太阳能屋顶清扫机的控制系统设计

俞 雯， 魏山河

(浙大城市学院 工程分院， 浙江 杭州 310015)

太阳能电池板作为太阳能屋顶光伏发电系统中的重要部件，其性能的好坏将直接影响发电系统的性能，但是民用的太阳能面板积灰和结垢问题对于系统效率的影响却经常被忽视[1]。近几年随着户用光伏电源的不断增加，很多偏远地区用户的光伏面板存在运行维护困难的问题。为了提高太阳能电池的转换效率，需使用人工定时去清洁太阳能电池板玻璃的表面。这种清扫方式成本较高且实现起来比较困难[2]，因此，亟需找到一种智能化和自动化程度高、可靠性和性价比高的清扫太阳能电池板的技术方案，也就是研制出不更改现有设备的情况下能清洁太阳能面板的屋顶清扫机。光伏发电的优点是减少碳排放，促进绿色能源的发展与普及[3]。为此，课题组设计了一款基于Wifi通信的太阳能清扫机控制器，以MCU控制器作为其控制终端，具有有效控制清扫机自动工作，调节工作模式以及实现定时清扫等功能。该系统主要适用于家庭光伏系统。

1 系统方案设计

光伏面板积尘主要来源于大气飘尘在面板上面的沉降，考虑到该清扫机主要应用于民用的太阳能屋顶，无轨道式和毛刷式相结合的方式是较为合理的方案。课题组设计的太阳能屋顶清扫机结构示意如图1所示。清扫机的上表面安装太阳能电池板，用于自主供电；在其一端安装一个矩形盒子，用于安放电路控制面板；清扫机的下表面有3根轴：中间轴上安装毛刷，由1台直流电机驱动，作为清扫装置，执行对光伏面板的清洁工作；……