本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池板清潔設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能電池板清潔機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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太陽(yáng)能電池板是通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，大部分太陽(yáng)能電池板的主要材料為“硅”，但因制作成本很大，以至于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。相對(duì)于普通電池和可循環(huán)充電電池來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池屬于更節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。

太陽(yáng)能電池板容易損壞主要是因?yàn)殡姵匕灏惭b在戶(hù)外，充滿風(fēng)沙、浮灰，而且現(xiàn)在環(huán)境污染嚴(yán)重，基本都是油灰，這些雜質(zhì)嚴(yán)重阻擋了太陽(yáng)能電池板吸收陽(yáng)光，降低電池板工作效率。春灰夏泥、秋霜冬雪，一年四季的灰塵和北方獨(dú)特的風(fēng)沙，如果沒(méi)有及時(shí)清洗的話，太陽(yáng)能電池板不僅對(duì)太陽(yáng)能的吸收減弱，還容易產(chǎn)生局部燒壞，從而影響發(fā)電系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)前太陽(yáng)能電池板清洗的主要方式分為人工水洗和清洗車(chē)清洗。人工清洗效果不佳且清潔人員工作量巨大、清洗效率低、企業(yè)人工成本過(guò)高；清洗車(chē)清洗方式由于地形和供水條件限制，不能滿足所有的光伏電站的清洗要求且清洗效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種全天候全自動(dòng)無(wú)水清潔太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔機(jī)器人系統(tǒng)，不需要水就能進(jìn)行清理工作，能保持太陽(yáng)能板干凈和能源轉(zhuǎn)化高效率的技術(shù)方案：

一種太陽(yáng)能電池板清潔機(jī)器人系統(tǒng)，主體為太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板的規(guī)格為165x99cm,最大輸出功率為255W，采用10x 2的組合方式構(gòu)成，太陽(yáng)能電池板上設(shè)置有清潔機(jī)器人系統(tǒng)，清潔機(jī)器人系統(tǒng)包括運(yùn)行軌道、清潔機(jī)器人、爬梯、牽引裝置及機(jī)器人主控盒，運(yùn)行軌道固定設(shè)置在太陽(yáng)能電池板上邊緣及下邊緣位置，運(yùn)行軌道之間垂直活動(dòng)設(shè)置有爬梯，爬梯上配合連接清潔機(jī)器人，爬梯頂部固定設(shè)置有牽引裝置及機(jī)器人主控盒，牽引裝置通過(guò)纜線與清潔機(jī)器人配合連接，機(jī)器人主控盒分別與清潔機(jī)器人及牽引裝置電連接。

作為優(yōu)選，清潔機(jī)器人包括矩形框架及清掃滾筒，矩形框架頂部通過(guò)纜線與牽引裝置連接，矩形框架內(nèi)部以平行排布的方式活動(dòng)設(shè)置有兩個(gè)清掃輥筒，清掃輥筒中軸線方向與所述運(yùn)行軌道保持平行，清掃輥筒由內(nèi)至外依次設(shè)置定位軸、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)層及清潔層，定位軸固定設(shè)置在矩形框架內(nèi)部?jī)蓚?cè)，定位軸上固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)層內(nèi)側(cè)固定連接，旋轉(zhuǎn)層外部覆蓋清潔層。

作為優(yōu)選，還包括若干個(gè)限位探頭，限位探頭固定設(shè)置在運(yùn)行軌道及爬梯上，限位探頭通過(guò)導(dǎo)線分別與機(jī)器人主控盒電連接。

作為優(yōu)選，還包括包括機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置，機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置為大小與爬梯底部之間空隙輪廓相同的太陽(yáng)能電池板，固 定設(shè)置在爬梯底部之間空隙內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線與機(jī)器人主控盒電連接。

作為優(yōu)選，機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置安裝在爬梯底部超出運(yùn)行軌道部分的空隙內(nèi)，機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置的上表面與太陽(yáng)能電池板處于相同平面內(nèi)。

作為優(yōu)選，還包括?？總}(cāng)，?？總}(cāng)固定設(shè)置在爬梯頂部，?？總}(cāng)外部輪廓與清潔機(jī)器人輪廓相同，?？總}(cāng)頂部固定設(shè)置牽引裝置及機(jī)器人主控盒。

此太陽(yáng)能電池板清潔機(jī)器人系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

(1)清潔機(jī)器人從?？總}(cāng)駛出，在機(jī)器人主控盒作用下通過(guò)牽引裝置控制清潔機(jī)器人同步下降；

(2)清潔機(jī)器人下降的過(guò)程中，清掃滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行清潔，待目標(biāo)太陽(yáng)能電池板清潔完畢，繼續(xù)向下移動(dòng)，清潔機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置；

(3)底部的限位探頭檢測(cè)到清潔機(jī)器人運(yùn)行位置，表明已經(jīng)運(yùn)行到底部，反饋機(jī)器人主控盒停止轉(zhuǎn)動(dòng)清潔輥筒，同時(shí)控制牽引裝置將清潔機(jī)器人向上拉回位；

(4)頂部的限位探頭檢測(cè)到清潔機(jī)器人運(yùn)行位置，反饋機(jī)器人主控盒表明已經(jīng)運(yùn)行到頂部，牽引停止，同時(shí)左移或右移爬梯；

(5)限位探頭檢測(cè)到爬梯移動(dòng)經(jīng)過(guò)一個(gè)目標(biāo)太陽(yáng)能電池板的寬度，則移動(dòng)到位向機(jī)器人主控盒匯報(bào)自身的狀態(tài)；

(6)循環(huán)執(zhí)行，步驟(1)～步驟(5)；

(7)當(dāng)位于最左邊的限位探頭檢測(cè)到清潔機(jī)器人位置時(shí)，表明已經(jīng)運(yùn)行到最左側(cè)，則循環(huán)執(zhí)行，步驟(1)～步驟(5)，清潔機(jī)器人向 右返航，一直到位于最右邊的限位探頭檢測(cè)到清潔機(jī)器人位置時(shí)，表面已經(jīng)回到最右側(cè)；

(8)機(jī)器人主控盒控制清潔機(jī)器人入倉(cāng)并儲(chǔ)能，同時(shí)匯報(bào)自身的狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明主要通過(guò)運(yùn)行軌道、清潔機(jī)器人、爬梯、牽引裝置及機(jī)器人主控盒的配合使用，提供一種全天候全自動(dòng)無(wú)水清潔太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔機(jī)器人系統(tǒng)。采用智能化設(shè)計(jì)，無(wú)線群集方式通訊，可自主工作，也可通過(guò)中央服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控。該機(jī)器人自身采用太陽(yáng)能電池供電，對(duì)目標(biāo)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行清潔的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的太陽(yáng)能供電板進(jìn)行清潔，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)免維護(hù)工作。

(2)本發(fā)明提供一種無(wú)水式的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，無(wú)需水就可以對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行清潔?？蓮V泛適用于極端惡劣氣候地區(qū)的光伏電站太陽(yáng)能電池板的無(wú)水清潔。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明清掃輥筒橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種太陽(yáng)能電池板清潔機(jī)器人系統(tǒng)，主體為太陽(yáng)能電池板1，太陽(yáng)能電池板1的規(guī)格為165x99cm,最大輸出功率為 255W，采用10x2的組合方式構(gòu)成，太陽(yáng)能電池板1上設(shè)置有清潔機(jī)器人系統(tǒng)，清潔機(jī)器人系統(tǒng)包括運(yùn)行軌道2、清潔機(jī)器人3、爬梯4、牽引裝置5及機(jī)器人主控盒6，運(yùn)行軌道2固定設(shè)置在太陽(yáng)能電池板1上邊緣及下邊緣位置，運(yùn)行軌道2之間垂直活動(dòng)設(shè)置有爬梯4，爬梯4上配合連接清潔機(jī)器人3，爬梯4頂部固定設(shè)置有牽引裝置5及機(jī)器人主控盒6，牽引裝置5通過(guò)纜線7與清潔機(jī)器人3配合連接，機(jī)器人主控盒6分別與清潔機(jī)器人3及牽引裝置5電連接。通過(guò)運(yùn)行軌道2、清潔機(jī)器人3、爬梯4、牽引裝置5及機(jī)器人主控盒6的配合使用，提供一種全天候全自動(dòng)無(wú)水清潔太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔機(jī)器人系統(tǒng)。采用智能化設(shè)計(jì)，無(wú)線群集方式通訊，可自主工作，也可通過(guò)中央服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控。該機(jī)器人自身采用太陽(yáng)能電池供電，對(duì)目標(biāo)太陽(yáng)能電池板1進(jìn)行清潔的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的太陽(yáng)能供電板進(jìn)行清潔，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)免維護(hù)工作。

其中的清潔機(jī)器人3包括矩形框架3a及清掃滾筒3b，矩形框架3a頂部通過(guò)纜線7與牽引裝置5連接，矩形框架3a內(nèi)部以平行排布的方式活動(dòng)設(shè)置有兩個(gè)清掃輥筒3b，清掃輥筒3b中軸線方向與運(yùn)行軌道保持平行，如圖2所示，清掃輥筒3b由內(nèi)至外依次設(shè)置定位軸3b1、旋轉(zhuǎn)電機(jī)3b2、旋轉(zhuǎn)層3b3及清潔層3b4，定位軸3b1固定設(shè)置在矩形框架3a內(nèi)部?jī)蓚?cè)，定位軸3b1上固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)3b2，旋轉(zhuǎn)電機(jī)3b2的旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)層3b3內(nèi)側(cè)固定連接，旋轉(zhuǎn)層3b3外部覆蓋清潔層3b4。

與此同時(shí)，還包括若干個(gè)限位探頭8、機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置9 及?？總}(cāng)10，限位探頭8固定設(shè)置在運(yùn)行軌道2及爬梯4上，限位探頭8通過(guò)導(dǎo)線分別與機(jī)器人主控盒6電連接。機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置9為大小與爬梯4底部之間空隙輪廓相同的太陽(yáng)能電池板，固定設(shè)置在爬梯4底部之間空隙內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線與機(jī)器人主控盒6電連接。并且機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置9安裝在爬梯4底部超出運(yùn)行軌道2部分的空隙內(nèi)，機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置9的上表面與太陽(yáng)能電池板1處于相同平面內(nèi)。?？總}(cāng)10固定設(shè)置在爬梯4頂部，停靠倉(cāng)10外部輪廓與清潔機(jī)器人3輪廓相同，?？總}(cāng)10頂部固定設(shè)置牽引裝置5及機(jī)器人主控盒6。提供一種無(wú)水式的太陽(yáng)能電池板1自動(dòng)清潔系統(tǒng)，無(wú)需水就可以對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行清潔?？蓮V泛適用于極端惡劣氣候地區(qū)的光伏電站太陽(yáng)能電池板的無(wú)水清潔。

整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)自身采用太陽(yáng)能供電，鋰電池儲(chǔ)能，433MHZ短距離通訊+GPRS長(zhǎng)距離通訊，可工作于全天候的及惡劣的氣候條件下(-40℃～+80℃)，自動(dòng)感知行動(dòng)位置，自動(dòng)感知?dú)夂驙顩r，風(fēng)力傳感，雨量傳感，溫度傳感，無(wú)線群集控制。無(wú)需人工干預(yù)，自動(dòng)感知運(yùn)行位置，自動(dòng)給太陽(yáng)能電池板1除塵，供電同樣來(lái)自太陽(yáng)能，每天自動(dòng)開(kāi)展清掃工作，采取從上至下，從左到右的運(yùn)行軌跡，用清掃輥筒3b高速旋轉(zhuǎn)的方式除塵。不需要水就能進(jìn)行清理工作。運(yùn)行過(guò)程中。在給目標(biāo)太陽(yáng)能板1除塵的同時(shí)，也自動(dòng)給自己的太陽(yáng)能電池板清潔。除塵完畢，自動(dòng)回倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)能和?？俊４蟠鬁p少了人工作業(yè)，有效提高了生產(chǎn)效率，提高現(xiàn)有的不帶清潔系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板1的電能轉(zhuǎn)換效率，增加發(fā)電量35％以上(按每天清潔運(yùn)行1次，1 年時(shí)間統(tǒng)計(jì))。尤其在現(xiàn)有的沙漠和高原山地地區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電廠的電池板布局情況下，太陽(yáng)電池板分布廣，沙塵侵襲頻繁，人工清潔難以實(shí)施，該自動(dòng)清洗機(jī)器人系統(tǒng)能極大地保持太陽(yáng)能板干凈和能源轉(zhuǎn)化高效率。

機(jī)器人主控盒6中的微電腦，實(shí)現(xiàn)下面幾個(gè)主要工作：

(1)清潔機(jī)器人3從?？總}(cāng)10駛出，在機(jī)器人主控盒6作用下通過(guò)牽引裝置5控制清潔機(jī)器人3同步下降；

(2)清潔機(jī)器人3下降的過(guò)程中，清掃輥筒3b轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行清潔，待目標(biāo)太陽(yáng)能電池板1清潔完畢，繼續(xù)向下移動(dòng)，清潔機(jī)器人太陽(yáng)能供電裝置9；

(3)底部的限位探頭8檢測(cè)到清潔機(jī)器人3運(yùn)行位置，表明已經(jīng)運(yùn)行到底部，反饋機(jī)器人主控盒6停止轉(zhuǎn)動(dòng)清潔輥筒3b，同時(shí)控制牽引裝置5將清潔機(jī)器人3向上拉回位；

(4)頂部的限位探頭8檢測(cè)到清潔機(jī)器人3運(yùn)行位置，反饋機(jī)器人主控盒6表明已經(jīng)運(yùn)行到頂部，牽引停止，同時(shí)左移或右移爬梯4；

(5)限位探頭8檢測(cè)到爬梯4移動(dòng)經(jīng)過(guò)一個(gè)目標(biāo)太陽(yáng)能電池板1的寬度，則移動(dòng)到位向機(jī)器人主控盒6匯報(bào)自身的狀態(tài)；

(6)循環(huán)執(zhí)行，步驟(1)～步驟(5)；

(7)當(dāng)位于最左邊的限位探頭8檢測(cè)到清潔機(jī)器人3位置時(shí)，表明已經(jīng)運(yùn)行到最左側(cè)，則循環(huán)執(zhí)行，步驟(1)～步驟(5)，清潔機(jī)器人3向右返航，一直到位于最右邊的限位探頭8檢測(cè)到清潔機(jī)器人3位置時(shí)，表面已經(jīng)回到最右側(cè)；

(8)機(jī)器人主控盒6控制清潔機(jī)器人3入倉(cāng)并儲(chǔ)能，同時(shí)匯報(bào)自身的狀態(tài)。

給所轄范圍內(nèi)的清潔機(jī)器人3發(fā)送相關(guān)的傳感器指令，以控制機(jī)器人在氣候條件不適宜工作時(shí)，進(jìn)行?？?。中心控制盒同時(shí)集成了GPRS/3G的通訊模塊，可以遠(yuǎn)程連接遠(yuǎn)端的服務(wù)器進(jìn)行通訊，可以匯報(bào)各個(gè)清潔機(jī)器人的工作狀態(tài)，也可以接受和傳達(dá)指令直接從遠(yuǎn)程控制清潔機(jī)器人3的動(dòng)作。

太陽(yáng)能電池板1的理論光電轉(zhuǎn)換效率為25％，實(shí)際為23％；受污染后發(fā)電效率降為15％-18％。因此電池板的清潔程度對(duì)發(fā)電效率和效益影響非常之大，解決清洗問(wèn)題勢(shì)在必行。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，以?xún)?nèi)蒙古地區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電廠的情況為例，按照一年的發(fā)電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如果能每個(gè)月進(jìn)行一次太陽(yáng)能電池板的清潔，可以提高轉(zhuǎn)化高效率10％；如果能每周進(jìn)行一次太陽(yáng)能電池板1的清潔，可以提高轉(zhuǎn)化高效率20％；如果能每天進(jìn)行一次太陽(yáng)能電池板1的清潔，可以提高轉(zhuǎn)化高效率35％

以一個(gè)典型的光伏發(fā)電廠為例，項(xiàng)目總裝機(jī)容量20MWP,占地面積約47公頃，一次建成，安裝多晶硅太陽(yáng)能板組建,工程建成投產(chǎn)后，平均年上網(wǎng)電量約3396.37萬(wàn)度。如果能每天自動(dòng)清潔，每年能增加超過(guò)三分之一的上網(wǎng)電量(35％)，即1188.6萬(wàn)度。經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益非常明顯。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的 技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。