太陽能電池板自動除塵裝置

1、太陽能電池板自動除塵裝置 研制背景及意義 太陽能電池板表面除塵的傳統(tǒng)方法有兩種：一種是采用水沖刷，這種方法會耗費大量人力和水資源，且這種方法只能應(yīng)用于安裝在低矮位置的太陽能電池板，如太陽能草坪燈、太陽能地?zé)舻?，對安裝在較高位置的太陽能電池板，如太陽能路燈、屋頂太陽能供電裝置，則除塵極為不便；另一種是通過控制器用電機帶動傳動裝置對太陽能電池板表面進(jìn)行除塵，此類裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，且初始投入與后期維護(hù)成本較高，大大增加了發(fā)電成本，不易推廣應(yīng)用。 針對以上問題，我們研制出了一種結(jié)構(gòu)相對簡單、能夠自動運行并且節(jié)約能源的太陽能電池板自動除塵裝置。本裝置僅使用太陽能，不消耗其他能源，在能源危機日益加劇

2、的今天具有很好的發(fā)展前景。 設(shè)計方案 太陽能電池板自動除塵裝置基本結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括裝有自主研制的相變材料的集熱裝置、氣缸、除塵刷、壓力真空表及閥門。氣缸布置在太陽能電池板的一側(cè)，通過氣缸支架與太陽能電池板邊框固定連接。集熱管的出氣口通過管道連接氣缸的進(jìn)氣口，管道上安裝有一個四通接頭。四通接頭的一端連按壓力真空表，用于測量管道內(nèi)的壓力值；一端連接閥門，用于對管道和集熱管抽真空，使氣動裝置的管道內(nèi)在初始階段為負(fù)壓；四通接頭的另外兩端與管道相連。氣缸的滑塊與氣缸支架下端之間裝有相吸的磁鐵片，確?；钊跉鈮涸黾拥臈l件下能直接運動到導(dǎo)軌上端，不會在導(dǎo)軌中間停留。滑塊同時與除塵桿相連，除塵桿與滑塊一

3、體或者固定在一起，除塵刷安裝于除塵桿上，位于太陽能電池板的正面，與太陽能電池板的上、下兩邊緣平行，其起始位置位于太陽能電池板的下端。 太陽能電池板自動除塵裝置選取膨脹度高、相變潛熱小的相變材料為工質(zhì)，利用相變材料的熱膨脹產(chǎn)生推動力驅(qū)動裝置運行。 裝置的工作原理見圖2。白天，太陽能電池板自動除塵裝置接受陽光照射，集熱管吸熱升溫，同時一部分陽光通過反光壁面反射到集熱管上，使得集熱管的溫升加劇，引起管內(nèi)相變材料汽化，隨著汽化的液體增加，管道內(nèi)的壓力也隨著增大。當(dāng)溫度升高到一定值時，集熱管內(nèi)的高壓氣體將推動氣缸內(nèi)的活塞移動，從而推動除塵刷上移，直到升至太陽能電池板的最頂端，達(dá)到清潔太陽能電池板的目的。

4、 夜間溫度下降，管道內(nèi)的氣體由于降溫而開始液化，管道壓力逐漸減小。當(dāng)壓力減小到一定程度時，由于管道中初始狀態(tài)是負(fù)壓，大氣壓通過出氣口推動活塞帶動氣缸滑塊向下移動，直至回到太陽能電池板的最下端，除塵刷也回到初始位置。按照這樣的工作方式，除塵刷每天往復(fù)運動1次，即能保證太陽能電池板的表面在大部分時間里是清潔的，這樣就使太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率維持在一個較高的水平。本裝置實物照片見圖3。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 以180瓦太陽能電池板為例。經(jīng)測試，當(dāng)太陽能電池板表面灰塵覆蓋量達(dá)到4.05克/平方米時，會造成發(fā)電量下降約40%，等效于發(fā)電功率下降72瓦，按照單晶硅太陽能電池板每瓦12元的價格計算，即有72&#

5、215;12=864元的投資被浪費掉。按照本方案設(shè)計生產(chǎn)的應(yīng)用于180瓦太陽能電池板的除塵裝置價格為每套600元，再加上太陽能電池板本身的價格，該套設(shè)備共計2760元。如果將該筆資金只用于太陽能電池板的購置，則可購得230瓦的太陽能電池板。如果不采取任何清潔措施，那么達(dá)到4.05克/平方米的灰塵覆蓋量后，太陽能電池板的效率會下降多達(dá)40%，即實際可用功率只剩下138瓦，遠(yuǎn)低于安裝本裝置后的180瓦電池板。 結(jié)論和創(chuàng)新點 利用相變材料晝夜特性的差異，采用獨特的氣動除塵方式對太陽能電池板的積塵進(jìn)行清潔，與同類產(chǎn)品相比，設(shè)計方案新穎。 工質(zhì)選取高膨脹度、低汽化潛熱的相變材料，在較低的溫度下，工質(zhì)就會

6、產(chǎn)生較大的體積變化量，從而產(chǎn)生較大的壓力，保證了太陽能電池板自動除塵裝置的高效運行。 設(shè)備安裝時對集熱管進(jìn)行抽真空，使得除塵部件的返回過程更順暢，僅利用太陽能作為動力源，不需消耗額外的能源，節(jié)能環(huán)保。 應(yīng)用價值 該產(chǎn)品采用氣動除塵的方法，有效地解決了現(xiàn)有太陽能電池板除塵方式浪費水資源、裝置復(fù)雜、較難維護(hù)的問題。本產(chǎn)品僅使用太陽輻射能作為裝置運行的動力，不消耗其他額外能源，通過相變材料在晝夜條件下的特性差異，能夠很好地對太陽能電池板表面進(jìn)行清潔。本產(chǎn)品設(shè)計獨特，運行效率高，易于維護(hù)，市場前景廣闊，在技術(shù)成熟的情況下可大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大和節(jié)能減排戰(zhàn)略的貫徹，本產(chǎn)品將迎來更多的