基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统,该系统包括太阳能光伏集热系统及自动清洁系统。本发明专利技术的效果是该系统具有发电、集热、自动清洁等功能，根据荷叶疏水性原理通过滑轮组件和喷淋管等装置可实现自动清洁，提高太阳能的利用率。该系统的驱动电机、水泵、控制器等用电设备均由太阳能光伏板储存电量供应，无需另接电源。该系统中装有控制枢纽，在某些突发情况下，可人为控制。清洁过程中所用热水、电量均由系统自身提供，符合环保、节能、可持续理念。

Self cleaning solar photovoltaic system based on the principle of hydrophobicity of lotus leaf

The invention provides a self cleaning solar photovoltaic heat collecting system based on lotus leaf hydrophobicity principle, which comprises a solar photovoltaic collector system and an automatic cleaning system. The effect of the invention is that the system has the functions of power generation, heat collection, automatic cleaning and so on. According to the lotus leaf hydrophobicity principle, the device can automatically clean and improve the utilization ratio of solar energy through pulley components and spray pipes. The driving motor, water pump, controller and other electrical equipment of the system are all supplied by the solar photovoltaic board, without the need for another power supply. The system is equipped with a control hub and can be controlled in some unexpected situations. The hot water and electricity used in the cleaning process are provided by the system itself, which is in line with the concept of environmental protection, energy saving and sustainable development.

【技术实现步骤摘要】
基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统
本专利技术属于建筑节能与可再生能源利用领域，重点在太阳能光伏集热
,具体为一种基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统。
技术介绍
随着当今世界能源危机的到来，人类对太阳能等可再生能源越发重视，因此如何提高太阳能利用率成为首要问题。在现实生活中太阳能光伏板表面会堆积一层灰尘，降低太阳能利用率。当前自动除尘系统的除尘工具大多采用质地柔软的毛刷，其缺点在于清洁效率会随时间而降低，雨天无法工作，并且会不可避免地在光伏板表面上留下划痕。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统，以解决现有除尘系统通过毛刷来回擦拭清理灰尘，易划伤太阳能光伏板表面及雨天清洁效率下降等问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统，其中包括太阳能光伏集热系统以及自动清洁系统,所述光伏集热系统包括太阳能光伏板和集热水管，所述太阳能光伏板安装在保温框上，且与外界光伏回路相连输送电能，在保温框与太阳能光伏板之间紧贴太阳能光伏板处装有集热水管，所述集热水管一端接在自来水管处，另一端与储水箱相连接；所述自动清洁系统包括喷淋管、小型水泵、驱动电机、光传感器、温度传感器、喷淋管支撑台、滑轮组、传送带、刮水刷片以及清洁剂喷射装置，所述驱动电机布置在保温框边框上专设的装置平台上，所述刮水刷片设在保温框上边框上，与光伏板表面紧贴，喷淋管设在保温框上边缘的支撑台上，两个光传感器分别安装在太阳能光伏板表面玻璃板的内外两侧，温度传感器设在太阳能光伏板表面，喷淋管与小型水泵相接，小型水泵放在保温框上边框底部的平台上，清洁剂喷射装置通过螺钉连接紧贴在保温框的下边框上，所述光传感器、温度传感器、小型水泵、以及驱动电机与控制器电气连接，所述控制器放置在太阳能光伏板的上方的可通往自来水管、储水箱以及小型水泵的三通处，所述控制器与太阳能光伏板、蓄电池电气连接。本专利技术的效果是：(1)在太阳能光伏板表面敷设一层疏水荷叶膜，所述疏水荷叶膜是一种由高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、光稳定剂及复合抗氧剂等材料合成的高分子膜，具有跟荷叶相似的超疏水性，当水流从上面流过时会带走上面的灰尘且不留痕迹。(2)所述系统为光伏光热一体化系统，其内部各组件配置已优化。太阳能光伏板散热量加热集热水管，使集热水管中的水流升温供给用户使用，同时降低光伏板表面温度；喷淋管喷水冲刷光伏板表面，在清洁的同时也是光伏板表面温度降低，从而提高太阳能利用率。(3)光伏板表面装有温度传感器，喷淋管一般情况下与自来水管相接，当温度低于设定值(一般采用5℃，具体数值按需设定)时，会自动抽取储水箱中的热水，以热水冲刷太阳能光伏板表面，以避免冷水冲刷导致光伏板表面结冰。在夏季，如果光伏板表面温度过高时，水泵也会自动运行，抽取自来水对光伏板表面进行降温。(4)储水箱中装有热水器，当阴雨天或大雾天气等太阳光照不足时，可利用储水箱为用户持续提供热水。(5)所述太阳能光伏板角度可调，可根据当地的最佳倾角进行合理设置以适应不同地区。通过三角形支架上调节杆在滑槽内的移动来调节角度，然后由螺栓固定，具体角度可根据滑槽上的刻度来确定。(6)所述刮水刷片材料为氯丁橡胶、三元乙丙橡胶等材料制成，对光伏板表面无伤害。在保温框下边框上装有清洁剂喷射装置，可定时喷射，一般可设置为每月一次，也可按需设置喷射，用来清理光伏板表面可能存在的油污，在装置背面有一按钮，可人为控制喷射。(7)所述驱动电机、水泵、控制器等用电设备均由太阳能光伏板储存电量供应，无需另接电源。(8)系统中装有控制器，在某些突发情况下，可人为控制干预。附图说明图1是本专利技术的基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统结构示意图；图2是图1的右视图；图3是图1的前视图；图4是本专利技术的保温框内部集热水管纵截面图；图5是本专利技术的喷淋管详图；图6是本专利技术的水流流向图；图7是本专利技术的太阳能电量流向图；图8a是本专利技术的装有两组热水管路的系统整体结构图；图8b是本专利技术的热水管路在保温框内的整体示意图；图8c是本专利技术的热水管路在储水箱内的整体示意图。图中：1.控制器2.水管3.喷淋管4.喷淋管支撑台5-1.滑轮a5-2.滑轮b5-3.滑轮c5-4.滑轮d6.集热水管7.储水箱8.三角支架9.滑槽10.定位孔11.定位螺栓12.保温框13.清洁剂喷射装置14.传动杆15.导向块16.光传感器17-1.传送带a17-2.传送带b18.太阳能光伏板19.刮水刷片20.驱动电机21.温度传感器22.小型水泵23.喷头24.转轴25.调节杆26.疏水荷叶膜具体实施方式下面结合附图对本专利技术基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统进行详细描述。如图1-8c所示，本专利技术基于荷叶疏水性原理的可自动除尘太阳能光伏集热系统，包括太阳能光伏集热系统及自动清洁系统,所述光伏集热系统包括太阳能光伏板18和集热水管6，所述太阳能光伏板18安装在保温框12上，且与外界光伏回路相连输送电能，在保温框12与太阳能光伏板18之间紧贴太阳能光伏板18处装有集热水管6，所述集热水管6一端接在自来水管处，另一端与储水箱7相连接；所述自动清洁系统包括喷淋管3、小型水泵22、驱动电机20、光传感器16、温度传感器21、喷淋管支撑台4、滑轮a5-1、滑轮b5-2、滑轮c5-3、滑轮d5-4、传送带a17-1、传送带b17-2、刮水刷片19以及清洁剂喷射装置13，所述驱动电机20布置在保温框12边框上专设的装置平台上，所述刮水刷片19设在保温框12的上边框上，与光伏板18表面紧贴，喷淋管3放置在保温框12上边框的喷淋管支撑台4上，两个光传感器16分别安装在太阳能光伏板18表面玻璃板的内外两侧，温度传感器21设在太阳能光伏板18表面，喷淋管3与小型水泵22相接，小型水泵22放在保温框12上边框底部的平台上，清洁剂喷射装置13通过螺钉连接紧贴在保温框12的下边框上，所述光传感器16、温度传感器21、小型水泵22、以及驱动电机20与控制器1电气连接，所述控制器1放置在太阳能光伏板18上方的可通往自来水管、储水箱7以及小型水泵22的三通处，所述控制器1与太阳能光伏板18蓄电池电气连接。所述太阳能光伏板18倾斜角度可调，所述太阳能电池板18通过三角形支架8上的调节杆25在滑槽9内移动，调节杆25通过转轴24的转动来调节角度，调节杆25通过定位螺栓11固定在定位孔10内，在滑槽9的槽面上设有倾斜角度的刻度。所述太阳能光伏板18表面敷设一层疏水荷叶膜，所述刮水刷片19采用氯丁橡胶或三元乙丙橡胶材料制作。本专利技术基于荷叶疏水性原理的可自动除尘的太阳能光伏集热系统功能是这样实现的：如图1、图2所示，保温框12整体嵌在三角形支架8上，三角形支架8上有专门的凹槽来放置保温框12。三角形支架用不锈钢材料制作，直接放置在平整的地面上即可，也可在支架内部增加重物以增加其稳定性。所述三角形支架8角度可调，从而可以调节太阳能光伏板18的倾斜角，可适应不同地区(经纬度、海拔等)，所述太阳能电池板18通过三角形支架8上调节杆25在滑槽9内的移动以及调节杆25在转轴24作用下转动来调节角度，然后由定位螺栓11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统，其特征是:包括太阳能光伏集热系统及自动清洁系统,所述光伏集热系统包括太阳能光伏板(18)和集热水管(6)，所述太阳能光伏板(18)安装在一个保温框(12)上，且与外界光伏回路相连输送电能，在保温框(12)与太阳能光伏板(18)之间紧贴太阳能光伏板(18)处装有集热水管(6)，所述集热水管(6)一端接在自来水管处，另一端与储水箱(7)相连接；所述自动清洁系统包括喷淋管(3)、小型水泵(22)、驱动电机(20)、光传感器(16)、温度传感器(21)、喷淋管支撑台(4)、滑轮a(5‑1)、滑轮b(5‑2)、滑轮c(5‑3)、滑轮d(5‑4)、传送带a(17‑1)、传送带b(17‑2)、刮水刷片(19)以及清洁剂喷射装置(13)，所述驱动电机(20)布置在保温框(12)边框上专设的装置平台上，所述刮水刷片(19)设在保温框(12)上边框上，与太阳能光伏板(18)表面紧贴，喷淋管(3)放置在保温框(12)上边框的喷淋管支撑台(4)上，两个光传感器(16)分别安装在太阳能光伏板(18)表面玻璃板的内外两侧，温度传感器(21)设在太阳能光伏板(18)表面，喷淋管(3)与小型水泵(22)相接，小型水泵(22)放在保温框(12)上边框底部的平台上，清洁剂喷射装置(13)通过螺钉连接紧贴在保温框(12)的下边框上，所述光传感器(16)、温度传感器(21)、小型水泵(22)、以及驱动电机(20)与控制器(1)电气连接，所述控制器(1)布置在太阳能光伏板(18)的上方的可通往自来水管、储水箱(7)以及小型水泵(22)的三通处，所述控制器(1)与太阳能光伏板(18)蓄电池电气连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于荷叶疏水性原理的自清洁太阳能光伏集热系统，其特征是:包括太阳能光伏集热系统及自动清洁系统,所述光伏集热系统包括太阳能光伏板(18)和集热水管(6)，所述太阳能光伏板(18)安装在一个保温框(12)上，且与外界光伏回路相连输送电能，在保温框(12)与太阳能光伏板(18)之间紧贴太阳能光伏板(18)处装有集热水管(6)，所述集热水管(6)一端接在自来水管处，另一端与储水箱(7)相连接；所述自动清洁系统包括喷淋管(3)、小型水泵(22)、驱动电机(20)、光传感器(16)、温度传感器(21)、喷淋管支撑台(4)、滑轮a(5-1)、滑轮b(5-2)、滑轮c(5-3)、滑轮d(5-4)、传送带a(17-1)、传送带b(17-2)、刮水刷片(19)以及清洁剂喷射装置(13)，所述驱动电机(20)布置在保温框(12)边框上专设的装置平台上，所述刮水刷片(19)设在保温框(12)上边框上，与太阳能光伏板(18)表面紧贴，喷淋管(3)放置在保温框(12)上边框的喷淋管支撑台(4)上，两个光传感器(16)分别安装在太阳能光伏板(18)表面玻璃板的内外两侧，温度传感器(21)设在太阳能光伏板(18)表面，喷淋管(3)与小型水泵(22)相接，小型水泵(22)放在保温框(12)上边框底部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚万祥，郑智淼，张春晓，许春峰，李赛男，李宪莉，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津,12