一种绝缘光伏发电组件的制作方法

1.本发明属于新能源光伏发电技术领域，具体地说是一种绝缘光伏发电组件。


背景技术：

2.随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，太阳能以其独有的优势成为人们重视的焦点，丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源，因此可以实现光电转换改变人类能源结构，维持长远的可持续发展的光伏发电技术得到长足发展，目前，已经广泛应用于航天、军事、路政、工业生产等各个领域。
3.光伏发电组件一般可以分为单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件和非晶硅光伏组件，它们都是通过半导体的光电效应实现光能转换的，在实际生活生产中，它们往往被安装在日照强烈、地域空旷、极易扬尘的野外，由于晶体本身的物理特性以及对光源的敏感度极高，所以极易受到温度、光照、灰尘等外部环境的影响，而且要保证光伏发电组件的正常工作，就经常需要人工对光伏发电组件的表面进行清理，从而保证发电效率。
4.鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明设计一种绝缘光伏发电组件，解决了上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：本发明提供的一种绝缘光伏发电组件，可以在日照强烈、地域空旷、极易扬尘的野外实现绝缘光伏发电组件的自动清洁和降温，极大减少温度、光照、灰尘等外部环境对光伏发电组件发电效率的不利影响，减少人工对光伏发电组件维护清理的频率，降低劳动强度。
6.本发明提供的一种绝缘光伏发电组件，包括光伏发电组件，所述光伏发电组件四周设有铝合金边框；所述铝合金边框滑动安装在滑槽内；所述滑槽开设于支承架两侧壁中；所述铝合金边框上端设有防水壳；所述防水壳上端面开设有一号通孔；所述一号通孔内壁与丝杠螺母外表面固定连接；所述丝杠螺母螺纹连接双向丝杠的一端；所述双向丝杠的另一端固定连接一号锥齿轮且通过轴承与支承架上端转动连接；所述一号锥齿轮与二号锥齿轮啮合；所述二号锥齿轮套设在传动轴上且与传动轴外表面固定连接；所述传动轴的一端通过轴承与支承架转动连接；所述传动轴的另一端通过联轴器与穿过支承架上端侧壁的电机固定连接；所述电机与支承架上端侧壁通过螺栓固定连接；所述支承架下端设有联通支承架左右两侧壁中所开设滑槽的安装槽；所述安装槽内固定安装有水囊；所述水囊底部设有贯穿安装槽底部的一号排水口和一号进水口；所述支承架上表面两侧设有喷淋装置；所述一号排水口通过一号排水管道与喷淋装置联通；所述排水管道位于支承架内；所述一号进水口通过进水管道与水箱联通。
7.优选的，所述一号排水口和一号进水口中均设有单向阀；所述一号排水口中单向
阀进水端朝向水囊内；所述一号进水口中单向阀进水端朝向水囊外。
8.优选的，所述支承架底端垂直支承架上表面设有底部为圆弧形的集水槽；所述集水槽底部设有坡度；所述集水槽底部最低处设有贯穿集水槽侧壁的二号排水口；所述二号排水口联通集水槽处设有滤网；所述二号排水口通过管道与水箱联通。
9.优选的，所述水箱上设有均与水箱内部联通的三号排水口、二号进水口和三号进水口；所述二号进水口和三号进水口均位于水箱的上端面；所述三号排水口位于水箱下端且位于水箱底面以上；所述二号进水口通过管道与二号排水口联通；所述三号进水口通过管道与自来水管联通；所述三号排水口通过进水管道与一号进水口连接；所述水箱上端面设有水位感应器。
10.优选的，所述喷淋装置下端呈矩形且通过螺栓与支承架表面固定连接；所述喷淋装置上端呈梯形且梯形斜面设有多个喷水口；所述喷淋装置上端开设有腔室；所述腔室与喷水口联通；所述支承架对应喷淋装置表面设有二号通孔；所述腔室底部设有穿过二号通孔与排水管道相通的管道。
11.优选的，所述滤网选用目数为300目的钢丝网。
12.本发明的有益效果如下：
13.本发明提供的一种绝缘光伏发电组件，可以通过在安装绝缘光伏发电组件的支承架上端设置双向丝杠配合与铝合金边框固定安装的丝杠螺母在电机的带动下实现整个绝缘光伏发电组件在支承架中的往复移动，在往复移动的过程中，铝合金边框会压迫水囊进而使水囊中的水经排水管道运输到喷淋装置，从而在光伏发电组件的表面喷洒水实现清洁和降温，进而保证了光伏发电组件的发电效率。
附图说明
14.图1是本发明整体示意图；
15.图2是本发明二号排水口放大图；
16.图3是本发明右侧视图；
17.图4是本发明的水箱正视图；
18.图中：光伏发电组件1、铝合金边框2、支承架3、滑槽301、安装槽302、二号通孔303、防水壳4、一号通孔401、丝杠螺母5、双向丝杠6、一号锥齿轮7、二号锥齿轮8、传动轴9、联轴器10、电机11、水囊12、一号排水口121、一号进水口122、进水管道13、排水管道14、水箱15、三号排水口151、二号进水口152、三号进水口153、单向阀16、集水槽17、二号排水口171、喷淋装置18、喷水口181、腔室182、滤网19。
具体实施方式
19.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
20.本发明提供的一种绝缘光伏发电组件1，包括光伏发电组件1，所述光伏发电组件1四周设有铝合金边框2；所述铝合金边框2滑动安装在滑槽301内；所述滑槽301开设于支承架3两侧壁中；所述铝合金边框2上端设有防水壳4；所述防水壳4上端面开设有一号通孔401；所述一号通孔401内壁与丝杠螺母5外表面固定连接；所述丝杠螺母5螺纹连接双向丝
杠6的一端；所述双向丝杠6的另一端固定连接一号锥齿轮7且通过轴承与支承架3上端转动连接；所述一号锥齿轮7与二号锥齿轮8啮合；所述二号锥齿轮8套设在传动轴9上且与传动轴9外表面固定连接；所述传动轴9的一端通过轴承与支承架3转动连接；所述传动轴9的另一端通过联轴器10与穿过支承架3上端侧壁的电机11固定连接；所述电机11与支承架3上端侧壁通过螺栓固定连接；所述支承架3下端设有联通支承架3左右两侧壁中所开设滑槽301的安装槽302；所述安装槽302内固定安装有水囊12；所述水囊12底部设有贯穿安装槽302底部的一号排水口121和一号进水口122；所述支承架3上表面两侧设有喷淋装置18；所述一号排水口121通过一号排水管道14与喷淋装置18联通；所述排水管道14位于支承架3内；所述一号进水口122通过进水管道13与水箱15联通。
21.当野外环境中常见的灰尘、杂草、鸟类排泄物等杂质附着在光伏发电组件1的表面时会遮挡部分阳光，降低光伏发电组件1的光电转换效率，同时被遮挡的部分甚至容易发生热斑效应使整个光伏发电组件1丧失功能，为了减少这种情况发生，后台人员可以通过远程控制利用螺栓固定安装在支承架3上端侧壁的电机11通电开启，电机11转动时通过联轴器10带动传动轴9转动进而带动套设在传动轴9上且与传动轴9外表面固定连接的二号锥齿轮8转动，最终将动力通过与二号锥齿轮8啮合的一号锥齿轮7传递到一端与一号锥齿轮7固定连接的双向丝杠6，进而使双向丝杠6转动，从而给顶端开设一号通孔401与丝杠螺母5固定连接的防水壳4一个往复运动的作用力，防水壳4下端与铝合金边框2固定连接，进而带动两侧安装在支承架3滑槽301内的铝合金边框2夹持着光伏发电组件1在支承架3两侧壁中开设的滑槽301内定向实现往复移动,同时为了延长双向丝杠6的使用寿命和精度,将双向丝杠6的螺纹一端放置在防水壳4内进行隔离保护,避免外界环境对双向丝杠6的侵蚀,进而保证双向丝杠6的使用寿命和稳定性。
22.铝合金边框2夹持着光伏发电组件1在丝杠螺母5和双向丝杠6的配合下实现往复移动的同时会压缩支承架3下端联通支承架3左右两侧壁中所开设滑槽301的安装槽302内固定安装的水囊12；水囊12内盛满水，在铝合金边框2下移挤压的作用下，水囊12中的水会因为压力从一号排水口121排出并经过排水管道14穿过二号通孔303到达支承架3上表面两侧的喷淋装置18内部腔室182中，从而透过喷水口181实现向位移中的光伏发电组件1表面喷水的效果，喷淋装置18位置不变，被铝合金边框2夹持着的光伏发电组件1因为往复移动的关系会扩大光伏发电组件1表面受水直接喷淋的面积，提高了喷淋装置18对光伏发电组件1表面的清理能力和范围，同时，已经喷淋到光伏发电组件1表面的水会因为自身的黏性和表面张力在往复移动的光伏发电组件1的表面产生惯性和位移，由此可以清理光伏发电组件1表面部分黏性较高，体积较大的杂质和垃圾，从而进一步提高喷淋装置18对光伏发电组件1表面的清理能力，此外，水囊12具有在被外力束缚结束后还原的性质，当铝合金边框2上移对水囊12的挤压消失后，水囊12会因为自身弹性在水囊12内部产生负压，进而通过一号进水口122经进水管道13从水箱15中吸水，使水囊12重新充满水等待下一次挤压排水的过程，如此循环。
23.根据现有的实验数据可得，光伏发电组件1的表面温度与其光电转换效率成反比，而夏季光照充足时使玻璃物体表面温度上升最高可以达到70℃以上,极大地影响了发电效率,因此适当对光伏发电组件1表面进行降温是有必要的，所以根据实际情况，当正午阳光强烈之前。通过喷淋装置18在光伏发电组件1表面持续喷淋水防止光伏发电组件1的表面温
度过高,避免光伏发电组件1在长时间暴晒温度升高后人为突然水冷降温极易导致光伏发电组件1的玻璃层发生损坏，整个过程不需要人暴露在外部环境中进行操作,保证工作效果和效率的同时也极大地降低了工作人员的劳动强度。
24.作为本发明的一种具体实施方式，所述一号排水口121和一号进水口122中均设有单向阀16；所述一号排水口121中单向阀16进水端朝向水囊12内；所述一号进水口122中单向阀16进水端朝向水囊12外。
25.要想使水囊12能够实现正压排水，负压吸水的效果必须保证水囊12在进行正压排水，负压吸水的任何一个过程中都密闭性良好，而单向阀16可以在保证水囊12密闭性良好的同时也不影响水囊12正常的吸水和排水。当挤压水囊12时，水囊12内部所产生的正压会使一号排水口121中的进水端朝向水囊12内的单向阀16打开而一号进水口122中的进水端朝向水囊12外的单向阀16关闭，在水囊12中实现空间密闭使挤压水囊12所产生的正压可以顺利并且有力地将水输送到喷淋装置18处；当释放水囊12时，水囊12内部所产生的负压会使一号排水口121中的进水端朝向水囊12内的单向阀16关闭而一号进水口122中的进水端朝向水囊12外的单向阀16打开，在水囊12中实现空间密闭使释放水囊12所产生的负压可以顺利并且有力地将水从水箱15中吸入到水囊12中；当水囊12内部不再受压时，单向阀16会因为自身的结构特征对水囊12中实现密封，防止水流出。
26.作为本发明的一种具体实施方式，所述支承架3底端垂直支承架3上表面设有底部为圆弧形的集水槽17；所述集水槽17底部设有坡度；所述集水槽17底部最低处设有贯穿集水槽17侧壁的二号排水口171；所述二号排水口171联通集水槽17处设有滤网19；所述二号排水口171通过管道与水箱15联通。
27.除了人工远程控制装置实现光伏发电组件1的表面清洁和降温，不定期的降雨也会对光伏发电组件1的表面起到清洁和降温的作用，为了充分利用水资源降低后期供水的压力，在支承架3底端垂直支承架3上表面设有底部为圆弧形的集水槽17，在下雨时，雨水会顺着倾斜安装的光伏发电组件1表面汇流到集水槽17中，集水槽17底部弧形和坡度设计可以使雨水顺利流到位置最低的二号排水口171处，并从二号排水口171经过管道将雨水输送到水箱15中储存同时为了避免雨水冲刷而下的杂质和垃圾经二号排水口171进入到水箱15中，所以，在二号排水口171联通集水槽17处设有滤网19，有效降低水箱15中雨水的杂质，为后期的雨水再利用提供水质保障。
28.同时，因为光伏发电组件1与地面有角度倾斜安装，所以喷淋到光伏发电组件1表面的水绝大部分会因为重力和惯性沿着光伏发电组件1表面汇流到底部的集水槽17中完成回收，实现水的重复利用，节约了水资源。
29.作为本发明的一种具体实施方式，所述水箱15上设有均与水箱15内部联通的三号排水口151、二号进水口152和三号进水口153；所述二号进水口152和三号进水口153均位于水箱15的上端面；所述三号排水口151位于水箱15下端且位于水箱15底面以上；所述二号进水口152通过管道与二号排水口171联通；所述三号进水口153通过管道与自来水管联通；所述三号排水口151通过进水管道13与一号进水口122连接。
30.二号进水口152位于水箱15的上端面，便于集水槽17中的雨水自上而下通过管道经二号进水口152注入到水箱15中，三号进水口153位于水箱15的上端面，便于在水箱15的水位感应器感应到水箱15中水量不足时反馈给工作人员，工作人员可以开闸将自来水经管
道通过三号进水口153注入到水箱15中，对水箱15进行水量补充，从而保证在水囊12工作时水囊12可以顺利从水箱15中得到足够的水量补充，同时三号排水口151位于水箱15下端且位于水箱15底面以上可以有效利用水箱15中自身水的高度所产生的压力帮助水囊12从水箱15中更快更充足地补充到水而且也可以避免水箱15底部的一些沉积物杂质被吸入到进水管道13和水囊12中从而破坏装置的稳定性缩短了使用寿命。
31.作为本发明的一种具体实施方式，所述喷淋装置18下端呈矩形且通过螺栓与支承架3表面固定连接；所述喷淋装置18上端呈梯形且梯形斜面上设有多个喷水口181；所述喷淋装置18上端开设有腔室182；所述腔室182与喷水口181联通；所述支承架3对应喷淋装置18表面设有二号通孔303；所述腔室182底部设有穿过二号通孔303与排水管道14相通的管道。
32.水囊12因为挤压将水囊12中的水经排水管道14通过二号通孔303到达腔室182，在腔室182中水流会被分布到喷淋装置18上端的梯形斜面上设有的多个喷水口181喷出，使每个喷水口181喷出的水量基本相同，确保对光伏发电组件1的表面实现均匀降温，梯形的斜面对着光伏发电组件1可以保证喷淋装置18喷水时提供一个仰角使喷出的水可以在空中产生抛物线使水流喷得更远，同时随着水囊12内正压的减小，喷淋装置18喷射水流的压力也会随之减小，抛物线型水流会由远及近形成一个较大的喷淋覆盖面积，提高了喷淋效果，保证了清理和降温能力。
33.作为本发明的一种具体实施方式，所述滤网19选用目数为300目的钢丝网。
34.因为滤网19要伴随光伏发电组件1暴露在环境恶劣的野外，同时还要经受雨水的侵蚀，为了保证滤网19能够在这种环境中可以长期稳定的工作并实现过滤雨水杂质的目的，所以选用300目的钢丝网，保证结构强度和使用寿命的同时实现过滤杂质效果。
35.工作原理：后台人员远程控制通过螺栓固定安装在支承架3上端侧壁的电机11通电开启，电机11转动时通过联轴器10带动传动轴9转动进而带动套设在传动轴9上且与传动轴9外表面固定连接的二号锥齿轮8转动，最终将动力通过与二号锥齿轮8啮合的一号锥齿轮7传递到一端与一号锥齿轮7固定连接的双向丝杠6，进而使双向丝杠6转动，从而给顶端开设一号通孔401与丝杠螺母5固定连接的防水壳4一个往复运动的作用力，防水壳4下端与铝合金边框2固定连接，进而带动两侧安装在支承架3滑槽301内的铝合金边框2夹持着光伏发电组件1在支承架3两侧壁中开设的滑槽301内定向实现往复移动,同时为了延长双向丝杠6的使用寿命和精度,将双向丝杠6的螺纹一端放置在防水壳4内进行隔离保护,避免外界环境对双向丝杠6的侵蚀,进而保证双向丝杠6的使用寿命和稳定性。
36.铝合金边框2夹持着光伏发电组件1在丝杠螺母5和双向丝杠6的配合下实现往复移动的同时会压缩支承架3下端联通支承架3左右两侧壁中所开设滑槽301的安装槽302内固定安装的水囊12；水囊12内盛满水，在铝合金边框2下移挤压的作用下，水囊12中的水会因为压力从一号排水口121排出并经过排水管道14穿过二号通孔303到达支承架3上表面两侧的喷淋装置18内部腔室182中，从而透过喷水口181实现向位移中的光伏发电组件1表面喷水的效果，喷淋装置18位置不变，被铝合金边框2夹持着的光伏发电组件1因为往复移动的关系会扩大光伏发电组件1表面受水直接喷淋的面积，提高了喷淋装置18对光伏发电组件1表面的清理能力和范围，同时，已经喷淋到光伏发电组件1表面的水会因为自身的黏性和表面张力在往复移动的光伏发电组件1的表面产生惯性和位移，由此可以清理光伏发电
组件1表面部分黏性较高，体积较大的杂质和垃圾，从而进一步提高喷淋装置18对光伏发电组件1表面的清理能力，此外，水囊12具有在被外力束缚结束后还原的性质，当铝合金边框2上移失去对水囊12的挤压后，水囊12会因为还原的性质在水囊12内部产生负压，进而通过一号进水口122经进水管道13从水箱15中吸水，使水囊12重新充满水等待下一次挤压排水的过程，如此循环。
37.根据现有的实验数据可得，光伏发电组件1的表面温度与其光电转换效率成反比，而夏季光照充足时使玻璃物体表面温度上升最高可以达到70℃以上,极大地影响了发电效率,因此适当对光伏发电组件1表面进行降温是有必要的，所以当喷淋装置18在光伏发电组件1表面喷水完成清理任务的同时,也解决了光伏发电组件1的表面降温问题,整个过程不需要人暴露在外部环境中进行操作,保证工作效果和效率的同时也极大地降低了工作人员的劳动强度。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种绝缘光伏发电组件，包括光伏发电组件(1)，其特征在于：所述光伏发电组件(1)四周设有铝合金边框(2)；所述铝合金边框(2)滑动安装在滑槽(301)内；所述滑槽(301)开设于支承架(3)两侧壁中；所述铝合金边框(2)上端设有防水壳(4)；所述防水壳(4)上端面开设有一号通孔(401)；所述一号通孔(401)内壁与丝杠螺母(5)外表面固定连接；所述丝杠螺母(5)螺纹连接双向丝杠(6)的一端；所述双向丝杠(6)的另一端固定连接一号锥齿轮(7)且通过轴承与支承架(3)上端转动连接；所述一号锥齿轮(7)与二号锥齿轮(8)啮合；所述二号锥齿轮(8)套设在传动轴(9)上且与传动轴(9)外表面固定连接；所述传动轴(9)的一端通过轴承与支承架(3)转动连接；所述传动轴(9)的另一端通过联轴器(10)与穿过支承架(3)上端侧壁的电机(11)固定连接；所述电机(11)与支承架(3)上端侧壁通过螺栓固定连接；所述支承架(3)下端设有联通支承架(3)左右两侧壁中所开设滑槽(301)的安装槽(302)；所述安装槽(302)内固定安装有水囊(12)；所述水囊(12)底部设有贯穿安装槽(302)底部的一号排水口(121)和一号进水口(122)；所述支承架(3)上表面两侧设有喷淋装置(18)；所述一号排水口(121)通过排水管道(14)与喷淋装置(18)联通；所述排水管道(14)位于支承架(3)内；所述一号进水口(122)通过进水管道(13)与水箱(15)联通。2.根据权利要求1所述的一种绝缘光伏发电组件，其特征在于：所述一号排水口(121)和一号进水口(122)中均设有单向阀(16)；所述一号排水口(121)中单向阀(16)进水端朝向水囊(12)内；所述一号进水口(122)中单向阀(16)进水端朝向水囊(12)外。3.根据权利要求1所述的一种绝缘光伏发电组件，其特征在于：所述支承架(3)底端垂直支承架(3)上表面设有底部为圆弧形的集水槽(17)；所述集水槽(17)底部设有坡度；所述集水槽(17)底部最低处设有贯穿集水槽(17)侧壁的二号排水口(171)；所述二号排水口(171)联通集水槽(17)处设有滤网(19)；所述二号排水口(171)通过管道与水箱(15)联通。4.根据权利要求1所述的一种绝缘光伏发电组件，其特征在于：所述水箱(15)上设有均与水箱(15)内部联通的三号排水口(151)、二号进水口(152)和三号进水口(153)；所述二号进水口(152)和三号进水口(153)均位于水箱(15)的上端面；所述三号排水口(151)位于水箱(15)下端且位于水箱(15)底面以上；所述二号进水口(152)通过管道与二号排水口(171)联通；所述三号进水口(153)通过管道与自来水管联通；所述三号排水口(151)通过进水管道(13)与一号进水口(122)连接。5.根据权利要求1所述的一种绝缘光伏发电组件，其特征在于：所述喷淋装置(18)下端呈矩形且通过螺栓与支承架(3)表面固定连接；所述喷淋装置(18)上端呈梯形且梯形斜面设有多个喷水口(181)；所述喷淋装置(18)上端开设有腔室(182)；所述腔室(182)与喷水口(181)联通；所述支承架(3)对应喷淋装置(18)表面设有二号通孔(303)；所述腔室(182)底部设有穿过二号通孔(303)与排水管道(14)相通的管道。6.根据权利要求1所述的一种绝缘光伏发电组件，其特征在于：所述滤网(19)选用目数为300目的钢丝网。

技术总结
本发明属于新能源光伏发电技术领域，具体地说是一种绝缘光伏发电组件，通过人工远程控制电机启动产生动力进而利用双向丝杠可以带动与之配合的丝杠螺母往复移动的特点实现整个铝合金边框夹持光伏发电组件在支承架上往复移动从而对水囊实现挤压和释放，最终实现水囊通过管道输送水经喷淋装置喷淋到光伏发电组件表面实现光伏发电组件表面降温和清理的功能，同时设计雨水集水槽使储蓄在水箱中的雨水可以在需要时重新回到光伏发电组件表面完成清理和降温的作用，减少水资源浪费的同时也提高了工作效率极大地减少了人工劳动强度。提高了工作效率极大地减少了人工劳动强度。提高了工作效率极大地减少了人工劳动强度。


技术研发人员：何露丹 吴志明
受保护的技术使用者：何露丹
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2022/3/8