一种双轴追踪式自清洁光伏发电装置的制作方法

本发明涉及光伏发电，具体公开了一种双轴追踪式自清洁光伏发电装置。

背景技术：

1、目前我国投入使用的光伏板发电装置主要有固定式、单轴追踪式和双轴追踪式三种类型，其中单轴追踪式相比较固定式具有太阳高度角追踪的功能，而双轴追踪式相比较与固定式在具备太阳高度角追踪的前提下，还具有太阳方位角的追踪功能，能够极大提高光伏板的发电效果。

2、然而，现有的双轴追踪式的光伏板发电装置在设计时，需要在每个光伏板安装的追踪支架上均设置两个独立控制的驱动模块以实现对应光伏板的太阳高度角和方位角的调节，导致整体造价和运行成本增加。此外，在光伏板发电的过程，光伏板表面附着的粉尘会影响光电转化效率，因此需要定期对光伏板的表面进行清理，导致在后续运营过程中需要投入大量劳动力，增加运营成本，而且一些光伏板往往安装在楼顶上，作业人员在登高作业过程中存在一定的安全隐患。

3、例如申请号为2022102646709的发明专利就公开了一种双轴追踪光伏发电装置的智能控制方法，包括一号固定底座，光伏板下表面一侧安装有横向旋转组件，横向旋转组件下端安装于支撑外壳一侧表面，光伏板上表面一侧固定连接有一号固定板，一号固定板上安装有清洁组件。该发明专利公开的双轴追踪光伏发电装置虽然能够电动推杆实现光伏板太阳方位角的追踪调节，通过二号电机实现光伏板太阳高度角的追踪调节，但是每安装一个光伏板就必须配套两个驱动模块来实现，导致整个光伏发电装置的制造成本和运行成本较高，不适用于大面积的推广。此外，该双轴追踪光伏发电装置虽然也在光伏板上方设置清理组件，但是该清理组件仍要由一号电机来驱动完成，进一步增加了其制造和运行成本，并且一号电机长期至于光伏板的上方受到风吹雨晒，导致其故障率较高，根本无法保证清理组件能够长期稳定运行。因此，针对现有双轴追踪光伏发电装置的上述一系列不足，本技术提出了一种能够有效解决上述技术问题的双轴追踪式自清洁光伏发电装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双轴追踪式自清洁光伏发电装置，以实现在两个驱动模块的作用下同步实现多个光伏板的太阳高度角和方位角的调节，降低其制造和运行成本，使其可以进行大面积安装使用。此外，还通过设置配套的清理组件能够在光伏板追踪调节过程中，自动完成对光伏表面的清洁，无需设置相应的驱动模块，在降低其成本的前提下，实现长期稳定运行。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种双轴追踪式自清洁光伏发电装置，包括底架和多个光伏板组件，所述底架上设置有双轴追踪架，多个光伏板组件并排安装在双轴追踪架上，所述双轴追踪架包括设置在底架两端的立座，两个立座之间转动安装有主轴方钢，且主轴方钢的一端连接有旋转驱动组件，所述主轴方钢上等间设置有一排t形架，每个t形架的上端均设置有轴承座，所述轴承座中转动设置有垂直于主轴方钢的副轴杆，所述副轴杆的端部设置用于安装光伏板组件的定位板；

4、所述主轴方钢中空设置且上表面开设有一排与每个光伏板组件相对应的条形口，对应每个所述条形口位置处的主轴方钢内部均设置有限位移动块，所述限位移动块与对应的光伏板组件之间连接有活动杆，所述主轴方钢的另一端设置有用于驱动所有限位移动块在主轴方钢内部同步移动的传动机构；

5、每个所述光伏板组件的上端均设置有清理组件，所述清理组件包括设置在光伏板组件上方且垂直于主轴方钢的刷条，所述刷条的下端设置有作用于光伏板组件上表面的刷毛，所述刷条的两端均连接有弹性伸缩杆机构，且弹性伸缩杆机构与t形架转动连接。

6、本发明公开的双轴追踪式自清洁光伏发电装置在运行过程中，由旋转驱动组件精准控制主轴方钢，从而使得并排安装在主轴方钢的所有t形架进行旋转，进而同步实现所有光伏板组件在追踪太阳高度角上的精准调节。同时，由传动机构实现所有限位移动块在主轴方钢的内部同步移动，然后再通过每个限位移动块与光伏板组件之间活动杆的作用，即可实现所有光伏板在追踪太阳方位角上的精准调节。

7、与此同时，在光伏板组件旋转调节其太阳方位角的过程中，由于光伏板组件相对清理组件中的刷条进行旋转，再加上刷条的两端受到弹性伸缩杆机构的作用，导致刷条在尽可能保证最短的状态下相对光伏板的上表面发生移动，当刷条相对光伏板发生移动时，则能够通过刷毛将光伏板上表面的灰尘向一侧清扫；随后在光伏板组件反方向旋转追踪调节的过程中，刷条相对光伏板表面又向另一侧移动，从而完成对光伏板上表面另一侧灰尘的清扫，保证整个光伏板表面的清洁效果。

8、作为上述方案的的进一步设置，所述弹性伸缩杆机构包括与刷条端部相连接的伸缩杆，所述伸缩杆的下端设置有套筒，且伸缩杆伸至套筒内的端部与套筒之间连接有第一弹簧，所述t形架的侧端设置有与套筒下端转动连接的延长条。上述为弹性伸缩杆机构的第一种具体设计方案，利用第一弹簧对伸缩杆的拉伸作用能够尽可能地让弹性伸缩杆机构保持最短状态，从而在光伏板旋转调节过程中与刷条之间发生相对移动，完成清扫动作。

9、作为上述方案的的进一步设置，所述刷条的侧面固定有两个垂直于主轴方钢设置的喷淋管，且喷淋管的下端设置有一排朝向光伏板组件上表面设置的喷淋嘴；

10、所述弹性伸缩杆机构包括与刷条端部相连接的活塞杆，所述活塞杆的下端连接有密封活塞，所述活塞杆的下端外围套设有与密封活塞相适配的液压筒，且液压筒的顶部与密封活塞之间设置有第二弹簧，所述液压筒的下端通过第一单向阀连通设置有抽水管，通过第二单向阀连通设置有出水管，且出水管的端部与喷淋管相连接。

11、上述为弹性伸缩杆机构的第二种具体设计方案，并配合喷淋管的设计实现对光伏板上表面的清扫和喷淋组合式清理。具体过程中是利用第二弹簧的作用尽可能地让弹性伸缩杆机构保持最短状态，从而在光伏板旋转调节过程中与刷条之间发生相对移动，完成清扫动作，并且在此过程中液压筒的下端内腔通过第一单向阀和抽水管进行抽水，然后在回移的过程中压缩出水，使得被压缩后的水能够有进入到喷淋管中，再由喷淋嘴喷洒在光伏板的表面，实现对光伏板上表面的双重清理，保证其表面的清洁程度。

12、作为上述方案的的进一步设置，所述液压筒的下端连通设置有三通管，所述第一单向阀和第二单向阀分别与三通管的两端相连接。上述三通管并配合第一单向阀和第二单向阀的设计，能够简化整个液压筒内部抽水和出水的结构，使得在对光伏板表面进行清扫的过程中，具有较好的喷淋清洁效果。

13、作为上述方案的的进一步设置，所述光伏板组件包括与定位板相连接的矩形框，且矩形框的内部固定安装有光伏板，所述光伏板与矩形框的两端之间均预留有一定间隙并形成与刷条相平行的清灰口。上述光伏板组件的设计能够使得两端均预留出一段与清理刷相配合的清灰口，在光伏板旋转过程中，刷条下端的刷毛能够有效将清扫出来的灰尘从清灰口中排下，避免其继续残留在光伏板组件上造成二次污染，同时清灰口的设计也能让喷淋下来的水沿着光伏板的表面流下，避免存留在光伏板中造成损坏。

14、作为上述方案的的进一步设置，所述刷条的两端下表面均转动连接有与矩形框上表面相抵接的滚轮。上述滚轮的设计起到导向和降低摩擦的作用，避免在光伏板组件旋转过程中与刷条发生相对移动时而造成磨损，并有效提高了光伏板组件与清理组件之间的配合效果。

15、作为上述方案的的进一步设置，所述传动机构包括转动设置在主轴方钢内部的转动杆，且主轴方钢的外端部设置有与转动杆相连接的动力电机，所述转动杆上设置有与每个条形口相对应的丝杆段，所述限位移动块上开设有与丝杆段相作用的螺纹孔。上述为传动机构的一种具体设计方式，使得精准控制动力电机的旋转角度即可达到控制光伏板组件追踪太阳方位角的精准调节，并且使其在调节后具有较为稳定的自锁效果。

16、作为上述方案的的进一步设置，所述旋转驱动组件为轮蜗杆传动组件，且固定安装在立座上。上述采用轮蜗杆传动组件作为控制主轴方钢的旋转驱动件，其不仅能够实现主轴方钢旋转过程中的精准控制，而且具有较好的自锁效果，保证调节后光伏板受到的风力影响较小。

17、作为上述方案的的进一步设置，所述立座采用伸缩式结构，且立座的上端设置有轴承，所述主轴方钢的两端均设置有与轴承相连接的端轴。上述立座采用伸缩式结构能够使得在夜间时能够将所有光伏板组件下降至最低状态并调整至水平，避免夜间强风对光伏板组件的影响，提高整个装置的稳定性。

18、作为上述方案的的进一步设置，所述t形架上表面的两端均设置有轴承座，所述副轴杆转动设置在两个轴承座上，且副轴杆的两端均设置有定位板。上述两个轴承座以及两个定位板的设计，能够保证副轴杆和光伏板组件的稳定安装，最终提保障光伏板组件的安装稳定性。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、本发明公开的双轴追踪式自清洁光伏发电装置通过对光伏板整体支架的结构设计，使得在旋转驱动组件和传动机构两个动力模块下即可实现多个并排设置的光伏板组件进行太阳高度角和方位角的追踪调节，使得在较低的制造成本和运行成本的前提下，实现了光伏板发电效率的最大化，使得本光伏发电装置能够进行大面积的推广使用。

21、本发明公开的光伏发电装置还在每个光伏板组件上设置一套与光伏板调节过程相联动的清理组件，在光伏板进行太阳方位角调节的过程中能够让刷条与光伏板发生相对移动，然后通过刷条下端的刷毛完成对光伏板上表面的清扫；整个清理组件与光伏板的联动设计巧妙新颖，不仅实现了对光伏板表面的自清洁，而且无需设置额外的动力模块，有效降低了整个装置的制造成本，提高了整个装置运行的稳定性。

22、本发明还进一步对清理组件进行改进设计，在清理刷的基础上再配套设置一套能够自动抽吸和喷水的喷淋机构，使得清理刷在相对光伏板移动的过程中能够先完成对蓄水箱中水的抽吸，然后再利用压力将其强制压出，最终由喷淋嘴均匀喷洒在光伏板的上表面，使得经过清扫和喷淋后的光伏板表面更加洁净，进一步提高了整个光伏板的光电转化效率。