本實用新型涉及太陽能光伏發電技術領域，是一種大型光伏電站電池板干式清洗系統。

背景技術：

在光伏發電系統中，如何提高并維持太陽能光伏電池板光電轉換效率成為光伏產業主要攻關方向，而維持光電轉換效率則是光伏電站運行維護中重點工作，除了與光伏電池板本身材料的可靠性和耐用性相關外，對光電轉換效率影響更大的則是日積月累的灰塵覆蓋，即為光伏電池板的灰塵效應，一般可描述為源自空氣攜載的固態微米量級灰塵顆粒物覆蓋光伏組件表面，降低光伏組件光通量，進而導致光伏組件電能輸出量降低。一方面，大型地面光伏電站光伏電池板表面積灰可導致光電轉換效率相對降低 10%~25%，當灰塵密度從0增至22 g/m²時，光電轉換效率的降低值可從零升至26%，積灰給光伏電站帶來了巨大的經濟損失；另一方面，積灰若不能夠及時清理，會導致光伏電池板局部腐蝕、絕緣性降低和熱斑效應等問題，還會影響到蓄電池的電量，電量不足會導致充電次數增加，從而減少其使用壽命。由此可見，光伏電池板積灰不僅影響到光伏電站的經濟性，還危害到安全運行。

為維持光電轉換效率，需對光伏電池板表面積灰進行及時清洗，目前可簡要概括為三種形式：（1）自然清洗法，即通過自然降雨或降雪、風力等來清潔附著在光伏電池板表面的灰塵，但此方法只適用于雨季；（2）人工清洗法，通過人工拿著高壓水槍對太陽能電也板進行沖洗，優點是效果明顯，缺點是浪費水和需要大量的人力，并且可能會發生“熱斑效應”；（3）機械清洗法，采用綠化噴淋的方法進行清洗，此種方法解決了以上兩種方法的工作效率低的問題，但是，這種方法的一次投資比較高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是，針對大型光伏電站電池板積灰導致光電轉換效率下降，運維經濟性降低，并危害到光伏電池板使用壽命等難題，提出一種大型光伏電站電池板干式清洗系統，其特點是，以壓縮空氣為清洗介質和動力源，清洗噴頭包括壓縮空氣噴嘴和吸灰口，噴嘴出口壓縮空氣吹起吸附在光伏電池板上積灰，通過吸灰口吸收并收集，避免對相鄰光伏電池板造成二次污染；清洗噴頭安裝在線測距與液壓調整裝置，實時監測并調整清洗噴頭與光伏電池板距離，避免劃傷或擠壓電池板；針對吸附力強的灰垢，采用氣動馬達帶動特殊材質的滾刷，實施滾動摩擦清洗并且不損傷光伏板表面；基于光伏電池板的運行狀態和天氣工況，可實施積灰清洗和積雪清洗等多種運行模式。

實現本實用新型目的所采用的技術方案是：一種大型光伏電站電池板干式清洗系統，其特征在于：它包括空氣壓縮機的壓縮空氣出口與高壓儲氣罐的進氣口連接，高壓儲氣罐的第一出氣口通過第一節流閥與三通管接連通，三通管接分別與氣動馬達的進氣口、高壓氣體安全閥連通，氣動馬達與轉軸固連，轉軸置在干式組合清洗噴頭固定的軸瓦內，轉軸下嵌有耐摩布匹；高壓儲氣罐的第二出氣口通過第二節流閥與干式組合清洗噴頭的高壓吹掃空氣接口連通；高壓儲氣罐第三出氣口通過第三節流閥與氣體引射器的高壓引射流體入口連通，氣體引射器的低壓流體入口與干式組合清洗噴頭的負壓吸附空氣接口連通，氣體引射器的出氣口與除塵器進氣口連通，除塵器出灰口與集灰器連通；干式組合清洗噴頭的側面固連有距離檢測器，距離檢測器輸出端與單片機控制板輸入端電連接，單片機控制板輸出端與電磁換向閥輸入端電連接，電磁換向閥置在液壓機械臂的底座上，液壓機械臂的臂體與干式組合清洗噴頭連接。

所述的干式組合清洗噴頭的結構是，包括：高壓吹掃空氣接口與高壓吹掃空氣輸入管連通，高壓吹掃空氣輸入管與高壓空氣聯箱進氣口連通，高壓空氣聯箱出氣口與吹掃噴嘴連通，吹掃噴嘴兩側置有吸附口，吸附口與負壓空氣腔連通，負壓空氣腔的出氣口與負壓吸附空氣接口連通。

所述的吹掃噴嘴的內徑為矩形，長度為3～3.2m，寬度為2～5 mm，吹掃噴嘴的吹掃絕對壓力為0.4～0.8 MPa，吸附口的絕對壓力為60～80 kPa。

所述的干式組合清洗噴頭底端至光伏電池板面的間距為8～12 cm。

本實用新型的大型光伏電站電池板干式清洗系統的優點體現在：

1）以壓縮空氣為清洗介質，采用旋轉布匹摩擦、壓縮空氣吹掃、負壓空氣吸附多功能的組合式清洗裝置，可首先采用旋轉布匹對光伏電池板表面大顆粒或強吸附灰垢等附著物進行摩擦清洗，使得大顆粒灰垢分裂、強吸附積灰分離出來，采用壓縮空氣吹掃，無論大小的灰塵顆粒形成揚塵，通過負壓吸附過程回收，并經過除塵器來收集積灰，其技術效果如下：①清洗過程無需其它清洗介質，干式清洗系統以空氣為清洗介質，不受地理位置與水源的限制；②運行方式可優化組合，對于硬度大的頑垢，如鳥糞、泥水混合物等，吸附力強的灰垢，如長時間聚集的揚塵等，可先采用旋轉布匹摩擦清洗，視光伏電池板表面灰垢顆粒粉碎情況，灰垢顆粒小僅采用負壓吸附灰垢顆粒，灰垢顆粒大采用壓縮空氣吹掃后再吸附灰垢顆粒；對于表面浮灰，可直接采用干式組合清洗噴頭吹掃和吸附過程完成清洗；③吹掃和吸附聯合運行，根據顆粒物大小及吸附效果，通過第二節流閥調節干式組合清洗噴頭的吹掃噴嘴出口空氣壓力，實現吸附口有效回收灰垢、揚塵等，可避免對相鄰光伏電池板造成二次污染；④清洗對象多元化，既可以用多功能的組合式清洗裝置清洗灰垢等光伏電池板表面附著物，也可以采用單一的干式組合清洗噴頭的壓縮空氣吹掃積雪、冰雹等，維持光伏電池板的安全運行。

2）轉軸、氣動馬達、高壓氣體安全閥和第一節流閥組成的旋轉布匹摩擦清洗的動力源及保護、調節裝置，首先，利用充足的壓縮空氣為轉軸旋轉動力源，氣動馬達利用空氣壓力差為動力，結構簡單，維護量小，避免使用結構復雜、維護量大的電動機，降低惡劣的灰塵條件下設備的故障率；其次，耐摩布匹嵌在轉軸下，通過轉軸的旋轉離心力旋轉摩擦清洗光伏電池板面硬度大的頑垢、吸附力強的灰垢等，與光伏電池板面之間軟接觸，實現光伏電池板面彈性清洗，確保了優良的清洗效果，同時不損害光伏電池板面；再次，高壓氣體安全閥對旋轉設備保護效果好，當轉軸或軸瓦等出現故障時，轉軸扭矩增大，氣動馬達排氣壓力基本維持穩定，抬高了氣動馬達進氣壓力，轉軸扭矩越大則氣動馬達進氣壓力也隨之提高，當超出設計工作壓力時高壓氣體安全閥打開泄氣，避免轉軸或軸瓦進一步損壞，也保護了光伏電池板安全運行；最后，通過第一節流閥可調整氣動馬達進氣口空氣流量和壓力，可實現轉軸轉速和軸功率的調節，進而可針對不同的清洗工況來調節旋轉布匹轉速和轉軸軸功率，達到旋轉布匹摩擦清洗優化運行的目標。通過轉軸、氣動馬達、高壓氣體安全閥和第一節流閥的組合應用，雖然轉軸與氣動馬達為剛性傳動，高壓氣體安全閥卻實現了轉軸過載保護，第一節流閥實現了轉速和軸功率調節，既實現轉軸與氣動馬達的可靠、高效傳動，轉軸及軸瓦的自我保護，又可實現旋轉布匹轉速調節。

3）采用氣體引射器產生負壓真空來吸附光伏電池板表面吹掃產生的揚塵，采用壓縮空氣為高壓引射流體，首先，氣體引射器的動力源，即高壓引射流體與吹掃噴嘴的壓縮空氣、氣動馬達動力氣源采用同樣工作流體介質，灰垢等附著物的吹掃、吸附、摩擦清洗等過程僅需要一套壓縮空氣裝置即可提供所用介質和動力源，實現壓縮空氣的多用途，簡化系統結構；其次，氣體引射器代替電動機等產生負壓真空，其無轉動、運動部件，以結構變化來實現真空環境，在揚塵、風沙大的惡劣作業環境下，氣體引射器可靠性和耐用性更好；最后，氣體引射器與第三節流閥組合，通過第三節流閥調節進入氣體引射器高壓引射流體入口的氣體流量和壓力，可實現對低壓流體入口空氣壓力的調節，進而實現對吸附口絕對壓力的調節。

附圖說明

圖1為一種大型光伏電站電池板干式清洗系統結構示意圖。

圖2為圖1中干式組合清洗噴頭11結構剖視示意圖。

圖中：1空氣壓縮機，2高壓儲氣罐，3高壓氣體安全閥，4三通管接，5氣動馬達，6轉軸，7光伏電池板，8軸瓦，9耐摩布匹，10距離檢測器，11干式組合清洗噴頭，12負壓吸附空氣接口，13高壓吹掃空氣接口，14氣體引射器，15高壓引射流體入口，16低壓流體入口，17除塵器，18集灰器，19液壓機械臂，20單片機控制板，21電磁換向閥，22光伏電池板支架，23高壓吹掃空氣輸入管，24負壓空氣腔的出氣口，25高壓空氣聯箱，26負壓空氣腔，27吹掃噴嘴，28吸附口，31第一節流閥，32第二節流閥，33第三節流閥。

具體實施方式

下面利用附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

參照圖1，本實用新型的一種大型光伏電站電池板干式清洗系統，包括空氣壓縮機1的壓縮空氣出口與高壓儲氣罐2的進氣口連接，高壓儲氣罐2的第一出氣口通過第一節流閥31與三通管接4連通，三通管接4分別與氣動馬達5的進氣口、高壓氣體安全閥3連通，氣動馬達5與轉軸6固連，轉軸6置在干式組合清洗噴頭11固定的軸瓦8內，轉軸6下嵌有耐摩布匹9；高壓儲氣罐2的第二出氣口通過第二節流閥32與干式組合清洗噴頭11的高壓吹掃空氣接口13連通；高壓儲氣罐2第三出氣口通過第三節流閥33與氣體引射器14的高壓引射流體入口15連通，氣體引射器14的低壓流體入口16與干式組合清洗噴頭11的負壓吸附空氣接口12連通，氣體引射器14的出氣口與除塵器17進氣口連通，除塵器17出灰口與集灰器18連通；干式組合清洗噴頭11的側面固連有距離檢測器10，距離檢測器10輸出端與單片機控制板20輸入端電連接，單片機控制板20輸出端與電磁換向閥21輸入端電連接，電磁換向閥21置在液壓機械臂19的底座上，液壓機械臂19的臂體與干式組合清洗噴頭11連接。所述的轉軸6的轉速為1200～2000轉/分鐘。

參照圖2，所述的干式組合清洗噴頭11的結構是，包括：高壓吹掃空氣接口13與高壓吹掃空氣輸入管23連通，高壓吹掃空氣輸入管23與高壓空氣聯箱25進氣口連通，高壓空氣聯箱25出氣體口與吹掃噴嘴27連通，吹掃噴嘴27兩側置有吸附口28，吸附口28與負壓空氣腔26連通，負壓空氣腔的出氣口24與負壓吸附空氣接口12連通。所述的吹掃噴嘴27的內徑為矩形，長度為3～3.2m，寬度為2～5 mm，吹掃噴嘴27的吹掃絕對壓力為0.4～0.8 MPa，吸附口28的絕對壓力為60～80 kPa。所述的干式組合清洗噴頭11底端至光伏電池板面7的間距為8～12 cm。

本實用新型的一種大型光伏電站電池板干式清洗系統的具體控制過程為：預先設置干式組合清洗噴頭11安全與經濟運行間距的限定值和中間值，通過距離檢測器10實時檢測干式組合清洗噴頭11底部至光伏電池板面7的間距，將檢測結果送入單片機控制板20進行實時比較計算，當間距檢測值小于限定值下限時，單片機控制板20向電磁換向閥21發送液壓機械臂19收縮指令，間距檢測值增大到間距設置的中間值時，單片機控制板20向電磁換向閥21發送液壓機械臂19停止指令，干式組合清洗噴頭11維持當前工況運行；當間距檢測值大于限定值上限時，單片機控制板20向電磁換向閥21發送液壓機械臂19伸展指令，間距檢測值減小到設置的中間值時，單片機控制板20向電磁換向閥21發送液壓機械臂19停止指令，干式組合清洗噴頭11維持當前狀態運行。

本實用新型的一種大型光伏電站電池板干式清洗系統，以壓縮空氣為清洗介質，根據光伏電池板附著物（包括長期積聚的硬灰垢、浮灰、鳥糞、積雪等）的差異，可選擇性采用組合式清洗裝置的旋轉布匹摩擦清洗、壓縮空氣吹掃、負壓空氣吸附等功能，如此可克服的缺點如下：

1）清洗介質為壓縮空氣，無需添加水、清潔劑等介質，僅需空氣壓縮機等壓縮裝即可實現空氣壓縮、清洗裝置利用再排放，可稱之為“取之不盡、用之不竭”，干式清洗系統的應用不受地理位置和水資源的限制，特別適用于我國西北、華北、東北等地風沙大、揚塵多等缺水、少水地區的大型光伏電站電池板清洗；

2）清洗功能多元化，針對不同的光伏電池板附著物可采用不用組合的清洗方式：對于長期積聚的硬質灰垢、鳥糞、泥水混合物等頑垢，按照干式清洗系統行進順序，先旋轉布匹摩擦清洗，將頑垢粉碎、分離成為細小顆粒物，再通過吹掃噴嘴沖洗形成揚塵，通過吸附口吸收送入集灰器收集；對于浮灰則直接吹掃再吸附回收；對于積雪則直接用吹掃噴嘴沖刷，如此采用吹掃細小顆粒物與吸附揚塵相結合，既可有效避免揚起的灰塵對相鄰光伏電池板的二次污染，同時在不耗水的基礎上，實現光伏電池板表面多種附著物全方位的完全、快速清洗。

本實用新型的一種大型光伏電站電池板干式清洗系統，采用轉軸、氣動馬達、高壓氣體安全閥和第一節流閥組成旋轉布匹摩擦清洗的動力和保護、調節裝置。干式清洗系統壓縮空氣充足，氣動馬達利用空氣壓力差為動力源，結構簡單，易于維護，可有效降低灰塵條件下旋轉設備的故障率，其排放物為空氣，對環境大氣無任何污染；氣動馬達的軸與轉軸直接連接，實施機械傳動，傳動穩定、可靠，同時氣動馬達進氣口通過三通與高壓氣體安全閥連通，當氣動馬達、轉軸及其旋轉的耐磨布匹出現故障時，氣動馬達進氣壓力被抬高進而抬高了高壓氣體安全閥的壓力，此時高壓氣體安全閥打開并泄壓可有效保護氣動馬達和轉軸的安全運行，避免損傷轉動機械、也可避免損壞光伏電池板；耐摩布匹通過轉軸的旋轉離心力旋轉摩擦清洗光伏電池板面的附著物，其與光伏電池板面之間是軟接觸，可實現旋轉半徑可隨著轉軸與光伏電池板之間的距離自動調整，完成光伏電池板面彈性清洗，既可確保良好的清洗效果，又不會刮蹭光伏電池板面；針對不同的類型的光伏板表面附著物，第一節流閥通過調節進入氣動馬達進氣口空氣的流量和壓力，調整氣動馬達轉速和軸功率，進而調整轉軸和旋轉布匹的轉速，實現旋轉布匹摩擦清洗過程的優化和調節。

本實用新型的一種大型光伏電站電池板干式清洗系統，采用氣體引射器產生負壓真空。氣體引射器以高壓空氣為動力源，根據自身結構尺寸的改變產生負壓真空，整個器件無轉動、運動部件，在揚塵、風沙大的惡劣作業環境下，氣體引射器比電動機等動力設備可靠性和耐用性更好，同時氣體引射器實現了壓縮空氣的多用途化。

本實用新型所用元件、器件均為市售產品，容易實施。

本實用新型的具體實施方式已對本實用新型的內容作出了說明，但不局限本具體實施方式，本領域技術人員根據本實用新型的啟示所做的任何顯而易見的改動，都屬于本實用新型權利保護的范圍。