一种基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置的制作方法

1.本实用新型涉及光伏电站技术领域，特别涉及一种基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置。


背景技术：

2.在光伏电站运行中，积灰对光伏发电效率存在较为显著的影响。太阳能光伏电池板通常安装于屋顶或空旷的野外，位于发电站内的光伏电池板也常年暴露于室外工作，容易受到空气中的灰尘、花粉、农作粉尘等污染物覆盖污染，使阳光接触面减小，影响能量转换效能，从而导致发电量下降。
3.为了解决上述问题，传统的做法是，由光伏电站定时组织工人进行光伏组件逐一擦拭，以使光伏组件镜面保持清洁。该方法可以直接解决组件清洁问题，但该方式主要存在以下缺陷：
4.1.费时费力，管理难度较大，人工擦拭还会出现遗漏；
5.2.无法准确评估清洗的最佳时间；
6.3.设备无意识损坏等问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置，可基于光伏电站的灰尘指数，实现光伏设备的全自动清洗。
8.本实用新型采用的技术方案为，一种基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置，该装置包括：
9.水路连接的水源、增压泵、清洗组件，该清洗组件用于对光伏电站的电池板组件进行清洗；该水路上具有电磁阀；
10.环境采集模块，用于采集太阳辐射强度和太阳辐射量数据；
11.发电量采集模块，用于采集电池板组件的实际发电量；
12.与所述环境采集模块和发电量采集模块电连接的处理模块，根据所述采集的太阳辐射量和实际发电量，计算电池板组件的灰尘指数；
13.控制单元，其与所述增压泵、电磁阀和处理模块电连接，用于依次发出信号以依次控制增压泵的启动、电磁阀的开启、采集模块执行所述采集和处理模块执行所述计算。
14.由上，本实用新型通过提供一种基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置，通过对电池板组件的实际发电量和太阳辐射量进行采集，并计算实际发电量与理论发电量的比值，从而可得出该电池板组件当前的灰尘指数，当计算出的灰尘指数超出设定值时，即可控制清洗组件对电池板组件进行清洗，从而实现光伏电站设备的自动清洗，节省人力。
15.优选的，所述水源包括储水罐，该储水罐通过一进水管连接外部水源。
16.优选的，所述清洗组件包括出水管、喷头和扩展支架；
17.所述出水管的一端与所述电磁阀连接，另一端连接多个喷头，该多个喷头可转动
的设置在扩展支架上，位于电池板组件的顶部。
18.由上，通过选用可旋转的喷头，并通过支架将其布置于电池板组件的上方，不会遮挡阳光，每个喷头在旋转喷水时可覆盖多块电池板组件，以节省布置成本。
19.进一步改进，还包括与所述控制单元电连接的显示终端。
20.由上，通过设计一显示终端，可对采集的数据，计算的结果等信息进行显示，同时还可显示当前的清洗建议，实现更加直观的监控。
21.优选的，所述控制单元包括具有无线通信模块的电气控制柜。
22.由上，通过该电气控制柜可对增压泵、电磁阀、采集模块、处理模块等电气组件进行控制，同时还可利用无线通信模块实现远程控制。
附图说明
23.图1为本实用新型基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置的模块图；
24.图2为本实用新型基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置的示意图。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
26.如图1
‑
图2所示，本实用新型提供了一种基于灰尘指数的光伏电站自动清洗装置，该装置包括：
27.水路连接的储水罐100、增压泵200、清洗组件400，该清洗组件400用于对光伏电站的电池板组件900进行清洗；该水路上具有电磁阀300；
28.发电量采集模块500，用于采集电池板组件的实际发电量；
29.环境采集模块600，用于采集太阳辐射强度和太阳辐射量数据；
30.与所述环境采集模块600和发电量采集模块500电连接的处理模块700，根据所述采集的太阳辐射量和实际发电量，计算电池板组件的灰尘指数；
31.控制单元800，其与所述增压泵200、电磁阀300和处理模块700电连接，用于依次发出信号以依次控制增压泵的启动、电磁阀的开启、采集模块执行所述采集和处理模块执行所述计算。
32.上述储水罐100通过一进水管连接外部水源，以及时进行水源补充，还通过一出水管串联上述增压泵200、电磁阀300后为上述清洗组件400供水；
33.上述清洗组件400包括一端与上述电磁阀300连接的出水管，该出水管可以与上述储水罐100的出水管为同一根，该出水管的另一端连接多个旋转洒水喷头，该多个旋转洒水喷头通过一扩展支架设置于所述电池板组件800的顶部，每个旋转洒水喷头可覆盖面积为20米*12米，可覆盖大约60块电池板的雨淋式冲洗清洁；
34.上述控制单元800可选用智能电气控制柜，通过以太网、wi
‑
fi或4g网络接入互联网，与发电量采集模块、环境采集模块、处理模块共同构成一个服务系统，该智能电气控制柜可进行电站清洗时间等基本参数的设置，并能实时获取设备灰尘指数并在一显示终端进行直观显示。控制器端硬件负责与喷淋电磁阀连接，当某台设备灰尘指数超过设定的阈值且达到其他预先设定的清洗条件，发送开关指令打开阀门，实现多路水流的喷灌、雾化等。
用户也可以手动执行某一路的清洗动作。
35.上述处理模块700利用发电量采集模块500采集的电池板组件的实际发电量以及环境采集模块600采集的太阳辐射强度和太阳辐射量数据，计算电池板组件pr值，其中pr值是国际通用的光伏系统质量评价指标，具体为实际发电量与理论发电量的比值，然后根据实际pr值与基准pr值计算电池板组件的灰尘指数，具体过程为：
36.基准pr值计算：
37.首先基于电池板组件的每日发电量和每日辐射量，计算出每日的pr值，计算公式如下：
38.pr值＝日发电量/日辐射量
39.并根据电站当日的平均温度将pr值折算到20℃下的标准pr值；
40.折算方式：
41.pr
折算值
＝pr*(1
‑
(t
当日平均温度
‑
20)*z)
42.z为折减系数，一般可取理论值0.04，该值可根据电站实际情况调整；
43.取电站投运后一年内每日的pr
折算值
，并剔除有故障等运行有异常的数据，取余下数据的上四分位数，该值即为投运后一年内的pr基准值。
44.实际pr值计算：
45.根据电池板组件当日发电量和当日辐射量，计算出电池板组件当日的pr值，
46.并根据电站当日的平均温度将pr值折算到20℃下的标准pr值；
47.折算方式：
48.pr
日折算值
＝pr*(1
‑
(t
当日平均温度
‑
20)*z)
49.设备日灰尘指数计算，根据以下公式即可计算设备每日的灰尘指数。
50.c
设备日灰尘指数
＝1
–
pr
日折算值
/pr
基准值
51.由上，根据上述计算出的灰尘指数，设定一阈值，当灰尘指数超出该设定的阈值时，即可由上述智能电气控制柜控制打开电磁阀，进行电池板组件的喷淋清洗。
52.综上所述，本实用新型将实际发电量和理论发电量引入光伏电站的电池板组件的清洁维护分析中，对电池板组件的清洁状况进行量化分析，实现对光伏电站内电池板清洁状况进行判断、帮助电站制定清洗计划、具有更广泛应用范围。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。