一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统

摘要

本发明公开了一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，包括太阳能电池装置、下控电机、上控电机、下继电器、上继电器、单片机、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池板与蓄电池通过电线连接形成蓄电回路；所述蓄电池通过逆变器分别连接上电帘和下电帘形成第一供电回路，所述蓄电池分别连接上控电机和下控电机形成第二供电回路，所述单片机与上控电机和下控电机连接构成第一控制回路，并与上继电器和下继电器连接构成第二控制回路。本发明不仅能够利用蓄电池节约电能，也能够较大程度地除去灰尘等颗粒物，还能够间接提高太阳能电池的发电效率，与此同时装置造价合适，有利于推动电力除尘以及电帘技术的发展和普及。

权利要求

1.一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，包括太阳能电池装置、下控电机、上控电机、下继电器、上继电器、单片机、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池装置包括上电帘、下电帘和太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池通过电线连接形成蓄电回路；

所述蓄电池通过逆变器分别连接上电帘和下电帘形成第一供电回路，所述蓄电池分别连接上控电机和下控电机形成第二供电回路，所述单片机与上控电机和下控电机连接构成第一控制回路，并与上继电器和下继电器连接构成第二控制回路，所述上控电机和下控电机分别与上继电器和下继电器通过电线连接，所述单片机接收上控电机和下控电机的反馈信号调整上继电器和下继电器的工作状态以调控上控电机和下控电机运转，从而控制上电帘与下电帘工作；

所述上电帘包括若干电极、绝缘层和基板，所述若干电极平行刻蚀在基板表面，所述绝缘层由介质膜材料喷涂在基板和电极表面形成，所述下电帘与上电帘的组成和结构相同；

若干电极的排列方式采用“正负正负”的形式，间隔设置，交替变化，并将所有正极汇集成一根正极总线，所有负极也汇集成一根负极总线，两根总线与蓄电池和逆变器构成第一供电回路。

2.根据权利要求1所述的一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，所述太阳能电池装置还包括上支架、下支架、上转轴、下转轴和承重支架，所述上支架和下支架分别设置在太阳能电池的上下两侧，所述上转轴和下转轴分别固定设置在上支架和下支架上，所述上电帘和下电帘分别与上转轴和下转轴同轴连接，位于太阳能电池板上方，所述太阳能电池板固定设置在承重支架上，所述上转轴和下转轴分别与上控电机和下控电机连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，所述电极的材料为氧化铟锡。

4.根据权利要求1所述的一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，所述基板为光学玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，所述上控电机和下控电机均采用直流电机。

6.根据权利要求1所述的一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，所述上控电机和下控电机的电信号输出线以及上继电器和下继电器的电信号输出线分别与单片机中A/D转换器相连。

7.根据权利要求2所述的一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，其特征在于，所述上转轴和下转轴分别与上控电机和下控电机采用齿轮传动连接。

说明书

一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，特别涉及光伏发电技术领域。

背景技术

[0002] 能源是人类社会发展的原动力，也是人类赖以生存的基础。由于能源紧缺，开发新能源、发展新能源技术，成为了全球各国寻求可持续发展之路必须面临的问题和挑战。

[0003] 太阳能作为一种可再生的清洁能源蕴藏着巨大能量，其中，太阳能利用相关技术的开发在世界范围内引起了重视。与此同时，随着近几年技术的进步，太阳能发电单位能量的成本已经显著下降到可以和常规的水电火电相比拟的水平。考虑到运行成本和投资回收等问题，太阳能电站运行中的稳定、高效是一个重要的技术和管理问题。对于东北等烟尘严重的地区而言，空气中的尘埃对发电效率的影响程度较大。据当地的光伏电站统计，空气中的尘埃大幅度地限制了光伏组件的光电转换效率，发电量会降低到原来的80%-85%，甚至更低的程度。

[0004] 为了减轻尘埃对发电板的影响，国内外研究组分别针对沉积表面的防尘和除尘做了大量的研究工作, 提出了多种多样的方案，如射流、振荡、刷除、交变电场等。经过大量研究和充分对比，前几种方法均难以发挥明显的效果。射流、振荡和刷除法可以一定程度上清除太阳能电池板外层的尘埃，但对那些长时间沉积在底层的尘埃无能为力。

发明内容

[0005] 目的：为了克服以上不足，考虑现实情况的需求，本发明提供了一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，该除尘系统利用交变电场除尘的原理，在尘埃附着的电帘表面维持一层平行交替的电极，同时通过控制电帘的转角以适应不同的除尘环境，从而达到高效除尘的目的。

[0006] 本发明的技术方案如下：

[0007] 一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，包括太阳能电池装置、下控电机、上控电机、下继电器、上继电器、单片机、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池装置包括上电帘、下电帘和太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池通过电线连接形成蓄电回路；所述蓄电池通过逆变器分别连接上电帘和下电帘形成第一供电回路，所述蓄电池分别连接上控电机和下控电机形成第二供电回路，所述单片机与上控电机和下控电机连接构成第一控制回路，并与上继电器和下继电器连接构成第二控制回路，所述上控电机和下控电机分别与上继电器和下继电器通过电线连接，所述单片机接收上控电机和下控电机的反馈信号调整上继电器和下继电器的工作状态以调控上控电机和下控电机运转，从而控制上电帘与下电帘工作。

[0008] 优选地，所述太阳能电池装置还包括上支架、下支架、上转轴、下转轴和承重支架，所述上支架和下支架分别设置在太阳能电池板的上下两侧，所述上转轴和下转轴分别固定设置在上支架和下支架上，所述上电帘和下电帘分别与上转轴和下转轴同轴连接，位于太阳能电池板上方，所述太阳能电池板固定设置在承重支架上，所述上转轴和下转轴分别与上控电机和下控电机连接。

[0009] 优选地，所述上电帘包括若干电极、绝缘层和基板，所述若干电极平行刻蚀在基板表面，所述绝缘层由介质膜材料喷涂在基板和电极表面形成，所述下电帘与上电帘的组成和结构相同。

[0010] 优选地，所述电极的材料为氧化铟锡。

[0011] 优选地，所述基板为光学玻璃。

[0012] 优选地，所述上控电机和下控电机均采用直流电机。

[0013] 优选地，所述上控电机和下控电机的电信号输出线以及上继电器和下继电器的电信号输出线分别与单片机中A/D转换器相连。

[0014] 优选地，所述上转轴和下转轴分别与上控电机和下控电机采用齿轮传动连接。

[0015] 本发明的有益效果：本发明提供一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，不仅能够利用蓄电池节约电能，也能够较大程度地除去灰尘等颗粒物，还能够间接提高太阳能电池的发电效率，与此同时装置造价合适，有利于推动电力除尘以及电帘技术的发展和普及。

附图说明

[0016] 图1为本发明的系统结构示意图；

[0017] 图2为安装有上下电帘和转轴的太阳能电池装置的结构图；

[0018] 图3为安装有上下电帘和转轴的太阳能电池装置结构图的A方向的视图；

[0019] 图4为电帘的结构图；

[0020] 图中：太阳能电池装置1、下控电机2、上控电机3、下继电器4、上继电器5、单片机6、蓄电池7、逆变器8、上支架9、上电帘10、下电帘11、下支架12、下转轴13、太阳能电池板14、上转轴15、承重支架16、电极17、绝缘层18、基板19。

具体实施方式

[0021] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0022] 一种基于电帘的太阳能电池电力除尘系统，包括太阳能电池装置1、下控电机2、上控电机3、下继电器4、上继电器5、单片机6、蓄电池7和逆变器8，所述太阳能电池装置1包括上电帘10、下电帘11和太阳能电池板14，所述太阳能电池板14与蓄电池7通过电线连接形成蓄电回路；所述蓄电池7通过逆变器8分别连接上电帘10和下电帘11形成第一供电回路，所述蓄电池7分别连接上控电机3和下控电机2形成第二供电回路，所述单片机6与上控电机3和下控电机2连接构成第一控制回路，并与上继电器5和下继电器4连接构成第二控制回路，所述上控电机3和下控电机2分别与上继电器5和下继电器4通过电线连接，所述单片机6接收上控电机3和下控电机2的反馈信号调整上继电器5和下继电器4的工作状态以调控上控电机3和下控电机2运转，从而控制上电帘10与下电帘11工作。

[0023] 优选地，所述太阳能电池装置1还包括上支架9、下支架12、上转轴15、下转轴13和承重支架16，所述上支架9和下支架12分别设置在太阳能电池板14的上下两侧，所述上转轴15和下转轴分别固定设置在上支架和下支架上，所述上电帘和下电帘分别与上转轴和下转轴13同轴连接，位于太阳能电池板14上方，所述太阳能电池板14固定设置在承重支架16上，所述上转轴15和下转轴13分别与上控电机3和下控电机2连接。

[0024] 优选地，所述上电帘10包括若干电极17、绝缘层18和基板19，所述若干电极17平行刻蚀在基板19表面，所述绝缘层18由介质膜材料喷涂在基板19和电极19表面形成，所述下电帘11与上电帘10的组成和结构相同。如图4所示，若干电极17的排列方式采用“正负正负”的形式，间隔设置，交替变化，并将所有正极汇集成一根正极总线，所有负极也汇集成一根负极总线，两根总线与蓄电池和逆变器构成第一供电回路。电极的数量可根据需要进行选择。

[0025] 优选地，所述电极17的材料为氧化铟锡。

[0026] 优选地，所述基板19为光学玻璃。本发明中绝缘层的厚度为2mm。

[0027] 优选地，所述上控电机3和下控电机2均采用直流电机。

[0028] 优选地，所述上控电机3和下控电机2的电信号输出线以及上继电器和下继电器的电信号输出线分别与单片机6中A/D转换器相连。

[0029] 优选地，所述上转轴15和下转轴13分别与上控电机3和下控电机2采用齿轮传动连接。

[0030] 本发明的工作原理如下：

[0031] 本发明存在供电、蓄电、控制三种过程，且控制过程包括第一控制回路和第二控制回路，所述单片机通过第一控制回路接收上控电机和下控电机的反馈信号，并由单片机通过第二控制回路调整上继电器和下继电器的工作状态以调控上控电机和下控电机运转方向；供电过程包含两条供电线路：蓄电池可沿第一供电回路提供电帘维持电场所需电能；也可沿第二供电回路提供下控电机和上控电机工作所需电能，所述蓄电过程指将太阳能电池装置盈余电量沿蓄电线路储存于蓄电池中。

[0032] 蓄电池7通过逆变器9将直流电转化交流电为电帘10、11供电，受交流电场的影响，颗粒在电帘表面做的周期性运动, 交替处于起跳和停滞两种状态。一段时间后颗粒受水平电场力和垂直电场力综合作用会出现爆发性起跳，之后当颗粒沿水平方向运动经过电场较强的区域时受到向上电场力从而发生弹射运动，进而离开电帘表面。由于大气中尘埃颗粒种类纷杂，但绝大多数属于非绝缘性颗粒，所以这种方法除尘效果是可观的，也能够间接提高发电效率。

[0033] 每天系统开启前，单片机6给出信号通过第二控制回路使上、下继电器5、4处于开启状态，进而启动上控电机3和下控电机2进行复位操作，使电帘处于平行于电池板表面的初始状态。随后根据不同时段的太阳高度，单片机6先给出调整开始信号，通过第二控制回路改变上、下继电器5、4的运行状态，再由上、下继电器5、4改变上控电机3和下控电机2的运行状态，由于上控电机3和下控电机4分别通过上转轴15和下转轴13与上电帘10和下电帘11相连，上控电机3和下控电机2的运行状态的改变会直接导致电帘角度的变化；终止信号由上控电机3和下控电机2给出，并沿第一控制回路被单片机6接收，由单片机6对上、下继电器5、4执行终止操作，使得电机停止运转，至此整个调整过程完成。整个过程使得太阳光垂直入射到太阳能电池板14表面，进而使太阳能电池板14日均接收的总辐射量靠近最大值，从而直接提高发电效率。

[0034] 本发明中提及的电机控制转轴转动技术、太阳能电池板蓄电回路、蓄电池供电技术以及继电器控制电机正反转技术均为现有技术，故而未加详述。此外，本发明所采用的直流电机、继电器以及单片机型号均为本领域技术人员所掌握的常规技术手段，可根据实际需求进行选择。

[0035] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。