太阳能发电板余热回收清洁装置及控制方法与流程

1.本发明涉及能源技术领域，特别是涉及基于斯特林热机的太阳能发电板清洁及余热吸收装置及控制方法。


背景技术：

2.目前，随着经济的发展，能源需求越来越强烈，而新能源的发展是目前代替传统能源的主要方向之一，太阳能作为主要的能源来源，已经吸引众多研究者的注意，且已经广泛应用于各个领域，但目前受各方面的影响，太阳能发电板的效率并不高，进而造成资源浪费，为提高太阳能发电的效率是目前研究的重点。
3.其中太阳能发电板受温度的影响较为严重，当温度较高时，太阳能发电板的效率会下降，且目前由于太阳能一般均置于户外，长时间暴露在空气中，难以避免地会有灰尘的沉积，大量的灰尘，也会会影响太阳能发电板的发电效率，因此，如何简单地提高能源利用率，提高太阳能发电效率尤为重要。


技术实现要素：

4.为了解决上述的问题，本发明提供了太阳能发电板清洁及余热吸收装置，能够清除太阳能发电板的表面灰尘，并且能吸收热能将热量转化为电能，实现了太阳能的多级利用。
5.本发明所采用的具体技术方案为：
6.太阳能发电板余热回收清洁装置，其特征在于：包括斯特林热机、启动电机、直流发电机、太阳能发电板清洁器和低速传动装置；所述斯特林热机的热腔分布于太阳能发电板的散热板一侧；所述启动电机包括转子，所述转子连接低速传动装置，并通过低速传动装置分别与所述斯特林热机的传动装置和太阳能发电板清洁器相连接；所述直流发电机由斯特林热机驱动；所述太阳能发电板清洁器的传动轮与低速传动装置相连接，并实现力的传动；所述太阳能发电板清洁器在驱动后，毛刷会左右往复运动，从而擦除太阳能发电板表面的灰尘。本技术借助太阳能发电板产生的热量，借助斯特林热机来实现热量回收利用，且还借助低速传动装置和太阳能发电板清洁器，来清洁太阳能电池板，避免表面尘埃干扰而影响能量吸收。通过多级能源回收利用的同时提高太阳能发电板的散热性能。
7.进一步地，所述启动电机与热电启动器连接，由热电启动器驱动，所述启动电机与所述热电启动器之间的连接电路中会串联继电器开关。通过热电启动器可以使斯特林热机自启动。
8.进一步地，太阳能发电板清洁器包括传动轮、伸缩板和毛刷，其中传动轮与所述低速传动装置连接，所述传动轮转动带动所述伸缩板移动，进而带动所述毛刷移动。
9.进一步地，所述热电启动器包括中间为热电器件和热电器件两端的绝缘陶瓷片，绝缘陶瓷片包括多个散热片，提高散热效果。
10.进一步地，由斯特林热机驱动的所述直流发电机，产生的电流一部分用于控制继
电器，另一部分用于电路输出。
11.进一步地，所述斯特林热机的热腔一面直接与太阳能发电板底部相结合，所述热腔的另一面设置冷腔和多个散热片，提高散热效果。
12.进一步地，所述低速传动装置为两个，并通过两个低速传动装置分别与斯特林热机的传动轮、太阳能发电板清洁器相连接，实现自动清洁和斯特林热机自启动。
13.进一步地，所述低速传动装置包括内环、外环和位于内环和外环之间齿合的金属滑块，所述金属滑块与外环之间经由弹簧连接，内环驱动速度较低时，能够正常传动，但在内环驱动速度过高时，金属滑块因为离心力而缩回外环金属槽内，因此无法咬合内环，内环与外环相分离，从而停止传动。所述太阳能发电板清洁器只会在热机刚启动时和热机即将停止时进行工作。通过上述结构，可以保证清洁器在低速时清洁，避免清洁器一直工作，造成对太阳能发电板的影响。
14.一种根据上述所述的太阳能发电板余热回收清洁装置的控制方法，具体控制方法包括：当温度上升，温差足够大时，热电模块将热能转化为电能，从而驱动启动电机转动，启动电机通过两个低速传动装置分别与斯特林热机的传动轮和清洁器的传动轮相连接，从而带动斯特林热机、太阳能发电板清洁器运动，而当斯特林热机运动速度升高之后，达到一定阈值时，低速传动装置不再传动，同时直流发电机完全由斯特林热机驱动，直流发电机产生电流，发送高电平信号给或非门触发器，触发器将会向继电器输出持续的高电平信号，启动继电器，继电器将改变与启动电机、直流发电机直接相连的开关的闭合状态，此时与非门触发器两输入端皆处于低电平，则与非门触发器电路输出端将一直保持高电平输出，一直保持继电器的运行状态；在热机启动初期，热电启动器和斯特林热机共同驱动太阳能发电板清洁器对太阳能发电板进行除尘操作，在热机速度到达一定程度的时，金属滑块退缩至金属槽内，不再对清洁器进行驱动，清洁器停止工作；当热机即将停止时，热机速度降低，进而使金属滑块复位，使低速传送装置工作，进而带动太阳能发电板清洁器工作。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明能够自动启动太阳能清洁器，很好地清除太阳能发电板表面的灰尘，提高太阳能发电板的工作效率。(2)本发明的能够自启动，克服了斯特林热机无法自启动的难题，安装在无人看管的太阳能发电板上，无需经常维护。(3)通过特定的低速传动结构，保证清洁器仅在只会在热机刚启动时和热机即将停止时进行工作，即可以保证清洁器在低速时清洁，避免清洁器一直工作，造成对太阳能发电板的影响。(4)本技术通过选择传动轮、伸缩板和毛刷的连接，进而简单地实现清洁。(5)本发明独立性较强，结构简单，能够不依赖其他的电源支持，能够方便的安装在绝大部分太阳能发电板上。
附图说明
16.图1为本发明的太阳能发电板余热回收清洁装置的主体示意图；
17.图2为斯特林热机部分的正面示意图；
18.图3为本发明的热电模块部分示意图；
19.图4为本发明的电路控制部分示意图；
20.图5为本发明的太阳能发电板清洁器示意图；
21.图6为本发明的低速传动装置示意图；
22.图7为本发明的太阳能发电板清洁器与低速传动装置的连接示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。
24.实施例
25.如图1
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7所示，本发明的的太阳能发电板余热回收清洁装置，包括斯特林热机、启动电机m1、直流发电机m2、太阳能发电板清洁器和低速传动装置1；所述斯特林热机的热腔3分布于太阳能发电板的散热板一侧；所述启动电机m1包括转子，所述转子连接低速传动装置1，并通过低速传动装置1分别与所述斯特林热机的传动装置2和太阳能发电板清洁器的传动轮10相连接；所述直流发电机m2由斯特林热机驱动；所述太阳能发电板清洁器的传动轮10与低速传动装置1相连接，并实现力的传动；所述太阳能发电板清洁器在驱动后，毛刷9会左右往复运动，从而擦除太阳能发电板表面的灰尘。本技术借助太阳能发电板产生的热量，借助斯特林热机来实现热量回收利用，且还借助低速传动装置和太阳能发电板清洁器，来清洁太阳能电池板，避免表面尘埃干扰而影响能量吸收。通过多级能源回收利用的同时提高太阳能发电板的散热性能。所述启动电机m1与热电启动器连接，由热电启动器驱动，所述启动电机与所述热电启动器之间的连接电路中会串联继电器开关。通过热电启动器可以使斯特林热机自启动。
26.所述热电启动器包括中间为热电器件7和热电器件两端的绝缘陶瓷片6和电极8，下绝缘陶瓷片包括多个散热片，提高散热效果。由斯特林热机驱动的所述直流发电机m2，产生的电流一部分用于控制继电器，另一部分用于电路输出。
27.所述斯特林热机的热腔3一面直接与太阳能发电板底部相结合，所述热腔的另一面设置冷腔4和多个散热片5，提高散热效果。
28.所述低速传动装置1为两个，并通过两个低速传动装置1分别与斯特林热机的传动轮2、太阳能发电板清洁器的传动轮10相连接，实现自动清洁和斯特林热机自启动。
29.其中太阳能发电板清洁器包括传动轮10，穿设传动轮中的支撑杆，支撑杆两端的固定板，两端的固定板经三个可折叠板组成的伸缩板连接毛刷9，三个可折叠板之间可相互旋转，进而实现伸缩板的伸缩，进而实现毛刷9的前后伸缩运动，进而实现毛刷9在太阳能发电板表面移动，去除灰尘。
30.所述低速传动装置1包括内环15、外环13和位于内环和外环之间齿合的金属滑块14，内环15经轴承11驱动，速度较低时，能够正常传动，但在内,15驱动速度过高时，金属滑块14因为离心力而缩回外环金属槽内，因此无法咬合内环15，内环15与外环13相分离，从而停止传动，其中金属槽内设有弹簧12，进而实现金属滑块14的位置固定。所述太阳能发电板清洁器只会在热机刚启动时和热机即将停止时进行工作。通过上述结构，可以保证清洁器在低速时清洁，避免清洁器一直工作，造成对太阳能发电板的影响。
31.一种根据上述所述的太阳能发电板余热回收清洁装置的控制方法，具体控制方法包括：当温度上升，温差足够大时，热电模块将热能转化为电能，从而驱动启动电机转动，启动电机通过两个低速传动装置分别与斯特林热机的传动轮和清洁器的传动轮相连接，从而带动斯特林热机、太阳能发电板清洁器运动，而当斯特林热机运动速度升高之后，达到一定阈值时，低速传动装置不再传动，同时直流发电机完全由斯特林热机驱动，直流发电机产生
电流，发送高电平信号给或非门触发器，触发器将会向继电器输出持续的高电平信号，启动继电器，继电器将改变与启动电机、直流发电机直接相连的开关的闭合状态，此时与非门触发器两输入端皆处于低电平，则与非门触发器电路输出端将一直保持高电平输出，一直保持继电器的运行状态；在热机启动初期，热电启动器和斯特林热机共同驱动太阳能发电板清洁器对太阳能发电板进行除尘操作，在热机速度到达一定程度的时，金属滑块退缩至金属槽内，不再对清洁器进行驱动，清洁器停止工作；当热机即将停止时，热机速度降低，进而使金属滑块复位，使低速传送装置工作，进而带动太阳能发电板清洁器工作。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明能够自动启动太阳能清洁器，很好地清除太阳能发电板表面的灰尘，提高太阳能发电板的工作效率。(2)本发明的能够自启动，克服了斯特林热机无法自启动的难题，安装在无人看管的太阳能发电板上，无需经常维护。(3)通过特定的低速传动结构，保证清洁器仅在只会在热机刚启动时和热机即将停止时进行工作，即可以保证清洁器在低速时清洁，避免清洁器一直工作，造成对太阳能发电板的影响。(4)本发明独立性较强，结构简单，能够不依赖其他的电源支持，能够方便的安装在绝大部分太阳能发电板上。
33.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。