一种光伏电站组件全自动智能清洁设备制造技术

本发明专利技术涉及一种光伏电站组件全自动智能清洁设备，尤其涉及一种可应用于大型光伏电站的各种长短方阵光伏组件的高效除尘设备。光伏电站组件全自动智能清洁设备，包括清洁车、机电制动系统和智能控制系统。机电制动系统包括供电单元、支臂单元、清洁单元，可针对光伏组件表面实施具备多个自由度的清洁与吸尘功能，智能控制系统包括感知单元、处理单元、遥控单元，可实现清洁车和清洁机构的全自动、实时、可遥控的高精准度控制。本发明专利技术使清洁设备智能化，能够在各种路面状况下针对各种长短方阵进行一遍式高效除尘，安全、稳定、可靠、全自动化，有效解决了现有技术中过分依赖人力监管进行清洁以及在大型光伏电站中清洁效率较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对光伏电站组件进行全自动智能清洁的设备，尤其涉及一种可应用于大型光伏电站的各种长短方阵光伏组件的高效除尘设备。
技术介绍
太阳能作为一种绿色能源，以其永不衰竭、环保安全、无地域限制等优点广泛应用于各个领域。在太阳能光伏发电的实际应用中，光伏组件作为发电最重要的单元，其输出功率受阳光光照强度的直接影响。风沙、尘土、积雪等落到光伏组件的表面后，降低光线透射率，导致光电转换效率大幅降低，此问题在风沙较大的中西部地区尤为严重。因此，为了保持光伏电站的发电效率，对光伏电站光伏组件的清洁至关重要，光伏电站光伏组件的清洁工作成为光伏电站建设不可或缺的一个关键环节。目前清洁光伏组件大多还是用人工清洁，人工清洁方式包括水冲清洁和拖把清洁，其缺点是易受环境条件限制，工作量繁重，清洁效率低，清洁效果差，运营成本高。特别是在我国中西部地区，多风少雨，水源匮乏，人力缺少，人工清洁难以实施。针对人工清洁的弊端，目前已有一些光伏组件自动清洁装置，根据其工作特点可分为两类:第一类属于单组光伏组件清洁设备，其装设在单组光伏组件表面上，进行定时清洁，例如中国专利“太阳能光伏电池板组件表面清洁装置(CN102303025A)”，其冲洗部在单个组件表面往复运动，同时喷出高压水汽除尘，因此该设备在缺水地区并不适用，同时由于高成本，在光伏电站中难以推广。第二类属于群组光伏组件清洁设备，其以移动机车为载体，在机车行走过程中对多组光伏组件表面实施清洁，是光伏电站光伏组件清洁的首选方案。例如中国专利“一种太阳能电池板清洁设备(CN202105809U)”，但该专利以移动机车前部为载体安装清洁机构，放大了凹凸不平的地形表面，无法保证组件安全。因此，安全性、稳定性是群组光伏组件清洁设备必须考虑的关键问题。对于几十乃至数百兆瓦以上的大规模光伏电站，光伏组件数量庞大，场地面积广阔，因此对群组光伏组件清洁设备的要求也更为苛刻，主要指标有三个:第一是工作效率，即单位时间内能够清洁多大数目的光伏组件，工作效率越高，经济效益越大；第二是智能化程度，即设备在复杂环境下安全自动工作的能力，例如能够针对凹凸不平的地形表面进行自适应调整，以及能够对光伏组件表面进行感知、识别、判断和调整，智能化程度越高，人工干涉越少；第三是可靠性程度，即设备在某一时间段内的无故障率。可靠性越高，设备可连续性工作的能力越强，人工维修的次数越少。目前现有的群组光伏组件清洁设备自动化能力较低，许多需要人工干预和人工看管，尚无全自动化型设备产品，智能化程度明显较低，经常出现清洁过程中损坏光伏组件的现象，且其工作效率对于大型光伏电站仍然有待提闻。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:针对现有群组光伏组件清洁设备中存在的不足，提供一种全自动化、智能、高效、安全的光伏电站组件全自动智能清洁设备，解决了现有技术中的清洁设备智能化和自动化程度不够高、清洁车对路面自适应能力差、工作效率低、安全性差的技术问题，特别适用于大型光伏电站中各种长短方阵光伏组件的清洁。本专利技术技术解决方案:一种光伏电站组件全自动智能清洁设备包括:全自动遥控清洁车1、与所述全自动遥控清洁车I连接的全自动遥控清洁机构；所述全自动遥控清洁机构包括机电制动系统和智能控制系统，所述机电制动系统包括供电单元2、支臂单元3、清洁单元4,为清洁功能的机械实施部分；所述智能控制系统包括感知单元5、处理单元6、遥控单元7,处理单元6分别与支臂单元3、清洁单元4、感知单元5和全自动遥控清洁车I连接，用于全自动遥控清洁车I和全自动遥控清洁机构的自动控制；所述清洁单元4与支臂单元3相连接；所述感知单元5固定于清洁单元4上；所述支臂单元3具备三个自由度，即水平旋转、垂直旋转和伸缩；所述清洁单元具有两个自由度，实时调整自身的转动方向和与光伏电站组件表面的平行方向；所述供电单元2分别向支臂单元3、清洁单元4、感知单元5和处理单元6分配所需电压和功率；在遥控单元7的遥控模式为全自动模式时，自动遥控清洁车I通过处理单元6接收到遥控单元7所发送的遥控指令后行驶到所需位置，与光伏电站组件方向对正，进行清洁工作，所述全自动模式，在一组光伏电站组件的清洁过程中，无需人工干预；清洁过程中，感知单元5将感知到清洁单元4的倾斜角度及与光伏电站组件表面的距离，并实时传输给处理单元6 ;处理单元6对清洁单元4的倾斜角度及清洁单元4与光伏电站组件表面的距离值进行处理，发送指令控制支臂单元3和清洁单元4的工作状态和工作频率，控制支臂单元3和清洁单元4协同工作；同时处理单元6包含智能控制算法，智能控制算法根据感知单元5的感知数据，实时判断清洁单元4与光伏电站组件是否保持正常工作距离，如果全自动遥控清洁车I在行驶过程中遇到路面不平发生起伏时，则控制支臂单元3和清洁单元4实时自动调整位置和角度，保证不损伤光伏电站组件表面；清洁单元4工作过程中同时使用辊刷和吸尘两种清洁方式，无需水源。所述遥控单元7的遥控模式还包括手动模式和故障自检模式；所述手动模式，支持人工调整支臂单元和清洁单元的工作状态；所述故障自检模式是指对支臂单元3、清洁单元4、感知单元5和处理单元6的连接状态、工作参数、运行状态进行自检，自检完毕后通过处理单元向用户反馈自检结果。所述智能控制算法实时判断清洁单元4是否与光伏电站组件保持正常工作距离包括:实时判断清洁单元4是否与光伏电站组件宽度保持匹配覆盖，实时判断清洁单元4是否与光伏电站组件表面过近或过远，实时判断清洁单元4是否与光伏电站组件表面对正和平行。所述支臂单元3与清洁单元4均安装于全自动遥控清洁车I的中部。所述的全自动遥控清洁车I包括机车底盘1.3、行走机构控制系统1.4、行走机构和旋转盘1.5，其中所述行走机构包括机车履带1.1、机车履带驱动器1.2 ;机车底盘1.3中部设有可360°水平转动的旋转盘1.5 ;机车底盘1.3下设置有行走机构，机车底盘1.3上设置有行走机构控制系统1.4。所述的支臂单元3具备三个自由度具体是悬臂3.1的水平旋转、悬臂3.1的垂直旋转和副悬臂3.6的伸缩，它包括悬臂3.1、水平转动电动机3.2、垂直转动电动机3.3、双向回转支撑减速机3.4、悬臂气动支撑部件3.5、副悬臂3.6、副悬臂电动机3.7、副悬臂减速机3.8和副悬臂气动支撑部件3.9 ;悬臂3.1分别与水平转动电动机3.2、垂直转动电动机3.3、双向回转支撑减速机3.4相连接；副悬臂3.6通过副悬臂减速机3.8与副悬臂电动机3.7相连接，悬臂3.1与全自动遥控清洁车I之间配有悬臂气动支撑部件3.5，副悬臂3.6与悬臂3.1之间配有副悬臂气动支撑部件3.9。所述的清洁单元4包括清洁辊4.1、防护罩4.2、进气口 4.3、清洁辊电机4.4、挡风板4.5)、导管4.6、辊刷倾角减速机4.7、辊刷倾角电机4.8、支架4.9和吸尘器4.10 ;清洁辊4.1与清洁辊电机4.4相连接；导管4.6与清洁辊4.1末端相连接，吸尘器4.10安置于支臂单元3中；进气孔4.3通过导管4.6进入到吸尘器4.10中；清洁辊4.1外部罩有防护罩4.2，清洁辊4.1与防护罩4.2之间通过支架4.9固定，防护罩4.2尾侧安装有清洁辊电机4.4 ;清洁辊4.1与防护罩4.2之间的空隙内设有挡风板4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站组件全自动智能清洁设备,其特征在于包括：全自动遥控清洁车（1）、与所述全自动遥控清洁车（1）连接的全自动遥控清洁机构；所述全自动遥控清洁机构包括机电制动系统和智能控制系统，所述机电制动系统包括供电单元（2）、支臂单元（3）、清洁单元（4），为清洁功能的机械实施部分；所述智能控制系统包括感知单元（5）、处理单元（6）、遥控单元（7），处理单元（6）分别与支臂单元（3）、清洁单元（4）、感知单元（5）和全自动遥控清洁车（1）连接，用于全自动遥控清洁车（1）和全自动遥控清洁机构的自动控制；所述清洁单元（4）与支臂单元（3）相连接；所述感知单元（5）固定于清洁单元（4）上；所述支臂单元（3）具备三个自由度，即水平旋转、垂直旋转和伸缩；所述清洁单元具有两个自由度，实时调整自身的转动方向和与光伏电站组件表面的平行方向；所述供电单元（2）分别向支臂单元（3）、清洁单元（4）、感知单元（5）和处理单元（6）分配所需电压和功率；在遥控单元（7）的遥控模式为全自动模式时，自动遥控清洁车（1）通过处理单元（6）接收到遥控单元（7）所发送的遥控指令后行驶到所需位置，与光伏电站组件方向对正，进行清洁工作，所述全自动模式，在一组光伏电站组件的清洁过程中，无需人工干预；清洁过程中，感知单元（5）将感知到清洁单元（4）的倾斜角度及与光伏电站组件表面的距离，并实时传输给处理单元（6）；处理单元（6）对清洁单元（4）的倾斜角度及清洁单元（4）与光伏电站组件表面的距离值进行处理，发送指令控制支臂单元（3）和清洁单元（4）的工作状态和工作频率，控制支臂单元（3）和清洁单元（4）协同工作；同时处理单元（6）包含智能控制算法，智能控制算法根据感知单元（5）的感知数据，实时判断清洁单元（4）与光伏电站组件是否保持正常工作距离，如果全自动遥控清洁车（1）在行驶过程中遇到路面不平发生起伏时，则控制支臂单元（3）和清洁单元（4）实时自动调整位置和角度，保证不损伤光伏电站组件表面；清洁单元（4）工作过程中同时使用辊刷和吸尘两种清洁方式，无需水源。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站组件全自动智能清洁设备，其特征在于包括:全自动遥控清洁车(I)、与所述全自动遥控清洁车(I)连接的全自动遥控清洁机构；所述全自动遥控清洁机构包括机电制动系统和智能控制系统，所述机电制动系统包括供电单元(2)、支臂单元(3)、清洁单元(4)，为清洁功能的机械实施部分；所述智能控制系统包括感知单元(5)、处理单元(6)、遥控单元(7)，处理单元(6)分别与支臂单元(3)、清洁单元(4)、感知单元(5)和全自动遥控清洁车(I)连接，用于全自动遥控清洁车(I)和全自动遥控清洁机构的自动控制；所述清洁单元(4)与支臂单元(3)相连接；所述感知单元(5)固定于清洁单元(4)上；所述支臂单元(3)具备三个自由度，即水平旋转、垂直旋转和伸缩；所述清洁单元具有两个自由度，实时调整自身的转动方向和与光伏电站组件表面的平行方向；所述供电单元(2)分别向支臂单元(3)、清洁单元(4)、感知单元(5)和处理单元(6)分配所需电压和功率； 在遥控单元(7 )的遥控模式为全自动模式时，自动遥控清洁车(I)通过处理单元(6 )接收到遥控单元(7)所发送的遥控指令后行驶到所需位置，与光伏电站组件方向对正，进行清洁工作，所述全自动模式，在一组光伏电站组件的清洁过程中，无需人工干预；清洁过程中，感知单元(5)将感知到清洁单元(4)的倾斜角度及与光伏电站组件表面的距离，并实时传输给处理单元(6);处理单元(6)对清洁单元(4)的倾斜角度及清洁单元(4)与光伏电站组件表面的距离值进行处理，发送指令控制支臂单元(3)和清洁单元(4)的工作状态和工作频率，控制支臂单元(3)和清洁单元(4)协同工作；同时处理单元(6)包含智能控制算法，智能控制算法根据感知单元(5)的感知数据，实时判断清洁单元(4)与光伏电站组件是否保持正常工作距离，如果全自动遥控清洁车(I)在行驶过程中遇到路面不平发生起伏时，则控制支臂单元(3)和清洁单元(4)实时自动调整位置和角度，保证不损伤光伏电站组件表面；清洁单元(4)工作过程中同时使用辊刷和吸尘两种清洁方式，无需水源。2.根据权利要求1所述的光伏电站组件全自动智能清洁设备，其特征在于:所述遥控单元(7)的遥控模式还包括手动模式和故障自检模式；所述手动模式，支持人工调整支臂单元和清洁单元的工作状态；所述故障自检模式是指对支臂单元(3)、清洁单元(4)、感知单元(5)和处理单元(6)的连 接状态、工作参数、运行状态进行自检，自检完毕后通过处理单元向用户反馈自检结果。3.根据权利要求1所述的光伏电站组件全自动智能清洁设备，其特征在于:所述智能控制算法实时判断清洁单元(4)是否与光伏电站组件保持正常工作距离包括:实时判断清洁单元(4)是否与光伏电站组件宽度保持匹配覆盖，实时判断清洁单元(4)是否与光伏电站组件表面过近或过远，实时判断清洁单元(4)是否与光伏电站组件表面对正和平行。4.根据权利要求1所述的光伏电站组件全自动智能清洁设备，其特征在于:所述支臂单元(3)与清洁单元(4)均安装于全自动遥控清洁车(I)的中部。5.根据权利要求1所述的一种光伏电站组件全自动智能清洁设备，其特征在于:所述的全自动遥控清洁车(I)包括机车底盘(1.3)、行走机构控制系统(1.4)、行走机构和旋转盘(1.5)，其中所述行走机构包括机车履带(1.1)、机车履带驱动器(1.2);机车底盘(1.3)中部设有可360°水平转动的旋转盘(1.5);机车底盘(1.3)下设置有行走机构，机车底盘(1.3)上设置有行走机构控制系统(1.4)。6.根据权利要求1所述的一种光伏电站组件全自动智能清洁设备，其特征在于:所述的支臂单元(3)具备三个自由度具体是悬臂(3.1)的水平旋转、悬臂(3.1)的垂直旋转和副悬臂(3.6)的伸缩，它包括悬臂(3.1)、水平转动电动机(3.2)、垂直转动电动机(3.3)、双向回转支撑减速机(3.4)、悬臂气动支撑部件(3.5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：武立轩，刘京京，张玉栋，陈万通，
申请(专利权)人：北京安必信能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：