輸出電壓和輸出電流，并根據(jù)輸 出電壓和輸出電流換算出太陽(yáng)能電池板的當(dāng)前光電轉(zhuǎn)換率n a;然后，監(jiān)測(cè)n a的大小，當(dāng) na< η 1時(shí)，啟動(dòng)清潔單元對(duì)太陽(yáng)能電池板的清潔工作；最后，預(yù)設(shè)結(jié)束閾值n2,持續(xù)監(jiān) 測(cè)特定參數(shù)的大小，當(dāng)na> η 2時(shí)，自動(dòng)停止清潔工作。
[0036] 因此，結(jié)合圖1至圖9,本實(shí)用新型的工作過(guò)程是這樣的：
[0037] 在正常情況下，控制單元200中的信號(hào)采集單元210定時(shí)對(duì)太陽(yáng)能電池板100的 表面清潔度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)信號(hào)采集單元的信號(hào)換算出光電轉(zhuǎn)換率，并根據(jù)光電轉(zhuǎn)換率的 大小來(lái)判斷太陽(yáng)能電池板是否需要清掃，當(dāng)判斷結(jié)果是需要清掃時(shí)，反饋信號(hào)給控制單元 200?？刂茊卧?00接收到該反饋信號(hào)后啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)減速箱，輸出 端傳遞扭矩至軟軸410上的一個(gè)鏈輪411，軟軸410帶動(dòng)固定在該轉(zhuǎn)軸上的另一個(gè)鏈輪411 同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的鏈條412,使得清潔單元500上的清潔元件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)太陽(yáng)能電池板表面的清掃。
[0038] 當(dāng)清掃完成一個(gè)循環(huán)后，持續(xù)監(jiān)測(cè)光電轉(zhuǎn)換率，并根據(jù)該實(shí)際光電轉(zhuǎn)換率與啟動(dòng) 閾值η1和結(jié)束閾值η2的比較結(jié)果控制繼續(xù)清掃或者停止清掃。
[0039] 需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例并非用于限定清潔單元和驅(qū)動(dòng)單元的具體結(jié)構(gòu)。例如清 潔單元還可以是滾刷，或具有真空吸塵能力的清潔頭，或兩者的組合等；另，清潔單元和驅(qū) 動(dòng)單元也能集成為一個(gè)整體如自動(dòng)清潔機(jī)器人，且太陽(yáng)能電池板上的控制單元通過(guò)無(wú)線信 號(hào)發(fā)送信號(hào)控制清潔機(jī)器人啟動(dòng)工作。
[0040] 實(shí)施例二
[0041] 本實(shí)施例與實(shí)施例一的技術(shù)方案基本相同，兩者唯一的區(qū)別在于：清潔單元結(jié)束 清掃工作的控制過(guò)程不同。對(duì)于實(shí)施例一來(lái)說(shuō)，清潔單元的啟動(dòng)和結(jié)束都是通過(guò)判斷實(shí)時(shí) 值與閾值之間的大小關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而在本實(shí)施例中，可以預(yù)設(shè)清潔工作時(shí)間，一旦清潔單 元啟動(dòng)便開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)實(shí)際工作時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)清潔工作時(shí)間時(shí)，自動(dòng)停止清潔工作；或者， 也可以在完成一個(gè)清潔工作循環(huán)之后自動(dòng)停止清潔工作，所謂一個(gè)清潔工作循環(huán)是指清潔 單元通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)將太陽(yáng)能電池板的全部表面都清潔了一遍。本實(shí)施例中只需要設(shè) 定啟動(dòng)閾值，通過(guò)定時(shí)或定量的方式結(jié)束，從控制程序上來(lái)說(shuō)，更加簡(jiǎn)化。
[0042] 實(shí)施例三
[0043] 本實(shí)施例與實(shí)施例一、二的結(jié)構(gòu)和控制方法基本相同，不同之處在于，特定參數(shù)為 太陽(yáng)能電池板的的光信號(hào)強(qiáng)度（太陽(yáng)能電池板受污染程度越高，其對(duì)應(yīng)接收到的光信號(hào)強(qiáng) 度越?。?，即：通過(guò)對(duì)光信號(hào)強(qiáng)度的大小來(lái)判斷是否需要清潔。其中，光信號(hào)強(qiáng)度的啟動(dòng)閾 值可以在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值的70%至80%，以80%最佳。當(dāng)實(shí)時(shí)光信號(hào)強(qiáng)度<標(biāo)準(zhǔn)閾值80% 時(shí)，啟動(dòng)清潔單元對(duì)太陽(yáng)能電池板的清潔工作。
[0044] 同樣地，對(duì)于清潔單元何時(shí)結(jié)束清潔工作，也可以通過(guò)閾值判斷、定時(shí)或完成一個(gè) 清潔工作循環(huán)之后自動(dòng)停止等多種方式來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。
[0045] 具體來(lái)說(shuō)，信號(hào)采集單元包含分別設(shè)置在太陽(yáng)能電池板的透光層（如鋼化玻璃 層）的上、下側(cè)位置的信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器，其中一個(gè)用來(lái)發(fā)射信號(hào)、另一用來(lái)接收 信號(hào)。如果太陽(yáng)能電池板表面不夠清潔，會(huì)對(duì)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)造成阻擋，此時(shí)接收的光信 號(hào)-強(qiáng)度就會(huì)減小。控制單元根據(jù)該光信號(hào)強(qiáng)度的大小輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)單元，控 制啟動(dòng)或停止清潔單元工作。同樣的，在本實(shí)施例中，也可以預(yù)設(shè)清潔工作時(shí)間，一旦清潔 單元啟動(dòng)便開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)實(shí)際工作時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)清潔工作時(shí)間時(shí)，自動(dòng)停止清潔工作；或 者，也可以在完成一個(gè)清潔工作循環(huán)之后自動(dòng)停止清潔工作，所謂一個(gè)清潔工作循環(huán)是指 清潔單元通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)將太陽(yáng)能電池板的全部表面都清潔了 一遍。
[0046] 較佳的，上述信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器還可以沿著太陽(yáng)能電池板的相對(duì)邊緣等速 同向運(yùn)動(dòng)。在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，相當(dāng)于把太陽(yáng)能電池板的表面整體掃描一遍。如果發(fā)現(xiàn)一處 或多次位置上光信號(hào)強(qiáng)度小于標(biāo)準(zhǔn)閾值的80%，即可啟動(dòng)清潔工作，避免太陽(yáng)能電池板出 現(xiàn)黑斑效應(yīng)，即：當(dāng)太陽(yáng)能電池板的表面有一個(gè)地方長(zhǎng)期有灰塵，這個(gè)地方會(huì)影響整個(gè)太陽(yáng) 能電池板的發(fā)電效率。
[0047] 實(shí)施例四
[0048] 在本實(shí)施例中，信號(hào)采集單元的監(jiān)測(cè)信號(hào)為太陽(yáng)能電池板表面的實(shí)時(shí)圖像，該信 號(hào)采集單元可以是攝像頭。但是，由于攝像頭采集的電池板圖像為RGB圖像，其三個(gè)通道的 相關(guān)性較強(qiáng)，不適合作為判斷灰塵污染率的基礎(chǔ)特征，所以，需要先進(jìn)行圖像空間變換，將 RGB圖像轉(zhuǎn)換為HSI圖像，即：色調(diào)、飽和度和亮度圖像。圖10和圖11分別對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能電 池板RGB圖像和S通道的HSI圖像。如圖11所示，清潔區(qū)域和污染區(qū)域的狀況一目了然， 左側(cè)區(qū)域受污染程度較高，S值較小，右側(cè)區(qū)域受污染程度較小，S值較大。圖12和圖13分 別為圖11中左側(cè)區(qū)域和右側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的直方圖。需要說(shuō)明的是，直方圖的橫軸代表顏色灰 度值0-255,縱軸表示顏色為該灰度值的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)。所述控制單元將實(shí)時(shí)圖像做空間變 換后，根據(jù)污染區(qū)域直方圖的分布狀況得到灰塵污染率。對(duì)比圖12和圖13可以看出，圖12 中像素點(diǎn)的S值普遍較小，直方圖主要分布在0值附近；而圖13中的像素點(diǎn)的S值較大，分 布也更廣，在0值附近分布較少。綜上，通過(guò)計(jì)算圖像直方圖0值某鄰域內(nèi)的像素總和占電 池板區(qū)域總像素的百分比便可得到電池板的受污程度，以便判斷是否需要清潔。
[0049] 實(shí)施例五
[0050] 除了上述實(shí)施例中提到的監(jiān)測(cè)方式之外，當(dāng)太陽(yáng)能電池板上落有灰塵和沒(méi)有灰塵 時(shí)，其表面溫度會(huì)有一定的變化。比如：落有灰塵時(shí)太陽(yáng)能電池板的表面溫度比沒(méi)有灰塵時(shí) 溫度高，兩者的溫度差可以達(dá)到20%左右。根據(jù)這個(gè)特性，在本實(shí)施中，信號(hào)采集單元的監(jiān) 測(cè)信號(hào)為太陽(yáng)能電池板表面的溫度，所述控制單元根據(jù)監(jiān)測(cè)溫度輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng) 單元，控制啟動(dòng)或停止清潔單元工作。
[0051] 綜上所述，無(wú)論是上述哪種實(shí)施例中的技術(shù)方案，本實(shí)用新型都提供了一種太陽(yáng) 能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，本實(shí)用新型能夠根據(jù)信號(hào)采集單元及時(shí)反饋的包括光電轉(zhuǎn)換率和 灰塵污染率在內(nèi)的特定參數(shù)來(lái)判斷是否需要對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行清理，以此提高發(fā)電轉(zhuǎn)換 效率和電池板的使用壽命；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，保證了太陽(yáng)能電池板最大程度上持續(xù)較高 的光電轉(zhuǎn)換效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，包括設(shè)置在太陽(yáng)能電池板（100)上的控制單元 (200)和清潔單元（500)，驅(qū)動(dòng)單元（300)通過(guò)傳動(dòng)單元（400)使清潔單元（500)運(yùn)動(dòng)，對(duì) 太陽(yáng)能電池板的表面進(jìn)行清潔，其特征在于，太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)還包括采集太陽(yáng) 能電池板污染程度信息的信號(hào)采集單元（210)，控制單元根據(jù)信號(hào)采集單元的監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn) 行判斷后輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)單元，控制啟動(dòng)清潔單元工作。2. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集單元 的監(jiān)測(cè)信號(hào)為太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和輸出電流； 所述控制單元根據(jù)輸出電壓和輸出電流換算出所述太陽(yáng)能板的光電轉(zhuǎn)換率，并依據(jù)所 述光電轉(zhuǎn)換率的大小輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)單元，控制啟動(dòng)清潔單元工作。3. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集單元 的監(jiān)測(cè)信號(hào)為光信號(hào)強(qiáng)度，所述控制單元根據(jù)光信號(hào)強(qiáng)度大小輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)單 元，控制啟動(dòng)清潔單元工作。4. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集單元 的監(jiān)測(cè)信號(hào)為太陽(yáng)能電池板表面的實(shí)時(shí)圖像，所述控制單元將實(shí)時(shí)圖像做空間變換后，根 據(jù)污染區(qū)域直方圖的分布狀況得到灰塵污染率； 所述控制單元根據(jù)所述灰塵污染率的大小輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)單元，控制啟動(dòng)清 潔單元工作。5. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集單元 的監(jiān)測(cè)信號(hào)為太陽(yáng)能電池板表面的溫度，所述控制單元根據(jù)所述溫度的大小輸出控制信號(hào) 給所述驅(qū)動(dòng)單元，控制啟動(dòng)清潔單元工作。6. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)單元（400) 包括設(shè)置在太陽(yáng)能電池板（100)兩端的軟軸（410)，其中一端的所述軟軸與所述驅(qū)動(dòng)單元 連接并在驅(qū)動(dòng)單元輸出的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)。7. 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元 (300)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速箱，所述軟軸的兩端分別固定有鏈輪（411)，鏈輪上嚙合有鏈條 (412); 所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的動(dòng)力通過(guò)減速箱減速后，其輸出端與設(shè)置在太陽(yáng)能電池板（100) 一端的軟軸（410)上固定的鏈輪（411)相連并驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪（411)與軟軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)并 帶動(dòng)鏈條（412)運(yùn)動(dòng)。8. 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述軟軸（410)的截 面由里到外包括鋼絲軟軸（420)、軟軸支架（421)和軟軸套管（422)，其中的軟軸支架為塑 料件，軟軸套管為鋼管。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設(shè)置在太陽(yáng)能電池板(100)上的控制單元(200)和清潔單元，驅(qū)動(dòng)單元(300)通過(guò)傳動(dòng)單元(400)使清潔單元(500)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)太陽(yáng)能電池板的表面進(jìn)行清潔，太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔系統(tǒng)包括信號(hào)采集單元(210)，控制單元根據(jù)信號(hào)采集單元的監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷后輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)單元，控制啟動(dòng)或停止清潔單元工作。本實(shí)用新型能夠根據(jù)信號(hào)采集單元及時(shí)反饋的包括光電轉(zhuǎn)換率和灰塵污染率在內(nèi)的特定參數(shù)來(lái)判斷是否需要對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行清理，以此提高發(fā)電轉(zhuǎn)換效率和電池板的使用壽命；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，保證了太陽(yáng)能電池板最大程度上持續(xù)較高的光電轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類(lèi)】H02S40/10
【公開(kāi)號(hào)】CN204810221
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520337226
【發(fā)明人】周紅波
【申請(qǐng)人】蘇州科沃斯商用機(jī)器人有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日