一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置及方法

技术领域

本发明属于新能源光伏发电应用领域，具体涉及一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置及方法。

背景技术

光伏组件是光伏发电系统的重要组成部分。近年来，随着光伏产业的发展，光伏组件也获得快速发展。2020年中国光伏组件产量达124.6GW。未来随着光伏政策持续利好以及光伏组件技术不断升级，我国光伏组件产量将呈现不断增长趋势。到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65％以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25％左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。到2025年，可再生能源将超过煤炭，成为全球最大的电力来源。

光伏组件是光伏电站中的非常重要发电装置，对光伏组件清洁状态要求非常严格，但受到各种恶劣环境、天气时，依然会有光伏组件损坏的情况发生，发生损坏的部件也各种各样。例如：变形、破裂、分层、热斑、变色等。这些损坏会严重影响光伏组件的发电量，甚至会烧坏组件造成报废，导致降低发电站的收益率，增加维护费用。

现有的解决方法比较简单常规，一是清洗，二是更换，两种方法维护成本高，时间周期长，多会影响光伏电站全年有效发电时间问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置及方法，以解决清洗更换时间长，从而影响光伏电站全年有效发电时间的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置，包括：防护清洁系统和二氧化碳零排放系统；

所述防护清洁系统包括防护罩、驱动单元和滑动滚轮；

所述防护罩是一个长方体，位于防护清洁系统的上部，防护罩包括有大舱体、小舱体、内翻隔板、上盖板和单向阀；

所述大舱体和小舱体通过内翻隔板间隔连接，大舱体下部安装有单向阀，上盖板安装于大舱体、小舱体和内翻隔板的上部，滑动滚轮设在防护罩内部的两侧；

所述驱动单元包括：第一电机、第二电机和第三电机；

第一电机连接控制上盖板，第二电机连接控制内翻隔板，第三电机连接控制滑动滚轮；

所述二氧化碳零排放系统包括有储能电池和继电器；

所述继电器的输出端口连接储能电池的正极，储能电池的负极连接第一电机、第二电机和第三电机。

进一步地，还包括：光伏发电系统；

所述光伏发电系统包括有光伏组件、支架单元、基础单元、逆变箱变和输电线路；

光伏发电系统连接防护清洁系统和二氧化碳零排放系统；

所述光伏组件是由长方形晶硅面板组成，四周有边框固定，支架单元为钢制材料，支架单元上端与光伏组件背面连接，基础单元通过桩基固定在地面，支架单元下端与基础单元连接，光伏组件连接逆变箱变的输入端，逆变箱变的输出端由输电线路连接电网端。

进一步地，所述滑动滚轮安装在光伏组件左右边框上。

进一步地，所述继电器的常开端口连接逆变箱变、继电器的输入端口连接光伏组件的面板。

进一步地，滑动滚轮上下移动，用于带动防护罩移动。

第二方面，本发明提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护方法，包括：

第一工况：当第一电机启动时，带动上盖板移动打开或者关闭；

第二工况：光伏发电系统的光伏组件给储能电池充电；

第三工况：当第二电机启动时，带动内翻隔板往小舱体内翻或恢复原位；

第四工况：当第三电机启动时，带动滑动滚轮在边框上的轨道上下移动，从而带动防护罩上下移动。

进一步地，所述第一工况，当上盖板打开时，内翻隔板关闭，即大舱体与小舱体隔开，小舱体与外界接触，雨水冲入，小舱体自动进行储水；当上盖板关闭时，小舱体停止储水。

进一步地，根据电能存储需求，继电器可切换模式，使光伏组件的面板发出的电为二氧化碳零排放系统中的储能电池充电。

进一步地，所述第三工况，当内翻隔板往小舱体内翻时，存储在小舱体内的水流入大舱体，实现光伏组件的清洁；当内翻隔板恢复原位，大舱体与小舱体隔开，光伏发电系统的光伏组件光电效应产生的直流电为储能电池充电。

进一步地，所述第四工况时，滑动滚轮带动防护罩向上移动，光伏组件恢复外露状态，光伏组件的面板接受太阳能；滑动滚轮带动防护罩向下移动，关闭防护罩。

本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置，包括：防护清洁系统和二氧化碳零排放系统；所述防护清洁系统包括防护罩、驱动单元和滑动滚轮；所述防护罩是一个长方体，位于防护清洁系统的上部，防护罩包括有大舱体、小舱体、内翻隔板、上盖板和单向阀；所述大舱体和小舱体通过内翻隔板间隔连接，大舱体下部安装有单向阀，上盖板安装于大舱体、小舱体和内翻隔板的上部，滑动滚轮设在防护罩内部的两侧；所述驱动单元包括：第一电机、第二电机和第三电机；第一电机连接控制上盖板，第二电机连接控制内翻隔板，第三电机连接控制滑动滚轮；所述二氧化碳零排放系统包括有储能电池和继电器；所述继电器的输出端口连接储能电池的正极，储能电池的负极连接第一电机、第二电机和第三电机。通过设置防护清洁系统和二氧化碳零排放系统，达到了防护与清洁双功能，提高装置的防护效果，也实现了碳零排放，满足绿色、低碳要求；

2、本发明提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护方法，包括：第一工况：当第一电机启动时，带动上盖板移动打开或者关闭；第二工况：光伏发电系统的光伏组件给储能电池充电；第三工况：当第二电机启动时，带动内翻隔板往小舱体内翻或恢复原位；第四工况：当第三电机启动时，带动滑动滚轮在边框上的轨道上下移动，从而带动防护罩上下移动。利用不同电机的不同分工，免去人工操作，提高了智能化程度，减少了人工维护成本，保障了人员安全，减少了后期维护更换的运营成本。

3、本发明提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护方法，所述第四工况时，滑动滚轮带动防护罩向上移动，光伏组件恢复外露状态，光伏组件的面板接受太阳能；滑动滚轮带动防护罩向下移动，关闭防护罩。实现有效将光伏组件防护起来，使其不受到恶劣条件侵害而损坏，延长光伏组件的使用年限，从而提高光伏组件的整体有效发电小时数，提高了光伏电站经济效益。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置的防护清洁系统示意图。

其中：1、光伏发电系统；1-1、光伏组件；1-1-1、边框；1-2、支架单元；1-3、基础单元；1-4、逆变箱变；1-5、输电线路；2、防护清洁系统；2-1、防护罩；2-1-1、大舱体；2-1-2、小舱体；2-1-3、内翻隔板；2-1-4、上盖板；2-1-5、单向阀；2-2-1、第一电机；2-2-2、第二电机；2-2-3、第三电机；2-3滑动滚轮；3、二氧化碳零排放系统；3-1、储能电池；3-2、继电器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1

请参阅图1所示，本发明提供一种具有清洁防护功能的光伏组件防护装置及方法，包括：光伏发电系统1、防护清洁系统2和二氧化碳零排放系统3。所示光伏发电系统1包括光伏组件1-1、边框1-1-1、支架单元1-2、基础单元1-3、逆变箱变1-4和输电线路1-5，光伏组件1-1是由光伏晶硅面板组成的长方体，四角有边框1-1-1固定，光伏组件1-1是吸收太阳能，将太阳能转化为电能；支架单元1-2是光伏发电系统1支撑部件，用钢材制成，支架单元1-2上端与光伏组件1-1底部相连，用于支撑光伏组件1-1以一定角度固定，支架单元1-2下端与底部基础单元1-3相连，基础单元1-3是钢筋混凝土，位于光伏发电系统1的最下方，通过钢筋混凝桩固定，上端与支架单元1-2相连接，起到对整套发电系统固定作用。光伏发电系统1的光伏组件1-1光电效应产生的直流电能汇流至逆变箱变1-4，其作用是将直流电变为交流电并升压，最后由输电线路1-5将电输送至电网端，实现光伏发电系统1并网发电。所述防护清洁系统2包括有防护罩2-1和驱动单元，保护罩2-1包括有大舱体2-1-1、小舱体2-1-2、内翻隔板2-1-3、上盖板2-1-4和单向阀2-1-5，大舱体2-1-1尺寸最大，用于罩住整个光伏组件，小舱体2-1-2为密封舱体，大舱体2-1-1和小舱体2-1-2通过内翻隔板2-1-3相隔连接，大舱体2-1-1下部安装有单向阀2-1-5，上盖板2-1-4安装于大舱体2-1-1、小舱体2-1-2和内翻隔板2-1-3的上部，防护罩2-1左右前后四个板面为固定铁板平面，后面为u形形状，上盖板2-1-4可以电动平移打开，使舱体与外界接触，使雨水进入。大舱体2-1-1的下面钢板设置为单向阀2-1-5功能，可向内打开，不能向外打开。所述驱动单元包括有第一电机2-2-1、第二电机2-2-2和第三电机2-2-3，第一电机2-2-1连接上盖板2-1-4，用于带动上盖板2-1-4运动，第二电机2-2-2连接内翻隔板2-1-3，用于带动内翻隔板2-1-3运动，第三电机2-2-3连接滑动滚轮2-3，用于带动滑动滚轮2-3运动，滑动滚轮2-3运动轨道安装在光伏组件1-1两侧的边框1-1-1上。所述二氧化碳零排放系统3包括有储能电池3-1和继电器3-2，继电器3-2连接逆变箱变1-4和光伏发电系统1的光伏组件1-1，继电器3-2连接储能电池3-1的输入端，可以使光伏组件1-1光电效应产生的直流电为储能电池3-1充电，储能电池3-1输出端与驱动单元的第一电机2-2-1、第二电机2-2-2和第三电机2-2-3相连，为电机转动提供电能。

实施例2

光伏发电系统1发电状态(发电与存水状态)：当外部天气良好，光伏组件按照设计初始方案摆放，防护罩2-1在光伏组件1-1的上方静止不动。此时光伏组件晶硅面板处于正常外露发电工作状态，光伏组件1-1接收太阳能通过光电效应将其变为直流电，再通过逆变箱变1-4、输电线路1-5对直流电整合至交流电，最后将其输送至电网。此时，第一电机2-2-1、第二电机2-2-2和第三电机2-2-3处于不给电状态，此时上盖板2-1-4处于打开状态，内翻隔板2-1-4处于关闭状态，即大舱体2-1-1与小舱体2-1-2是隔开的。因此当有雨水时，可以自动将雨水存储在小舱体2-1-2中。

实施例3

储能充电状态(充电非发电状态)：根据电能存储需求，操作人员可随时远程操控将继电器3-2切换到另一工作模式，让光伏组件1-1的面板发出的电为二氧化碳零排放系统3中的储能电池3-1充电。

实施例4

第一工作状态(防护状态)：当沙尘雨雪等恶劣天气时，光伏发电系统1无法正常工作，此时远程操控人员使二氧化碳零排系统3中的储能电池3-1工作，储能电池3-1先给第一电机2-2-1提供电能使上盖板2-1-4处于关闭状态，再给第三电机2-2-3提供电能使其带动滑动滚轮2-3在轨道上向下运动，此时单向阀2-1-5作为下盖板，从而光伏组件可以进入大舱体2-1-1中，当光伏组件移动至防护罩2-1里面时停止供电。此时实现光伏组件1-1的面板不与外界接触，可避免与沙尘雨雪等恶劣天气侵袭，达到对光伏发电系统1防护目的。

实施例5

第二工作状态(清洁状态)：当光伏组件1-1进入大舱体2-1-1后，储能电池3-1再给第二电机2-2-2供电，使内翻隔板2-1-3往小舱体2-1-2内翻，从而使存储在小舱体2-1-2中的水流到大舱体2-1-1中，实现为光伏组件1-1清洗的功能。

实施例6

光伏组件1-1再次伸展发电状态(恢复工作状态)：当沙尘雨雪等恶劣天气时过去，远程操控储能电池3-1下达指令，使第三电机2-2-3转动，带动防护罩2-1恢复至原位停止。这样光伏组件又恢复到正常位置的外露状态，光伏面板正面均可正常接收太阳能进行太阳能发电同时再给第一电机2-2-1、第二电机2-2-2下达命令使上盖板2-1-4恢复至打开的原始状态，使内翻隔板2-1-3分别恢复至的关闭原始状态。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。