[发明专利]一种太阳能面板智能除污融冰装置

说明书

技术领域

本发明属于智能清洁设备领域，涉及一种太阳能面板的除污融冰装置。

背景技术

太阳能具有可再生的清洁能源，转换方便，成本低等优点，不断地被开发利用为野外电气设备的电源，其中电力输电线路的铁塔检测系统的电源就是以太阳能板为中心，配备储能系统来实现的。但是，野外环境差，经常受到风沙雨雪等污染，这样太阳能板需要定期除污融冰等。采用人工维护的方式，成本高，周期长，而且危险程度高。

随着自动化技术的发展，研究和设计一种针对太阳能板的智能清洁技术，是形势发展的必然。当前的技术中，尚无采用直线驱动电机的全覆盖型清洁方式的；尚无融冰功能；尚无根据传感器的测量进行的自动除污和热风融冰的智能操作。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种结构简单、成本低廉、维护方便、安全可靠的太阳能面板智能除污融冰装置，可解决太阳能电池板表面除污、融冰等智能操作，实现免人工智能维护。

技术方案：本发明的太阳能面板智能除污融冰装置，包括安装在太阳能板上的直线驱动电机、设置在所述直线驱动电机两侧并由其驱动的清洁刷，所述清洁刷包括支架和设置在所述支架上的刷毛、温度传感器、喷水孔和吹风孔，所述刷毛紧贴着太阳能板安装，所述喷水孔和吹风孔均斜对太阳能板设置。所述直线驱动电机包括动子和静子，所述清洁刷固定安装在动子上，所述静子由多个准Halbach永磁阵列排列而成，每个准Halbach永磁阵列均由10块不同充磁方向的永磁体依次排列而成，相邻两个永磁体的NS极相对，两个相邻准Halbach永磁阵列之间也是永磁体NS极相对设置。

进一步的，本发明中，直线驱动电机采用10槽8极结构的直线电机，其中动子采用10槽，其边端槽为半槽结构；动子采用集中式绕组，其中边端绕组为半槽绕线，其余均为满槽绕线；其中静子的8极由4个NS对极组成，每个NS对极，为准Halbach永磁阵列。

进一步的，本发明中，准Halbach永磁阵列的10块永磁体充磁方向依次为向上，30度向上，水平，30度向下，向下；向下，30度向下，水平，30度向上，向上，所述10块永磁体磁场强度相同，充磁方向向上和向下的永磁体尺寸的长度为其他永磁体长度的一半。

进一步的，本发明中，准Halbach永磁阵列构成准正弦的360磁场强度结构，一个准Halbach永磁阵列形成一对NS极。

进一步的，本发明中，直线驱动电机静子的总长度L与太阳能面板的相同，L＝i*l₁，其中l₁为一个准Halbach永磁阵列的总长度为，i为准Halbach永磁阵列个数，i≥4，直线驱动电机动子总长度为5*l₁。

进一步的，本发明中，直线驱动电机的动子长度为5*l₁，动子槽宽W_s小于l₁/2，并满足5*W_s＝2*l₁。

本发明中，清洁刷安装于驱动直线电机的左右两侧，分别与左右两侧的太阳能板块通过刷毛无缝接触。清洁刷根据环境的实时测量参数、历史数据等，对太能板喷洒除污水，实现自动除污操作。清洁刷根据环境的温度，历史数据等，对太阳能板吹热风，实现自动融冰操作。清洁刷在直线驱动电机的带领下直接驱动，实现了对太阳能板全覆盖、无死角清洁。清洁刷的长度由太阳能板的尺寸确定。

本发明中，直线驱动电机充分地利用10槽8极直线电机的单边磁拉力为清洁刷臂的压力，增强了其去污融冰能力；10槽8极直线电机，其10槽中两边槽采用半槽绕组，中间8槽采用全槽绕组；采用准Halbach永磁体阵列的静子结构，有效地地控制了磁路，减轻了静子背铁，从而减轻了这个电机的重量，增强了清洁刷的悬空安装的可操作性。静子结构端部采用小块磁铁组成，有效地减轻了直线电机的端部效应，减少了漏磁现象和损耗，提高了清洁刷的运行效率。

有益效果：本发明在太阳能电池板上安装清洁刷，根据环境参数和历史数据，具有智能清理污染物和融冰等功能，可对太能板实施免人工维护。在除污融冰等操作过程中，直线驱动电机直接驱动清洁刷上下运行，不再需要齿轮滑环等辅助设备；根据外面的环境参数和历史数据，自动对太阳能面板喷洒除污液体，而后与刷毛配合，对面板进行除污操作；根据外面的环境参数和历史数据，自动对太阳能面板吹热风，使得冰霜融化，而后与刷毛配合，对面板进行融冰操作。本发明在免人工维护的情况下，对太阳能面板进行智能维护，并能够实现自动除尘融冰等功能。本发明很好地解决了太阳能板的维护问题，特别是野外。