太阳能电池板无水免维护清扫系统研究

摘要

随着国家对新能源的大力推广，全国各地新建了大量的太阳能光伏电站。太阳能电池板表面积灰，将导致其光伏转换率下降，因此需要定期清扫。在沙漠、荒坡、建筑屋顶等不便于人工维护的地方，人工清扫存在成本较高、安全性不足、清扫效率低下的问题。现有人研发了太阳能电池板清扫设备，而这些设备不同程度地存在可靠性低、成本较高和不便维护等不足。
　　本研究主要内容包括：⑴分析了太阳能电池板的结构、排列方式、积灰情况与清扫特点，确定了太阳能电池板清扫系统的功能需求；运用形态学矩阵法进行了清扫系统的方案设计，确定了清扫系统总方案，为清扫系统的结构设计提供了理论依据。⑵分析了清扫系统的工作原理，并确定了太阳能电池板的清扫流程。设计了太阳能电池板清扫系统的大车行走机构，包括电机选型、传动设计计算、减速器选型等；设计和优化了大车头架的结构，并校核分析了导轨的刚度和强度；同时设计了小车架的结构及升降机构，包括电机的选型、钢丝绳的选择、滑轮和卷筒的结构尺寸计算等。⑶针对太阳能电池板表面的非粘结积灰和顽固污渍，分析了粘结机理，构思了无水清扫和顽固污渍清扫的方案，设计了相应的清扫机构。从经济性和除尘效果考虑，选用滚刷作为非粘结积灰的清扫装置，配合灰尘收集装置对太阳能电池板表面灰尘进行清扫；选用研磨方式研碎顽固污渍，并由滚刷去除。⑷基于太阳能电池板清扫系统的清扫流程，分析了太阳能电池板清扫设备控制系统的功能需求；确定了直接从太阳能电池板进行取电的供电方案，并对供电系统进行了设计；选用PLC作为主控制器，确定了控制系统的组成。在此基础上，设计了控制系统的流程图，为后续控制程序的编写做好了准备。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究的背景及意义

1.2 太阳能电池板清扫技术的综述

1.3 太阳面板清扫技术国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容与结构安排

第二章 太阳能电池板清扫系统总体方案设计

2.1 太阳能电池板清扫系统的清扫对象与功能需求

2.2 太阳能电池板清扫系统的方案设计

2.3 太阳能电池板清扫系统的路径规划与清扫效率分析

2.4 清扫系统免维护的实现

2.5 本章小结

第三章 太阳能电池板清扫系统结构设计

3.1 清扫系统的工作原理与组成

3.2 清扫系统的大车机构设计

3.3 清扫系统的小车机构设计

3.4 本章小结

第四章 太阳能电池板清扫系统关键技术研究

4.1 无水除尘技术研究

4.2 顽固污渍清扫技术研究

4.3 集尘与自动卸尘装置设计与优化

4.4 本章小结

第五章 太阳能电池板清扫系统控制系统设计

5.1 控制系统功能需求分析

5.2 供电系统设计

5.3 控制系统组成与硬件设计

5.4 控制系统流程图设计

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果