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CN106788206A - 一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法及系统 - Google Patents

一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法及系统 Download PDF

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CN106788206A CN201611245352.9A CN201611245352A CN106788206A CN 106788206 A CN106788206 A CN 106788206A CN 201611245352 A CN201611245352 A CN 201611245352A CN 106788206 A CN106788206 A CN 106788206A
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周勇涛
黄宗金
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Hunan Dynamic Intelligent Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法及系统，该电量管理方法包括：获取在光伏电池板上执行清洁任务的清洁装置的供电电池的剩余电量值；获取电量阈值；判断剩余电量值是否小于或等于电量阈值；若小于或等于电量阈值，则控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板。通过上述方式，能避免清洁装置因供电不足无法正常工作而停留于光伏电池板上所导致的对光伏电池板及其发光效率的不良影响，进而有效提高光伏电池板的发电效率。

Description

一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法及系统
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法及系统。
背景技术
随着新能源技术及其产业的迅猛发展，太阳能光伏发电的应用越来越广泛，光伏电池板的发光效率也得到了很大的提高。但由于光伏电池板安装在户外，光伏电池板上容易积累灰尘等杂物，从而严重影响光伏电池板的发电效率。
为降低灰尘等杂物对光伏电池板发电效率的影响，目前通常采用清洁设备自动运行于光伏能电池板上，对光伏电池板表面进行清洁。现有技术中，清洁设备常采用电池作为其工作的动力源，因此，清洁设备可能由于电池供电不足无法正常工作而停留于所清扫的光伏电池板上，遮挡光伏电池板的有效发光区域，从而影响所清扫的光伏电池板的发电效率，且清洁设备长时间停留在光伏电池板上甚至会造成热斑效应，破坏光伏电池板，进而影响光伏电池板的发电效率。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法及系统，以解决清洁装置因供电不足无法正常工作而停留于光伏电池板上所导致影响光伏电池板发电效率的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法，该电量管理方法包括：获取在光伏电池板上执行清洁任务的清洁装置的供电电池的剩余电量值；获取电量阈值；判断剩余电量值是否小于或等于电量阈值；若小于或等于电量阈值，则控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板。
其中，获取电量阈值的步骤包括：通过计算方式获得电量阈值和/或非计算方式获得电量阈值；其中，通过计算方式获得电量阈值的步骤进一步包括：在清洁装置执行清洁任务前预先计算获得电量阈值和/或在清洁装置执行清洁任务的过程中实时计算获得电量阈值。
其中，在清洁装置执行清洁任务前预先计算方式获得电量阈值的步骤包括：根据停留处的设置位置，计算清洁装置在行走路径上的任意位置到达停留处的行走距离中的最大行走距离；计算清洁装置行走最大行走距离所需的电池电量值，将电池电量值加上冗余值作为电量阈值，或者将电池电量值直接作为电量阈值。
其中，停留处为至少一个，根据停留处的设置位置获取在清洁装置的行走路径上的任意位置到达停留处的行走距离中的最大行走距离的步骤包括：根据停留处的设置位置获取在清洁装置的行走路径上的任意位置在不经过其他停留处的情况下到达各停留处的行走距离中的最大行走距离。
其中，在清洁装置执行清洁任务的过程中实时计算获得电量阈值的步骤包括：获取清洁装置的当前位置；根据当前位置和停留处的设置位置获得当前位置到达某一停留处的行走距离；计算清洁装置行走行走距离所需电池电量值；将电池电量值加上冗余值作为电量阈值，或者将电池电量值直接作为电量阈值。
其中，通过实时计算方式获取电量阈值的步骤包括：获取清洁装置的当前位置；根据当前位置计算清洁装置完成清洁任务所需的剩余行走距离；根据停留处的设置位置计算清洁装置完成清洁任务时所处的位置到达停留处的最小距离；计算清洁装置行走剩余行走距离和最小距离所需的电池电量值；将电池电量值加上冗余值作为电量阈值，或者将电池电量值直接作为电量阈值。
其中，通过非计算方式获得电量阈值的步骤包括：根据经验人工设定电量阈值。
其中，停留处为充电位或停止位，其中，充电位设置有充电设备，以对供电电池进行充电。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏电池板的清洁装置的电量管理系统，该电量管理系统包括电量检测模块、处理模块以及行走控制模块，电量检测模块用于获取在光伏电池板上执行清洁任务的清洁装置的供电电池的剩余电量，处理模块用于判断剩余电量是否小于或等于电量阈值，若小于或等于电量阈值，则行走控制模块控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板。
其中，电量阈值由用户预先设置或由处理模块计算获得，其中，处理模块还用于在清洁装置执行清洁任务前预先计算获得电量阈值和/或在清洁装置执行清洁任务的过程中实时计算获得电量阈值。
本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理方法中，清洁装置通过获取供电电池的剩余电量值及电量阈值，并在判断出供电电池的剩余电量值小于或等于电量阈值后，控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板，能避免清洁装置因供电不足无法正常工作而停留于光伏电池板上所导致的对光伏电池板及其发光效率的不良影响，进而有效提高光伏电池板的发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，进一步可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理方法一实施例的流程示意图；
图2是图1中步骤S12第一实施例的流程示意图；
图3是图1中步骤S12第二实施例的流程示意图；
图4是图1中步骤S12第三实施例的流程示意图；
图5是本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理系统一实施例的结构示意图；
图6是本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理系统另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请一并参阅图1-图4，图1是本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理方法一实施例的流程示意图，图2是图1中步骤S12第一实施例的流程示意图，图3是图1中步骤S12第二实施例的流程示意图，图4是图1中步骤S12第三实施例的流程示意图。
本实施例的光伏电池板的清洁装置的电量管理方法包括以下步骤：
S11：获取在光伏电池板上执行清洁任务的清洁装置的供电电池的剩余电量值。
进一步地，可以直接获取清洁装置供电电池的剩余电量值，也可以间接获取清洁装置供电电池的剩余电量值，例如，根据供电电池的放电电压或放电功率计算得到供电电池的剩余电量值，但不仅限于此。
S12：获取电量阈值。
该电量阈值用于保证在清洁装置的剩余电量值小于或等于该电量阈值时，清洁装置的剩余电量值能驱动清洁装置从行走路径上的任意位置行走至停留处，并离开光伏电池板，以避免其因电量不足无法正常工作而停留于光伏电池板上，遮挡光伏电池板的有效受光区域，导致降低光伏电池板发电效率的情况，进而提升光伏电池板的发电效率。
具体地，电量阈值可以通过非计算方式获得，例如：用户根据清洁装置行走整个或者某段光伏电池板需要耗费的电池电量的试验或经验数据，预先设置电量阈值。
电量阈值也可以通过计算方式获得，进一步地，电量阈值可以在清洁装置执行清洁任务前预先计算获得，也可以在清洁装置执行清洁任务的过程中实时计算获得。
关于在清洁装置执行清洁任务前预先计算获得电量阈值的方法，具体请参阅图2，图2是图1中步骤S12第一实施例的流程示意图，包括：
S1211：根据停留处的设置位置，计算清洁装置在行走路径上的任意位置到达停留处的行走距离中的最大行走距离。
清洁装置的停留处为至少一个，且停留处可以设置在光伏电池板的外侧，也可以设置在光伏电池板组件与组件间的交界处。进一步地，停留处可以是停止位，用于停放清洁装置，也可以是充电位，用于对供电电池进行充电，充电位设置有充电设备，例如，清洁装置配套的充电器。
当设置有两个或两个以上的停留处时，清洁装置根据停留处的具体设置位置，计算获取其在不经过其他停留处的情况下，在行走路径上的任意位置到达各停留处的行走距离中的最大行走距离。
S1212：计算清洁装置行走最大行走距离所需的电池电量值。
在一应用例中，先利用公式(1)计算清洁装置行走上述最大距离所需的时间T(单位为秒)：
其中，Smax为清洁装置在不经过其它停留处的情况下，在行走路径上的任意位置到停留处的最大行走距离，单位为米，VS为清洁装置的行走速度，单位为米每秒。
再利用公式(2)进一步计算清洁装置行走上述最大距离所需的电池电量值QT1(单位为安时)：
其中，PC为清洁装置正常工作时的功率，单位为瓦特；Ub为清洁装置电池的额定电压，单位为伏；T为清洁装置行走最大行走距离所需的时间，单位为秒，由公式(1)计算得到。
S1213：将上述清洁装置行走最大行走距离所需的电池电量值加上冗余值作为电量阈值，或者将电池电量值直接作为电量阈值。
在实际应用中，考虑到清洁装置在执行清扫任务中可能会遇到故障，例如，清洁装置的某段行走路径出现破损，导致清洁装置在该段行走路径上的行走速度降低，从而延长清洁装置行走完该段行走路径的时间，加大清洁装置电量的消耗，因此，通常将电池电量值QT1加上一个冗余值Qr作为电量阈值，以保证清洁装置在判断出剩余电量值在小于或低于电量阈值时，能驱动其行走至停留处，并离开光伏电池板，其中，冗余值Qr可根据实际需要决定。
可以理解的，也可以将电池电量值直接作为电量阈值。
关于在清洁装置执行清洁任务的过程中实时计算获得电量阈值的方法，具体请参阅图3-图4。
图3是图1中步骤S12第二实施例的流程示意图，包括：
S1221：获取清洁装置的当前位置。
清洁装置利用定位设备，例如：编码器、里程计、位置传感器，获取其当前所在位置。
S1222：根据当前位置和停留处的设置位置获得当前位置到达某一停留处的行走距离。
清洁装置的停留处为至少一个，且停留处可以设置在光伏电池板的外侧，也可以设置在光伏电池板组件与组件间的交界处。进一步地，停留处可以是停止位，用于停放清洁装置，也可以是充电位，用于对供电电池进行充电，充电位设置有充电设备，例如，清洁装置配套的充电器。
清洁装置根据其当前所在位置和停留处的设置位置，计算获得当前位置到达某一停留处的行走距离，其中，当前位置到达某一停留处的行走路径中不经过其它停留处。
在一实施例中，某一停留处是距离清洁装置当前位置最近的停留处，以预留更多的电量用于执行清洁任务，提高清洁装置的清洁效率。
S1223：计算清洁装置行走该行走距离所需的电池电量值。
在一应用例中，先利用公式(3)计算清洁装置行走上述最大距离所需的时间T(单位为秒)：
其中，S为清洁装置从当前位置到某一停留处的行走距离，单位为米，VS为清洁装置的行走速度，单位为米每秒。
再利用公式(4)进一步计算清洁装置行走上述行走距离所需的电池电量值QT2(单位为安时)：
其中，PC为所述清洁装置正常工作时的功率，单位为瓦特；Ub为清洁装置电池的额定电压，单位为伏；T为清洁装置行走该行走距离所需的时间，单位为秒，由上述公式(3)计算得到。
S1224：将上述清洁装置行走该行走距离所需的电池电量值加上冗余值作为电量阈值，或者将电池电量值直接作为电量阈值。
在实际应用中，考虑到清洁装置在执行清扫任务中可能会遇到故障，例如，清洁装置的某段行走路径出现破损，导致清洁装置在该段行走路径上的行走速度降低，从而延长清洁装置行走完该段行走路径的时间，加大清洁装置电量的消耗，因此，通常将电池电量值QT1加上一个冗余值Qr作为电量阈值，以保证清洁装置在判断出剩余电量值在小于或低于电量阈值时，能驱动其行走至停留处，并离开光伏电池板，其中，冗余值Qr可根据实际需要决定。
可以理解的，也可以将电池电量值直接作为电量阈值。
为进一步提高清洁装置的清洁效率，减少清洁装置行走于光伏电池板上方的时间，进而提升光伏电池板的发光效率，本实施还提供另一种清洁装置在执行清洁任务中实时计算电量阈值的方式，具体请参阅图4，图4是图1中步骤S12第三实施例的流程示意图，包括：
S1231：获取清洁装置的当前位置。
清洁装置利用定位设备，例如：编码器、里程计、位置传感器，获取其当前所在位置。
S1232：根据当前位置计算清洁装置完成清洁任务所需的剩余行走距离。
在本实施例中，清洁装置直线行走于光伏电池板有效受光区域的上方，以执行清洁任务，为方便描述，以光伏电池板的清洁装置在光伏电池板上以左右行走为例进行说明，但本发明明显不限制清洁装置在光伏电池板上的行走方向。
假设清洁装置从光伏电池板的最左端开始执行清洁任务，其清扫任务是完成整个光伏电池板的清扫，且仅设置有两处停留处，其中，第一停留处设置在光伏电池板的最左端的左侧，第二停留处设置在光伏电池板的最右端的右侧设置。则清洁装置根据当前位置计算清洁装置完成清洁任务所需的剩余行走距离，即为清洁装置从当前位置行走至光伏电池板最右端所需的剩余行走距离。
S1233：根据停留处的设置位置计算清洁装置完成清洁任务时所处的位置到达停留处的最小距离。
根据上述描述，清洁装置完成清洁任务时所处的位置为光伏电池板的最右端，而离光伏电池板的最右端最近的停留处为第二停留处，则根据停留处的设置位置计算清洁装置完成清洁任务时所处的位置到达停留处的最小距离，即为计算光伏电池板的最右端到达第二停留处的最小距离。
S1234：计算清洁装置行走剩余行走距离和最小距离所需的电池电量值。
S1235：将上述清洁装置行走剩余行走距离和最小距离所需的电池电量值加上冗余值作为电量阈值，或者将电池电量值直接作为电量阈值。
步骤S1234、S1235具体可参照上述第二实施例中步骤S1223、S1224的描述，在此不再赘述。
通过上述方式，可以避免清洁装置重复行走已清扫的区域，从而能有效提高清洁效率，进而提高光伏电池板的发电效率。
S13：判断剩余电量值是否小于或等于电量阈值。
若剩余电量值大于电量阈值，清洁装置继续按照原执行清洁任务的方向执行清洁任务。
S14：若剩余电量小于或等于电量阈值，则控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板。
具体地，若剩余电量小于或等于电量阈值，则进一步判断清洁装置是否在停留处，其中，停留处可以是停止位，用于停放清洁装置，也可以是充电位，用于对供电电池进行充电，充电位设置有充电设备，例如，清洁装置配套的充电器。
若清洁装置在充电位，则清洁装置停止工作，在充电位利用充电设备进行充电。若清洁装置在停止位，则进一步判断清洁装置的供电电池的剩余电量能否驱动其从该停止位行走至某一充电位，如：离该停止位最近的充电位。若清洁装置的供电电池的剩余电量能驱动其从该停止位行走至某一充电位，则控制清洁装置行走至该充电位进行充电，若不能，则将清洁装置停放在停止处，后续可由工作人员控制其行走至充电位，或者工作人员将充电设备移至停止位供清洁装置充电。
若清洁装置不在停止处，则控制其行走至停留处，并离开光伏电池板。
通过上述方式，能避免清洁装置因供电不足无法正常工作而停留于光伏电池板上所导致的对光伏电池板及其发光效率的不良影响，进而有效提高光伏电池板的发电效率。
上述清洁装置的电量管理方法通常由一段可执行程序实现，而该可执行程序存储在计算机存储介质中，该可执行程序可实现上述步骤S11-S14。具体到应用中，还需进一步的由具有软件构架及硬件结构的电量管理系统来实现电量管理方法中的各个步骤。
对于电量管理系统的软件结构，请参阅图5，图5是本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理系统一实施例的结构示意图。本实施例的电量管理系统包括包括电量检测模块51、处理模块52以及行走控制模块53。
具体地，电量检测模块51用于获取在光伏电池板上执行清洁任务的清洁装置的供电电池的剩余电量值，处理模块52用于判断剩余电量值是否小于或等于电量阈值值，若小于或等于电量阈值值，则行走控制模块53控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板。
其中，电量阈值可以由用户根据清洁装置行走整个或者某段光伏电池板需要耗费的电池电量的试验或经验数据预先设置，也可以有由处理模块计算获得，其中，处理模块还用于在清洁装置执行清洁任务前预先计算获得电量阈值和/或在清洁装置执行清洁任务的过程中实时计算获得电量阈值。
电量阈值的具体计算方式可参照光伏电池板的清洁装置的电量管理方法实施例中的描述，具体不再赘述。
对于电量管理系统的硬件结构，请参阅图6，图6是本发明光伏电池板的清洁装置的电量管理系统另一实施例的结构示意图，本实施例的电量管理系统包括：电量检测电路61、处理器62、存储器63以及驱动器64。
具体地，电量检测电路61用于获取在光伏电池板上执行清洁任务的清洁装置的供电电池的剩余电量值，处理器62用于判断剩余电量值是否小于或等于电量阈值值，若小于或等于电量阈值值，则驱动器64控制清洁装置行走至停留处，并离开光伏电池板，存储器63用于存储处理器62的指令。
其中，电量阈值的具体计算方式可参照光伏电池板的清洁装置的电量管理方法实施例中的描述，具体不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光伏电池板的清洁装置的电量管理方法，其特征在于，包括：
获取在所述光伏电池板上执行清洁任务的所述清洁装置的供电电池的剩余电量值；
获取电量阈值；
判断所述剩余电量值是否小于或等于所述电量阈值；
若小于或等于所述电量阈值，则控制所述清洁装置行走至停留处，并离开所述光伏电池板。
2.根据权利要求1所述的电量管理方法，其特征在于，所述获取电量阈值的步骤包括：
通过计算方式获得所述电量阈值和/或非计算方式获得所述电量阈值；其中，所述通过计算方式获得所述电量阈值的步骤进一步包括：在所述清洁装置执行所述清洁任务前预先计算获得所述电量阈值和/或在所述清洁装置执行所述清洁任务的过程中实时计算获得所述电量阈值。
3.根据权利要求2所述的电量管理方法，其特征在于，所述在所述清洁装置执行所述清洁任务前预先计算方式获得所述电量阈值的步骤包括：
根据所述停留处的设置位置，计算所述清洁装置在行走路径上的任意位置到达所述停留处的行走距离中的最大行走距离；
计算所述清洁装置行走所述最大行走距离所需的电池电量值，
将所述电池电量值加上冗余值作为所述电量阈值，或者将所述电池电量值直接作为所述电量阈值。
4.根据权利要求3所述的电量管理方法，其特征在于，所述停留处为至少一个，所述根据所述停留处的设置位置获取在所述清洁装置的行走路径上的任意位置到达所述停留处的行走距离中的最大行走距离的步骤包括：
根据所述停留处的设置位置获取在所述清洁装置的行走路径上的任意位置在不经过其他停留处的情况下到达各所述停留处的行走距离中的最大行走距离。
5.根据权利要求2所述的电量管理方法，其特征在于，所述在所述清洁装置执行所述清洁任务的过程中实时计算获得所述电量阈值的步骤包括：
获取所述清洁装置的当前位置；
根据所述当前位置和所述停留处的设置位置获得所述当前位置到达某一所述停留处的行走距离；
计算所述清洁装置行走所述行走距离所需电池电量值；
将所述电池电量值加上冗余值作为所述电量阈值，或者将所述电池电量值直接作为所述电量阈值。
6.根据权利要求2所述的电量管理方法，其特征在于，所述通过所述实时计算方式获取电量阈值的步骤包括：
获取所述清洁装置的当前位置；
根据所述当前位置计算所述清洁装置完成清洁任务所需的剩余行走距离；
根据所述停留处的设置位置计算所述清洁装置完成所述清洁任务时所处的位置到达所述停留处的最小距离；
计算所述清洁装置行走所述剩余行走距离和所述最小距离所需的电池电量值；
将所述电池电量值加上冗余值作为所述电量阈值，或者将所述电池电量值直接作为所述电量阈值。
7.根据权利要求2所述的电量管理方法，其特征在于，所述通过非计算方式获得所述电量阈值的步骤包括：
根据经验人工设定所述电量阈值。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电量管理方法，其特征在于，所述停留处为充电位或停止位，其中，所述充电位设置有充电设备，以对所述供电电池进行充电。
9.一种光伏电池板的清洁装置的电量管理系统，其特征在于，所述电量管理系统包括电量检测模块、处理模块以及行走控制模块，所述电量检测模块用于获取在所述光伏电池板上执行清洁任务的所述清洁装置的供电电池的剩余电量，所述处理模块用于判断所述剩余电量是否小于或等于电量阈值，若小于或等于所述电量阈值，则所述行走控制模块控制所述清洁装置行走至停留处，并离开所述光伏电池板。
10.根据权利要求9所述的电量管理系统，其特征在于，所述电量阈值由用户预先设置或由所述处理模块计算获得，其中，所述处理模块还用于在所述清洁装置执行所述清洁任务前预先计算获得所述电量阈值和/或在所述清洁装置执行所述清洁任务的过程中实时计算获得所述电量阈值。
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