光伏组件降温清洁增效系统

文档序号:725998 发布日期:2021-04-20 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 光伏组件降温清洁增效系统 (Clean increase system of photovoltaic module cooling ) 是由 周龙华 李琼 周兵 邵臻霖 王功选 谭禹 曾强 罗锦跃 于 2020-12-04 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种光伏组件降温清洁增效系统,包括光伏组件、光伏支架、喷水装置、清洗装置、喷水管、清洗软管、温度传感器、水流量计、喷水电磁阀、清洗电磁阀、PLC控制器以及与水源连通的高压水泵,光伏组件通过光伏支架安装在屋顶上,喷水装置安装在屋顶的高位置处,清洗装置包括移动机构、清刷机构,清刷机构通过移动机构安装在光伏组件的上方,并且清刷机构与光伏组件的顶面刷洗接触。该伏组件降温清洁增效系统既能够降低光伏组件的表面温度,又能及时清洁光伏组件表面的灰尘和污垢,从而提高光伏组件的发电效率和发电量,保证了光伏组件的使用性能,延长了光伏组件的使用寿命。(The invention discloses a cooling, cleaning and synergistic system of a photovoltaic module, which comprises the photovoltaic module, a photovoltaic support, a water spraying device, a cleaning device, a water spraying pipe, a cleaning hose, a temperature sensor, a water flow meter, a water spraying electromagnetic valve, a cleaning electromagnetic valve, a PLC (programmable logic controller) and a high-pressure water pump communicated with a water source, wherein the photovoltaic module is installed on a roof through the photovoltaic support, the water spraying device is installed at the high position of the roof, the cleaning device comprises a moving mechanism and a cleaning mechanism, the cleaning mechanism is installed above the photovoltaic module through the moving mechanism, and the cleaning mechanism is in brushing contact with the top surface of the photovoltaic module. The photovoltaic module cooling cleaning synergistic system can reduce the surface temperature of the photovoltaic module and clean dust and dirt on the surface of the photovoltaic module in time, so that the power generation efficiency and the power generation amount of the photovoltaic module are improved, the service performance of the photovoltaic module is ensured, and the service life of the photovoltaic module is prolonged.)

光伏组件降温清洁增效系统

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域,尤其涉及一种光伏组件降温清洁增效系统。

背景技术

目前,我国的新能源、可再生能源发展速度非常迅猛,特别是光伏电站建设,我国虽然起步较晚,但发展非常快,现已拥有世界最大规模的光伏发电站。

如何有效提高光伏发电站的发电效率和发电量,是目前研究的重要课题。为使光伏发电站建成后达到初始设计发电量,只能依靠精细化的运维管理来确保发电量,然而,人们在研究过程中发现,组件表面及内部温度是影响晶硅光伏组件输出功率的主要因素之一,影响光伏发电站的效益。晶硅组件的最大功率温度系数一般为-0.38~-0.42%/℃。屋顶分布式光伏电站的光伏组件受彩钢瓦等影响,表面及内部温度非常高,极大影响输出功率;因此,降低屋顶光伏组件的工作温度是提高光伏系统效能的重要手段。目前,提高分布式光伏组件输出功率的技术和手段主要是基于组件排布、逆变器配置及组件清洗等方面进行;极少从如何降低光伏组件工作温度从而提高组件输出性能方面进行研究和应用,其相关的降温系统及效益分析并没有得到相应的研究和应用。另外安装在屋顶上的太阳能光伏组件表面一般的灰尘和污垢较多,灰尘和污垢积累在太阳能光伏组件表面上会遮挡阳光,造成光伏组件的发电效率下降。因此,若能够对太阳能光伏组件表面进行有效的清洗,必然可以在同等装机容量下进一步的提高光伏电站的发电效率。

现有技术,申请号为CN201920151833.6的一种光伏组件降温装置,包括水源、水泵、给水管网、喷水支管和喷水装置;光伏支架的顶面为倾斜斜面,在倾斜斜面的上面铺设多个光伏组件;在光伏支架顶面的高位置一侧安装喷水支管,喷水支管上设置若干个朝向光伏组件的喷水装置;喷水支管的进水端与给水管网的一端连接,给水管网的另一端与水泵连接,水泵的进水口与水源连通。优点:通过向光伏组件表面喷洒水,有效降低光伏组件表面温度,部分提高光伏组件的发电效率和发电量;但却无法对光伏组件表面的灰尘和污垢进行很好彻底的清洗,而且该发明在光伏组件的上表面喷水后,灰尘更为容易粘在光伏组件的上表面上,灰尘和污垢的积累会遮挡阳光,造成光伏组件的发电效率下降。

因此,亟需开发一种既能够降低光伏组件的表面温度,又能及时清洁光伏组件表面的灰尘和污垢的光伏组件降温清洁增效系统。

发明内容

本发明的目的在于针对上述的不足,提供一种伏组件降温清洁增效系统,该伏组件降温清洁增效系统既能够降低光伏组件的表面温度,又能及时清洁光伏组件表面的灰尘和污垢,从而提高光伏组件的发电效率和发电量,保证了光伏组件的使用性能,延长了光伏组件的使用寿命。

其技术方案如下:

一种光伏组件降温清洁增效系统,包括光伏组件、光伏支架、喷水装置、清洗装置、喷水管、清洗软管、第一支水管、第二支水管、温度传感器、水流量计、喷水电磁阀、清洗电磁阀、PLC控制器以及与水源连通的高压水泵,所述光伏组件通过所述光伏支架安装在屋顶上,所述喷水装置安装在所述屋顶的高位置处,所述清洗装置包括移动机构、清刷机构,所述清刷机构通过所述移动机构安装在所述光伏组件的上方,并且所述清刷机构与所述光伏组件的顶面刷洗接触;所述喷水电磁阀、清洗电磁阀分别通过所述第一支管、第二支管与所述高压水泵连通,所述喷水装置通过所述喷水管、水流量计与所述喷水电磁阀连通,所述清刷机构通过所述清洗软管与所述清洗电磁阀连通,所述温度传感器安装在所述光伏组件的背面上,所述温度传感器、水流量计分别与所述PLC控制器信号连接,所述喷水装置、喷水电磁阀、清洗电磁阀、移动机构、高压水泵分别与所述PLC控制器电连接。

所述喷水装置为定向喷雾嘴、摆动喷雾嘴或高压喷雾降尘喷射器。

所述清刷机构包括水驱动旋转装置、毛刷,所述毛刷安装在所述水驱动旋转装置上,所述清刷机构通过所述水驱动旋转装置与所述清洗软管连通,所述清刷机构通过所述毛刷与所述光伏组件的顶面刷洗接触。

所述水驱动旋转装置包括驱动水箱、第一轴承、第二轴承、叶轮、毛刷转动轴、高压进水孔、喷水口,所述驱动水箱的两侧上分别设有第一通孔、第二通孔,所述第一轴承、第二轴承分别安装在所述第一通孔、第二通孔上;所述叶轮具有轮轴孔,所述第一轴承、第二轴承分别具有第一轴孔、第二轴孔,所述毛刷转动轴依次穿过所述第一轴孔、轮轴孔、第二轴孔,且所述叶轮在所述驱动水箱内与毛刷转动轴固接;所述高压进水孔设在所述驱动水箱的顶端,所述叶轮位于所述高压进水孔的正下方,所述水驱动旋转装置通过所述高压进水孔与所述高压水泵连通;所述喷水口与所述驱动水箱连通。

所述驱动水箱包括轴承安装盖、轴承安装座,所述第一通孔、高压进水孔设在所述轴承安装座上,所述第二通孔设在所述轴承安装盖上,所述轴承安装盖与所述轴承安装座盖合连接。

所述毛刷转动轴包括第一喷水部、进水部、第二喷水部,所述第一喷水部、第二喷水部分别位于所述驱动水箱外的两侧,所述喷水口为多个,多个所述喷水口分布在所述第一喷水部、第二喷水部上;所述进水部位于所述驱动水箱内,所述进水部设有进水口,所述进水口与所述驱动水箱连通,所述毛刷转动轴内具有流水通道,所述喷水口通过所述流水通道与所述进水口连通。

所述毛刷为两个,两个所述毛刷分别安装在所述第一喷水部、第二喷水部上,所述毛刷上设有多个喷水刷管,多个所述喷水刷管与多个所述喷水口连通。

所述清刷机构还包括第一拉手、第二拉手,所述第一拉手、第二拉手分别安装在所述清刷机构中部的上下两侧,所述移动机构包括驱动电机、主动轮、从动轮、传动带、第一滑轨、第二滑轨,所述第一滑轨、第二滑轨分别安装在所述光伏组件上方的两侧,所述清刷机构的两端分别与所述第一滑轨、第二滑轨滑动连接,所述驱动电机安装在所述光伏组件高位置处一侧的中部,所述主动轮安装在所述驱动电机的转动轴上,所述从动轮安装在所述光伏组件低位置处一侧的中部,所述传动带的一端与所述第一拉手连接,所述传动带的另一端依次缠绕在所述主动轮、从动轮与所述第二拉手连接,所述驱动电机与所述PLC控制器电连接。

所述移动机构还包括第一滑轮、第二滑轮,所述清刷机构的两端分别通过所述第一滑轮、第二滑轮与所述第一滑轨、第二滑轨滑动连接。

所述屋顶为人字屋顶,所述屋顶包括第一斜屋面、第二斜屋面,所述光伏组件、光伏支架、清洗装置、清洗软管、温度传感器、清洗电磁阀分别为二个,各所述光伏组件通过各所述光伏支架分别安装在第一斜屋面、第二斜屋面上,各所述清刷机构通过各所述清洗软管与各所述清洗电磁阀连通,各所述温度传感器分别安装在各所述光伏组件的背面上,各所述温度传感器分别与所述PLC控制器信号连接,各所述清洗电磁阀、移动机机分别与所述PLC控制器电连接。

还包括远程监控系统,所述远程监控系统与所述PLC控制器远程通讯连接。

需要说明的是:

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于对名称的区分。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

前述“屋顶的高位置处”及“光伏组件高位置处”位于屋顶的屋脊处。

前述“光伏组件低位置处”位于屋顶的屋檐处。

下面对本发明的优点或原理进行说明:

1、本发明提供的一种光伏组件降温清洁增效系统,包括光伏组件、光伏支架、喷水装置、清洗装置、喷水管、清洗软管、第一支水管、第二支水管、温度传感器、水流量计、喷水电磁阀、清洗电磁阀、PLC控制器以及与水源连通的高压水泵,喷水电磁阀用于控制水流进入水流量计、喷水管,从而控制喷水装置对光伏组件的喷淋,温度传感器用于检测光伏组件的表面温度,并将光伏组件表面温度反馈给PLC控制器,当光伏组件的表面温度高于控制阀值时,将触发PLC控制器对高压水泵及喷水电磁阀开通动作,PLC控制器将通过喷水电磁阀控制喷水装置对光伏组件进行喷淋,实现对光伏组件的降温,水流量计用于计量水流的流量,水流量计将水流信息实时反馈给PLC控制器,光伏组件的降温效果没有达到预期设定值时,PLC控制器会加大高压水泵的水流速度,从而达到降低组件工作温度的效果,实现了对水流流量的精确控制,节约成本,提高光伏组件喷淋降温的经济效率。清洗电磁阀用于控制水流进入清洗软管,从而控制清洗机构对光伏组件上表面的刷洗,移动机构可将清刷机构移动至光伏组件需刷洗的地方,该伏组件降温清洁增效系统既能够降低光伏组件的表面温度,又能及时清洁光伏组件表面的灰尘和污垢,从而提高光伏组件的发电效率和发电量,保证了光伏组件的使用性能,延长了光伏组件的使用寿命。

2、本发明的清刷机构包括水驱动旋转装置、毛刷,水驱动旋转装置与高压水泵联通,水驱动旋转装置在高压水泵的高压水流驱动下,水驱动旋转装置带动毛刷转动,进而带动毛刷高速旋转清扫光伏组件的上表面,本清刷机构以高压水流为动力,清扫干净。

3、本发明的水驱动旋转装置包括驱动水箱、第一轴承、第二轴承、叶轮、毛刷转动轴、高压进水孔、喷水口,高压水通过高压进水孔进入驱动水箱,高压水通过叶轮驱动毛刷转动轴高速转动,进而带动毛刷高速旋转,高压水通过喷水口泄压流出来,从而达到边刷边洗的效果。

4、本发明的驱动水箱包括轴承安装盖、轴承安装座,轴承安装盖与轴承安装座盖合连接;方便毛刷转动轴与驱动水箱的组合安装。

5、本发明的毛刷转动轴包括第一喷水部、进水部、第二喷水部,喷水口为多个,多个喷水口分布在第一喷水部、第二喷水部上,多个的喷水口使边刷边洗的效果更佳;进水部设有进水口,喷水口通过流水通道与进水口联通,高压水从进水口进入流经流水通道从喷水口流出,由于毛刷转动轴在转动时产生离心力,把高压水从进水口流进,经喷水口泄压甩出来,清洗效果更佳。

6、本发明的毛刷上设有多个喷水刷管,多个喷水刷管与多个喷水口联通,高压水经喷水刷管喷出来,利用喷水刷管与毛刷边洗边刷,清洗效果更为干净。

7、本发明的移动机构包括驱动电机、主动轮、从动轮、传动带、第一滑轨、第二滑轨,当需将清刷机构从光伏组件的低位置处(屋檐处)移往光伏组件的高位置处(屋脊处)时,驱动电机正向转动,传动带通过拉动第一位手,使清刷机构沿着第一滑轨、第二滑轨往高位置处(屋脊处)移动,当需将清刷机构从光伏组件的高位置处(屋脊处)移往光伏组件的低位置处(屋檐处)时,驱动电机反向转动,传动带通过拉动第二位手,使清刷机构沿着第一滑轨、第二滑轨往低位置处(屋檐处)移动。

8、本发明的移动机构还包括第一滑轮、第二滑轮,清刷机构的两端分别通过第一滑轮、第二滑轮与第一滑轨、第二滑轨滑动连接,使清刷机构的上下滑动更为顺畅。

9、本发明还包括远程监控系统,PLC控制器通过网络与远程监控系统通讯连接,可以将各种数据上传云端,从而实现远程对数据的监控,以及通过远程监控系统实现远程控制。

附图说明

图1是本发明实施例光伏组件降温清洁增效系统的结构示意图。

图2是本发明实施例光伏组件降温清洁增效系统清洗装置的平面示意图。

图3是本发明实施例光伏组件降温清洁增效系统清刷机构的立体示意图。

图4是本发明实施例光伏组件降温清洁增效系统清刷机构的平面示意图。

图5是图4的A-A剖面图。

图6是本发明实施例光伏组件降温清洁增效系统毛刷转动轴的立体图。

附图标记说明:

10、光伏组件,20、喷水装置,21、喷水管,30、清洗装置,31、移动机构,311、驱动电机,312、主动轮,313、从动轮,314、传动带,315、第一滑轨,316、第二滑轨,32、清刷机构,321、水驱动旋转装置,3211、驱动水箱,3211a、安装盖,3211b、轴承安装座,3212、第一轴承,3213、第二轴承,3214、叶轮,3215、毛刷转动轴,3216、高压进水孔,3217、喷水口,322、毛刷,3221、喷水刷管,323、第一拉手,324、第二拉手,40、高压水泵,51、温度传感器,52、水流量计,60、PLC控制器,70、远程监控系统。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

参见图1至图6所示,本发明提供的一种光伏组件降温清洁增效系统,包括光伏组件10、光伏支架、喷水装置20、清洗装置30、喷水管21、清洗软管、第一支水管、第二支水管、温度传感器51、水流量计52、喷水电磁阀、清洗电磁阀、PLC控制器60以及与水源连通的高压水泵40,光伏组件10通过光伏支架安装在屋顶上,喷水装置20安装在屋顶的高位置处,清洗装置30包括移动机构31、清刷机构32,清刷机构32通过移动机构31安装在光伏组件10的上方,并且清刷机构32与光伏组件10的顶面刷洗接触;喷水电磁阀、清洗电磁阀分别通过第一支管、第二支管与高压水泵40连通,喷水装置20通过喷水管21、水流量计52与喷水电磁阀连通,清刷机构32通过清洗软管与清洗电磁阀连通,温度传感器51安装在光伏组件10的背面上,温度传感器51、水流量计52分别与PLC控制器60信号连接,喷水装置20、喷水电磁阀、清洗电磁阀、移动机构31、高压水泵40分别与PLC控制器60电连接。

其中,喷水装置20为定向喷雾嘴、摆动喷雾嘴或高压喷雾降尘喷射器。

喷水电磁阀用于控制水流进入水流量计52、喷水管21,从而控制喷水装置20对光伏组件10的喷淋,温度传感器51用于检测光伏组件10的表面温度,并将光伏组件10表面温度反馈给PLC控制器60,当光伏组件10的表面温度高于控制阀值时,将触发PLC控制器60对高压水泵40及喷水电磁阀开通动作,PLC控制器60将通过喷水电磁阀控制喷水装置20对光伏组件10进行喷淋,实现对光伏组件10的降温,水流量计52用于计量水流的流量,水流量计52将水流信息实时反馈给PLC控制器60,光伏组件10的降温效果没有达到预期设定值时,PLC控制器60会加大高压水泵40的水流速度,从而达到降低组件工作温度的效果,实现了对水流流量的精确控制,节约成本,提高光伏组件10喷淋降温的经济效率。清洗电磁阀用于控制水流进入清洗软管,从而控制清洗机构对光伏组件10上表面的刷洗,移动机构31可将清刷机构32移动至光伏组件10需刷洗的地方,该伏组件降温清洁增效系统既能够降低光伏组件10的表面温度,又能及时清洁光伏组件10表面的灰尘和污垢,从而提高光伏组件10的发电效率和发电量,保证了光伏组件10的使用性能,延长了光伏组件10的使用寿命。

其中,清刷机构32包括水驱动旋转装置321、毛刷322、第一拉手323、第二拉手324,毛刷322安装在水驱动旋转装置321上,清刷机构32通过水驱动旋转装置321与清洗软管连通,清刷机构32通过毛刷322与光伏组件10的顶面刷洗接触。水驱动旋转装置321与高压水泵40联通,水驱动旋转装置321在高压水泵40的高压水流驱动下,水驱动旋转装置321带动毛刷322转动,进而带动毛刷322高速旋转清扫光伏组件10的上表面,本清刷机构32以高压水流为动力,清扫干净。

水驱动旋转装置321包括驱动水箱3211、第一轴承3212、第二轴承3213、叶轮3214、毛刷转动轴3215、高压进水孔3216、喷水口3217,驱动水箱3211的两侧上分别设有第一通孔、第二通孔,第一轴承3212、第二轴承3213分别安装在第一通孔、第二通孔上;叶轮3214具有轮轴孔,第一轴承3212、第二轴承3213分别具有第一轴孔、第二轴孔,毛刷转动轴3215依次穿过第一轴孔、轮轴孔、第二轴孔,且叶轮3214在驱动水箱3211内与毛刷转动轴3215固接;高压进水孔3216设在驱动水箱3211的顶端,叶轮3214位于高压进水孔3216的正下方,水驱动旋转装置321通过高压进水孔3216与高压水泵40连通;喷水口3217与驱动水箱3211连通。高压水通过高压进水孔3216进入驱动水箱3211,高压水通过叶轮3214驱动毛刷转动轴3215高速转动,进而带动毛刷322高速旋转,高压水通过喷水口3217泄压流出来,从而达到边刷边洗的效果。

驱动水箱3211包括轴承安装盖3211a、轴承安装座3211b,第一通孔、高压进水孔3216设在轴承安装座3211b上,第二通孔设在轴承安装盖3211a上,轴承安装盖3211a与轴承安装座3211b盖合连接。轴承安装盖3211a与轴承安装座3211b盖合连接;方便毛刷转动轴3215与驱动水箱3211的组合安装。

毛刷转动轴3215包括第一喷水部、进水部、第二喷水部,第一喷水部、第二喷水部分别位于驱动水箱3211外的两侧,喷水口3217为多个,多个喷水口3217分布在第一喷水部、第二喷水部上;进水部位于驱动水箱3211内,进水部设有进水口,进水口与驱动水箱3211连通,毛刷转动轴3215内具有流水通道,喷水口3217通过流水通道与进水口连通。多个喷水口3217分布在第一喷水部、第二喷水部上,多个的喷水口3217使边刷边洗的效果更佳;进水部设有进水口,喷水口3217通过流水通道与进水口联通,高压水从进水口进入流经流水通道从喷水口3217流出,由于毛刷转动轴3215在转动时产生离心力,把高压水从进水口流进,经喷水口3217泄压甩出来,清洗效果更佳。

毛刷322为两个,两个毛刷322分别安装在第一喷水部、第二喷水部上,毛刷322上设有多个喷水刷管3221,多个喷水刷管3221与多个喷水口3217连通。高压水经喷水刷管3221喷出来,利用喷水刷管3221与毛刷322边洗边刷,清洗效果更为干净。

第一拉手323、第二拉手324分别安装在清刷机构32中部的上下两侧,移动机构31包括驱动电机311、主动轮312、从动轮313、传动带314、第一滑轨315、第二滑轨316,第一滑轨315、第二滑轨316分别安装在光伏组件10上方的两侧,清刷机构32的两端分别与第一滑轨315、第二滑轨316滑动连接,驱动电机311安装在光伏组件10高位置处一侧的中部,主动轮312安装在驱动电机311的转动轴上,从动轮313安装在光伏组件10低位置处一侧的中部,传动带314的一端与第一拉手323连接,传动带314的另一端依次缠绕在主动轮312、从动轮313与第二拉手324连接,驱动电机311与PLC控制器60电连接。当需将清刷机构32从光伏组件10的低位置处(屋檐处)移往光伏组件10的高位置处(屋脊处)时,驱动电机311正向转动,传动带314通过拉动第一位手,使清刷机构32沿着第一滑轨315、第二滑轨316往高位置处(屋脊处)移动,当需将清刷机构32从光伏组件10的高位置处(屋脊处)移往光伏组件10的低位置处(屋檐处)时,驱动电机311反向转动,传动带314通过拉动第二位手,使清刷机构32沿着第一滑轨315、第二滑轨316往低位置处(屋檐处)移动。

进一步的,移动机构31还包括第一滑轮、第二滑轮,清刷机构32的两端分别通过第一滑轮、第二滑轮与第一滑轨315、第二滑轨316滑动连接。使清刷机构32的上下滑动更为顺畅。

屋顶为人字屋顶,屋顶包括第一斜屋面、第二斜屋面,光伏组件10、光伏支架、清洗装置30、清洗软管、温度传感器51、清洗电磁阀分别为二个,各光伏组件10通过各光伏支架分别安装在第一斜屋面、第二斜屋面上,各清刷机构32通过各清洗软管与各清洗电磁阀连通,各温度传感器51分别安装在各光伏组件10的背面上,各温度传感器51分别与PLC控制器60信号连接,各清洗电磁阀、移动机机分别与PLC控制器60电连接。

进一步的,本发明还包括远程监控系统70,远程监控系统70与PLC控制器60远程通讯连接。PLC控制器60通过网络与远程监控系统70通讯连接,可以将各种数据上传云端,从而实现远程对数据的监控,以及通过远程监控系统70实现远程控制。

以上仅为本发明的具体实施例,并不以此限定本发明的保护范围;在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进,均属本发明的保护范围。

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