一种自清洁光伏屋顶系统

文档序号:165064 发布日期:2021-10-29 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 一种自清洁光伏屋顶系统 (Automatically cleaning photovoltaic roof system ) 是由 苏红月 周海亮 代松 陈敬欣 张翼飞 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种自清洁光伏屋顶系统,包括屋脊储水装置、光伏阵列组、引水装置、储水池、水泵、控制装置、第一传感系统;以及与自清洁光伏屋顶系统具有数据交互的第一系统、第二系统,本发明通过控制装置采集自清洁光伏屋顶系统的数值,通过设置在控制装置的控制模块以及数据处理模块,实现了对于自清洁光伏屋顶的自动化控制,本发明通过第一系统进行大数据分析,通过第二系统进行远程控制,实现了光伏屋顶的自清洁以及智能化控制,为光伏产业的数字化解决方案提供了技术参考。(The invention discloses a self-cleaning photovoltaic roof system, which comprises a ridge water storage device, a photovoltaic array group, a water diversion device, a water storage pool, a water pump, a control device and a first sensing system, wherein the ridge water storage device is connected with the water diversion device through a water diversion pipeline; the self-cleaning photovoltaic roof system comprises a control device, a control module and a data processing module, wherein the control device is used for acquiring the numerical value of the self-cleaning photovoltaic roof system, and the control module and the data processing module are arranged on the control device, so that the automatic control of the self-cleaning photovoltaic roof is realized.)

一种自清洁光伏屋顶系统

技术领域

本发明属于光伏发电领域,特别是涉及一种自清洁光伏屋顶系统。

背景技术

光伏组件即太阳电池组件,由于单片太阳电池输出电压较低,加之未封装的电池由于环境的影响电极容易脱落,因此必须将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封成光伏组件,以避免电池电极和互连线受到腐蚀。光伏组件按太阳电池的材料分为晶体硅太阳电池组件和薄膜太阳电池组件。

传统光伏屋顶是由若干光伏组件组合而成,不仅受地理、气候环境影响较大,而且清洁起来非常不方便,而在一些大风天气中,非常容易造成光伏屋顶积累很多尘土,严重影响了发电效率,清理光伏屋顶不仅耗时耗力而且具有一定的危险性,急需一款具有自清洁功能的光伏屋顶,不仅可以满足市场的需求,而且也为光伏领域提供一种数字化新思路。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供一种自清洁光伏屋顶系统,自清洁光伏屋顶系统包括屋脊储水装置、光伏阵列组、引水装置、储水池、水泵、控制装置、第一传感系统,其中,

光伏阵列组包括若干组光伏阵列,每组光伏阵列由若干个光伏单元组成,每个光伏单元的后端钢化玻璃中设置有水路入口、水路、水路出口,水路入口设置在光伏单元的上端,水路出口设置在光伏单元的下端,水路入口通过水路与水路出口连通;

屋脊储水装置的第一出水口与水路入口连接;

引水装置设置在光伏阵列组下端;

储水池的第一入水口与引水装置的第二出水口连接;

水泵的第二入水口与储水池的第三出水口连接;

水泵的第四出水口与屋脊储水装置的第三入水口连接;

控制装置的第一端与水泵连接;

控制装置的第二端与屋脊储水装置连接;

控制装置的第三端与设置在光伏阵列上的第一传感系统连接。

优选地,第一出水口与水路入口之间设置有第一电磁阀开关;

屋脊储水装置包括屋脊瓦以及设置在屋脊瓦下的若干组储水装置,其中,每组储水装置相互连通;

屋脊储水装置包括若干第一出水口,每个第一出水口与每组储水装置连接;

屋脊储水装置包括一个第三入水口,第三入水口与第二入水口之间还包括第二电磁阀开关;

控制装置分别与第一电磁阀开关、第二电磁阀开关电性连接。

优选地,储水装置的内部安装有第二传感系统,第二传感系统至少包括水位传感器、水温传感器、压力传感器;

屋脊储水装置还包括第五出水口;

第五出水口与第一入水口连接;

第五出水口和第一入水口之间设置有第三电磁阀开关;

控制装置分别与第二传感系统、第三电磁阀开关电性连接。

优选地,第一传感系统至少包括温度传感器、风力传感器、光照传感器、湿度传感器;

控制装置分别与温度传感器、风力传感器、光照传感器、湿度传感器电性连接。

优选地,控制装置包括自动控制系统和手动控制系统,其中,

自动控制系统,包括,

第一数据采集模块,分别与第一传感系统、第二传感系统连接,用于收集第一传感系统的第一数据、第二传感系统的第二数据以及光伏阵列组的发电量数据;

第二数据采集模块,用于收集水泵、储水池的第三数据,其中,第三数据至少包括水泵运行数据、储水池水温数据、储水池水位数据;

第一数据存储模块,用于存储自动控制系统采集和生成的数据;

第一通信模块,用于自动控制系统分别与第一传感系统、第二传感系统、光伏阵列组进行数据交互;

第二通信模块,用于自动控制系统与其他系统进行数据交互,其中,其他系统用于表示应用在不同设备上的自清洁光伏屋顶系统;

第一数据处理模块,用于根据第一数据、第二数据、第三数据、发电量数据获得第一控制指令;

自动控制模块,分别与水泵、第一电磁阀开关、第二电磁阀开关、第三电磁阀开关电性连接,用于根据第一控制指令,控制自清洁光伏屋顶系统工作;

手动控制系统,包括,

第一控制单元,用于控制第一电磁阀开关;

第二控制单元,用于根据第一控制指令,控制第二电磁阀开关、水泵。

优选地,控制装置还包括第一显示模块,用于通过模拟的方式显示自清洁光伏屋顶系统的当前状态。

优选地,第一控制指令至少包括第一子控制指令、第二子控制指令、第三子控制指令、第四子控制指令、第五子控制指令;

第一子控制指令,用于控制自动控制模块开启第一电磁阀开关开启以及闭合第二电磁阀开关、第三电磁阀水泵;

第二子控制指令,用于控制自动控制模块开启第一电磁阀开关、第二电磁阀开关、水泵以及闭合第三电磁阀开关;

第三子控制指令,用于控制自动控制模块开启水泵、第二电磁阀开关、第三电磁阀开关以及关闭第一电磁阀开关;

第四子控制指令,用于控制第二控制单元开启第二电磁阀开关、水泵;

第五子控制指令,用于控制自动控制模块关闭第一电磁阀开关、第二电磁阀开关、第三电磁阀开关、水泵。

优选地,自清洁光伏屋顶系统还包括应用在云服务器中的第一系统,包括,

第二存储模块,用于存储第一数据、第二数据、发电量数据、第三数据;

第三通信模块,用于第一系统与自清洁光伏屋顶系统进行数据交互;

第二数据处理模块,用于根据第一数据、第二数据、第三数据,获得第二控制指令,其中,第二控制指令至少包括自清洁光伏屋顶系统的预警数据和维护数据,预警数据用于表示自清洁光伏屋顶系统的故障情况,维护数据用于预测自清洁光伏屋顶系统的故障情况;

自动控制模块还用于根据第二控制指令控制自清洁光伏屋顶系统进行工作。

优选地,第二数据处理模块还包括图形处理单元;

图形处理单元用于根据发电量数据、第一数据、第二数据、第三数据生成图形数据,图形数据用于表示自清洁光伏屋顶系统的实时工作情况以及历史工作情况;

第一显示模块还用于显示图形数据、预警数据、维护数据。

优选地,自清洁光伏屋顶系统还包括应用在移动设备中的第二系统,包括,

第四通信模块,用于第二系统分别与第一系统、自清洁光伏屋顶系统进行数据交互;

第三存储模块,用于存储图形数据、预警数据、维护数据;

第二显示模块,用于显示图形数据、预警数据、维护数据;

指令控制模块,用于第二系统发送第三控制指令到自清洁光伏屋顶系统,其中,第三控制指令用于生成第一控制指令。

本发明的积极进步效果在于:

本发明提供的光伏屋顶系统,架构紧密,结构简单,功能强大,为光伏领域的数据化转型提供了技术支撑,填补了该领域的技术空白。

附图说明

图1为本发明所述的自清洁光伏屋顶系统示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

如图1所示,本发明提供一种自清洁光伏屋顶系统,自清洁光伏屋顶系统包括屋脊储水装置、光伏阵列组、引水装置、储水池、水泵、控制装置、第一传感系统,其中,

光伏阵列组包括若干组光伏阵列,每组光伏阵列由若干个光伏单元组成,每个光伏单元的后端钢化玻璃中设置有水路入口、水路、水路出口,水路入口设置在光伏单元的上端,水路出口设置在光伏单元的下端,水路入口通过水路与水路出口连通;

屋脊储水装置的第一出水口与水路入口连接;

引水装置设置在光伏阵列组下端;

储水池的第一入水口与引水装置的第二出水口连接;

水泵的第二入水口与储水池的第三出水口连接;

水泵的第四出水口与屋脊储水装置的第三入水口连接;

控制装置的第一端与水泵连接;

控制装置的第二端与屋脊储水装置连接;

控制装置的第三端与设置在光伏阵列上的第一传感系统连接。

第一出水口与水路入口之间设置有第一电磁阀开关;

屋脊储水装置包括屋脊瓦以及设置在屋脊瓦下的若干组储水装置,其中,每组储水装置相互连通;

屋脊储水装置包括若干第一出水口,每个第一出水口与每组储水装置连接;

屋脊储水装置包括一个第三入水口,第三入水口与第二入水口之间还包括第二电磁阀开关;

控制装置分别与第一电磁阀开关、第二电磁阀开关电性连接。

储水装置的内部安装有第二传感系统,第二传感系统至少包括水位传感器、水温传感器、压力传感器;

屋脊储水装置还包括第五出水口;

第五出水口与第一入水口连接;

第五出水口和第一入水口之间设置有第三电磁阀开关;

控制装置分别与第二传感系统、第三电磁阀开关电性连接。

优选地,第一传感系统至少包括温度传感器、风力传感器、光照传感器、湿度传感器;

控制装置分别与温度传感器、风力传感器、光照传感器、湿度传感器电性连接。

控制装置包括自动控制系统和手动控制系统,其中,

自动控制系统,包括,

第一数据采集模块,分别与第一传感系统、第二传感系统连接,用于收集第一传感系统的第一数据、第二传感系统的第二数据以及光伏阵列组的发电量数据;

第二数据采集模块,用于收集水泵、储水池的第三数据,其中,第三数据至少包括水泵运行数据、储水池水温数据、储水池水位数据;

第一数据存储模块,用于存储自动控制系统采集和生成的数据;

第一通信模块,用于自动控制系统分别与第一传感系统、第二传感系统、光伏阵列组进行数据交互;

第二通信模块,用于自动控制系统与其他系统进行数据交互,其中,其他系统用于表示应用在不同设备上的自清洁光伏屋顶系统;

第一数据处理模块,用于根据第一数据、第二数据、第三数据、发电量数据获得第一控制指令;

自动控制模块,分别与水泵、第一电磁阀开关、第二电磁阀开关、第三电磁阀开关电性连接,用于根据第一控制指令,控制自清洁光伏屋顶系统工作;

手动控制系统,包括,

第一控制单元,用于控制第一电磁阀开关;

第二控制单元,用于根据第一控制指令,控制第二电磁阀开关、水泵。

控制装置还包括第一显示模块,用于通过模拟的方式显示自清洁光伏屋顶系统的当前状态。

第一控制指令至少包括第一子控制指令、第二子控制指令、第三子控制指令、第四子控制指令、第五子控制指令;

第一子控制指令,用于控制自动控制模块开启第一电磁阀开关开启以及闭合第二电磁阀开关、第三电磁阀水泵;

第二子控制指令,用于控制自动控制模块开启第一电磁阀开关、第二电磁阀开关、水泵以及闭合第三电磁阀开关;

第三子控制指令,用于控制自动控制模块开启水泵、第二电磁阀开关、第三电磁阀开关以及关闭第一电磁阀开关;

第四子控制指令,用于控制第二控制单元开启第二电磁阀开关、水泵;

第五子控制指令,用于控制自动控制模块关闭第一电磁阀开关、第二电磁阀开关、第三电磁阀开关、水泵。

自清洁光伏屋顶系统还包括应用在云服务器中的第一系统,包括,

第二存储模块,用于存储第一数据、第二数据、发电量数据、第三数据;

第三通信模块,用于第一系统与自清洁光伏屋顶系统进行数据交互;

第二数据处理模块,用于根据第一数据、第二数据、第三数据,获得第二控制指令,其中,第二控制指令至少包括自清洁光伏屋顶系统的预警数据和维护数据,预警数据用于表示自清洁光伏屋顶系统的故障情况,维护数据用于预测自清洁光伏屋顶系统的故障情况;

自动控制模块还用于根据第二控制指令控制自清洁光伏屋顶系统进行工作。

第二数据处理模块还包括图形处理单元;

图形处理单元用于根据发电量数据、第一数据、第二数据、第三数据生成图形数据,图形数据用于表示自清洁光伏屋顶系统的实时工作情况以及历史工作情况;

第一显示模块还用于显示图形数据、预警数据、维护数据。

自清洁光伏屋顶系统还包括应用在移动设备中的第二系统,包括,

第四通信模块,用于第二系统分别与第一系统、自清洁光伏屋顶系统进行数据交互;

第三存储模块,用于存储图形数据、预警数据、维护数据;

第二显示模块,用于显示图形数据、预警数据、维护数据;

指令控制模块,用于第二系统发送第三控制指令到自清洁光伏屋顶系统,其中,第三控制指令用于生成第一控制指令。

本发明提供的技术方案中,光伏屋顶由若干组光伏阵列以及与这些光伏阵列具有连接关系的屋脊储水装置构成,每组光伏阵列由若干片具有导水功能的光伏单元组成,每个光伏单元相互连接后与屋脊储水装置的出水口连接,屋脊储水装置设置在房屋屋脊处,具有若干出水口,其中包括一个与设置在房屋下端的储水池连接,主要用于屋脊储水装置自身的水循环,以及防止由于屋脊储水装置的压力过大造成损坏,设置在系统中的导水装置,用于将清洁完光伏阵列的水引导至储水池中,光伏阵列的清洗是由设置在上一级的光伏单元自上而下对下一级单元进行冲刷,而导水装置不仅有导水功能,而且还为下一级单元提供用水,与屋脊储水装置端连接的光伏单元由屋脊储水装置负责清洗,当然,清洗的水流不应过大,以一直流淌的额方式进行反复冲刷,不仅可以保证光伏屋顶的清洁,而且还可以降低屋顶温度,为光伏发电提供必要环境。

设置在自清洁光伏屋顶系统中的自动控制模块,不仅具备自动控制功能,而且还可以通过手动控制,实现手自一体话设计,方便了维护人员的操作。对于自动控制,系统采集各个模块的数据,通过判断发电量来确定是否进行自动清洗,在清洗前,先开启屋脊处的出口为光伏阵列清洗,当屋脊储水装置的压力达到设置的阈值时,自动开启水泵为其供水。对于手动控制,直接按动与第一电池阀开关具有控制关系的按钮,即可实现对屋顶进行清洁,而屋脊储水装置一旦压力小于设置的阈值,将自动开启水泵为其供水,实现了整个系统的有机控制。另外,在云端系统中,通过对采集的数据进行大数据分析,可以了解到储水池是否需要清淤、水泵是否需要维修以及各个模块是否工作正常,还能根据历史数据得到某种条件下的工作状态,为整个系统的智能化控制,提供了更为深层次的技术支撑,通过大数据分析,可以有效地提高系统的工作效率,也能够起到实时监测和预测的效果,对于光伏产业数字化进程,起到了巨大的推动和借鉴作用。

本发明提供的技术方案中,在移动端还设计有控制程序,实现了对于光伏屋顶系统的远程控制,如果遇到突发情况,可以直接通过移动端输入控制指令,实现一些其他功能,比如灭火功能、除冰除霜等功能。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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