[发明专利]自适应太阳能光伏发电设备智能清洁机器人及控制系统

说明书

本发明属于太阳能光伏发电设备技术领域，公开了一种自适应太阳能光伏发电设备智能清洁机器人及控制系统，自适应太阳能光伏发电设备智能清洁机器人控制系统包括控制模块、行走驱动模块、信息采集模块、电源部分、吸附与清扫部分。本发明能够完成对太阳能板的清洁，与传统清洁手段相比极大节省了水资源；清洁机器人通过预设好的路线并辅以边沿检测传感器进行路径修正从而完成清洁工作；工作人员可以通过移动客户端实时监控并调整清洁机器人的工作状态，也可以对区域内的多个清洁机器人进行工作分配和统一管理调度，以此取得更加高效的清洁效果。

技术领域

本发明属于太阳能光伏发电设备技术领域，尤其涉及一种自适应太阳能光伏发电设备智能清洁机器人及控制系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

近几年，光伏作为一种可再生清洁能源，已成为全球能源变革的重要力量。但太阳能电池板表面容易积累风沙、灰尘等污垢，若没有科学及时的清洁，最高可导致组件发电功率衰减40％～60％，发电量下降20％～30％。同时如果无法清洗得干净彻底，留下死角，未被清洗边角部分电池板会由发电单元变为耗电单元，被遮蔽的光伏电池会变成不发电的负载电阻，消耗相连电池产生的电力，造成发热，也这就是“热斑效应”。此过程会加剧电池板老化，减少光电转化率，严重时会引起火灾。据统计，全球太阳能电站每年因无效清洁或清洁不及时产生的直接经济损失高达约100亿美元，截止2020年，预计这一损失则将达200亿。同时因太阳能电池板表面积累污垢导致发电效率下降而浪费的能源更是难以想象，数据显示，2016年，我国光伏产业发电量达到622亿瓦，也就意味着这一年当中有240亿瓦本可利用太阳能没有被合理利用而浪费。

以我国武威某年发电量50兆瓦的光伏电站为例，清洁一次，需要工人2500人/天，用水量5000立方米；如果是清洁车则需要350人/天，用水量25000立方米。

由此看来，目前针对太阳能板清洁这一问题还没有一种较好的方式被推广。

当前太阳能电池板清洗主要有人工水洗和工业清洗设备冲洗两种方式，都各有优缺点，总结如下：

(1)人工清洁简单，清洁效果较好。但是清洁难度大、效率低、需要清洁人员数量多、成本高并且清洁人员存在安全隐患，光伏发电厂大多位于较偏僻地带难以有充足的劳动力来满足清洁需要。

(2)工业清洗设备进行冲洗具有较好的清洁效果，清洁效率也较高。但是清洁设备需大量的资金，清洁需消耗大量的水资源，清洁设备在凹凸不平的山地中环境适应能力差，考虑国家太阳能发电厂的地理位置大多在西北地区，难以有充足的水资源用于清洗。

(3)清洁太阳能需浪费大量人力物力。而且太阳能板清洁工作不是一劳永逸的，是需要周期性的进行。在不同地理环境下太阳能电池板的安装倾斜角度不同，对于不同倾角的太阳能板的清洁又是一大难点。

解决上述技术问题的难度和意义：

针对上面提到的问题，可以看到在考虑国家实际情况的前提下，在较少劳动力、较少水资源、环境适应能强、适应不同安装倾斜角的情况下能够有效清洁太阳能板积灰问题，是一件非常有意义的事情。

正是为了解决这一问题，本发明设计了一款自适应太阳能光伏发电设备智能清洁机器人(以下简称为“清洁机器人”)。它是一种高智能化、高性价比的太阳能电池板清洁方案，在太阳能电池板清洁维护领域具有巨大的市场价值，并且该项目将对光伏发电产业具有十分重要的意义：

(1)清洁机器人实现了对太阳能电板的全面清洁，提高了太阳能电池的光电转化效率，从而提高了光伏发电的效益与能量利用率。

(2)清洁机器人清洁系统选用质地柔软的高效清洁材料、毛刷以及风机三重结构相结合的无水化清洁方式以有效清除太阳能电板上的污渍，节省了大量的水资源。同时减轻对电板的磨损能够，能够有效避免“热斑效应”的产生，提高了发电能力和电池板的寿命。