[發(fā)明專利]自適應(yīng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備智能清潔機(jī)器人及控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811465404.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109571472B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張和平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張華偉
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;H02S40/10
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種自適應(yīng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備智能清潔機(jī)器人及控制系統(tǒng)，自適應(yīng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備智能清潔機(jī)器人控制系統(tǒng)包括控制模塊、行走驅(qū)動(dòng)模塊、信息采集模塊、電源部分、吸附與清掃部分。本發(fā)明能夠完成對(duì)太陽(yáng)能板的清潔，與傳統(tǒng)清潔手段相比極大節(jié)省了水資源；清潔機(jī)器人通過(guò)預(yù)設(shè)好的路線并輔以邊沿檢測(cè)傳感器進(jìn)行路徑修正從而完成清潔工作；工作人員可以通過(guò)移動(dòng)客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)整清潔機(jī)器人的工作狀態(tài)，也可以對(duì)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)清潔機(jī)器人進(jìn)行工作分配和統(tǒng)一管理調(diào)度，以此取得更加高效的清潔效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應(yīng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備智能清潔機(jī)器人及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：

近幾年，光伏作為一種可再生清潔能源，已成為全球能源變革的重要力量。但太陽(yáng)能電池板表面容易積累風(fēng)沙、灰塵等污垢，若沒(méi)有科學(xué)及時(shí)的清潔，最高可導(dǎo)致組件發(fā)電功率衰減40％～60％，發(fā)電量下降20％～30％。同時(shí)如果無(wú)法清洗得干凈徹底，留下死角，未被清洗邊角部分電池板會(huì)由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧徽诒蔚墓夥姵貢?huì)變成不發(fā)電的負(fù)載電阻，消耗相連電池產(chǎn)生的電力，造成發(fā)熱，也這就是“熱斑效應(yīng)”。此過(guò)程會(huì)加劇電池板老化，減少光電轉(zhuǎn)化率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球太陽(yáng)能電站每年因無(wú)效清潔或清潔不及時(shí)產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)約100億美元，截止2020年，預(yù)計(jì)這一損失則將達(dá)200億。同時(shí)因太陽(yáng)能電池板表面積累污垢導(dǎo)致發(fā)電效率下降而浪費(fèi)的能源更是難以想象，數(shù)據(jù)顯示，2016年，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)電量達(dá)到622億瓦，也就意味著這一年當(dāng)中有240億瓦本可利用太陽(yáng)能沒(méi)有被合理利用而浪費(fèi)。

以我國(guó)武威某年發(fā)電量50兆瓦的光伏電站為例，清潔一次，需要工人2500人/天，用水量5000立方米；如果是清潔車則需要350人/天，用水量25000立方米。

由此看來(lái)，目前針對(duì)太陽(yáng)能板清潔這一問(wèn)題還沒(méi)有一種較好的方式被推廣。

當(dāng)前太陽(yáng)能電池板清洗主要有人工水洗和工業(yè)清洗設(shè)備沖洗兩種方式，都各有優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)如下：

(1)人工清潔簡(jiǎn)單，清潔效果較好。但是清潔難度大、效率低、需要清潔人員數(shù)量多、成本高并且清潔人員存在安全隱患，光伏發(fā)電廠大多位于較偏僻地帶難以有充足的勞動(dòng)力來(lái)滿足清潔需要。

(2)工業(yè)清洗設(shè)備進(jìn)行沖洗具有較好的清潔效果，清潔效率也較高。但是清潔設(shè)備需大量的資金，清潔需消耗大量的水資源，清潔設(shè)備在凹凸不平的山地中環(huán)境適應(yīng)能力差，考慮國(guó)家太陽(yáng)能發(fā)電廠的地理位置大多在西北地區(qū)，難以有充足的水資源用于清洗。

(3)清潔太陽(yáng)能需浪費(fèi)大量人力物力。而且太陽(yáng)能板清潔工作不是一勞永逸的，是需要周期性的進(jìn)行。在不同地理環(huán)境下太陽(yáng)能電池板的安裝傾斜角度不同，對(duì)于不同傾角的太陽(yáng)能板的清潔又是一大難點(diǎn)。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的難度和意義：

針對(duì)上面提到的問(wèn)題，可以看到在考慮國(guó)家實(shí)際情況的前提下，在較少勞動(dòng)力、較少水資源、環(huán)境適應(yīng)能強(qiáng)、適應(yīng)不同安裝傾斜角的情況下能夠有效清潔太陽(yáng)能板積灰問(wèn)題，是一件非常有意義的事情。

正是為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一款自適應(yīng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備智能清潔機(jī)器人(以下簡(jiǎn)稱為“清潔機(jī)器人”)。它是一種高智能化、高性價(jià)比的太陽(yáng)能電池板清潔方案，在太陽(yáng)能電池板清潔維護(hù)領(lǐng)域具有巨大的市場(chǎng)價(jià)值，并且該項(xiàng)目將對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)具有十分重要的意義：

(1)清潔機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能電板的全面清潔，提高了太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，從而提高了光伏發(fā)電的效益與能量利用率。

(2)清潔機(jī)器人清潔系統(tǒng)選用質(zhì)地柔軟的高效清潔材料、毛刷以及風(fēng)機(jī)三重結(jié)構(gòu)相結(jié)合的無(wú)水化清潔方式以有效清除太陽(yáng)能電板上的污漬，節(jié)省了大量的水資源。同時(shí)減輕對(duì)電板的磨損能夠，能夠有效避免“熱斑效應(yīng)”的產(chǎn)生，提高了發(fā)電能力和電池板的壽命。