太阳能板清洁设备及其清洁方法与流程

1.本发明属于光伏面板清洁技术领域，尤其涉及太阳能板清洁设备及其清洁方法。


背景技术：

2.太阳能是取之不尽用之不绝的可再生资源，在能源危机日益严重的形式下，太阳能电池越发受到人们的关注，但太阳能电池的转换效率的提升也已越发困难。而太阳能组件一般安装在户外，接受风吹雨淋，其表面极易附着的细小灰尘颗粒等。其一，表面的污浊会影响光线的透射率，进而影响到组件表面所接受的辐射量，降低其的发电效率；其二，污浊物粘附在电池板表面会形成阴影，在太阳能组件的局部产生热斑效应，进而对太阳能板造成损伤，不仅影响发电率的同时，更可能会缩短太阳能板的使用寿命。
3.目前，太阳能板的清洁设备的清洁效率一般都不高，例如中国专利cn202010409449.9，其公开了一种光伏板清洗用滚刷，包括滚刷机构、曲型套杆、衔接杆、固定摁扣、滚刷把手以及滚刷，其需要人工进行移动清洁，清洁效率极低。而部分太阳能板上的泥垢与灰尘极多，难以清洁干净，因此极大地影响了清洁效率。
4.故此亟需开发高效清洁的太阳能板清洁设备及清洁方法来解决现有技术中的问题。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供太阳能板清洁设备及其清洁方法，以解决上述的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
7.太阳能板清洁设备，包括主体组件与清洁组件，所述主体组件与所述清洁组件连接，所述主体组件包括水电机构、电控机构和移动机构，所述水电机构与所述电控机构连接，所述移动机构与所述电控机构连接，所述清洁组件包括辊刷机构和支架机构，所述辊刷机构与所述支架机构连接，所述清洁组件至少设置有两个，所述清洁组件至少设置在所述主体组件的前端与后端。
8.进一步，所述辊刷机构的长度大于2米。
9.进一步，所述辊刷机构包括滚刷与辊刷轴，所述滚刷与所述辊刷轴连接，单个辊刷轴上至少设置有一个滚刷。
10.进一步，所述清洁组件还包括电机单元，所述电机单元连接有传动机构，所述传动机构与辊刷轴连接，所述电机单元通过所述传动机构带动所述辊刷机构旋转，所述传动机构设置在相邻所述滚刷之间，所述传动机构不设置在所述清洁组件的中间位置。
11.进一步，所述电控机构包括电控盒主体与电控盒盖板，所述电控盒主体与所述电控盒盖板密闭连接。
12.进一步，所述电控盒主体上设置有沉台结构，所述电控盒盖板上设有与所述沉台结构配合的配合结构，所述电控盒主体通过所述配合结构与所述沉台结构与所述电控盒盖板密闭连接。
13.进一步，所述电控机构包括主控装置和遥控机构，所述主控装置与所述遥控机构无线连接，所述主控装置设置在所述电控盒主体内。
14.进一步，所述移动机构包括履带，所述履带的制造材料为氯丁橡胶中掺入丁腈再生胶和氟橡胶。
15.进一步，所述主体组件上还设置有防滑机构，所述防滑机构设置在所述主体组件的两端。
16.清洁方法，包括如下步骤：步骤s1：判断清洁环境是否适于清洁；步骤s2：将清洁设备置于待清洗平面上；步骤s3：清洁设备清洁待清洗平面；步骤s4：重复步骤s2与步骤s3；步骤s5：回收清洁组件。
17.本发明具有以下优点：通过设置有水电机构、电控机构和移动机构，避免了使用人工进行低效清洁，提高了清洁太阳能板的效率，且通过在主体组件前后设置两个清洁组件，既提高了清洁效率，也提高清洁设备清洁太阳能板后的洁净程度。且设置有大尺寸的清洁组件，进一步提高了清洁效率。
18.本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
附图说明
19.图1是本发明的一种整体结构示意图；
20.图2是本发明主体组件的部分结构示意图；
21.图3是本发明电控机构的一种整体结构爆炸图；
22.图4是本发明电控机构的一种局部结构放大图；
23.图5是本发明移动机构的一种整体结构示意图；
24.图6是本发明防滑机构的一种整体结构示意图；
25.图7是本发明水电机构的一种整体结构示意图；
26.图8是本发明清洁组件的一种整体结构示意图；
27.图9是本发明的另一种整体结构示意图。
28.图中标记说明：图中各附图标记为：11、滚刷；12、喷嘴；13、连接横杆；14、传动机构；21、水电管接头；22、滑环一；23、滑环二；24、滑环三；25、固定支座；31、电控盒盖板；32、主控固定架；33、开关电源；34、电控盒主体；35、连接轴；41、履带；42、固定板；43、主动轮轴；44、从动轮轴；45、电机单元；51、伸缩杆；52、调节套；53、防滑滚轮。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.太阳能板清洁设备，如图1至图9所示，包括主体组件与清洁组件，所述主体组件与所述清洁组件连接，所述主体组件与所述清洁组件的连接方式包括可拆卸连接，所述主体组件包括水电机构、电控机构和移动机构，所述水电机构与所述电控机构连接，所述移动机构与所述电控机构连接。
32.所述电控机构包括电控盒主体34与电控盒盖板31，所述电控盒主体34与所述电控盒盖板31连接。优选的，所述电控盒主体34上设置有沉台结构，所述电控盒盖板31上设有与所述沉台结构配合的配合结构，所述电控盒主体34与所述电控盒盖板31通过所述配合结构与所述沉台结构密闭连接，所述配合结构位于所述沉台结构的上方。所述沉台结构和所述配合结构为阶梯状结构，可选的，所述沉台结构为l形，所述配合结构也为l形。
33.所述电控盒主体34内设置有开关电源33与电源固定座，所述开关电源33通过所述电源固定座与所述电控盒主体34的底部连接固定。所述电控盒主体34内还设有主控装置与主控固定架32，所述主控装置通过所述主控固定架32与所述电控盒主体34连接。所述主控装置设置在所述开关电源33的上方。可选的，电缆通过航空防水接头与所述开关电源33连接，所述航空防水结构设置在所述电控盒主体34或所述电控盒盖板31上，所述所述开关电源33也通过航空防水接头为电机单元45供电。所述电缆外可以设置有波纹管，加强防水性能。
34.所述电控机构还包括遥控机构，所述主控装置与所述遥控机构无线连接。
35.所述电控盒主体34与所述电控盒盖板31之间设置有橡胶垫，所述电控盒主体34与所述电控盒盖板31通过所述橡胶垫连接。所述橡胶垫用于进一步加强电控机构的防水性能，使得本装置可以在雨天环境下使用，进一步增强本装置的适应性，以增强清洁太阳能板的效率。安装时，先将开关电源33安装在电源固定座，然后将电源固定座安装在电控盒主体34中，再将主控装置与主控固定架32安装在电控盒主体34中，最后盖上橡胶垫与电控盒盖板31，完成安装。
36.所述沉台结构与橡胶垫结合，可使整体防尘防水至少能够达到ip67等级。
37.所述电控盒主体34的下端还设有电控底座，所述电控底座用于承托所述电控盒主体34，所述电控底座与所述移动机构连接。
38.所述电控底座的两端连接有连接轴35，优选的，所述连接轴35上设置有提手，可以便于本装置机构化分解之后的搬运。
39.所述移动机构包括电机单元45与移动单元，所述电机单元45与所述移动单元连接，所述移动单元至少设置有一个，单个所述移动单元上至少连接有一个所述电机单元45。
40.所述移动单元至少设置有两个，相邻的所述移动单元通过连接轴35连接。本装置可以通过更换不同长度的连接轴35，
41.所述电机单元45包括电机保护壳与驱动电机，所述电机保护壳套设在所述驱动电机的外侧，用于加强电机单元45的防水性能，以增强本装置的适应性能。优选的，所述电机单元45与所述移动单元间设置有减速器，所述减速器用于对驱动电机进行减速，以获得更大的转矩，适应更多的环境恶劣的太阳能板平面。
42.所述移动单元包括定位销轴和固定板42，所述固定板42至少设置有两个，相邻固定板42之间通过定位销轴连接固定。相邻所述固定板42间至少设置有一个定位销轴，优选
的，所述定位销轴设置有三个，以加强本装置的稳固性，以适应清洁时可能的恶劣环境。
43.所述移动单元还包括主动轮轴43、从动轮轴44与履带41，所述主动轮轴43与所述从动轮轴44通过履带41连接，所述履带41上设置有导轨，所述主动轮轴43和从动轮轴44上设有与所述导轨配合的导槽，所述导轨与所述导槽连接。所述导槽与导轨具备限位作用，可以防止履带41脱出。可选的，所述移动单元可以不包括履带41，直接通过主动轮轴43、从动轮轴44进行移动。
44.所述移动单元还包括惰性轮轴，所述惰性轮轴包括惰性轴与惰轮，所述惰性轴通过滚动轴承与所述固定板42连接，所述惰性轴与所述惰轮连接，所述惰轮与履带41连接。
45.所述主动轮轴43包括主动轴与主动轮，所述主动轴与所述主动轮连接，所述主动轴与所述固定板42连接。优选的，所述主动轴与通过滚动轴承活动连接，所述主动轴与所述主动轮固定连接。
46.所述从动轮轴44包括从动轴与从动轮，所述从动轴与所述从动轮连接，所述从动轴与所述固定板42连接。优选的，所述从动轴与所述从动轮通过滚动轴承活动连接，所述从动轴与所述固定板42固定连接，以提升本装置的防水防尘性能。
47.可选的，所述主动轮轴43和/或所述从动轮轴44与所述固定板42活动连接。
48.运行时，电机单元45带动主动轴旋转，主动轴通过主动轮带动履带41旋转。
49.可选的，所述履带41采用在氯丁橡胶掺入适量丁腈再生胶和氟橡胶来提高接触时的摩擦力，同时履带41上设有人字形槽，通过采用人字形槽以提高摩擦力。经测试，在本设备使用时，在氯丁橡胶掺入适量丁腈再生胶和氟橡胶的履带的摩擦力大于在氯丁橡胶掺入适量丁腈再生胶等履带的摩擦力。
50.优选的，履带41宽度占主体组件总宽度的1/4，通过显示动力学仿真得到如下结论：履带41宽度占主体组件总宽度的1/4时，在倾角30
°
的光伏面板上运动时能够将摩擦系数提高35％左右；机器能够很好地防止清洗时遇水时发生打滑。
51.所述固定板42上还设有把手，所述把手设置主体组件外侧的固定板42上，以便工作人员搬运所述主体组件。
52.所述移动单元上还设有张紧单元，所述张紧单元设置在所述固定板42上，所述张紧单元与所述从动轴连接。所述张紧单元用于调节所述履带41的松紧程度，以增强履带41与主动轮轴43的传动效率。
53.所述电机单元45还包括所述减速器，所述驱动电机通过所述减速器与所述主动轮轴43连接，所述驱动电机与所述减速器都设置在所述电机保护壳内。优选的，所述电机保护壳与所述固定板42密闭连接，以提升本装置的防水防尘性能。通过选择合适的驱动电机和减速器在保证运动速度的同时，也能够提供足够的驱动力，找到转速和扭力的平衡点；且结构简单可靠。可选的，所述驱动电机可以为伺服电机。
54.所述减速器与所述主动轴连接位置处套设有滚动轴承，所述滚动轴承与所述固定板42连接，以此，既可以实现主动轮轴43相对于固定板42的转动，也增强了主动轴与减速器间的防尘防水性能。
55.还包括防滑机构，所述防滑机构与所述主体组件连接，所述防滑机构设置在所述主体组件的两端，所述防滑机构用于防止所述光伏面板清洁设备因光伏面板的倾角过大而滑落。所述防滑机构包括防滑滚轮53、调节套52和伸缩杆51，所述防滑滚轮53与所述调节套
52连接，所述调节套52与所述伸缩杆51连接。
56.可选的，所述防滑滚轮53通过连接杆和与所述调节套52远离主体组件的一端活动连接，优选的，所述防滑滚轮53与所述连接杆活动连接，可选的，所述连接杆直接与所述调节套52连接。
57.可选的，所述调节套52上设有伸缩套，所述伸缩套设置在所述调节套52远离主体组件的一端，所述防滑滚轮53与所述连接杆固定或活动连接，所述伸缩套与所述连接杆活动连接；或所述防滑滚轮53与所述连接杆活动连接，所述伸缩套与所述连接杆固定连接。
58.可选的，所述伸缩套上设置有销孔，所述连接杆上设置有与所述伸缩套上的销孔配合的孔位，所述伸缩套和所述连接杆通过销轴连接。所述伸缩套设置有一组以上销孔和\或所述连接杆上设置有一组以上与销孔配合的孔位。以此，所述伸缩套可以调节防滑滚轮53的与调节套52之间的距离，以此适应不同厚度的太阳能板顶端。
59.所述伸缩杆51通过连接座与移动机构连接，所述连接座上设置有至少一个与所述插销孔配合的通孔，所述连接座与所述伸缩杆51通过插销连接。
60.所述防滑机构一般在带倾角的太阳能板上使用，将一侧的防滑机构挂在太阳能板的顶端，即将防滑滚轮53放置在太阳能板上，便可起到安全保护作用，避免本装置因恶劣环境而意外掉落。
61.优选的，所述伸缩杆51与所述移动机构连接，可选的，所述伸缩杆51通过固定座与所述固定板42连接。可选的，所述固定座上设有与插销孔配合的通孔，使用时，将插销插入通孔与插销孔中，以完成固定。此防滑机构仅通过机械结构完成伸缩，且结构简单；通过插销与通孔来完成伸缩杆51的伸缩，使用方便；故受清洁时恶劣环境的影响较小，更能适应清洁时的恶劣环境。且通过固定座固定伸缩杆51，进一步加强了伸缩杆51与移动单元连接的稳定性，避免防滑机构因恶劣环境而脱落。
62.可选的，所述伸缩杆51穿过或不穿过所述移动单元，优选的，所述伸缩杆51穿过所述移动单元，以增强防滑机构的稳定性，避免防滑机构从固定座上脱落，增强本装置对恶劣环境的适应性。
63.所述伸缩杆51不仅可以调节长度来适应不同尺寸的光伏板；也可以通过调节伸缩杆51的长度使清洁设备放置在带倾角的光伏板的不同位置处，防止装置在清洁时偏离预定轨道，影响清洁效率。
64.防滑滚轮53和调节套52通过刚性连接成一个整体，一端连接在车体上，另外一端挂在太阳能板顶端的侧壁上，当机器有下滑的趋势时，通过防滑滚轮53和调节套52，使其牢牢挂在光伏板侧壁上从而实现防滑功能，进一步限制清洁设备在太阳能板上的移动范围，以避免装置偏离预定路径。
65.所述清洁组件至少设置有两个，两个所述清洁组件分别设置在所述主体组件的前端与后端，所述清洁组件包括辊刷机构和支架机构，所述辊刷机构与所述支架机构连接，所述辊刷机构设置在所述支架机构内。所述辊刷机构包括滚刷11与辊刷轴，所述滚刷11与所述辊刷轴连接，单个辊刷轴上至少设置有一个滚刷11。可选的，所述辊刷机构的长度大于2米，优选的，所述滚刷11机构的长度为2.2米。大于2米的的辊刷机构，可以极大地提升清洁效率。
66.可选的，所述清洁组件还包括电机单元45，所述电机单元45包括电机保护壳与驱
动电机，所述电机保护壳套设在所述驱动电机的外侧，用于加强电机单元45的防水性能。可选的，所述电机单元45设置在所述支架机构上。所述电机单元45连接有传动机构14，所述传动机构14与辊刷轴连接，所述传动机构14可以为传送带与传动轮，传送带与传动轮连接，所述传动轮设置有两个，一个与辊刷轴连接，一个与电机单元45连接。所述电机单元45通过所述传动机构14带动所述辊刷机构旋转。可选的，所述电机单元45还包括减速器，所述驱动电机通过所述减速器与所述传动机构14连接。
67.可选的，所述传动机构14设置在相邻所述滚刷11之间，以此优化传动，使得滚刷11机构可以设计得较长。优选的，单个所述辊刷机构设置有一个所述传动机构14，所述传动机构14不设置在所述清洁组件的中间位置。故，虽然在安装传动机构14的位置无法同时安装滚刷11，但本技术设置有两个清洁组件，且两个清洁组件的安装方向相反，即使前端清洁组件上的辊刷机构因部分位置留有空隙无法清洁，但后端清洁组件上的辊刷机构因反向而在对应的清洁位置无空隙，故可以将前端清洁组件未清洗完全的太阳能板进一步清洁。可选的，所述辊刷机构左端与右端的滚刷11间留有的空隙不对称。
68.所述支架机构上还设置有冲洗机构，所述冲洗机构包括喷嘴12与管路，所述喷嘴12与所述管路连接，单个所述管路上设置有若干所述喷嘴12，所述管路与水管连接。
69.装置运行时，前端清洁组件上的喷嘴12打湿太阳能板上的灰尘或泥垢等，所述后端清洁组件上的毛刷一般用于二次清洁，以清洁恶劣环境下前端没有清洁干净的泥土与灰尘，后端清洁组件上的喷嘴12则一般用于将泥浆与灰尘冲洗出太阳能板。前后两个清洁组件，有利于提升清洁效率，并提升清洁的洁净程度。
70.所述支架机构包括支架主体与连接横杆13，所述连接横杆13与所述支架主体连接，所述连接横杆13与主体组件连接。可选的，所述连接横杆13的两端通过连接件与滚刷11连接，可选的，所述电机单元45设置在所述连接横杆13一端的位置处，可选的，所述电机单元45设置在所述连接件上。
71.所述固定板上设有连接块，可选的，所述连接块上设有销孔，所述连接横杆13上在预设的连接位置上设有一圈与前述销孔配合的孔位，所述孔位的区别在于连接横杆13径向方位的不同。所述连接块上设有凹槽，用于容纳连接横杆13。
72.所述清洁组件可以通过销钉固定在所述固定板上，可以通过改变与销钉连接的孔位，调整清洁组件与待清洁平面之间的高度。以适应干洗或水洗以及不同污染程度调节。
73.可选的，所述连接横杆13上还设有固定块，所述连接块上设有通孔，所述固定块上设有与所述通孔配合的结构，使得固定块与连接块可拆卸连接。可选的，固定块上设有销孔，所述连接横杆13上在预设的连接位置上设有一圈与前述销孔配合的孔位，所述孔位的区别在于连接横杆13径向方位的不同。
74.在恶劣环境下清洁时，人工的清洁效率不到100平米每小时，而本装置通过上述方法清洁，效率可以达到6500平米每小时，即使是相对于普通清洁机器而言，其效率也有了极大的提高。
75.所述水电机构包括水电管接头21、固定支座25、水电滑环，所述水电管接头21通过所述水电滑环与所述固定支座25连接，所述水电机构通过所述固定支座25与电控机构连接。所述固定支座25上连接有拉紧螺栓，所述拉紧螺栓可以提高固定支座25的稳定性，以适应清洁时的恶劣环境。
76.所述水电滑环包括滑环一22、滑环二23和滑环三24，所述滑环二23与所述水电管接头21连接，所述滑环三24与所述固定支座25连接，所述滑环一22设置在所述滑环二23与所述滑环三24之间，活动连接所述滑环二23与所述滑环三24，所述滑环三24上设有限位孔，用于限制水管与电缆的移动。可选的，所述滑环二23及滑环三24上设置有限位槽，所述滑环一22通过卡簧设置在所述滑环二23与滑环三24之间。
77.水电滑环的主要作用是将水管和电缆集成，并防止和车体产生干涉；水管和电缆穿入后，可以保证在清洁设备运动或转向时，水管和电缆不会被机器干涉，实现任意方向调整和拖拽，避免水管与电缆的损坏，增强装置对环境的适应能力。
78.清洁方法，包括如下步骤：
79.步骤s1：判断清洁环境是否适于清洁；
80.步骤s2：将清洁设备置于待清洗平面上；
81.步骤s3：清洁设备清洁待清洗平面；
82.步骤s4：重复步骤s2与步骤s3；
83.步骤s5：回收清洁组件。
84.所述步骤s1包括：判断在此清洁环境下进行清洁工作，是否可以提高清洁效率或降低清洁时的消耗；判断在此清洁环境下进行清洁工作，是否会导致清洁设备损坏，有利于工作即可进入下一步骤。
85.所述便于清洁的清洁环境包括无污染物含量低的雨天、单次降雨后或天气良好情况下等。
86.可选的，所述清洁设备包括防滑机构，所述步骤2包括：调节伸缩套与连接杆，使防滑滚轮53的与调节套52之间的距离与待清洗太阳能板的顶面厚度相适应；调节伸缩杆51，使清洁设备被防滑机构限制的位置与太阳能板待清洁的位置相适应；将清洁设备放置在太阳能板上，其一侧防滑机构上的防滑滚轮53置于太阳能板顶面上，另一侧防滑机构上的防滑滚轮53与太阳能板上的底面连接或不连接。
87.正常清洁时，所述步骤s3包括：清洁设备向前移动；前毛刷上的喷嘴打湿太阳能板上的灰尘或泥垢等，前毛刷清洁太阳能板；后毛刷二次清洁太阳能板，以清洁恶劣环境下前毛刷没有清洁干净的泥土与灰尘，后毛刷上的喷嘴将泥浆与灰尘冲出太阳能板。当降雨时或降雨后对清洁设备进行清洁时，雨水会浸润所述太阳能板上的灰尘与泥垢，减少了设备打湿太阳能板的耗水量与打湿时间，以增强清洁设备的清洁效率，保护环境。
88.所述步骤s3中清洁设备的移动，可以通过遥控机构无线控制。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
89.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。