一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统

技术领域

本发明涉及光伏板冲洗及水资源再利用领域，具体为一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统。

背景技术

随着国家能源安全新战略的走深走实，分布式光伏发电作为一种可再生清洁能源发展迅猛。光伏板作为光伏发电中最重要的部件，其表面清洁度是影响光伏发电效率的主要原因之一。光伏电站常建设于开阔平坦且光照充足的西北及内蒙地区，此类地区常风沙较大。由于光伏板存在水平倾角，其表面及板下沿处积灰现象明显。光伏板表面积灰所产生的遮光效应会降低光伏电池接收的太阳辐射强度。其次还会产生温度效应，可视为引入等效热阻，改变系统的热平衡，影响光伏电池板的工作温度，对光伏电池板的输出特性具有明显影响。因此在一定周期或有需求时对光伏板表面积灰进行清扫与冲洗积灰对提升光伏电站整体发电效益与设备寿命周期具有明显积极作用。

目前光伏电站多采用人工除尘、高压水车除尘和机器人除尘的清洗方式。这三种积灰清理技术都有其不同得适用范围和优缺点。人工清洗是目前采用较广泛的一种方式，但其人力成本较高且清洗效率较低。传统高压水车除尘的清洗效果基于水压及出水量，并与人工控制冲洗喷枪的指向精准度呈正相关。光伏电站多建设于水资源匮乏地亦或是远离大规模水源地，因此充沛水源的提供成为制约传统高压水车除尘的瓶颈。得益于机械自动化与智能化的不断提升，市场上涌现出各类光伏组件清洗机器人，其最大的特点是智能化。但清洗机器人的价格普遍昂贵且常为干式除尘法，毛刷夹杂灰尘的不断摩擦会造成玻璃面板的永久性划伤，缩短光伏板使用寿命。其次传统清洗方式会在光伏玻璃面板上残留部分水渍，水渍在阳光照射下可能会造成水渍中的可溶性物质析出并附着于玻璃面板上，影响光伏电站发电效率与光伏板使用寿命。

发明内容

本发明提供一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统，系统内装置依据水流流向依次连接包括：光伏板清洗模块、废水箱、砂滤器、超滤装置、反渗透装置、淡水箱、冲洗水箱；所述光伏板清洗模块还连接有压缩空气储罐；所述各个部件之间通过管道以及阀门相连接。

进一步地，所述系统内各个部件的连接状态如下：光伏板清洗模块与废水箱之间通过管道相连接；废水箱与砂滤器之间通过阀门相连接；砂滤器与超滤装置之间通过阀门相连接；超滤装置与反渗透装置之间通过阀门相连接；反渗透装置与淡水箱之间通过管道相连接；淡水箱与冲洗水箱之间通过阀门相连接；光伏板清洗模块与压缩空气储罐之间通过阀门相连接。

进一步地，所述光伏板清洗模块主体为一块面积大于系统内使用光伏板面积的金属板。

进一步地，所述金属板内侧表面布有高压喷头及毛刷。

进一步地，所述光伏板清洗模块的上方与右侧均布有压缩空气喷口；所述光伏板清洗模块的右侧存在清洗水供水管与压缩空气供气管两条输入管道；所述光伏板清洗模块左下沿存在积灰沉降管及废水排放管。

进一步地，所述冲洗水箱内置有加药装置。

进一步地，所述淡水箱中的存在补水管；所述淡水箱内存在本系统中所有清洁用水。

本发明提供的一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统结合压缩空气吹扫及水处理设备，主要解决了光伏板清洗过程中的水源供给消耗问题，尤其是针对于干旱缺水及光伏电站远离水源地的问题；降低了传统清扫后光伏板表面灰尘重新覆盖量，缓解了清洗过程中积灰对玻璃面板的划伤问题，能够有效延长光伏玻璃面板使用寿命；减少了清洗后水渍在光伏玻璃面板上的残留量，能够降低由于水渍导致的遮光效应及水渍蒸发可溶物结晶所带来的发电功率降低和局部发热的问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统的整体架构示意图。

图中，1.光伏板清洗模块，2.废水箱，3.砂滤器，4.超滤装置，5.反渗透装置，6.淡水箱，7.冲洗水箱，8.压缩空气储罐。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方法进行详细说明，所描述的仅为部分实施例，并非全部实施例，为了清楚的目的，在附图及说明中省略了与本发明无关的表示及描述。

如图1所示，本发明提供的一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统包括光伏板清洗模块1、废水箱2、砂滤器3、超滤装置4、反渗透装置5、淡水箱6、冲洗水箱7、压缩空气储罐8。

其中，光伏板清洗模块1主体为一面契合主流光伏板规格并能够完全将待清洗光伏板覆盖的金属板构成，其可依附于机械臂或中型车辆，面积略大于光伏板，上下边缘为能够向内侧翻转的机械结构。金属板内侧表面布有能够喷射清洗水的高压喷头及起到物理清洗作用的毛刷。清洗模块上部及右侧应均匀布有压缩空气喷口。清洗模块右侧应有两条管路进入，分别为清洗水供水管与压缩空气供气管。清洗模块左下沿应布有积灰沉降管及废水排放管。积灰沉降管将被吹扫积灰沉降下地，废水排放管与废水箱2连接。

废水箱2与砂滤器3通过阀门相连接，其作用为过滤清洗废水中的大部门颗粒物及灰尘。砂滤器3与超滤装置4通过阀门相连接，其可截留水中悬浮物、胶体、微生物等污染物质，为下一级水处理装置提供优质的供水，并有效降低废水SDI浊度及微生物含量。超滤装置4与反渗透装置5通过阀门相连接，其可除去大部分溶解性盐分及小分子量有机物，降低处理水体硬度，解决系统整体阀门、管道、喷头等由于水体不纯净导致的污堵问题。反渗透装置5产水进入淡水箱6，其可作为前端水处理装置提供反洗水源。淡水箱6与冲洗水箱7通过阀门相连接，冲洗水箱7配备有加药装置，通过加药管加入定量的清洗剂及阻垢剂，浓度调配合格后泵入光伏板清洗模块1进行高压水冲洗。压缩空气储罐8持续为清洗过程中的吹扫提供压缩空气。

一种实施例依据本发明提供的一种基于水资源高效再利用的光伏板冲洗系统，其进行光伏板冲洗的方法由三部分组成：

首先，借由机械臂将光伏板清洗模块1放置到位，上下边缘翻转使其与待清洗光伏板形成类封闭结构，随后开启压缩空气阀门对光伏板进行空气吹扫，将积灰吹入左侧沉降管处。然后，开启高压水冲洗供水管阀门，于待清洗光伏板上方喷淋加药水样，并借助毛刷等对光伏板进行物理擦洗，清洗后废水汇集至清洗板模块下方的凹槽内一并流入其左侧的废水排放管处。最后，在清洗完毕后再次开启压缩空气供气管阀门，使用压缩空气对光伏板进行吹扫，以降低光伏板表面的水渍附着量。

其中，清洗后废水经由废水排放管进入废水箱2，待到达一定液位后进行废水处理流程。废水经砂滤器3过滤去除大部分灰尘，在一定运行周期后对砂滤器3采用淡水箱淡水进行反洗，废水外排入地。处理后的清水进入超滤设备4，进一步降低水体浊度，为反渗透装置5提供良好品质的水源供给。随后在反渗透装置5的作用下除去大部分的微生物、灰尘及可溶性盐，处理后的淡水进入淡水箱6。在一定运行周期后使用淡水对砂滤器3、超滤装置4、反渗透装置5进行反洗，废水外排入地。根据冲洗计划提前开启淡水箱6与冲洗水箱阀门，对冲洗水箱7进行蓄水，并根据水量通过加药管加入清洗剂及阻垢剂，以防止清洗水喷头产生污堵现象。清洗系统补水通过补水管进入清水箱，压缩空气通过压缩空气储罐8进入光伏板清洗模块1。

在日常运行过程中可分为小周期和大周期对光伏板进行清洗。小周期可分为日常清洗或日常清扫。根据需要只需使用压缩空气对少量积灰进行吹扫，或使用未加药水源对光伏板进行清洗。在一个大周期内应使用全流程清洗，并在冲洗水箱7中加入清洗剂及阻垢剂。在水处理设备解列期间采用旁路直接使用砂滤器3出水作为冲洗用水。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。