一种光伏电站智能清洁系统的制作方法

本发明涉及光伏电站技术领域，更具体地，涉及一种光伏电站智能清洁系统。

背景技术：

太阳能光伏发电站已经实现了大规模的建设与运营，由于该类电站多处于偏远地区，风沙比较大，光伏阵列的表面积灰严重，大大影响了光伏阵列的受光情况，进而降低了光伏电站的发电输出。

针对此情况，目前的主要处理方法是，运维人员定期查看光伏阵列表面的积灰情况，用人工的方式对光伏组件进行喷水冲洗，并用柔软的织物进行擦拭。然而，这方处理方式不能科学有效地判断光伏阵列的积灰程度，不能科学及时地对光伏阵列进行除灰。另外完全采用人工的方式，非常浪费人力，冲洗的过程中也造成了水资源的严重浪费。

因此，在光伏电站的运行过程中，对太阳能光伏阵列的积灰情况进行远程监测，根据监测结果，对光伏阵列的表面积灰自动并及时作出处理就显得尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述弊端，本发明提供了一种光伏电站智能清洁系统，可以科学有效地判断光伏阵列表面的积灰程度，及时地对光伏阵列表面进行除灰清洁，采用智能化清洗的方式，不用浪费人力，冲洗的过程中也不会造成水资源的浪费。

作为本发明的第一个方面，提供一种光伏电站智能清洁系统，包括机身支架，所述机身支架包括上机身支架和下机身支架，所述上机身支架和下机身支架之间分别设置有灰尘检测装置安装支架、水雾喷洒装置、除泥装置、水洗装置、风干装置以及憎水膜涂覆装置，所述灰尘检测装置安装支架上安装有多个灰尘检测装置，所述上机身支架上固定有电控箱，所述电控箱内安装有电源、控制系统以及远程信息收发系统，所述灰尘检测装置、水雾喷洒装置、除泥装置、水洗装置、风干装置以及憎水膜涂覆装置均连接所述控制系统，所述控制系统还连接所述远程信息收发系统，所述远程信息收发系统连接工控机。

进一步地，所述上机身支架和下机身支架的底部均安装有四个行进橡胶轮，所述行进橡胶轮的前进与后退由安装在所述机身支架上的伺服电机驱动。

进一步地，所述灰尘检测装置安装支架的主体部分为铝合金方管，所述铝合金方管的一侧通过连接杆连接所述灰尘检测装置，其中，所述灰尘检测装置为激光测厚仪，所述铝合金方管的内部设有贯通的中空腔体，所述灰尘检测装置的电源线和信号线通过所述中空腔体连接至所述电控箱。

进一步地，所述水雾喷洒装置的主体部分为第一铝合金圆管，所述第一铝合金圆管朝向光伏阵列表面的方向开设有第一水雾喷洒微孔，所述第一铝合金圆管的上端通过第一高压水泵与第一水箱相连，所述第一高压水泵固定在所述上机身支架内，所述第一水箱安装在所述上机身支架的顶端，所述第一高压水泵与第一水箱之间通过连接管连接。

进一步地，所述除泥装置的主体部分为开口式的第二铝合金圆管，在所述第二铝合金圆管的开口部位安装有刮泥板，所述第二铝合金圆管内设有中心转轴和螺旋输泥叶片，所述第二铝合金圆管的顶部设置有驱动电机，所述驱动电机固定在所述上机身支架内，所述驱动电机连接所述中心转轴，所述中心转轴上设置有所述螺旋输泥叶片，通过所述驱动电机带动所述中心转轴以及螺旋输泥叶片转动，将所述第二铝合金圆管中的污泥输送到所述下机身支架底部的集泥装置中，其中，所述除泥装置的底端通过连接管与所述集泥装置连通。

进一步地，所述水洗装置的主体部分为第三铝合金圆管，所述第三铝合金圆管朝向光伏阵列表面的方向开设有高压水流喷洒孔，所述第三铝合金圆管的上端通过第二高压水泵与第二水箱相连，所述第二高压水泵固定在所述上机身支架内，所述第二水箱安装在所述上机身支架的顶端，所述第二高压水泵与第二水箱之间通过连接管连接。

进一步地，所述风干装置的主体部分为第四铝合金圆管，所述第四铝合金圆管朝向光伏阵列表面的方向开设有高压气流喷射孔，所述第四铝合金圆管的上端与高压气泵相连，所述高压气泵固定在所述上机身支架上。

进一步地，所述憎水膜涂覆装置的主体部分为第五铝合金圆管，所述第五铝合金圆管朝向光伏阵列表面的方向开设有第二水雾喷洒微孔，所述第五铝合金圆管的上端通过第三高压水泵与憎水液箱相连，所述第三高压水泵固定在所述上机身支架内，所述憎水液箱安装在所述上机身支架的顶端，所述第三高压水泵与憎水液箱之间通过连接管连接。

进一步地，所述电源用于将220v交流电转换为12v直流电，以给所述光伏电站智能清洁系统供电。

进一步地，所述控制系统包括单片机，所述远程信息收发系统包括gsm模块，所述工控机为带有远程无线通信模块的研华牌工控机。

本发明提供的光伏电站智能清洁系统具有以下优点：将检测到的实时灰尘厚度数据发送到光伏发电站的中央控制室，中央控制室内的工控机根据灰尘厚度数据发送清洁指令至机身支架上的控制系统，控制系统接收到清洁指令后，启动清洁系统开始工作，对光伏阵列表面进行清洗，可以科学有效地判断光伏阵列表面的积灰程度，及时地对光伏阵列表面进行除灰清洁，采用智能化清洗的方式，不用浪费人力，冲洗的过程中也不会造成水资源的浪费。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提供的光伏电站智能清洁系统的结构示意图。

图2为本发明提供的光伏电站智能清洁系统的工作原理图。

图3为本发明提供的灰尘检测装置安装支架与灰尘检测装置连接的结构示意图。

图4为本发明提供的水雾喷洒装置的结构示意图。

图5为本发明提供的除泥装置的结构示意图。

图6为本发明提供的水洗装置的结构示意图。

图7为本发明提供的风干装置的结构示意图。

图8为本发明提供的憎水膜涂覆装置的结构示意图。

图9为本发明提供的工控机的结构示意图。

附图标记说明：1-上机身支架；2-下机身支架；3-灰尘检测装置安装支架；31-灰尘检测装置；32-铝合金方管；4-水雾喷洒装置；41-第一铝合金圆管；42-第一水雾喷洒微孔；5-除泥装置；51-第二铝合金圆管；52-刮泥板；53-中心转轴；54-螺旋输泥叶片；6-水洗装置；61-第三铝合金圆管；62-高压水流喷洒孔；7-风干装置；71-第四铝合金圆管；72-高压气流喷射孔；8-憎水膜涂覆装置；81-第五铝合金圆管；82-第二水雾喷洒微孔；9-电控箱；10-行进橡胶轮；11-伺服电机；12-第一高压水泵；13-第一水箱；14-驱动电机；15-集泥装置；16-第二高压水泵；17-第二水箱；18-连接管；19-高压气泵；20-第三高压水泵；21-憎水液箱。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光伏电站智能清洁系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种光伏电站智能清洁系统，如图1-2所示，包括机身支架，所述机身支架包括上机身支架1和下机身支架2，所述上机身支架1和下机身支架2之间分别设置有灰尘检测装置安装支架3、水雾喷洒装置4、除泥装置5、水洗装置6、风干装置7以及憎水膜涂覆装置8，所述灰尘检测装置安装支架3上安装有多个灰尘检测装置31，所述上机身支架1上固定有电控箱9，所述电控箱9内安装有电源、控制系统以及远程信息收发系统，所述灰尘检测装置31、水雾喷洒装置4、除泥装置5、水洗装置6、风干装置7以及憎水膜涂覆装置8均连接所述控制系统，所述控制系统还连接所述远程信息收发系统，所述远程信息收发系统连接工控机。

优选地，所述上机身支架1和下机身支架2的底部均安装有四个行进橡胶轮10，所述行进橡胶轮10的前进与后退由安装在所述机身支架上的伺服电机11驱动，通过伺服电机11控制，可以实现本系统在光伏阵列上的自由前进和后退以及速度控制；伺服电机11由电源提供电力，由控制系统控制。

优选地，如图3所示，所述灰尘检测装置安装支架3的主体部分为铝合金方管32，所述铝合金方管32的一侧通过连接杆连接所述灰尘检测装置31，其中，所述灰尘检测装置31为激光测厚仪，所述铝合金方管32的内部设有贯通的中空腔体，所述灰尘检测装置31的电源线和信号线通过所述中空腔体连接至所述电控箱9；具体地，灰尘检测装置31通过光的反射率来检测光伏阵列表面的灰尘厚度，灰尘检测装置31的电源线通过所述中空腔体连接至电控箱9中的电源，灰尘检测装置31的信号线通过所述中空腔体连接至电控箱9中的控制系统；另外，灰尘检测装置31根据检测出的灰尘厚度数据，来判断积灰等级，并通过远程信息收发系统，将积灰情况报告给光伏电站的运维人员。

优选地，如图4所示，所述水雾喷洒装置4的主体部分为第一铝合金圆管41，所述第一铝合金圆管41朝向光伏阵列表面的方向开设有第一水雾喷洒微孔42，所述第一铝合金圆管41的上端通过第一高压水泵12与第一水箱13相连，所述第一高压水泵12固定在所述上机身支架1内，所述第一水箱13安装在所述上机身支架1的顶端，所述第一高压水泵12与第一水箱13之间通过连接管18连接；具体地，水雾喷洒装置4工作时，第一高压水泵12将第一水箱13内的水抽取至第一铝合金圆管41中，并对第一铝合金圆管41中的水加压，通过第一水雾喷洒微孔42以雾化水珠的形式喷洒在光伏阵列表面，将灰尘泥化，避免在清洁过程中的扬尘现象，造成对光伏阵列的二次积灰。

优选地，如图5所示，所述除泥装置5的主体部分为开口式的第二铝合金圆管51，在所述第二铝合金圆管51的开口部位安装有刮泥板52，刮泥板52将光伏阵列表面的污泥刮起到第二铝合金圆管51内，所述第二铝合金圆管51内设有中心转轴53和螺旋输泥叶片54，所述第二铝合金圆管51的顶部设置有驱动电机14，所述驱动电机14固定在所述上机身支架1内，所述驱动电机14连接所述中心转轴53，所述中心转轴53上设置有所述螺旋输泥叶片54，通过所述驱动电机14带动所述中心转轴53以及螺旋输泥叶片54转动，将所述第二铝合金圆管51中的污泥输送到所述下机身支架2底部的集泥装置15中，当集泥装置15中的泥达到一定程度后，对收集到的泥进行排出，其中，所述除泥装置5的底端通过连接管与所述集泥装置15连通。

具体地，集泥装置15为不锈钢箱，刮泥板52为橡胶材料。

优选地，如图6所示，所述水洗装置6的主体部分为第三铝合金圆管61，所述第三铝合金圆管61朝向光伏阵列表面的方向开设有高压水流喷洒孔62，所述第三铝合金圆管61的上端通过第二高压水泵16与第二水箱17相连，所述第二高压水泵16固定在所述上机身支架1内，所述第二水箱17安装在所述上机身支架1的顶端，所述第二高压水泵16与第二水箱17之间通过连接管18连接；具体地，水洗装置6工作时，第二高压水泵16将第二水箱17内的水抽取至第三铝合金圆管61中，并对第三铝合金圆管61中的水加压，通过高压水流喷洒孔62以高压水流的形式喷射在光伏阵列表面，以清洗残留的污泥。

优选地，如图7所示，所述风干装置7的主体部分为第四铝合金圆管71，所述第四铝合金圆管71朝向光伏阵列表面的方向开设有高压气流喷射孔72，所述第四铝合金圆管71的上端与高压气泵19相连，所述高压气泵19固定在所述上机身支架1上；具体地，风干装置7工作时，高压气泵19将第四铝合金圆管71中的空气加压，用高压空气吹扫残留在光伏阵列表面上的水，实现快速风干，避免残余的水形成水渍，并且避免了二次积灰。

优选地，如图8所示，所述憎水膜涂覆装置8的主体部分为第五铝合金圆管81，所述第五铝合金圆管81朝向光伏阵列表面的方向开设有第二水雾喷洒微孔82，所述第五铝合金圆管81的上端通过第三高压水泵20与憎水液箱21相连，所述第三高压水泵20固定在所述上机身支架1内，所述憎水液箱21安装在所述上机身支架1的顶端，所述第三高压水泵20与憎水液箱21之间通过连接管18连接；具体地，憎水膜涂覆装置8工作时，第三高压水泵20将憎水液箱21内的憎水液抽取至第五铝合金圆管81中，并对第五铝合金圆管81中的憎水液加压，通过第二水雾喷洒微孔82以雾化水珠的形式喷洒在光伏阵列表面，形成憎水膜，通过将风干后的光伏阵列表面喷涂一层憎水膜，可以实现灰尘和有机污染物难以附着在光伏阵列的表面，在下雨的时候，灰尘和有机污染物可以被雨水轻松地冲走，实现光伏阵列的自清洁功能。

优选地，所述电源用于将220v交流电转换为12v直流电，以给所述光伏电站智能清洁系统供电。

优选地，所述控制系统包括单片机，所述远程信息收发系统包括gsm模块，远程信息收发系统实现传感器的数据采集以及进行数据的收发和信号的传递，控制系统实现传感器的数据处理以及对各个行动装置的控制。

需要说明的是，本发明提供的光伏电站智能清洁系统中的所有水泵和气泵的电源线和电控箱9内的电源相连，信号线和电控箱9内的控制系统相连。

优选地，如图9所示，所述工控机为带有远程无线通信模块的研华牌工控机；其中，工控机包含数据采集终端与控制系统，工控机设置在光伏发电站的中央控制室内。

下面结合图1至图8对本发明提供的光伏电站智能清洁系统的具体工作过程进行详细说明。

首先，通过灰尘检测装置31实时采集光伏阵列表面的灰尘厚度数据，将灰尘厚度数据传输至控制系统，控制系统将处理后的灰尘厚度数据以无线通信的方式传输至中央控制室的工控机，工控机根据处理后的灰尘厚度数据进行计算和判断是否需要启动本清洁系统进行工作，如果需要本清洁系统启动，则发送清洁指令到机身支架上的控制系统，控制系统接收到清洁指令后，启动本清洁系统开始工作，控制系统控制伺服电机11驱动行进橡胶轮10移动，带动清洁系统在光伏阵列上移动；

为了防止清洁工作中的扬尘，首先，控制系统控制水雾喷洒装置4开始工作，通过水雾喷洒装置4对光伏阵列表面进行水雾喷洒，其中，第一高压水泵12将第一铝合金圆管41中的水加压，以雾化水珠的形式喷洒在光伏阵列表面；

当喷洒工作完成后，控制系统控制除泥装置5工作，除泥装置5通过刮泥板52将光伏阵列表面的污泥刮起到第二铝合金圆管51内，第二铝合金圆管51内有螺旋输泥叶片54，将污泥输送到清洁系统底部的集泥装置15中；

当除泥工作完成后，控制系统控制水洗装置6工作，水洗装置6对除泥之后的光伏阵列表面以高压水流的形式进行冲洗，以清洗残留的污泥；

当水洗工作完成后，控制系统控制风干装置7将空气加压，用高压空气吹扫残留在光伏阵列表面上的水；

当风干工作完成后，为了防止光伏阵列表面玻璃的落灰和污渍形成，最后需要在清洁完成的光伏阵列表面喷涂一层憎水膜，控制系统控制憎水膜涂覆装置8在风干后的光伏阵列表面喷涂一层憎水膜，该憎水膜是一种超疏水材料，利用荷叶效应，可以实现光伏组件的自清洁，如此可以大大延长光伏组件的清洗周期；

憎水膜涂覆完成后，整个清洁工作流程完毕，控制系统将该清洁完成信号通过远程信息收发系统反馈至中央控制室的工控机。

需要说明的是，该系统可以设置为自动清洁和人工下达指令清洁。

本发明提供的光伏电站智能清洁系统，将检测到的实时灰尘厚度数据发送到光伏发电站的中央控制室，中央控制室内的工控机根据灰尘厚度数据发送清洁指令至机身支架上的控制系统，控制系统接收到清洁指令后，启动清洁系统开始工作，对光伏阵列表面进行清洗，可以科学有效地判断光伏阵列表面的积灰程度，及时地对光伏阵列表面进行除灰清洁，采用智能化清洗的方式，不用浪费人力，冲洗的过程中也不会造成水资源的浪费。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。