一种用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，具体为一种用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架。

背景技术

太阳能支架的独特设计结构使组件具有可以根据不同地域而角度可调，从而能够充分利用当地的太阳能资源，达到最大的太阳能组件的发电效率。同时对光伏组件的连接方式、材质选型以及支架载荷受力分析加以详细的分析与实践，使其具有良好的抗震、抗风、抗雪压、耐腐蚀等物理性能，使光伏组件应用于更加广泛的地域。

在多风沙地区投入使用的太阳能光伏设备，其受限于安装在户外的使用方式，极易由于使用时间的增加而导致太阳能板表面积攒较多沙尘，沙尘对太阳能板表面形成覆盖的状态下严重影响了太阳能光伏设备的工作效率以及产能，同时目前太阳能支架大多通过水流对太阳能板表面进行冲洗，这样的清洁方式在用于多风沙地区的光伏设备时受限明显，水体极易导致更多沙尘附着在太阳能板表面并形成粘黏，难以去除。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，对太阳能板表面积攒沙尘进行清理的同时，相较传统清洁方式可有效避免水体导致更多沙尘粘黏在太阳能板表面难以去除的问题出现。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，包括底板,所述底板顶部的四个直角处均通过重力传感器固定连接有支撑杆，且四个支撑杆的顶端均与太阳能板的底部固定连接，太阳能板的底部固定安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴贯穿太阳能板的顶部并固定连接有两个沿顺时针方向设置的除尘机构，且太阳能板上表面的左右两侧固定连接有两个呈左右对称状分布的弧形导流通道，且两个弧形导流通道的相对一侧均设置有沿弧线方向等距分布的数个导流机构，两个弧形导流通道的前后两端方向相反，驱动电机的输入端与太阳能板的输出端和重力传感器的输出端电性连接。

优选的，所述除尘机构包括转板、曲形软膜、配重珠、离心机构和软撞击机构，所述转板的一端与驱动电机的输出轴固定连接，转板内活动连接有转轴，且转轴上套装有扭簧，扭簧的两端分别与转板的内壁和转轴固定连接，曲形软膜的一侧与转轴固定连接并卷绕在转轴上，且曲形软膜的另一侧贯穿转板的一侧并固定连接有配重珠，数个离心机构呈等距环绕状分布在曲形软膜内，数个软撞击机构沿曲形软膜直径较大一侧的侧曲面等距分布。

优选的，所述离心机构包括通口、曲形膜片、弧形摆动片、弧形集水槽、空心球、摆动杆、第一磁珠、柔性凹形膜和振动件，所述通口开设在曲形软膜内并贯穿其上下两侧，曲形膜片粘接在通口内，弧形摆动片纵向穿插在曲形膜片内，弧形集水槽开设在弧形摆动片的上半部内，且弧形集水槽内填充有水体，数个空心球沿弧线方向等距固定连接在弧形摆动片的底部，且空心球内嵌装有转珠，摆动杆的顶端贯穿空心球的底部并与转珠固定连接，第一磁珠固定连接在摆动杆的底端，柔性凹形膜粘接在通口的内壁下半部并延伸至通口下端外部，数个振动件呈等距阵列状设置在柔性凹形膜的底部。

优选的，所述振动件包括半球软囊、磁片和第一软球，所述半球软囊粘接在柔性凹形膜的底部，磁片粘接在半球软囊的内顶部，磁片与半球软囊内底部之间设有第一软球，磁片与第一磁珠之间磁力相斥。

优选的，所述软撞击机构包括空心块、柔性摆动囊、弧形膜片、弧形杆、第二磁珠、复位弹簧、活动杆、弧形片和第二软球，所述曲形软膜的侧曲面开设有容纳软撞击机构的凹口，且空心块通过销轴活动连接在凹口内，销轴上套装有扭簧，且扭簧的两端分别与凹口内壁和空心块固定连接，柔性摆动囊粘接在空心块的底部并内腔相互连通，弧形膜片的数量为两个，且两个弧形膜片分别固定连接在空心块的前后两侧，弧形杆的前后两端分别贯穿空心块的前后两侧并与弧形膜片固定连接，第二磁珠滑动连接在弧形杆上，复位弹簧套装在弧形杆上，且复位弹簧的前后两端固定连接在第二磁珠和弧形膜片之间，活动杆的顶端铰接在第二磁珠的底部，且活动杆的底端与弧形片的顶部固定连接，第二软球位于弧形片底部与柔性摆动囊内底部之间。

优选的，所述导流机构包括曲形软囊、第三磁珠、弧形阻流片和连接杆，所述曲形软囊固定连接在弧形导流通道侧曲面，第三磁珠与曲形软囊的内侧粘接并位于弧形导流通道内，弧形阻流片的一侧与弧形导流通道的内壁粘接，且弧形阻流片与第三磁珠之间通过连接杆固定连接。

本发明提供了一种用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架。具备以下有益效果：

(1)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，相较于传统的太阳能光伏板清洁方式，采用干洗的方式进行，可有效节约水资源，同时可避免采用喷水进行冲洗的手段容易导致沙尘与水体混合后粘黏在太阳能板表面，难以去除形成二次污垢的情况。

(2)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，利用除尘机构运作过程中对太阳能板表面持续进行较为柔和地拍打，同时配合离心运动过程中产生的外扩气流将沙尘从太阳能板表面吹下，达到对太阳能板表面积攒沙尘的清理效果。

(3)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，曲形软膜在转动过程中，离心机构基于离心力以及气流压强这两股不同方向的动力产生往复晃动，使得曲形软膜在与太阳能板表面接触时进一步对其表面积攒的沙尘进行碾压，防止沙尘在太阳能板表面聚集具有的一定厚度对清洁效果产生影响的情况出现。

(4)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，曲形软膜在作离心运动的过程中，其上下两侧由于气流流速差导致的压强差，使得曲形软膜在持续转动过程中出现湍动，越靠近末端的部分湍动程度越大，从而能够将经由离心机构清理出的沙尘及时抖落，防止沙尘持续滞留在离心机构上对太阳能板表面产生磨损的情况出现。

(5)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，曲形软膜在运动过程中基于离心力形成的向外扩散的气流，在与离心机构接触过程中促使其持续振动，可有效将离心机构上由于与太阳能板表面接触残留的沙尘快速甩出，从而防止清理出的沙尘再次与太阳能板表面接触的情况出现。

(6)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，利用导流机构的配合设置，能够在曲形软膜转动过程中与其接触，利用碰撞产生的振动促进曲形软膜抖动，同时曲形软膜侧曲面设置的软撞击机构可将撞击产生的碰撞力转化为水平向下的挤压力，进一步提高与太阳能板表面沙尘的接触效果。

(7)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，软撞击机构在与导流机构持续接触的过程中，可在导流机构内形成不间断地气流湍动，促使磁片对软撞击机构形成湍动式的磁斥力，进一步加强其振幅，提高对沙尘的拍打效果。

(8)、该用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，曲形软膜在运作过程中可有效阻断外部空气中的沙尘与太阳能板表面接触，进而确保除尘机构对太阳能板表面积攒沙尘的清洁效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构右视图；

图3为本发明除尘机构的上视图；

图4为本发明图3中的A-A处剖视图；

图5为本发明曲形软膜伸展状态的上视图；

图6为本发明离心机构的正剖图；

图7为本发明软撞击机构的右剖图；

图8为本发明软撞击机构与曲形软膜连接处的正剖图；

图9为本发明弧形导流通道的横剖图；

图10为本发明图9中的A处结构放大图。

图中：1底板、2重力传感器、3太阳能板、4驱动电机、5除尘机构、6弧形导流通道、7导流机构、51转板、52曲形软膜、53配重珠、54离心机构、55软撞击机构、541通口、542曲形膜片、543弧形摆动片、544弧形集水槽、545空心球、546摆动杆、547第一磁珠、548柔性凹形膜、549振动件、5491半球软囊、5492磁片、5493第一软球、551空心块、552柔性摆动囊、553弧形膜片、554弧形杆、555第二磁珠、556复位弹簧、557活动杆、558弧形片、559第二软球、71曲形软囊、72第三磁珠、73弧形阻流片、74连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种用于多风沙地区具有除尘功能的太阳能支架，包括底板1,底板1顶部的四个直角处均通过重力传感器2固定连接有支撑杆，且四个支撑杆的顶端均与太阳能板3的底部固定连接，太阳能板3的底部固定安装有驱动电机4，且驱动电机4的输出轴贯穿太阳能板3的顶部并固定连接有两个沿顺时针方向设置的除尘机构5，且太阳能板3上表面的左右两侧固定连接有两个呈左右对称状分布的弧形导流通道6，且两个弧形导流通道6的相对一侧均设置有沿弧线方向等距分布的数个导流机构7，两个弧形导流通道6的前后两端方向相反，驱动电机4的输入端与太阳能板3的输出端和重力传感器2的输出端电性连接。

除尘机构5包括转板51、曲形软膜52、配重珠53、离心机构54和软撞击机构55，转板51的一端与驱动电机4的输出轴固定连接，转板51内活动连接有转轴，且转轴上套装有扭簧，扭簧的两端分别与转板51的内壁和转轴固定连接，曲形软膜52的一侧与转轴固定连接并卷绕在转轴上，且曲形软膜52的另一侧贯穿转板51的一侧并固定连接有配重珠53，数个离心机构54呈等距环绕状分布在曲形软膜52内，数个软撞击机构55沿曲形软膜52直径较大一侧的侧曲面等距分布。

离心机构54包括通口541、曲形膜片542、弧形摆动片543、弧形集水槽544、空心球545、摆动杆546、第一磁珠547、柔性凹形膜548和振动件549，通口541开设在曲形软膜52内并贯穿其上下两侧，曲形膜片542粘接在通口541内，弧形摆动片543纵向穿插在曲形膜片542内，弧形集水槽544开设在弧形摆动片543的上半部内，且弧形集水槽544内填充有水体，数个空心球545沿弧线方向等距固定连接在弧形摆动片543的底部，且空心球545内嵌装有转珠，摆动杆546的顶端贯穿空心球545的底部并与转珠固定连接，第一磁珠547固定连接在摆动杆546的底端，柔性凹形膜548粘接在通口541的内壁下半部并延伸至通口541下端外部，数个振动件549呈等距阵列状设置在柔性凹形膜548的底部。

振动件549包括半球软囊5491、磁片5492和第一软球5493，半球软囊5491粘接在柔性凹形膜548的底部，磁片5492粘接在半球软囊5491的内顶部，磁片5492与半球软囊5491内底部之间设有第一软球5493，磁片5492与第一磁珠547之间磁力相斥。

软撞击机构55包括空心块551、柔性摆动囊552、弧形膜片553、弧形杆554、第二磁珠555、复位弹簧556、活动杆557、弧形片558和第二软球559，曲形软膜52的侧曲面开设有容纳软撞击机构55的凹口，且空心块551通过销轴活动连接在凹口内，销轴上套装有扭簧，且扭簧的两端分别与凹口内壁和空心块551固定连接，柔性摆动囊552粘接在空心块551的底部并内腔相互连通，弧形膜片553的数量为两个，且两个弧形膜片553分别固定连接在空心块551的前后两侧，弧形杆554的前后两端分别贯穿空心块551的前后两侧并与弧形膜片553固定连接，第二磁珠555滑动连接在弧形杆554上，复位弹簧556套装在弧形杆554上，且复位弹簧556的前后两端固定连接在第二磁珠555和弧形膜片553之间，活动杆557的顶端铰接在第二磁珠555的底部，且活动杆557的底端与弧形片558的顶部固定连接，第二软球559位于弧形片558底部与柔性摆动囊552内底部之间。

导流机构7包括曲形软囊71、第三磁珠72、弧形阻流片73和连接杆74，曲形软囊71固定连接在弧形导流通道6侧曲面，第三磁珠72与曲形软囊71的内侧粘接并位于弧形导流通道6内，弧形阻流片73的一侧与弧形导流通道6的内壁粘接，且弧形阻流片73与第三磁珠72之间通过连接杆74固定连接。

使用时，通过重力传感器2检测太阳能板3的重量，当太阳能板3积攒一定沙尘后重量增加并触发重力传感器2，使得驱动电机4输出轴顺时针转动并带动转板51作圆周运动，转板51在转动过程中基于配重珠53自重对曲形软膜52带来的惯性力，同时配合转板51转动过程中的离心力将曲形软膜52甩出并跟随转板51作圆周运动，转动过程中曲形软膜52上下两侧的气流流速差以及压强差促使曲形软膜52抖动对太阳能板3表面进行拍打除尘，同时曲形软膜52上方的气流流经通口541时与曲形膜片542接触并使其振动，进一步的，气流对弧形摆动片543产生的阻力同时配合其转动时具有的离心力，使得弧形摆动片543由于两侧受力产生往复摆动，带动空心球545内的转珠转动，使得摆动杆546带动第一磁珠547摆动，第一磁珠547在摆动过程中持续靠近半球软囊5491，基于第一磁珠547与磁片5492之间的磁斥力将第一软球5493向下挤压，促使半球软囊5491下表面持续形变对太阳能板3表面进一步拍打，提高除尘效果，避免沙尘聚集固化程度较大难以去除，同时曲形软膜52在转动过程中基于离心力将空心块551与柔性摆动囊552转出，持续转动过程中空心块551与弧形导流通道6接触并产生撞击，撞击力作用于弧形膜片553并使得第二磁珠555基于惯性沿弧形杆554向前滑动，撞击力消失后通过复位弹簧556的弹力将第二磁珠555向后拉动，从而在数个软撞击机构7间断式撞击弧形导流通道6的过程中，使得第二磁珠555往复摆动并带动活动杆557和弧形片558摆动，弧形片558摆动过程中水平高度往复变化，对第二软球559持续挤压促使柔性摆动囊552底部向下形变对太阳能板3表面进行拍打，撞击过程中产生的振动促使曲形软膜52进一步抖动，能够将拍打下的沙尘抖落并基于气流从太阳能板3表面甩出，撞击过程中外部空气被不断导入弧形导流通道6内，气流对弧形阻流片73产生推力并使其弯曲过程中通过连接杆74带动第三磁珠72向外挤压曲形软囊71，使得第三磁珠72靠近软撞击机构55时基于第三磁珠72与第二磁珠555之间的磁斥力，加强第二磁珠555的晃动效果，使得柔性摆动囊552进一步振动，提高对太阳能板3表面沙尘的清理效果，完成清洁后驱动电机4停止运作时，基于扭簧弹力将曲形软膜52收入转板51内，以及空心块551与柔性摆动囊552收入凹口。

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。