太阳能电池板自动清扫装置的研制

《太阳能电池板自动清扫装置的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、山东科学第２６卷第４期２０１３年８月出版ＳＨＡＮＤＯＮＧＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ．２６Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１３ＤＯＩ：１０．３９７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－４０２６．２０１３．０４．０１２太阳能电池板自动清扫装置的研制曲君乐，吕斌，吴承璇，刘杰，雷卓（山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛２６６００１）摘要：为维护露天使用的太阳能电池板，采用嵌入式系统设计了一种自动定时清扫装置。该装置可根据设定的时间与频率工作，也能够在阴雨潮湿天气通过传感器探测到的湿度信号自动开启进行清扫。实际应用证明，该装置功耗低、清扫效率高、稳定可靠，能够提高太阳能电池板的使用效率。

2、关键词：太阳能电池板；自动清扫；传感器中图分类号：ＴＰ２３文献标识码：Ａ文章编号：１００２４０２６（２０１３）０４００５１０５ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｃｌｅａｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆａｓｏｌａｒｐａｎｅｌＱＵＪｕｎｌｅ，ＬＹＵＢｉｎ，ＷＵＣｈｅｎｇｘｕａｎ，ＬＩＵＪｉｅ，ＬＥＩＺｈｕｏ（ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｃｅａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｑ

3、ｉｎｇｄａｏ２６６００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ∶Ｗｅｄｅｓｉｇｎａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｔｉｍｉｎｇｃｌｅａｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｏｕｔｄｏｏｒｓｏｌａｒｐａｎｅｌｓ．Ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｃａｎｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｓｅｔｔｉｍｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｉｔｃａｎａｌｓｏａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｓｔａｒｔｃｌｅａｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙａｈｕｍｉｄｉｔｙｓｅｎｓｏｒｉｎｒａｉｎｙｗｅａｔｈｅｒ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｖｉｃｅｈａｓ

4、ｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｃｌｅａｎｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｔｔｈｅｒｅｆｏｒｅｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｓｏｌａｒｐａｎｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ∶ｓｏｌａｒｐａｎｅｌ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｌｅａｎｉｎｇ；ｓｅｎｓｏｒ太阳能电池作为全球普及的绿色能源已经得到了广泛的应用。目前电力、煤炭和石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太［１］阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能电池板是由若干个太阳能电池组件按一定方式组装

5、在一块板上的组装件，是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。当太阳能电池板布满灰尘时，其电能转换率就会下降３０％～４０％，若长期不清洁，蓄电池就不能保持足［２］够的电量，以致于被频繁充电，从而导致其寿命缩短，影响其发电效率。因此，亟需找到一种高智能、高自动化与可靠性、性价比高的清扫太阳能电池板的技术方案，以提高“绿色能源”转换效率，满足低碳社会经济发展的需要。目前，任何一种提高太阳能转换率的方法，都需要在太阳能电池板或仪器表面保持清洁的基础上才能实现，否则就会影响到应用效果。尤其当太阳能电池板表面有水露、湿气时，灰尘和沙土更容易附着在其表面。目前

6、国内有多种太阳能电池板清扫方法，一种是应用于航天领域的高端太阳能电池板清扫装置，采用电化学收稿日期：２０１２１２０６作者简介：曲君乐（１９６０－），男，工程师，研究方向为机械设计，深远海探测技术。５２山东科学２０１３年［３］方法清理表面附着的灰尘，该方法成本很高不利于推广；另一种方法是清洁工人使用高空作业工具进行人工清扫，不仅危险系数大，而且维护成本高。基于上述原因，本文设计出一种功能完善、性价比高的太阳能电池板自动清扫装置，可以实现对电池板的智能清扫，满足太阳能电池板维护领域的市场需要。１总体设计太阳能电池板自动清扫装置主要用于维护露天使用的太阳能电池板，其系统总体设计主要包括机械结

7、构设计与电控系统设计两部分。该自动清扫装置包括步进电机、四连杆机构、清扫刷、湿度传感器、蓄电池、控制电路板及用于与电池板固定的基座等组成，可以对电池板进行扇形往复清扫，清扫时间可以根据具体环境设定。该装置主要由用于固定在电池板边框的基座固定部分及电机驱动、清扫、传感器、电路控制等部分构成，其总体结构框图如图１所示。正常使用时，太阳能电池板吸收太阳光，转换成电能对蓄电池充电蓄能，进而利用蓄电池为电路控制板提［４］供工作电源