[發明專利]大規模光伏陣列節水清潔系統及控制方法

無效

• 申請號: 201110354044.0
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102409720A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 孫鶴旭;劉斌;李練兵;劉哲;王華君;張磊;白愷;劉漢民;王銀明;何紅光;朱斯
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: E03B3/02
• 分類號: E03B3/02;B08B3/02;B08B13/00;E03B11/16;E03B5/00
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及一種對太陽能電池板陣列表面進行除塵的技術，特別是一種大規模光伏陣列節水清潔系統及控制方法。

背景技術

太陽能電池板是整個太陽能光伏發電系統中的核心組件。太陽能電池板陣列通常被安裝在戶外，接收太陽光并產生電能。在使用過程中由于太陽能電池板陣列表面容易蒙上灰塵，會降低其光電轉換效率，因此需要定期對太陽能電池板陣列表面進行除塵，現階段陸地上大型光伏陣列的清潔方式主要是人工擦洗為主，工作效率偏低。

中國專利CN?201020685491.5公開了一種利用高壓水流對太陽能電池板陣列自動除塵的系統，盡管可實現大范圍除塵，又具有夏季降溫及冬季除冰雪功能。但是該技術只適用于豐富水源而不能適用于水源缺乏場所。

在我國，大型的太陽能光伏電站往往分布在人煙稀少、風沙、霜凍冰雪多發地帶，并且水源缺乏。例如，大型的太陽能光伏電站項目所在地，我國的張北縣年平均日照時數2897.8小時，全年活動積溫2448℃，年平均7級以上大風日數30天左右。全年無霜期90-110天，光照充足，雨熱同季，晝夜溫差大，干旱、多風、少雨、無霜期短是主要的氣候特征。縣內平均海拔1400-1600米，屬大陸性季風氣候，年均氣溫2.60℃，降水量近400毫米，可以進行雨水回收。

目前水回收利用從技術上而言已經不存在障礙，引入工控技術，針對我國實際情況，開發微水沖洗的大型光伏陣列系統的無人值守清洗技術很有必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種大規模光伏陣列節水清潔系統及控制方法，其中包括雨水回收裝置和自動化微水清洗裝置。利用水回收技術，使得在水源缺乏地區進行太陽能電池板的清洗成為現實，在水源不缺乏地區進行清洗，又大大節約了水資源。采用自動化微水清洗，無需人工操作，大大節省了人力。該系統具有可靠性高，功能齊全，抗干擾力強，使用方便等優點。該系統能確保高品質的回收效果和長期穩定的工作，有很高的環境效益和經濟效益。

所述的雨水回收裝置包括雨水漏斗、地溝、收集管道、棄流裝置、蓄水池、凈化裝置及清水池。雨水漏斗安裝在太陽能電池板下邊沿，地溝安裝在地表低洼處，雨水漏斗和地溝與收集管道相連，收集管道中設有格柵網，并連接到棄流裝置，棄流裝置與蓄水池相連，蓄水池與凈化裝置相連，凈化裝置又連接到清水池。

所述的自動化微水清洗裝置包括水泵、壓力傳感器、流量傳感器、水位傳感器、PLC控制柜、電磁閥、計算機、上位機界面組態環境以及噴頭。所述噴頭安裝在太陽能電池板上邊沿。水泵位于清水池底部，蓄水池和清水池中安裝水位傳感器。從清水池底部通過管件依次連接有：水泵、流量傳感器、壓力傳感器、電磁閥和噴頭。

壓力傳感器、流量傳感器和水位傳感器檢測到的數據傳給PLC控制柜，并可以通過上位機組態在計算機上顯示出來。

本發明提供的大規模光伏陣列節水清潔系統的控制方法包括的步驟：

1)將降雨的雨水經過太陽能電池板后形成的板面雨水或者清洗大規模光伏陣列太陽能電池板之后的水，通過雨水漏斗匯集于雨水主干管，地表雨水經過地溝匯流后進入雨水主干管即收集管道，收集管道中設有格柵網，運用格柵截留原水中的體積較大的物體，如樹葉、塑料袋等雜物。板面雨水和地表雨水匯集于收集管道后流入棄流裝置，經過棄流、分散和集中過濾除去徑流中顆粒物質后流入蓄水池。蓄水池的水連接到凈化設備，在凈化設備中對雨水進行絮凝過濾消毒等工藝處理，處理后的水輸送到清水池。

2)水位傳感器每天自動監測蓄水池和清水池的水位情況，符合條件時選擇啟動手動模式或啟動自動模式進行清洗。

手動模式清洗，適用于任何需要噴水的時候，設備運行后，切換成手動模式，然后判斷液位情況，有水就繼續判斷壓力情況，壓力大于30kpa，手動按下第一電磁閥開啟，第一電磁閥就會噴水，手動按下第二電磁閥開啟，第二電磁閥就會噴水，分別按下停止，第一電磁閥、第二電磁閥就會停止，完成了手動噴水的功能。如果液位不夠，會亮紅燈警告，水位低，噴不出水來；如果壓力不夠，也會亮紅燈報警，噴不出水來。自動模式清洗，適用于無人值守情況，切換到自動模式下，設定開啟噴水時間為早上5:00-6:00之間噴水，只要檢測到噴水請求，如發電量與正常時相比降低，就可以在設定時間噴水。然后判斷目前液位狀態，壓力狀態，如果符合預設的閥值，就會自動噴水沖洗，如果不符合則報警，采取應急措施。

本發明所述噴頭安裝在太陽能電池板上邊沿。流量傳感器需要監測每次沖洗用了多少水量，根據用水量進行節水控制。