[发明专利]一种太阳能电池板阵列表面除尘系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池板阵列表面尘垢和积雪的除尘系统及方法，属于太阳能光伏发电技术领域。 

背景技术

光伏发电由于其环保及可再生优势，近年来得到广泛应用并迅猛发展。太阳能电池板是光伏发电系统的核心组件之一，一般采用串联和并联方式将其组成太阳能电池板阵列，被安装在户外接收太阳光并产生电能，其受光效率很大程度上决定着光伏发电系统的发电效率。 

大型太阳能光伏电站往往分布在空旷的荒漠和戈壁等人烟稀少地带，太阳能电池板放置于裸露环境中，经受风沙、冰霜雨雪等严苛考验，导致表面积累大量尘垢，甚至积雪，严重影响着其透光性，降低光电转换效率。此外，太阳能电池板光电转换过程中热量一时难以散失而致使其表面温度急剧升高，亦降低其光电转换效率。以往人工除尘和自动器械除尘系统仍存在以下问题： 

1)人工除尘费时费力，间隔时间长；且随着人力成本提升，大量采用人工除尘会导致发电成本增加； 

2)现有除尘系统主要针对单块太阳能电池板，且需安装在太阳能电池板阵列周围或者其支架上，对太阳能电池板阵列设计和安装有一定限制，不利于后期维护； 

3)采用摩擦式除尘，易产生静电，划伤太阳能电池板表面，且作业效率低，不适用于大面积的太阳能电池板阵列； 

4)采用高压水枪清洗，水量消耗大，不适用于荒漠或戈壁等处的光伏发电站，且不利于环境保护。 

鉴于上述原因，研制一种对太阳能电池板阵列表面除尘并具有辅助降温除雪功能的系统及方法对提高太阳能电池板阵列除尘作业效率，不损伤太阳能电池板表面，减小耗水量，降低综合成本，便于后期维护等具有重要的现实意义。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种除尘系统及方法，可对大面积的太阳能电池板阵列表面除尘，相比已有的除尘系统更节水，且不影响现有太阳能电池板阵列的设计及安装，从而提高太阳能电池板光电转换效率，降低发电成本。 

本发明的技术方案如下： 

一种太阳能电池板阵列表面除尘的系统，其特征在于：该系统包括高压水发生装置、传输管道和至少一个由喷头和喷嘴组成的喷射装置；所述的高压水发生装置含有高压水泵、动力设备、储水箱、压力表、安全阀、调压阀和控制阀，所述的储水箱、压力表和安全阀分别与所述的高压水泵相连；所述的调压阀的入口端与高压水泵的排水口相连，调压阀的出口端 控制阀的入口端相连，控制阀的出口端与所述的传输管道相连，其特征在于：该系统还包与 括调节机构和运动小车；所述调节机构由底座、L形连杆、弹簧、调节机构第一连杆、调节机构第二连杆和空心管组成；底座与运动小车固定，L形连杆的一端固定在底座上，L形连杆另一端与调节机构第一连杆的一端通过转轴相连，弹簧的两端分别连接L形连杆和调节机构第一连杆，调节机构第一连杆的另一端与调节机构第二连杆的一端通过球铰相连，调节机构第二连杆的另一端与空心管固定连接；空心管两端封闭，沿轴线方向在空心管壁上设有一个进口和至少一个出口，所述的进口与传输管道相连，所述出口与喷射装置相连；所述高压水发生装置和调节机构被整体固定在可移动的运动小车上。 

本发明所述的动力设备采用电机、柴油机或汽油机；所述运动小车的车体宽度小于两排太阳能电池板阵列之间的垂直距离h。 

本发明所述喷头为固定式单孔喷头，所述喷嘴为扇形喷嘴，喷头和喷嘴同轴安装。

本发明还提供了一种太阳能电池板阵列表面除尘的方法，其特征在于该方法包括如下步骤： 

1)利用高压水经喷嘴形成高压水射流扫射平面，所述喷嘴采用扇形喷嘴，且距同向安装，各喷嘴形成高压水射流扫射平面之间有重叠；喷嘴出口处水流压力为2MPa～4MPa； 

2)经扇形喷嘴形成的高压水射流扫射平面与太阳能电池板阵列表面的交线，即水流作用线，水流作用线处于有重叠区扫射平面内，该水流作用线与太阳能电池板上下边之间的夹角，即偏角α，该偏角α为45°；所述形成的高压水射流扫射平面与太阳能电池板平面之间的夹角，即冲击角θ，该冲击角θ为35°～45°； 

3)所述扇形喷嘴直径d_n为1mm～3mm，扇形扩散角β为65°～85°，扇形喷嘴与太阳能电池板阵列表面距离D和扇形喷嘴数量n分别由式(1)和式(2)确定： 

D＝k·d_n    (1)