光伏组件表面灰尘清除方法及有自清洁功能的光伏组件

摘要

一种光伏组件表面灰尘清除方法，包括如下步骤：在光伏组件的支撑架第一端设置用于固定由高强度纤维线制成的基网的固定部，基网的结点上连接有纤维线清洁件；在光伏组件的支撑架上设置能从支撑架第一端运动到支撑架第二端的引导机构，引导机构与基网固定连接；在光伏组件的支撑架上设置与引导机构连接的控制设备，控制设备检测光伏组件的工作情况并产生对应的检测信号值，在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，控制引导机构向支撑架第二端运动，以将基网布置在光伏组件的电池板组件表面上，纤维线清洁件的自由端以风能作为动力进行无规则摆动，以将电池板组件表面上覆尘擦拭、吸附及甩掉。本发明还提供一种有自清洁功能的光伏组件。

说明书

技术领域：

本发明涉及物体表面除尘技术领域，特别涉及一种光伏组件表面灰尘清除方法及有自清洁功能的光伏组件。

背景技术：

现在新能源项目突飞猛进，2012年光伏发电装机容量达到了400万千瓦，预计2015达到2000万千瓦，由于空气中降尘的影响，形成对光伏组件的覆盖，降低了透光率、组件的效率下降、输出电能减少。因此大量的组件需要清理。

采用传统水喷淋方法或者擦拭方法清理光伏电池组件表面的覆尘，不但需要购置大量设备，耗费水资源，而且耗费人力，速度缓慢，经济性差等缺点。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种利用风能自动清除光伏组件表面覆尘的光伏组件表面灰尘清除方法。

还有必要提供一种有自清洁功能的光伏组件。

一种光伏组件表面灰尘清除方法，包括如下步骤：

在光伏组件的支撑架的第一端设置用于固定由高强度纤维线制成的基网的一端的固定部，其中基网的结点上连接有纤维线清洁件；

在光伏组件的支撑架上设置能从支撑架的第一端运动到支撑架的第二端的引导机构，引导机构与基网的另一端固定连接；

在光伏组件的支撑架上设置控制设备，控制设备与引导机构连接，控制设备检测光伏组件的工作情况并产生对应的检测信号值，并在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，控制引导机构向支撑架的第二端运动，以将基网布置在光伏组件的电池板组件表面上，纤维线清洁件的自由端以风能作为动力进行无规则摆动，以将电池板组件表面上覆尘擦拭、吸附及甩掉。

一种有自清洁功能的光伏组件，包括电池板组件、用于固定电池板组件的支撑架；该有自清洁功能的光伏组件还包括控制设备、由高强度纤维线制成的基网，基网的结点上连接有纤维线清洁件；支撑架的第一端设置用于固定基网的一端的固定部，支撑架上设置能从支撑架的第一端运动到支撑架的第二端的引导机构，引导机构与基网的另一端固定连接；控制设备与引导机构连接，控制设备用于检测光伏组件的工作情况并产生对应的检测信号值，并在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，控制引导机构向支撑架的第二端运动，以将基网布置在光伏组件的电池板组件表面上，纤维线清洁件的自由端以风能作为动力进行无规则摆动，以将电池板组件表面上覆尘擦拭、吸附及甩掉。

上述伏组件表面灰尘清除方法及有自清洁功能的光伏组件，在光伏组件的支撑架的第一端设置用于固定由高强度纤维线制成的基网的一端的固定部，在光伏组件的支撑架上设置能从支撑架的第一端运动到支撑架的第二端的引导机构，引导机构与基网的另一端固定连接；在光伏组件的支撑架上设置控制设备，控制设备与引导机构连接，控制设备检测光伏组件的工作情况并产生对应的检测信号值，并在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，控制引导机构向支撑架的第二端运动，以将基网布置在光伏组件的电池板组件表面上，纤维线清洁件的自由端以风能作为动力进行无规则摆动，以将电池板组件表面上覆尘擦拭、吸附及甩掉，进而省去了现有的光伏发电系统中购置、安装水喷淋清洗装置的高费用支出，减少水资源，人力资源消耗，能大幅度加快清理速度，能阻止、减少灰尘的附着，保持光伏组件表面清洁度。增加了光伏发电系统的发电能力，提高光伏单位的经济效益。

附图说明：

附图1是一较佳实施方式的光伏组件表面灰尘清除方法的流程图。

附图2是一较佳实施方式的有自清洁功能的光伏组件的结构示意图。

附图3是图1中有自清洁功能的光伏组件的系统原理示意图。

附图4是有自清洁功能的光伏组件的控制器的电气控制原理图。

图中：光伏组件表面灰尘清除方法步骤S301～S309、有自清洁功能的光伏组件10、电池板组件11、第一位置检测器111、第二位置检测器112、支撑架12、固定部120、引导机构121、控制设备13、驱动电机131、驱动板132、控制器133、基网14、纤维线清洁件15。

具体实施方式：

请参看图1，一种光伏组件表面灰尘清除方法，包括如下步骤：

步骤S301，在光伏组件的支撑架的第一端设置用于固定由高强度纤维线制成的基网的一端的固定部，其中基网的结点上连接有纤维线清洁件。 其中，纤维线清洁件的形状和材料根据实际应用环境来选择和确定。

步骤S302，在光伏组件的支撑架上设置能从支撑架的第一端运动到支撑架的第二端的引导机构，引导机构与基网的另一端固定连接。

步骤S303，在光伏组件的支撑架上设置控制设备，控制设备与引导机构连接，控制设备检测光伏组件的工作情况并产生对应的检测信号值，并在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，控制引导机构向支撑架的第二端运动，以将基网布置在光伏组件的电池板组件表面上，纤维线清洁件的自由端以风能作为动力进行无规则摆动，以将电池板组件表面上覆尘擦拭、吸附及甩掉；其中支撑架采用铝合金材料制成的铝合金框架，电池板组件包括电池板及覆盖在电池板上的玻璃罩板，电池板组件固定在支撑架上；纤维线清洁件的形状可以为一端是线条，另一端为球状或串珠状；纤维线清洁件的形状还可以为折线状。

步骤S304，在光伏组件的电池板组件表面上设置第一位置检测器、第二位置检测器，其中第一位置检测器靠近支撑架的第一端，第二位置检测器靠近支撑架的第二端。

步骤S305，控制设备在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，还启动第二位置检测器，第二位置检测器在检测到基网时，输出预设的停止信号给控制设备后停止工作，控制设备根据停止信号控制引导机构停止运动。

步骤S306，控制设备在判断出检测信号值与预定的第二标准值相对应时，控制引导机构向支撑架的第一端运动，以将基网收起。

步骤S307，控制设备在判断出检测信号值与预定的第二标准值相对应时，还启动第一位置检测器，第一位置检测器在检测到基网时，输出预设的停止信号给控制设备后停止工作，控制设备根据停止信号控制引导机构停止运动。

步骤S308，控制设备检测是否产生降雨信号值，在判断出产生降雨信号值时，控制引导机构向支撑架的第一端运动，以将基网收起；其中，降雨信号值可以通过在光伏组件上设置降雨传感器，通过降雨传感器产生，也可以是接收的光伏电厂控制室传送的降雨信号值。

步骤S309，控制设备判断是否接收到强制展开信号值，在判断出接收到强制展开信号值时，控制引导机构向支撑架的第二端运动，以将基网布置在光伏组件的电池板组件表面上；控制设备判断是否接收到强制收起信号值，在判断出接收到强制收起信号值时，控制引导机构向支撑架的第一端运动，以将基网收起。强制展开信号值、强制收起信号值是由现场控制人员按下展开按钮、收起按钮而产生。

在上述光伏组件表面灰尘清除方法中，控制设备可以通过检测与光伏组件连接的逆变器工作情况或者光伏组件输出端电压情况来产生对应的检测信号值：

例如，预定的第一标准值为表示逆变器工作的启动状态值，预定的第二标准值为表示逆变器停止工作的停止状态值时，控制设备检测与光伏组件连接的逆变器工作情况，控制设备检测到逆变器启动时，并产生对应的第一检测信号值，该第一检测信号值用于表示逆变器启动；控制设备检测到逆变器停止工作时，并产生对应的第二检测信号值，该第二检测信号值用于表示逆变器停止工作。

例如，预定的第一标准值及预定的第二标准值均为同样的用于表示光伏组件输出端电压的电压值，控制设备检测光伏组件的输出端电压工作情况，并产生对应的第一检测信号值，该第一检测信号值用于表示光伏组件的输出端当前的输出电压值；在判断出检测信号值小于预定的第一标准值时，控制引导机构向支撑架的第二端运动；在判断出检测信号值大于预定的第二标准值时，控制引导机构向支撑架的第一端运动。

请参看图2及图3，有自清洁功能的光伏组件10包括电池板组件11、用于固定电池板组件11的支撑架12、控制设备13、由高强度纤维线制成的基网14，基网14的结点上连接有纤维线清洁件15。其中支撑架采用铝合金材料制成的铝合金框架，电池板组件包括电池板及覆盖在电池板上的玻璃罩板；其中，纤维线清洁件15的形状和材料根据实际应用环境来选择和确定，例如纤维线清洁件15的形状可以为一端是线条，另一端为球状或串珠状；纤维线清洁件15的形状还可以为折线状。

支撑架12的第一端设置用于固定基网14的一端的固定部120，支撑架12上设置能从支撑架12的第一端运动到支撑架12的第二端的引导机构121，引导机构121与基网14的另一端固定连接；控制设备13与引导机构121连接，控制设备13用于检测光伏组件的工作情况并产生对应的检测信号值，并在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，控制引导机构121向支撑架12的第二端运动，以将基网14布置在光伏组件的电池板组件11表面上，纤维线清洁件15的自由端以风能作为动力进行无规则摆动，以将电池板组件11表面上覆尘擦拭、吸附及甩掉。

在本实施方式中，电池板组件11表面上设置第一位置检测器111、第二位置检测器112，其中第一位置检测器111靠近支撑架12的第一端，第二位置检测器112靠近支撑架12的第二端；控制设备13在判断出检测信号值与预定的第一标准值相对应时，还启动第二位置检测器112，第二位置检测器112在检测到基网14时，输出预设的停止信号给控制设备13后停止工作，控制设备13根据停止信号控制引导机构121停止运动。

进一步的，控制设备13在判断出检测信号值与预定的第二标准值相对应时，控制引导机构121向支撑架12的第一端运动，以将基网14收起；控制设备13在判断出检测信号值与预定的第二标准值相对应时，还启动第一位置检测器111，第一位置检测器111在检测到基网14时，输出预设的停止信号给控制设备13后停止工作，控制设备13根据停止信号控制引导机构121停止运动。控制设备还用于判断是否产生降雨信号值，在判断出产生降雨信号值时，控制引导机构向支撑架的第一端运动，以将基网收起；其中，降雨信号值可以通过在光伏组件上设置降雨传感器，通过降雨传感器产生，也可以是接收的维护人员操作控制室中控制电脑而产生的降雨信号值。控制设备13还用于判断是否接收到强制展开信号值，在判断出接收到强制展开信号值时，控制引导机构121向支撑架12的第二端运动，以将基网14布置在光伏组件的电池板组件11表面上；控制设备13判断是否接收到强制收起信号值，在判断出接收到强制收起信号值时，控制引导机构121向支撑架12的第一端运动，以将基网14收起；强制展开信号值、强制收起信号值是由现场控制人员按下展开按钮、收起按钮而产生。

在上述实施方式中，固定部120可为基网缠绕辊轮，引导机构121通过传动带与固定部120连接，控制设备13包括驱动电机131、驱动板132、控制器133，驱动电机131的输出端与基网缠绕辊轮连接以带动引导机构121向在支撑架12上移动，驱动电机131的输入端与驱动板132电性连接，驱动板132还与控制器133电性连接，控制器133通过运行表示上述检测、判断及控制功能的计算机程序，来完成光伏组件10的风能自动清洁功能。例如，引导机构121包括在支撑架12的两侧设置的滑槽及与基网14连接的引导器，两个引导器对应地嵌在滑槽中，引导器在驱动电机131的作用下在滑槽中滑行至支撑架12的第二端。

在上述有自清洁功能的光伏组件10中，控制设备13可以通过检测与光伏组件连接的逆变器工作情况或者光伏组件输出端电压情况来产生对应的检测信号值：

例如，预定的第一标准值为表示逆变器工作的启动状态值，预定的第二标准值为表示逆变器停止工作的停止状态值时，控制设备13检测与光伏组件连接的逆变器工作情况，控制设备检测到逆变器启动时，并产生对应的第一检测信号值，该第一检测信号值用于表示逆变器启动；控制设备检测到逆变器停止工作时，并产生对应的第二检测信号值，该第二检测信号值用于表示逆变器停止工作。

例如，预定的第一标准值及预定的第二标准值均为同样的用于表示光伏组件输出端电压的电压值，控制设备13检测光伏组件的输出端电压工作情况，并产生对应的第一检测信号值，该第一检测信号值用于表示光伏组件的输出端当前的输出电压值；在判断出检测信号值小于预定的第一标准值时，控制引导机构121向支撑架12的第二端运动；在判断出检测信号值大于预定的第二标准值时，控制引导机构121向支撑架12的第一端运动。

另外，控制器133也可以通过电器元件来完成光伏组件10的风能自动清洁功能，请参看图4，控制器133的电气原理图，K11、K12为覆盖位置的一对触点，K21、K22为撤离位置的一对触点，K3为允许撤离信号（自动检测组件电压，由高到低下降沿触发产生），K4为允许覆盖信号（自动检测组件电压，由低到高的上升沿触发产生），K5为降雨撤离触点，K6为其他闭锁撤离触点，K7为其他闭锁覆盖触点，K8为人工强制撤离功能（可以由管理人员通过按下强制执行按钮产生），K9为人工强制覆盖功能，KM1为撤离方向驱动输出，KM2为覆盖方向的驱动输出。

其中在“允许撤离”的触点上并接“降雨撤离”触点K5，目的是为了在覆盖期间出现降雨，将装置撤离。K7中含降雨闭锁的触点，防止降雨时覆盖动作。覆盖进行清理期间，在K3“允许撤离”未出现时，一旦出现降雨，K5触点闭合，将清理网撤离，（夜间降雨撤离动作）。

当无降雨等闭锁条件时，K6、K7处于闭合位置，驱动回路正常。

当在辐照强度降低时，组件输出电压低于某一规定值，允许覆盖触点K4导通，且装置的“在撤离位置”触点（常开K22导通），“在覆盖位置”触点（常闭K12导通），检测无限制覆盖动作的“降雨信号”等闭锁的K7，KM2带电驱动覆盖动作，并将撤离位置触点（K22）短接保持，直到装置到达覆盖位置K11闭合、K12断开，覆盖动作结束。

当在辐照强度升高时，光伏组件输出电压高于某一规定值，或者逆变器启动，并网信号，或者降雨，或者人工强制撤离等产生的撤离信号，并列的“允许撤离”触点K3、K5、K8、K10导通，此时，基网在覆盖位置（K11导通），在撤离位置常闭触点（K21导通），撤离驱动KM1带电，驱动撤离，并将覆盖位置常开触点短接，保持，直到基网到达撤离位置K21触点闭合，K22触点断开，撤离动作结束。

利用光伏逆变器停止工作时的停止信号或者光伏组件输出端电压降低到限值电压或者是人工强制覆盖信号，产生的“允许覆盖”信号，控制自动装置执行覆盖动作，将清理网覆盖在电池板组件表面。在光伏逆变器启动进入或刚进入工作状态时，利用逆变器启动信号（或逆变器并网信号），或者光伏组件输出端电压升高到限值电压，或者降雨信号，自动将基网撤回。基网覆盖在电池板组件表面时，利用风力作用吹动基网上的纤维线清洁件在不同方向上摆动，将电池板组件表面的覆尘擦拭，吸附，甩掉。