技术摘要：
本发明属于太阳能技术领域，提供一种新型太阳能光伏板智能除雪装置及其控制方法。所述装置包括加热设备、压力传感器、风向风速仪和控制器；所述加热设备铺设于太阳能光伏板上；所述压力传感器位于太阳能光伏板表面；所述控制器能够接收压力传感器、风向风速仪采集到的  全部
背景技术：
随着科技的进步与快速发展，太阳能供电广泛应用于海洋岛屿、边防高原、茫茫戈 壁等偏远地区的通信基站，保证国家通信设备的正常运转。其中，光伏板是太阳能发电的重 要组件，吸收太阳能量的装置。在冬天，东北、西北、高原等地区经常出现大雪、暴雪，致使太 阳能光伏板覆盖积雪，这就影响整个系统的发电量，甚至在严寒地区不能进行正常发电，影 响通信设备的供电，从而造成一定的经济损失。一般来说，通常光伏板清洁采用手动光伏清 洗刷和光伏板清洗机等清洗设备，这些设备清洗时经常会划伤玻璃、隐裂或损坏其他组件， 影响太阳能寿命。加上一些通信基站地处偏远地区，人烟稀少，如果太阳能光伏板除雪不及 时，达到结冰状态，势必造成太阳能不能正常发电的状态。 本发明中为了避免出现因除雪不及时造成的经济损失，延长太阳能设备的寿命， 提出一种新型太阳能光伏板智能除雪装置及其控制方法。通过该装置，能够及时清除太阳 能光伏板上的积雪，且不会对其他组件造成损伤。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在上述技术问题，本发明提供一种太阳能光伏板智能除雪装 置，较好的解决了太阳能光伏板覆盖积雪，不能及时除雪的问题。所述智能除雪装置通过检 测积雪的压力、风向和风速、角度位移等参数，并结合实时获取的降雪量、积雪厚度、当地气 候环境等数据，准确及时地对太阳能光伏板进行积雪处理。本系统装置智能化集成度高、作 业效率高、操作方便等优点。本发明还提供一种上述太阳能光伏板智能除雪装置的控制方 法。本发明采用的具体技术方案如下所述。 本发明提供一种新型太阳能光伏板智能除雪装置，所述装置包括加热设备、压力 传感器、风向风速仪和控制器。所述加热设备铺设于太阳能光伏板上；所述压力传感器位于 太阳能光伏板表面；所述控制器能够接收压力传感器、风向风速仪采集到的数据，并根据预 设的程序控制加热设备开始加热或停止加热。 在上述太阳能光伏板智能除雪装置中，压力传感器位于太阳能光伏板的钢化玻璃 表面。下雪时，当雪停滞于玻璃板上并覆盖压力传感器时，压力传感器受到压力，实时发送 压力数据到控制器中。风向风速仪根据当地环境气候，实时检测风的方向和风的速度，并将 接收的数据通过数据接口发送到控制器中。压力数据反映了压力传感器附近积雪的厚度， 而风向风速可能会影响积雪在太阳能光伏板上的厚度分布。加热设备通过发热促使太阳能 光伏板上的积雪融化，实现除雪的目的。但是，在太阳能光伏板表面没有积雪或积雪已经完 全融化并滴落后，加热设备继续工作就可能会造成太阳能光伏板的损伤，并且造成能源浪 费；如果在融化的雪水没有完全从太阳能光伏板上滴落时，就停止加热，则可能产生结冰现 3 CN 111600543 A 说　明　书 2/5 页 象，也可能会造成太阳能光伏板的损伤。因此，根据积雪厚度来设定加热设备的功率和运行 时间是有必要的。在控制器中预设了控制程序，该控制程序为根据压力数据和风向风速数 据建立的数学模型，不同的压力数据和风向风速数据对应了不同的积雪厚度分布，也对应 了不同的加热设备控制方式，包括运行时间、功率、范围等。控制器根据这些控制方式控制 加热设备，完成除雪工作。 因为积雪在太阳能光伏板上的厚度分布可能存在不均匀的情况，因此，所述加热 设备在铺设时被设计成可以分区域控制的结构。这样，控制器可以控制积雪较厚的区域加 热温度较高或加热时间较长，积雪较薄的区域加热温度较低或加热时间较短，避免能源浪 费和太阳能光伏板损伤。在实际中，加热设备可以分成四个区域，根据风向风速数据和数学 模型，分别启动加热区域。 为了使融化后的雪水能够尽快从太阳能光伏板上滴落，完成除雪工作，上述智能 除雪装置还设有角度检测模块，所述角度检测模块包括液压杆和位移传感器。所述液压杆 的一端固定在太阳能光伏板的固定支架上，另一端固定在太阳能光伏板底部；所述位移传 感器用于检测太阳能光伏板在液压杆作用下发生的位移，并将其转换为太阳能光伏板与固 定支架之间的角度。同时，所述控制器可以接收位移传感器采集到的数据，并根据预设的程 序控制液压杆的启动和制动。 一般来说，位移传感器位于液压杆中，与液压杆联动，液压杆支撑太阳能光伏板与 固定柱之间呈40°夹角，液压杆伸缩带动位移传感器，位移传感器根据位移量转换成角度信 号，传送给控制器。控制器接收降雪量信号(压力数据)、当地风向风速信号(风向风速数 据)、液压杆与固定柱之间夹角信号(角度数据)，建立数学模型。当降雪量达到一定值，压力 传感器传送信号给控制器，控制器驱动液压杆伸缩，液压杆伸缩角度从初始的40°缩至20°， 启动太阳能光伏板的钢化玻璃电加热设备。控制器根据当地风向风速数据，依据建立的数 学模型，启动电热设备的不同方向区域，加热时间决定于压力传感器传输的数据值来决定， 也就是钢化玻璃表面积雪的程度。如果积雪融化，液压杆伸张至初始40°夹角，正常发电工 作。 上述太阳能光伏板包括钢化玻璃、电池片、加热设备和固定衬板，自上而下分层组 装成一体。 本发明还提供一种上述太阳能光伏板智能除雪装置的控制方法，所述方法包括如 下内容： 监测压力数据和风向风速数据； 判定压力数据是否大于或等于预设的临界值，若是，则结合风向风速数据，依据预 设的数学模型获取加热设备的控制参数；若否，则继续监测压力数据； 根据加热设备的控制参数，控制加热设备。 在该控制方法中，压力数据反映了太阳能光伏板上是否存有积雪。当压力数据没 有超过临界值，则认为太阳能光伏板上不存在积雪或积雪量不足以对太阳能光伏板造成影 响；当压力数据超过临界值后，认为太阳能光伏板上的积雪会对太阳能光伏板造成不良影 响，需要及时清除。风向风速数据则反映了当时风力对太阳能光伏板上积雪厚度分布的情 况。将风向风速数据、压力数据、加热设备参数等经过试验建立数学模型，得到压力数据、风 向风速数据、加热设备参数的对应关系。依据该对应关系，根据压力数据和风向风速数据获 4 CN 111600543 A 说　明　书 3/5 页 得加热设备参数，即加热设备的控制参数。 其中，所述控制参数包括加热区域、功率、加热时间等。一般来说，可以将加热设备 分成多个区域分别控制，比如分成四个区域。根据压力数据、风向风速数据可计算出太阳能 光伏板上积雪的厚度分布，调整不同区域加热设备的功率、加热时间等参数。这样就能够使 积雪尽快完全融化，又不会因为部分区域没有积雪却因整体加热造成太阳能光伏板的损 伤。 为了使融化后的雪水能够尽快从太阳能光伏板上滴落，完成除雪工作，上述控制 方法还包括： 检测太阳能光伏板与固定支架之间的夹角； 判定压力数据是否大于或等于预设的临界值，若是，则根据预设的数学模型获取 太阳能光伏板与固定支架之间的夹角；若否，则继续监测压力数据； 根据太阳能光伏板与固定支架之间的夹角，控制液压杆伸缩，调整太阳能光伏板 与固定支架之间的夹角。 因为液压杆会带动太阳能光伏板转动，为了及时调整太阳能光伏板的位置状态， 所述方法还包括复原步骤： 判定加热设备是否关闭，若是，则判定太阳能光伏板与固定支架之间的夹角是否 为预设的初始值，若是则维持现状，若否则控制液压杆伸缩调整太阳能光伏板与固定支架 之间的夹角为预设的初始值；若否，则继续判定加热设备是否关闭。 根据上述控制方法，本发明所述的太阳能光伏板智能除雪装置在工作时，通过压 力传感器感应太阳能光伏板上积雪的情况，根据压力数据的大小调整太阳能光伏板的倾斜 度，以便融化的雪水尽快滴落完成除雪工作。 本发明具有如下有益效果： 1、改变了传统的太阳能光伏板固定于支架上的方式，采用液压可移动方式将太阳 能光伏板固定于支架上的方式。 2、首次采用智能设备(压力传感器、风向风速仪、位移传感器等)监测降雪量，根据 太阳能光伏板积雪覆盖量，实时调整太阳能光伏板倾斜角度，达到及时除雪的目的。 3、装置结构设计合理、紧凑，敏感度高，适合边防高原、茫茫戈壁等偏远地区通信 基站的应用，具有一定的经济价值。 4、控制方法流程简单，便捷，便于控制。 附图说明 图1为本发明实施例1中的太阳能光伏板智能除雪装置结构示意图； 图2为本发明实施例1中的太阳能光伏板智能除雪装置控制连接结构示意图； 其中，1-压力传感器；2-钢化玻璃；3-电池片；4-加热设备；5-固定衬板；6-风向风 速仪；7-液压杆；8-位移传感器；9-控制器；10-链接点；11-固定支架；12-固定螺杆。