光伏组件自动除雪系统论文和设计

全文摘要

本实用新型提供了一种光伏组件自动除雪系统，包括控制电路、供电装置、传动装置、移动机构、固定机构及柔性加热装置，其中：传动装置、供电装置及柔性加热装置分别与控制电路电连通；柔性加热装置的一端连接于光伏组件一侧的固定机构，另一端连接于移动机构；传动装置与移动机构相连，可驱动移动机构在光伏组件正表面相对于固定机构移动，以在光伏组件正表面展开或收拢柔性加热装置。该系统可以在低温天气通过柔性加热装置调节光伏组件的正表面温度以自动融化堆积于光伏组件正表面的积雪，大幅度降低了光伏组件系统的运维成本；同时，该系统在非除雪时间可以将柔性加热装置收纳至光伏组件一侧，减少对光伏组件的遮挡，不影响光伏组件的发电效率。

主设计要求

1.一种光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述光伏组件自动除雪系统包括控制电路(110)、供电装置(120)、传动装置(180)、移动机构(130)、固定机构(190)及柔性加热装置(140)，其中：所述传动装置(180)、所述供电装置(120)及所述柔性加热装置(140)分别与所述控制电路(110)电连通；所述柔性加热装置(140)的一端连接于光伏组件(200)一侧的所述固定机构(190)，另一端连接于所述移动机构(130)；所述传动装置(180)与所述移动机构(130)相连，可根据所述控制电路(110)的控制驱动所述移动机构(130)在所述光伏组件(200)正表面相对于所述固定机构(190)移动，以在所述光伏组件(200)正表面展开或收拢所述柔性加热装置(140)。

设计方案

1.一种光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述光伏组件自动除雪系统包括控制电路(110)、供电装置(120)、传动装置(180)、移动机构(130)、固定机构(190)及柔性加热装置(140)，其中：

所述传动装置(180)、所述供电装置(120)及所述柔性加热装置(140)分别与所述控制电路(110)电连通；

所述柔性加热装置(140)的一端连接于光伏组件(200)一侧的所述固定机构(190)，另一端连接于所述移动机构(130)；

所述传动装置(180)与所述移动机构(130)相连，可根据所述控制电路(110)的控制驱动所述移动机构(130)在所述光伏组件(200)正表面相对于所述固定机构(190)移动，以在所述光伏组件(200)正表面展开或收拢所述柔性加热装置(140)。

2.如权利要求1所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述光伏组件自动除雪系统还包括防护罩(160)，所述防护罩(160)与所述固定机构(190)位于所述光伏组件(200)相同一侧并覆盖于所述固定机构(190)外部，所述移动机构(130)及所述柔性加热装置(140)在移动出所述光伏组件(200)正表面后可收纳于所述防护罩(160)内部。

3.如权利要求1所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述固定机构(190)与所述传动装置(180)相连，所述传动装置(180)可根据所述控制电路(110)的控制驱动所述固定机构(190)旋转以将所述柔性加热装置(140)缠绕至所述固定机构(190)。

4.如权利要求1所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述移动机构(130)的两端分别设置有滚轮(131)，所述光伏组件垂直于所述移动机构(130)的两侧设置有与所述滚轮(131)相对应的轨道(150)，所述移动机构(130)可通过所述滚轮(131)沿所述轨道(150)移动。

5.如权利要求1所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述柔性加热装置(140)包括多个电阻丝(141)，多个所述电阻丝(141)沿所述移动机构(130)均匀排布，间距相等。

6.如权利要求5所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述电阻丝(141)的表面包裹绝缘材质防水护套。

7.如权利要求2所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述防护罩(160)为绝缘防护罩，所述移动机构(130)为绝缘移动机构，所述固定机构(190)为绝缘固定机构。

8.如权利要求1所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述光伏组件自动除雪系统还包括设置于所述光伏组件(200)正表面的温度传感器(170)，所述温度传感器(170)与所述控制电路(110)电连通并可向所述控制电路(110)提供温度信息。

9.如权利要求1所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述供电装置(120)与所述光伏组件(200)电连通，从所述光伏组件(200)获取并存储电能。

10.如权利要求4所述的光伏组件自动除雪系统，其特征在于，所述轨道(150)内部设置有引水管路(151)，所述引水管路(151)一端与水源连通，另一端设置有出水口(152)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏组件系统运营维护领域，特别是涉及一种光伏组件自动除雪系统。

背景技术

在新能源发电领域，太阳能光伏发电占据了重要的地位。太阳能光伏发电不需要燃料，不会产生任何废弃物，并且不会产生噪音、温室及有毒气体，可以直接将光能转换为电能，因而是一种理想的清洁能源。

在光伏组件系统的发电过程中，光伏组件表面的遮挡对其发电量的影响十分巨大。而在北方寒冷地区，冬季因降雪量大且气温低，光伏组件的表面常会有大量冰雪堆积，且长时间无法融化，如不及时清理，对光伏组件的发电量影响很大。此外，堆积的冰雪还会增加屋面的荷载，存在屋面超负荷的风险。

目前在光伏发电运维领域，通常采取人工除雪的方法去除光伏组件表面的积雪，即人工在光伏组件上方喷洒融雪剂进行除雪，但是由于光伏组件系统通常面积较大，需要的融雪剂用量大，成本较高，且人工喷洒融雪剂耗时较长、存在一定安全隐患。此外，融雪剂还具有一定的腐蚀性，长期使用会影响对光伏组件的工作寿命。

实用新型内容

本实用新型提供了一种光伏组件自动除雪系统，用以在冬季自动去除堆积在光伏组件表面的积雪，降低运维成本和提升发电功率，所述光伏组件自动除雪系统包括控制电路、供电装置、传动装置、移动机构、固定机构及柔性加热装置，其中：

所述传动装置、所述供电装置及所述柔性加热装置分别与所述控制电路电连通；

所述柔性加热装置的一端连接于光伏组件一侧的所述固定机构，另一端连接于所述移动机构；

所述传动装置与所述移动机构相连，可根据所述控制电路的控制驱动所述移动机构在所述光伏组件正表面相对于所述固定机构移动，以在所述光伏组件正表面展开或收拢所述柔性加热装置。

具体实施中，所述光伏组件自动除雪系统还包括防护罩，所述防护罩与所述固定机构位于所述光伏组件相同一侧并覆盖于所述固定机构外部，所述移动机构及所述柔性加热装置在移动出所述光伏组件正表面后可收纳于所述防护罩内部。

具体实施中，所述固定机构与所述传动装置相连，所述传动装置可根据所述控制电路的控制驱动所述固定机构旋转以将所述柔性加热装置缠绕至所述固定机构。

具体实施中，所述移动机构的两端分别设置有滚轮，所述光伏组件垂直于所述移动机构的两侧设置有与所述滚轮相对应的轨道，所述移动机构可通过所述滚轮沿所述轨道移动。

具体实施中，所述柔性加热装置包括多个电阻丝，多个所述电阻丝沿所述移动机构均匀排布，间距相等。

具体实施中，所述电阻丝的表面包裹绝缘材质防水护套。

具体实施中，所述防护罩为绝缘防护罩，所述移动机构为绝缘移动机构，所述固定机构为绝缘固定机构。

具体实施中，所述光伏组件自动除雪系统还包括设置于所述光伏组件正表面的温度传感器，所述温度传感器与所述控制电路电连通并可向所述控制电路提供温度信息。

具体实施中，所述供电装置与所述光伏组件电连通，从所述光伏组件获取并存储电能。

具体实施中，所述轨道内部设置有引水管路，所述引水管路一端与水源连通，另一端设置有出水口。

本实用新型提供的光伏组件自动除雪系统，包括分别与控制电路连接的供电装置、传动装置、移动机构、固定机构及柔性加热装置，供电装置用于向控制电路、传动装置及柔性加热装置提供电能，传动装置可根据控制电路的控制信息控制移动机构沿光伏组件正表面平行移动，柔性加热装置一端连接于光伏组件一侧的固定机构，一端连接于移动机构，可在光伏组件正表面展开或收拢。该光伏组件自动除雪系统可以在低温天气通过柔性加热装置调节光伏组件的正表面温度以自动融化堆积于光伏组件正表面的积雪或冰凌，大幅度降低了光伏组件系统的运维成本；同时，该光伏组件自动除雪系统在非除雪时间可以将柔性加热装置收纳至光伏组件一侧，减少对光伏组件的遮挡，不影响光伏组件的发电效率。此外，该装置可以直接安装于现有的光伏支架之上，易于实现且节省材料成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是根据本实用新型一个具体实施方式中光伏组件自动除雪系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施方式中轨道的内部结构示意图图。

具体实施方式

为使本实用新型具体实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性具体实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种光伏组件自动除雪系统，用以在冬季自动去除堆积在光伏组件200表面的积雪，降低运维成本和提升发电功率，所述光伏组件自动除雪系统包括控制电路110、供电装置120、传动装置180、移动机构130、固定机构190及柔性加热装置140，其中：

所述传动装置180、所述供电装置120及所述柔性加热装置140分别与所述控制电路110电连通；

所述柔性加热装置140的一端连接于光伏组件200的一侧的所述固定机构190，另一端连接于所述移动机构130；

所述传动装置180与所述移动机构130相连，可根据所述控制电路110的控制驱动所述移动机构130在所述光伏组件200正表面相对于所述固定机构190移动，以在所述光伏组件200正表面展开或收拢所述柔性加热装置140。

所述光伏组件自动除雪系统的工作原理为：冬季气温下降开始降雪，电站运维人员可以遥控发送信号给控制电路110，控制电路110通过传动装置180驱动移动机构130沿光伏组件200正表面移动，带动柔性加热装置140覆盖光伏组件200正表面，然后供电装置120通过控制电路110向柔性加热装置140供电，柔性加热装置140可产生热量以提升光伏组件200正表面的温度，从而达到除雪的效果。除雪工作完成后，控制电路110可以控制移动机构130将柔性加热装置140收拢回光伏组件200一侧，避免长时间遮挡光伏组件200，影响光伏系统的正常发电。

具体实施中，如图1所示，为了提升该光伏组件自动除雪系统的使用寿命，所述光伏组件自动除雪系统还可以包括防护罩160，所述防护罩160与所述固定机构190位于所述光伏组件200相同一侧并覆盖于所述固定机构190外部，所述移动机构130及所述柔性加热装置140在移动出所述光伏组件200正表面后可收纳于所述防护罩160内部。进一步的，还可以将所述控制电路110、所述传动装置180及所述供电装置120设置于所述防护罩160内部，避免所述控制电路110所述传动装置180及所述供电装置120被雪水打湿。

具体实施中，固定机构180的设置可以有多种实施方案。例如，如图1所示，当除雪完毕，移动机构130将柔性加热装置140收拢至光伏组件200一侧时，如果不对柔性加热装置140进行有效固定，不仅会造成安全隐患，也不利于延长柔性加热装置140的使用寿命，因而所述固定机构180可以呈利于旋转且不易硌伤柔性加热装置140的卷轴状，所述固定机构190与所述传动装置180相连以获取扭转力，所述传动装置180可根据所述控制电路110的控制驱动所述固定机构190旋转以将所述柔性加热装置140缠绕至所述固定机构190。将柔性加热装置140进行缠绕固定，可以有效提升柔性加热装置140的使用寿命，同时还可降低安全隐患，避免突出的柔性加热装置140出现短路、漏电等状况。

具体实施中，移动机构130的移动在设置时可以有多种实施方案。例如，如图1所示，所述移动机构130的两端可以分别设置有滚轮131，所述光伏组件200垂直于所述移动机构130的两侧设置有与所述滚轮131相对应的轨道150，所述移动机构130可通过所述滚轮131沿所述轨道150移动。移动机构130沿轨道150移动，可以在其内部设置驱动装置以实现轴状移动机构不借助于外力的移动，或是在光伏组件200的一侧设置的传动装置180以牵拉移动机构130移动。轨道150则可以固定于光伏组件200的支架之上，以保证稳定程度。此处需要说明的是，上述移动机构130的驱动方式实施例仅为更好地描述移动机构130构的工作原理，并不是对本实用新型的限定。

具体实施中，柔性加热装置140的选用可以有多种实施方案。例如，如图1所示，由于电阻丝141对光伏组件200正表面的遮挡较小，降低对光伏组件200发电的影响，因而所述柔性加热装置140可以包括多个电阻丝141，同时，为了对光伏组件200表面进行均匀除雪，多个所述电阻丝141可以沿所述移动机构130均匀排布，间距相等。再例如，柔性加热装置140还可以为加热膜，加热膜可以完全覆盖于光伏组件200的表面，迅速化雪，提升该系统的工作效率。进一步的，加热膜的面积可以与光伏组件200的形状相同；此外，加热膜还可以为透光加热膜，在加热的同时降低对光伏组件200的遮挡，提升光伏组件200的发电效率。

具体实施中，由于电阻丝141在工作中长期与雪水进行接触，因而为了提升该装置的安全性能，避免出现短路、漏电等问题，所述电阻丝141的表面还可以包裹绝缘防水护套。

具体实施中，该系统中各部件材质的选用可以有多种实施方案。例如，为了提升安全性能，所述防护罩160可以为绝缘防护罩，所述移动机构130为绝缘移动机构，所述固定机构190为绝缘固定机构。

具体实施中，如图1所示，为了降低能耗，避免资源浪费，所述光伏组件自动除雪系统还可以包括设置于所述光伏组件200正表面的温度传感器170，所述温度传感器170与所述控制电路110电连通并可向所述控制电路110提供温度信息。工作中，温度传感器170可以实时监测光伏组件200正表面的温度并将温度信息发送至控制电路110，而控制电路110可将实时的温度信息上传至控制中心以供工作人员参考，控制电路110还可自行根据温度信息开启或关闭柔性加热装置140，避免浪费过多电能。

具体实施中，供电装置120的设置可以有多种实施方案。例如，所述供电装置120可以与所述光伏组件200电连通，可从所述光伏组件200获取并存储电能。工作时，供电装置120直接从光伏组件200获取电能，因而可以不通过外部供能独立工作。

具体实施中，如图1、图2所示，为了方便运维人员清洁光伏组件200，所述轨道150内部还可以设置有引水管路151，所述引水管路151一端与水源连通，另一端设置有出水口152。在除雪完成后，如果运维人员发现光伏组件200的表面有灰尘污渍，可以将清洗水枪接在引水管路151的出水口152，打开水龙头将光伏组件200表面上的灰尘污渍清洁干净。进一步的，出水口可以位于轨道150的中段，从而可以使得清洗水枪对光伏组件200的各区域均进行有效的冲洗。

具体实施中，该系统进行除雪作业的开启与停止可以有多种实施方案。例如，所述控制电路110可以在获取控制中心的遥控指令后开启或停止除雪作业。

具体实施中，为了避免损坏该系统中的电子元件，所述柔性加热装置140在收拢后，以第二功率加热所述柔性加热装置140本体直至去除残留水分，所述第二功率小于所述柔性加热装置140进行化雪作业时的第一功率。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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