摘 要

Abstract 2

1绪论 1

1.1 太阳能电池板清洗技术国内外研究现状 1

1.2 课题研究目的和意义 3

1.3课题主要研究内容 3

2清洗装置整体结构参数设计 4

2.1设计原则及要求 4

2.2 清洗方案选择 4

2.3自动清洗装置各功能模块结构设计 4

2.3.1清洗机构 4

2.3.2支撑结构 5

2.3.3主传动机构 5

2.4本章小结 6

3清洗装置各部件选型及设计 7

3.1清洗小车的各部件的设计 7

3.1.1小车框架的设计 7

3.1.2小车车轮的设计及配合 7

3.1.3电机的选型及电机架的选型和设计 9

3.1.4刷棍的尺寸设计 12

3.2支撑结构的设计 13

3.2.1总框架的设计 13

3.2.2支撑架车轮的配合及设计 13

3.3主传动机构的设计 15

3.3.1 牵引架的设计 15

3.3.2 牵引轴及轴上零部件的设计和配合 16

3.3.3承重板的设计与配合 19

3.4本章小结 20

4重要零件及标准件的设计、选型和校核 21

4.1轴的设计及校核 21

4.1.1轴的设计 21

4.1.2轴的校核 21

4.2键的选型与校核 22

4.2.1键的选型 22

4.2.2键的校核 22

4.3轴承的选型与校核 23

4.3.1轴承的选型 23

4.3.2轴承的校核 24

4.4本章小结 25

5总结 26

参考文献 27

致 谢 28

摘 要

随着光伏发电技术的发展，越来越多的地方开始利用太阳能发电，而太阳能电池板表面的洁净程度对其发电效率有着最为直接且重要的影响。可现实情况却是，太阳能发电多建造在无人的荒漠地区，特别容易被沙尘污染，针对这一现状，本次设计的自动清洗装置有很高的实际效益。

本文通过设计一种全自动移动清洗小车来进行对电池板全覆盖的清洗。本装置主要由三部分组成，分别为主清洗部分，即清洗小车,传动部分和支撑部分。清洗原理为：通过传动机构，带动清洗小车纵向移动及整个装置的横向移动，实现双轴向，全覆盖的自动清洗。本设计大量采用了铝合金和空心钢材等材料，减轻装置本身重量的同时能很好地满足实际工作需要。所选设计软件为Solidworks。通过三维建模可以更直观的表示装置的构造，优化零件结构。

本设计的自动清洗装置可持续，长时间进行无人化作业，大大提升了清洗效率，同时也减少人工成本，是一种节能环保高效的清洗方案。

关键词：清洗小车，双轴向运动，合金框架

Abstract

With the development of photovoltaic technology, more and more local began using solar power, and solar panels on the surface of the cleanliness of the power generation efficiency with the most direct and important influence. However, it is true that solar power generation is built in an unmanned desert area, which is particularly vulnerable to dust pollution. Therefore, the design of automatic cleaning device has high practical benefits.

In this paper, a fully automatic mobile cleaning car is designed to clean the whole panel. This device is mainly composed of three parts, the main cleaning part, namely the washing car, the transmission part and the supporting part. The cleaning principle is: through the transmission mechanism, drive the longitudinal movement of the cleaning trolley and the transverse movement of the whole device to realize the double axial direction, full coverage automatic cleaning. In this design, aluminum alloy and hollow steel are used to reduce the weight of the equipment and meet the actual work needs. The selected design software is Solidworks. Three-dimensional modeling can be used to express the structure of the device and optimize the part structure.

The automatic cleaning equipment of this design can be designed to be sustainable, which can conduct the dehumanization operation for a long time, greatly improve the cleaning efficiency, and also reduce the labor cost, which is an energy-saving and environment-friendly high-efficiency cleaning solution.

Keywords: Cleaning trolley, the biaxial movement, Alloy frame.

1绪论

现如今，能源问题依然是各国热衷考虑的重要议题。随着经济和社会的发展，目前化石能源的消耗已经越来越严重，且已经不能满足人类社会发展的需要了，我国乃至全世界对能源结构的转型升级需求迫在眉睫，开发和利用新能源是目前各国放眼于未来的发展而达成的共识。太阳能，作为取之不尽用之不竭的高效能源，有着巨大的开发前景，已经被广泛的应用于社会的各个方面，如光伏发电等，并且太阳能是完全清洁的天然能源，不会对环境造成任何污染和破坏，符合环保低碳的标准。中国的大规模光伏发电站通常建立在地势较高日照充足，但风沙大，水资源匮乏的高原、戈壁滩、沙漠地带以及山坡和丘陵地带，所以太阳能电池板上非常容易积累沙尘及其他污染物，光电转换效率受到严重影响。另外，这些太阳能发电站所在地方通常处在无人区，利用人力和水资源进行清洗大大不便，也显著增加了生产成本对太阳能发电来说，最主要的发电部件是太阳电池板，太阳能电池板清洁程度对发电效率的影响巨大。据实验研究表明，太阳能电池板发电的理论发电效率大致为25%，实际为23%左右，而受污染后发电效率降为17-18%，损失高达22-30%。照此计算，光伏发电如果每年在电池板保持洁净的情况下发电两千万度，由于风沙粉尘等污染导致发电效率降低，按最小损失22%计算，则一年发电量损失高达几百万度，政府每度电补贴约为1元，直接经济仍然损失高达几百万。因此看来，太阳能电池板的洁净程度对其发电效率有着巨大的影响。

1.1 太阳能电池板清洗技术国内外研究现状

目前，全球光伏发电累计装机容量相当庞大，而因为地区环境，技术水平等的不同，个地方清理太阳能电池板上的积灰的范式也不尽相同。下面简要介绍几种目前国内外光伏发电采取的主流积灰和残留物的清理方式。

1.1.1人工清洗