一種光伏組件無水清洗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能光伏組件發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電量的多少主要取決于光伏組件數(shù)量、光伏組件效率、逆變器效率傳輸損耗、太陽輻照量、環(huán)境影響及運(yùn)維管理。而光伏組件表面污染是影響發(fā)電量主要原因，光伏組件表面污染會遮蔽到達(dá)光伏組件的光線，影響散熱，并且，具有酸堿性的灰塵沉積在光伏組件表面，長時間侵蝕后板面，使之粗糙不平。粗糙不平的組件表面更利于灰塵進(jìn)一步積聚，同時增加了陽光漫反射。
[0003]光伏電池板長期處于野外惡劣的氣候條件下，日積月累沉積在光伏電池板玻璃表面的塵土一般得不到及時清掃，形成了污垢，清理困難。特別是我國西部干旱少雨，沙塵天氣較多，大量的沙塵沉積在光伏組件表面大大阻擋和削弱了太陽光的穿透，粉塵吸收太陽能后還會導(dǎo)致光伏組件表面溫度升高，進(jìn)一步加劇光伏組件發(fā)電的效能的下降。據(jù)測量，在我國西部地區(qū)冬季，一個月沉積的沙塵若不及時清掃會導(dǎo)致光伏組件的發(fā)電量降低30%以上。部分含石灰?guī)r的沙土遇到下雨還會被雨水溶化并再次附著并沉積在玻璃表面上，逐漸在玻璃外表面形成了一層類似水垢的薄膜物質(zhì)，較難擦除，大大影響了玻璃的透光性能，導(dǎo)致太陽電池組件發(fā)電效率下降。
[0004]目前國內(nèi)外分別推出各種形式清理方法，如人工和機(jī)械清理。人工清理勞動強(qiáng)度大。而光伏組件清潔車采用汽車載噸級水罐，側(cè)面安裝大型雨刷器，在組件表面噴水雨刷器清洗組件表面，如圖3所示，在人的操控下利用龐大的雨刷臂對組件表面清洗，二次能源消耗嚴(yán)重，而且由于清洗過程中雨刷攜帶泥水在組件表面移動，易造成組件表面磨損，又由于車載組件清洗車體積大只能局限于大型、平原地面電站應(yīng)用，應(yīng)用受限，清洗成本非常高。
[0005]圖4是一款我國科技人員自主研發(fā)的“光伏組件清掃機(jī)器人”實現(xiàn)組件自動清洗，其清理原理采用毛刷滾動與光伏組件摩擦清理，易造成組件表面易磨損及沒有灰塵回收裝置易造成粉塵二次污染。
[0006]目前SunPower公司計劃將機(jī)器人清潔系統(tǒng)應(yīng)用于其開發(fā)的項目中，尤其是美國西部、中東及智利的電站項目，從而作為壓力清洗機(jī)和噴霧卡車的替代方案。據(jù)該公司發(fā)布的聲明稱，這款機(jī)器人可減少水的用量、節(jié)省資金并提高干燥多塵地區(qū)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，每年發(fā)電量最高提升15%。然而都存在如下共性:1、清理方法都是采用物理+化學(xué)+水清洗，組件表面易受損傷；2、二次耗能；3、不能天天及時清理；4、操作費(fèi)用高。
[0007]結(jié)合中國國情針對不同電站其應(yīng)用存在著非常大的差異，如中國西北地區(qū)的光伏電站，地區(qū)干旱缺水，據(jù)統(tǒng)計清洗光伏電池用水量(單次)多50噸/10MW，對于缺水地區(qū)又是一件兩難的現(xiàn)實問題，并且清理周期基于組件表面污染積累情況而定，而且不能保證及時清理，由此同樣也面臨著發(fā)電量的損失。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種光伏組件無水清洗裝置。本實用新型基于伯努利“邊界層表面效應(yīng)”及吸塵器原理，將清理光伏組件過程的“刮、撣、吸”基本功能集于一體。并且，本實用新型充分利用光伏組件不可利用的能源為自動組件無水清洗裝置提供動力，以光伏組件上邊框為軌道，清洗罩在光伏組件表面自動運(yùn)行進(jìn)行清理。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單。操作簡便，成本低，無組件表面磨損、無二次粉塵污染等情況，在無水條件下可以實現(xiàn)光伏組件的天天清洗。
[0009]本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]本實用新型光伏組件無水清洗裝置由清洗罩和可折疊?？考芙M成，清洗罩可移動對光伏組件進(jìn)行清洗；可折疊停靠架提供清洗罩的?？课恢?。清洗罩不工作時位于可折疊停靠架的上方，清洗罩工作時脫離可折疊停靠架移至到光伏組件上清洗光伏組件。
[0011]所述的清洗罩由上蓋、清洗罩框、密封條、上固定銷、下固定銷、平衡滑輪、驅(qū)動電機(jī)、導(dǎo)流槽、吸塵管道、吸氣孔、吸塵器、控制器，以及撣塵布等組成。
[0012]所述的清洗罩中，所述上蓋固定在清洗罩框的四個邊框上，防止雨、雪水進(jìn)入清洗罩內(nèi)，同時對清洗罩框起加固作用；清洗罩的上邊框上安裝有一臺驅(qū)動電機(jī)，兩個平衡滑輪分別安裝在上邊框的兩側(cè)；與上蓋相對的另一面為清洗罩的工作面；清洗罩工作面的左邊框和右邊框上安裝有密封條，清洗罩左邊框和右邊框上的密封條與光伏組件的表面緊密貼合；
[0013]在清洗罩工作面上，清洗罩的上邊框上開有導(dǎo)流槽；清洗罩的下邊框安裝有吸塵管道，吸塵管道與吸塵器連接，吸塵管道上開有吸氣孔；
[0014]在清洗罩工作面上，清洗罩的右邊框上安裝有上固定銷、下固定銷和控制器；控制器由儲能蓄電池、電機(jī)驅(qū)動電路和吸塵器控制電路組成；
[0015]其中儲能蓄電池的輸入端與控制器輸入彈性觸頭連接，當(dāng)清洗罩在可折疊?？考苌蠒r，控制器輸入彈性觸頭與儲能充電器輸出彈性觸頭接觸，對儲能蓄電池充電；儲能蓄電池的輸出端分別與電機(jī)驅(qū)動電路、吸塵器控制電路電源連接，為驅(qū)動電機(jī)和吸塵器提供能源。電機(jī)驅(qū)動電路的輸出與驅(qū)動電機(jī)連接、吸塵器控制電路的輸出與吸塵器連接。
[0016]一塊撣塵布固定在清洗罩工作面的四個邊框內(nèi)，撣塵布位于導(dǎo)流槽和吸塵管道上的吸氣孔的上方，撣塵布有一定的松弛度。
[0017]可折疊停靠架由?？客屑堋⑸瞎潭ɑ?、下固定粧、儲能充電器和粉塵回收管道組成。
[0018]可折疊?？考艿耐？客屑苌瞎潭ò惭b有上固定粧、下固定粧、儲能充電器和粉塵回收箱管道；其中上固定粧、下固定粧固定安裝在位于?？客屑艿纳?、下兩端，分別與清洗罩的上固定銷、下固定銷的位置對應(yīng)；儲能充電器固定在?？客屑苤胁坑覀?cè)邊緣處，與清洗罩的控制器位置對應(yīng)；粉塵回收箱管道安裝在?？客屑艿南虏?，與清洗罩的吸塵器位置對應(yīng)；?？客屑芡ㄟ^合頁固定在光伏組件的一側(cè)邊框上。
[0019]上固定粧和下固定粧內(nèi)均開有一個孔，該孔的尺寸與上固定銷、下固定銷適配。當(dāng)清洗罩移至可折疊?？考苌蠒r，上固定銷和下固定銷分別插入上固定粧和下固定粧的孔內(nèi)，將清洗罩固定在可折疊?？考苌?。為方便維護(hù)及通行需要，可折疊?？考芸烧郫B。
[0020]所述的儲能充電器的輸入與光伏方陣匯流母線連接，儲能充電器的輸出端與儲能充電器輸出彈性觸頭連接。
[0021]本實用新型的工作原理和工作過程如下:
[0022]將清洗罩上邊框的兩個平衡滑輪掛在光伏組件的上邊框上，以光伏組件的上邊框作為軌道，兩個平衡滑輪在驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下與光伏組件上邊框滾動，使清洗罩在光伏組件上平行移動，其左邊框和右邊框工作面上的密封條與光伏組件表面緊密貼合，對光伏組件表面進(jìn)行清理，起到“刮”的作用。
[0023]在清洗罩的吸塵器工作時，由于清洗罩左右邊框的密封條與光伏組件表面緊密貼合，氣流受限只能由導(dǎo)流槽進(jìn)入，并經(jīng)光伏組件與撣塵布之間通過吸氣孔由吸塵管道進(jìn)入吸塵器，由于氣體快速流過光伏組件與撣塵布之間，依據(jù)伯努利“邊界層表面效應(yīng)”原理，使撣塵布形成波形運(yùn)動規(guī)律，如同旗幟在風(fēng)的作用下擺動，在組件表面起到“撣”的作用，“撣”起的灰塵隨氣流經(jīng)吸氣孔、吸塵管道由吸塵器吸出，保留在吸塵器中。
[0024]當(dāng)光伏組件清洗完成之后，清洗罩通過驅(qū)動電機(jī)與光伏組件上邊框滾動，在平衡滑輪的控制下沿光伏組件的上邊框平行移動，清洗罩返回可折疊?？考苌贤？浚苊鈱M件遮擋。此時，清洗罩上固定銷插入可折疊?？考苌锨逑凑止潭ɑ挼目字校瑢⑶逑凑止潭ㄔ诳烧郫B?？考苌?；可折疊停靠架上的儲能充電器輸出彈性觸頭與清洗罩上控制器輸入彈性觸頭相連接，為控制器蓄能；清洗罩的吸塵器與可折疊?？考苌系姆蹓m回收管道對接，回收吸塵器中的粉塵，防止二次灰塵污染。
[0025]可折疊?？考艿耐？课煌屑芡ㄟ^合頁固定安裝在光伏組件一側(cè)的邊框，可通過手動或自動實現(xiàn)折疊，保障光伏組件方陣通道的暢通。
[0026]本實用新型光伏組件無水清洗裝置利用低于逆變器啟動電壓不能被逆變器轉(zhuǎn)化的能量，通過可折疊?？考苌系膬δ艹潆娖鹘o蓄電池儲能，并將蓄電池存儲能量對清洗罩上的控制器充電為電機(jī)和吸塵器供電。
[0027]本實用新型具有以下特點(diǎn):
[0028]?無水和化學(xué)試劑；
[0029]?結(jié)構(gòu)簡單，成本低；
[0030]?及時清理，在無雨雪的天氣條件下，每天早晚自動或人工命令不定時地清理光伏組件，避免灰塵淤積，特別是晚上的清理，可防止光伏組串表面結(jié)露或霧氣形成膠狀物體污垢，以保證每一天的最佳發(fā)電量；
[0031]?利用不可轉(zhuǎn)化能量，不增加能耗；
[0032]籲減少逆變器頻繁啟動次數(shù)。當(dāng)有光照時，光伏組件首先有輸出電壓，可很快滿足逆變器啟動條件，但此時輻照量有可能較低。逆變器啟動后組件輸出功率下降，逆變器快速退出啟動，此時逆變器會出現(xiàn)頻繁啟動現(xiàn)象，會對逆變器壽命帶來影響。由于儲能充電器接入光伏組件回路中，使低于逆變器啟動條件的光伏組件功率對儲能充電器充電，并實時監(jiān)測光伏組件輸出電壓、電流是否滿足逆變器啟動條件，如滿足則退出儲能充電器，此時逆變器一次完成啟動；
[0033]?無須人工操控；
[0034]?無二次粉塵污染。
[0035]本實用新型與其他清洗方法比較優(yōu)點(diǎn):
[0036]?本實用新型與組件清洗車比較，體積小、成本低、無人值守、可天天清洗、適應(yīng)性強(qiáng)，更重要的是無二次能源消耗，特別在干旱缺水地區(qū)是非常有意義的。
[0037]籲本實用