大型光伏阵列清洁技术与保洁技术研究

摘要

本文针对张北光伏电站情况，研究大型光伏阵列清洁技术与保洁技术，在张北地区干旱少雨的情况下，尽量使用循环雨水，控制清洁用水流量和回收雨水的利用量，利用PID控制算法控制出水管的喷水量，尽量减少水资源的利用量，达到更好的清洁效果。在实验室条件下制作无水清洁样机，完成自动化微水清洁光伏阵列功能。根据现场实际情况，制定无水清洁方案，开发光伏阵列无水清洁设备，利用滚刷对光伏阵列表面进行清洁，并完成对滚刷的受力分析，计算出了驱动力矩以及启动力矩的大小，根据滚刷的受力和驱动滚刷的力矩可精确的对光伏组件的任意坐标位置做清洁任务。
　　设计清洗计划和气象管控系统，并将气象数据以及清洁任务实时的存入系统数据库，操作人员和管理人员可利用账号登录系统查询历史信息以及手动操作各系统状态。同时可通过无线通讯模块将数据发送到远程服务器。气象检测通过风速传感器采样，并将当前的风速值发送到主控器。
　　本文清洁任务的执行请求分手动模式和自动模式。在管理员账号登录的条件下，手动模式可手动独立启动和停止微水冲洗设备和无水清洁设备。自动模式通过保证其中某标准光伏电池板洁净的状态下，对所有光伏电池板光电流采样，并进行比较，根据判断二者光伏电流的偏差值，决定光伏电池阵列清洁任务请求，以及根据天气情况判断并选择微水冲洗设备还是无水清洁设备的启动与停止以及工作模式投切。无论手动模式还是自动模式，均设有安全保护和各项报警。
　　在实验室条件下试制微水冲洗光伏阵列设备样机，利用上位机和PLC模拟光伏电站现场工作状态，完成上位机的组态和下位机控制程序的编写。设计智能压力传感器并在不同条件下做测试。在实验室条件下调试GPRS通讯模块，实现主控器中数据和远程服务器数据交换，完成远程通讯功能。

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第一章 绪论

§1-1 课题研究的背景及研究意义

§1-2 本章小结

第二章 自动化雨水循环微水冲洗光伏阵列技术

§2-1 张北地区雨水回收方案

§2-2 雨水回收处理过程

§2-3 雨水微水冲洗系统设计

§2-4 雨水回收量分析及雨水处理过程

§2-5 回收雨水智能弃流装置设计

§2-6 雨水利用效率分析

§2-7 本章小结

第三章 光伏阵列无水保洁技术

§3-1 光伏组件无水保洁必要性

§3-2 无水保洁用滚刷设计

§3-3 气吸气吹方案分析设计

§3-4 本章小结

第四章 光伏阵列气象管控系统

§4-1 智能传感器

§4-2 气象监测

§4-3 雨量采集单元设计

§4-4 清洗计划管理单元

§4-5 本章小结

第五章 光伏清洁与保洁控制系统

§5-1 控制系统组成

§5-2 控制器软件设计

§5-3 无线通讯方案设计

§5-4 本章小结

第六章 实验结果及分析

§6-1 实验介绍

§6-2 实验结果及分析

第七章 总结及展望

§7-1 全文总结

§7-2 今后展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果