ES1311593U - Sistema de limpieza fotovoltaica - Google Patents
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Abstract
Un sistema de limpieza fotovoltaica, usado para limpiar módulos solares, caracterizado porque comprende: un dispositivo móvil de navegación autónoma; un brazo robótico, que tiene un extremo de conexión y un extremo de transporte, con el extremo de conexión conectado al dispositivo móvil de navegación autónoma; un robot de limpieza, configurado para conectarse al extremo de transporte del brazo robótico; en el que el sistema de limpieza fotovoltaica tiene un estado de limpieza y un estado de transporte, en el que, en el estado de limpieza, el robot de limpieza es adecuado para limpiar los módulos solares, y el extremo de transporte está separado del robot de limpieza, mientras está en el estado de transporte, el extremo de transporte está configurado para poder conectarse al robot de limpieza y ser capaz de transportar el robot de limpieza a una posición preestablecida de los módulos solares.
Description
DESCRIPCIÓN
SISTEMA DE LIMPIEZA FOTOVOLTAICA
Campo de la divulgación
La invención se refiere al campo de la energía fotovoltaica, y además se refiere a un sistema de limpieza fotovoltaica y a un método de limpieza.
Antecedentes
La generación de energía fotovoltaica es una tecnología que convierte directamente la energía luminosa en energía eléctrica utilizando el efecto fotovoltaico de la interfaz de semiconductores. Se compone principalmente de paneles solares (módulos), controladores e inversores, y los componentes principales se componen de componentes electrónicos. Después de que las células solares se conecten en serie, pueden empaquetarse y protegerse para formar módulos solares de área grande, y luego combinarse con controladores de potencia y otros componentes para formar un dispositivo de generación de energía fotovoltaica.
Las características de generación del dispositivo de generación de energía fotovoltaica requieren que solo pueda establecerse en el entorno exterior, como en la naturaleza, durante el proceso de generación de energía. Durante el proceso de generación, el panel de vidrio fotovoltaico acumulará inevitablemente polvo, excrementos de aves, arena y otras manchas. Las manchas sin eliminar reducirán en gran medida la eficiencia de generación de energía.
En la actualidad, se usan comúnmente robots de limpieza fotovoltaica que usan un cepillo de limpieza como método principal para eliminar las manchas acumuladas sobre los paneles de vidrio fotovoltaico. En la situación real, algunas generaciones de energía fotovoltaica se instalan en sitios irregulares tales como colinas y montañas. Inevitablemente, habrá diferencias de altura entre soportes fotovoltaicos adyacentes, lo que afectará a la estabilidad de los robots de limpieza fotovoltaica. Por otro lado, los robots de limpieza fotovoltaica existentes también son incapaces de funcionar suavemente sobre soportes fotovoltaicos con grandes luces y grandes cambios de ángulo. Los robots de limpieza existentes en forma de cepillos rodantes habitualmente no pueden limpiar las manchas firmemente adheridas sobre el panel de vidrio fotovoltaico.
Por otro lado, los sistemas de limpieza fotovoltaica existentes generalmente solo son capaces de limpiar el lado frontal del panel de vidrio fotovoltaico, y no pueden limpiar eficazmente el lado trasero del panel de vidrio fotovoltaico.
Sumario
Con el fin de resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente, se proporciona la presente solicitud. Las realizaciones de la presente solicitud proporcionan un sistema de limpieza fotovoltaica y un método de limpieza. Durante la operación de limpieza de los módulos solares por el robot de limpieza, el brazo robótico se separa del robot de limpieza, y no hay una conexión física entre las dos partes, lo que puede reducir la vibración transmitida desde el dispositivo móvil de navegación autónoma que se mueve sobre los terrenos irregulares al robot de limpieza, y puede mejorar la estabilidad del robot de limpieza durante la operación.
Según un aspecto de la presente solicitud, se proporciona un sistema de limpieza fotovoltaica para limpiar módulos solares, que comprende:
un dispositivo móvil de navegación autónoma;
un brazo robótico, que tiene un extremo de conexión y un extremo de transporte, con el extremo de conexión conectado al dispositivo móvil de navegación autónoma;
un robot de limpieza; en el que el extremo de transporte del brazo robótico está configurado para poder conectarse al robot de limpieza, y el sistema de limpieza fotovoltaica tiene un estado de limpieza y un estado de transporte, en el que, en el estado de limpieza, el robot de limpieza es adecuado para limpiar los módulos solares, y el extremo de transporte está separado del robot de limpieza, mientras está en el estado de transporte, el extremo de transporte está configurado para poder conectarse al robot de limpieza y ser capaz de transportar el robot de limpieza a una posición preestablecida de los módulos solares.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un mecanismo de reconocimiento visual, en el que el mecanismo de reconocimiento visual comprende una primera unidad de adquisición de imágenes y una primera unidad de procesamiento de imágenes, en el que la primera unidad de adquisición de imágenes está instalada en el extremo de transporte para obtener los primeros datos de imagen de los módulos solares, y la primera unidad de procesamiento de imágenes está configurada para procesar los primeros datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para determinar si el módulo solar adyacente satisface una condición de transporte preestablecida, y cuando se cumple la condición de transporte preestablecida, el extremo de transporte del brazo robótico se conecta al robot de limpieza, para transportar el robot de limpieza al módulo solar adyacente.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un dispositivo de atracción controlado electrónicamente, que está instalado en el extremo de transporte, y está configurada una parte de atracción que coincide con el dispositivo de atracción controlado electrónicamente en una posición preestablecida del robot de limpieza, en el que controlando el suministro de energía del dispositivo de atracción controlado electrónicamente, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente está configurado para conmutarse entre un estado de atracción y un estado desacoplado, en el que, en el estado de atracción, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente atrae la parte de atracción, para poder mover el robot de limpieza, mientras que en el estado desacoplado, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente está separado de la parte de atracción, de modo que el brazo robótico se separa del robot de limpieza.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un mecanismo de identificación, en el que el mecanismo de identificación comprende un primer identificador y una pluralidad de las primeras marcas de identificación, en el que las primeras marcas de identificación están ubicadas en posiciones preestablecidas de los módulos solares; en el que el primer identificador está instalado en el extremo de transporte del brazo robótico, y el primer identificador está configurado para identificar las primeras marcas de identificación, para determinar la posición relativa del extremo de transporte en el plano donde se ubica un módulo solar.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un mecanismo de lavado, en el que el mecanismo de lavado comprende un recipiente, una pistola de lavado y una manguera de conexión, en el que el recipiente está montado en el dispositivo móvil de navegación autónoma, y la pistola de lavado está instalada en el robot de limpieza, y un extremo de la manguera de conexión está conectado al recipiente, mientras que el otro extremo está conectado a la pistola de lavado, en el que la pistola de lavado está configurada para extraer líquido de lavado del recipiente para lavar los módulos solares.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, el mecanismo de lavado puede comprender además una segunda unidad de adquisición de imágenes y una segunda unidad de reconocimiento de imágenes, en el que la segunda unidad de adquisición de imágenes está instalada en el robot de limpieza, y se usa para obtener los segundos datos de imagen de los módulos solares durante una operación de limpieza de los módulos solares por el robot de limpieza, y la segunda unidad de reconocimiento de imágenes está configurada para procesar los segundos datos de imagen basándose en algoritmos de identificación visual para identificar áreas que van a lavarse en los módulos solares, en el que después de que la segunda unidad de reconocimiento de imágenes identifique las áreas que van a lavarse, se controla la pistola de lavado para pulverizar líquido de lavado sobre el área o áreas que van a lavarse.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un mecanismo de evaluación, en el que el mecanismo de evaluación comprende un generador de imágenes de infrarrojos térmicas y una cámara de infrarrojos instalada en el robot de limpieza, en el que el generador de imágenes de infrarrojos térmicas se usa para obtener datos de temperatura de los módulos solares, y la cámara de infrarrojos se usa para obtener datos de imágenes tridimensionales de los módulos solares; en el que el mecanismo de evaluación está configurado para evaluar si los módulos solares son anómalos basándose en los datos de temperatura y los datos de imágenes tridimensionales.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un brazo de limpieza, en el que el brazo de limpieza tiene un conjunto de limpieza instalado en el dispositivo móvil de navegación autónoma, y cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma se mueve en un espacio entre dos filas adyacentes de los módulos solares, y cuando el robot de limpieza limpia un lado frontal de los módulos solares en una fila, el brazo de limpieza está configurado para transportar el conjunto de limpieza para limpiar un lado trasero de los módulos solares en la otra fila.
En el sistema de limpieza fotovoltaica mencionado anteriormente, puede estar comprendido además un dispositivo de atracción controlado electrónicamente montado en el extremo de transporte del brazo robótico, en el que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente atrae el conjunto de limpieza para constituir el brazo de limpieza.
Según otro aspecto de la presente solicitud, se proporciona un método de limpieza para un sistema de limpieza fotovoltaica, que comprende:
obtener los primeros datos de imagen de módulos solares a través de una primera unidad de adquisición de imágenes instalada en un extremo de transporte de un brazo robótico, durante una operación de limpieza de los módulos solares por un robot de limpieza, en donde el brazo robótico está instalado en un dispositivo móvil de navegación autónoma;
procesar los primeros datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para determinar si se cumple una condición de transporte preestablecida entre módulos solares adyacentes;
en respuesta a una distancia entre los módulos solares adyacentes que cumple la condición de transporte preestablecida, controlar un suministro de energía a un dispositivo de atracción controlado electrónicamente instalado en el extremo de transporte del brazo robótico, de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente atrae el robot de limpieza, y el brazo robótico acciona el robot de limpieza para que se mueva, en donde, después de que el robot de limpieza se mueva a un módulo solar adyacente, el suministro de energía del dispositivo de atracción controlado electrónicamente se controla de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente y el robot de limpieza estén separados, y el brazo robótico se separa del robot de limpieza.
El método de limpieza mencionado anteriormente para un sistema de limpieza fotovoltaica puede comprender además:
adquirir los segundos datos de imagen de los módulos solares a través de una segunda unidad de adquisición de imágenes instalada en el robot de limpieza;
en el que los segundos datos de imagen se procesan basándose en algoritmos de reconocimiento visual para identificar áreas que van a lavarse en los módulos solares, y en respuesta a la identificación de áreas que van a lavarse, se controla una pistola de lavado instalada en el robot de limpieza para pulverizar líquido de lavado sobre las áreas que van a lavarse, en donde la pistola de lavado se conecta a un recipiente montado en el dispositivo móvil de navegación autónoma a través de una manguera de conexión.
El método de limpieza mencionado anteriormente para un sistema de limpieza fotovoltaica puede comprender además:
obtener los datos de temperatura de los módulos solares a través de un generador de imágenes de infrarrojos térmicas instalado en el robot de limpieza;
obtener los datos de imágenes tridimensionales de los módulos solares a través de una cámara de infrarrojos instalada en el robot de limpieza;
determinar si los módulos solares son anómalos basándose en los datos de temperatura y los datos de imágenes tridimensionales.
En el método de limpieza mencionado anteriormente para un sistema de limpieza fotovoltaica, cuando el brazo robótico y el robot de limpieza están en un estado desacoplado, el extremo de transporte del brazo robótico está configurado para atraer un conjunto de limpieza, y cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma se mueve en un espacio entre dos filas adyacentes de los módulos solares, y el robot de limpieza limpia el lado frontal de los módulos solares en una fila, el dispositivo móvil de navegación autónoma es adecuado para transportar el conjunto de limpieza que el brazo robótico atrae para realizar operaciones de limpieza en el lado trasero de los módulos solares en la otra fila.
En comparación con las técnicas anteriores, el sistema de limpieza fotovoltaica y el método de limpieza proporcionados por la presente solicitud tienen al menos uno de los siguientes efectos beneficiosos:
1. En el sistema de limpieza fotovoltaica y el método de limpieza proporcionado en la presente solicitud, durante la operación de limpieza de los módulos solares por el robot de limpieza, el brazo robótico está separado del robot de limpieza, y no hay una conexión física entre las dos partes, lo que puede reducir la vibración transmitida desde el dispositivo móvil de navegación autónoma al robot de limpieza cuando el dispositivo móvil se mueve sobre terrenos irregulares, mejorando la estabilidad del robot de limpieza durante la operación.
2. En el sistema de limpieza fotovoltaica y el método de limpieza proporcionado por la presente solicitud, el sistema de limpieza fotovoltaica incluye además un brazo de limpieza. El brazo de limpieza tiene un conjunto de limpieza, y el conjunto de limpieza está instalado en el dispositivo móvil de navegación autónoma. Cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma se mueve en el espacio entre dos filas adyacentes de módulos solares, y cuando el robot de limpieza limpia el lado frontal de los módulos solares en una fila, el brazo de limpieza es adecuado para transportar el conjunto de limpieza para limpiar el lado trasero de los módulos solares en la otra fila, para lograr una limpieza completa de los módulos solares desde múltiples ángulos.
Breve descripción de los dibujos
Los anteriores y otros objetos, características y ventajas de la presente solicitud resultarán más evidentes en la descripción detallada de las realizaciones de la presente solicitud junto con los dibujos adjuntos. Los dibujos adjuntos se usan para proporcionar una comprensión adicional de las realizaciones de la presente solicitud, y constituyen una parte de la descripción y se usan para explicar la presente solicitud junto con las realizaciones de la presente solicitud, pero no constituyen una limitación para la presente solicitud. En los dibujos, los mismos números de referencia generalmente se refieren a los mismos componentes o etapas.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de limpieza fotovoltaica de una realización preferida de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de limpieza fotovoltaica de una realización preferida de la presente invención;
la figura 3 es un diagrama de flujo de un método de limpieza de un sistema de limpieza fotovoltaica según una realización preferida de la presente invención.
Descripción de las realizaciones ilustradas
Para describir más claramente las realizaciones de la presente invención o las soluciones técnicas en las técnicas anteriores, se describirán las realizaciones específicas de la presente invención a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Obviamente, los dibujos adjuntos en la siguiente descripción son solo algunas realizaciones de la presente invención. Para los expertos en la técnica, también pueden obtenerse otros dibujos a partir de estos dibujos sin esfuerzos creativos, y pueden obtenerse otras realizaciones.
Sistema a modo de ejemplo.
La figura 1 ilustra un diagrama de aplicación de un sistema de limpieza fotovoltaica según una realización de la presente solicitud, y la figura 2 ilustra un diagrama de bloques del sistema de limpieza fotovoltaica según una realización de la presente solicitud.
Como se muestra en la figura 1 y la figura 2, el sistema de limpieza fotovoltaica comprende un dispositivo móvil de navegación autónoma 10, un brazo robótico 20 y un robot de limpieza 30. El brazo robótico 20 tiene un extremo de conexión y un extremo de transporte. El extremo de conexión está conectado al dispositivo móvil de navegación autónoma 10; y el extremo de transporte del brazo robótico 20 es adecuado para conectarse al robot de limpieza 30. El sistema de limpieza fotovoltaica tiene un estado de limpieza y un estado de transporte. En el estado de limpieza, el robot de limpieza 30 es adecuado para limpiar los módulos solares G, y el extremo de transporte está separado del robot de limpieza. En el estado de transporte, el extremo de transporte está configurado para conectarse al robot de limpieza 30 y es capaz de transportar el robot de limpieza 30 a una posición preestablecida de los módulos solares G.
En la presente solicitud, durante la operación de limpieza de los módulos solares G por el robot de limpieza 30, el brazo robótico 20 está separado del robot de limpieza 30, y no hay una conexión física entre las dos partes, lo que puede reducir la vibración transmitida al robot de limpieza 30 cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma 10 se mueve sobre los terrenos irregulares, lo que puede mejorar la estabilidad del robot de limpieza 30 durante la operación.
El dispositivo móvil de navegación autónoma 10 está equipado con radar láser, RTK (cinemático en tiempo real), sensores ultrasónicos y otros componentes necesarios para el mapeo autónomo, la navegación autónoma y otra operación autónoma de conducción no tripulada, de modo que el dispositivo móvil de navegación autónoma 10 puede operar de manera no tripulada en el sitio donde se construyen los módulos solares G.
El robot de limpieza 30 incluye ruedas de desplazamiento de extremo superior y ruedas de desplazamiento de extremo inferior. Durante el proceso de trabajo, el robot de limpieza 30 está configurado para adaptarse a los módulos solares G, en donde las ruedas de desplazamiento de extremo superior y las ruedas de desplazamiento de extremo inferior pueden superponerse respectivamente con los extremos superior e inferior de los módulos solares G, de modo que el robot de limpieza 30 pueda controlarse para moverse a lo largo de los módulos solares G accionando las ruedas de desplazamiento para que giren, y los módulos solares G pueden limpiarse.
Específicamente, el sistema de limpieza fotovoltaica incluye además un mecanismo de reconocimiento visual 40. El mecanismo de reconocimiento visual 40 incluye una primera unidad de adquisición de imágenes 41 y una primera unidad de procesamiento de imágenes 42. La primera unidad de adquisición de imágenes 41 se instala en el extremo de transporte y se usa para adquirir los primeros datos de imagen de los módulos solares. La primera unidad de procesamiento de imágenes 42 puede procesar los primeros datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para determinar si se cumplen las condiciones de transporte preestablecidas entre los módulos solares adyacentes. Cuando se cumplen las condiciones de transporte preestablecidas, el extremo de transporte del brazo robótico 20 se conecta al robot de limpieza 30, y puede transportar el robot de limpieza 30 a los módulos solares adyacentes.
Por ejemplo, una condición de transporte preestablecida es que la distancia entre los módulos solares adyacentes sea mayor que una distancia preestablecida, o que la diferencia de altura entre los módulos solares adyacentes sea mayor que una distancia preestablecida, o que una fila de los módulos solares ya se ha limpiado y es necesario transportar el robot de limpieza 30 a la siguiente fila de los módulos solares, y así sucesivamente.
Preferiblemente, la primera unidad de adquisición de imágenes 41 es una cámara, los primeros datos de imagen son datos de imagen y/o vídeo, y basándose en los datos de imagen o vídeo de los módulos solares adquiridos por la cámara, la primera unidad de procesamiento de imágenes 42 puede procesar los datos de imagen o vídeo basándose en los algoritmos de reconocimiento visual para determinar si la distancia entre módulos solares adyacentes es mayor que una distancia preestablecida, o si la diferencia de altura entre módulos solares adyacentes es mayor que una distancia preestablecida, o después de limpiar una fila de los módulos solares, es necesario transportar el robot de limpieza 30 a la siguiente fila de los módulos solares. Cuando la primera unidad de procesamiento de imágenes 42 procesa los primeros datos de imagen y determina que se cumplen las condiciones de transporte preestablecidas entre los módulos solares adyacentes, proporciona una retroalimentación al controlador, y el controlador controla el brazo robótico 20 para actuar.
Específicamente, el sistema de limpieza fotovoltaica incluye además un dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 instalado en el brazo robótico 20, y en una posición preestablecida del robot de limpieza 30, se proporciona una parte de atracción que coincide con el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21. Al controlar el suministro de energía del dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 puede controlarse para conmutar entre un estado de atracción y un estado desacoplado. En el estado de atracción, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 atrae la parte de atracción, de modo que el robot de limpieza 30 puede accionarse para que se mueva. En el estado desacoplado, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 está separado de la parte de atracción, y el brazo robótico 20 se separa del robot de limpieza 30. Por ejemplo, cuando es necesario transportar el robot de limpieza 30, el brazo robótico 20 se mueve en primer lugar para alinearse con el robot de limpieza 30, y luego el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 se enciende, de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 atrae al robot de limpieza 30, y acciona el robot de limpieza 30 para que se mueva. Después de que el robot de limpieza 30 se transporte al siguiente módulo solar por el brazo robótico 20, se corta el suministro de energía al dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21, de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 libera el robot de limpieza 30.
El dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 es preferiblemente un dispositivo de succión de vacío o una placa de atracción electromagnética. La parte de atracción del robot de limpieza 30 tiene una estructura con una superficie plana, para facilitar la atracción y conexión del dispositivo de succión de vacío o la placa de atracción electromagnética. En una realización variante, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 también puede montarse en el robot de limpieza 30. En otra realización variante, un dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 está instalado tanto en el extremo de transporte del brazo robótico 20 como en el robot de limpieza 30.
El sistema de limpieza fotovoltaica también incluye un mecanismo de identificación 50. El mecanismo de identificación 50 incluye un primer identificador 51 y una pluralidad de primeras marcas de identificación 52. Las primeras marcas de identificación 52 están ubicadas en posiciones preestablecidas de los módulos solares, y el primer identificador 51 está instalado en el brazo robótico 20. El primer identificador 51 puede identificar las primeras marcas de identificación 52, para determinar la posición relativa del extremo de transporte en el plano donde está ubicado un módulo solar. Opcionalmente, la primera unidad de adquisición de imágenes 41 es una cámara 3D, y está configurada además para medir la distancia entre el extremo de transporte y el módulo solar.
Preferiblemente, las primeras marcas de identificación 52 son etiquetas de RFID (RFID: identificación por radiofrecuencia) y el primer identificador 51 es un identificador RFID, y las primeras marcas de identificación 52 son múltiples en número y están distribuidas en múltiples posiciones de los módulos solares. La posición relativa del extremo de transporte del brazo robótico 20 con respecto a los módulos solares puede determinarse identificando las primeras marcas de identificación 52 por el identificador RFID. La primera unidad de adquisición de imágenes 41 es una cámara 3D, y también puede adquirir los datos de profundidad, para medir la distancia entre el extremo de transporte y los módulos solares, para controlar el brazo robótico 20 para transportar el robot de limpieza 30.
Opcionalmente, las primeras marcas de identificación 52 son información de código bidimensional. La primera unidad de adquisición de imágenes 41 puede adquirir la información de código bidimensional, y el código bidimensional puede reconocerse por la primera unidad de procesamiento de imágenes 42 para determinar la posición relativa entre el extremo de transporte y los módulos solares. Opcionalmente, la distancia entre el extremo de transporte y el módulo solar también puede determinarse mediante un radar láser montado en el dispositivo móvil de navegación autónoma 10.
Específicamente, se establece un sistema de coordenadas fijo, es decir, un sistema de coordenadas mundial, con el suelo sobre el cual se mueve el dispositivo móvil de navegación autónoma 10 como plano de referencia, y el sistema de coordenadas mundial es estático. El sistema de coordenadas del dispositivo móvil de navegación autónoma 10 se establece con el centro del dispositivo móvil de navegación autónoma 10 como origen de coordenadas, y la correspondencia entre el sistema de coordenadas mundial y el dispositivo móvil de navegación autónoma 10 puede calcularse a través del movimiento del dispositivo móvil de navegación autónoma 10 en tierra. El sistema de coordenadas del brazo robótico 20 se establece con el extremo de conexión del brazo robótico 20 como origen de coordenadas. Debido a que el extremo de conexión del brazo robótico 20 está fijado en el centro del dispositivo móvil de navegación autónoma 10, el sistema de coordenadas del brazo robótico 20 coincide con el sistema de coordenadas del dispositivo móvil de navegación autónoma 10. Se establecen sistemas de coordenadas de articulación con la conexión rotacional de cada articulación del brazo robótico 20 como origen de coordenadas, y la correspondencia entre cada sistema de coordenadas de articulación y el sistema de coordenadas del brazo robótico puede establecerse basándose en las longitudes de las articulaciones del brazo robótico 20. El dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 está montado de manera giratoria en el extremo de transporte del brazo robótico 20, y se establece un sistema de coordenadas de atracción con la conexión rotacional entre el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 y el extremo de transporte como origen de coordenadas. Se establece un sistema de coordenadas objetivo donde se ubican los módulos solares con referencia a las primeras marcas de identificación 52 en los módulos solares, y el centro del sistema de coordenadas objetivo puede ubicarse o bien en el centro o bien en un borde de los módulos solares.
En el proceso de trabajo, cuando es necesario transportar el robot de limpieza 30 por el brazo robótico 20, se usa la primera unidad de adquisición de imágenes 41 para obtener los datos de reconocimiento de imágenes para determinar las coordenadas del robot de limpieza 30 en el sistema de coordenadas objetivo. En una realización variante, las coordenadas del robot de limpieza 30 en el sistema de coordenadas objetivo también pueden adquirirse mediante un segundo identificador equipado en el robot de limpieza 30 mediante el reconocimiento de varias de las primeras marcas de identificación 52 en los módulos solares. Después de eso, el primer identificador 51 identifica varias de las primeras marcas de identificación 52 para determinar el objetivo del brazo robótico 20 en el sistema de coordenadas objetivo. La distancia entre el extremo de transporte y los módulos solares se mide por la primera unidad de adquisición de imágenes 41. El ángulo que cada articulación del brazo robótico 20 necesita girar se calcula basándose en la distancia. El dispositivo móvil de navegación autónoma 10 se controla para accionar el brazo robótico 20 para que se mueva, de modo que el extremo de transporte del brazo robótico 20 coincida con las coordenadas del robot de limpieza 30 en el sistema de coordenadas objetivo, y el brazo robótico 20 se controla para que se mueva en la dirección del robot de limpieza 30, de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 entra en contacto con y atrae el robot de limpieza 30. El brazo robótico 20 se controla para transportar el robot de limpieza 30 para que se aleje de los módulos solares, y luego el dispositivo móvil de navegación autónoma 10 se controla para accionar el brazo robótico 20 para que se mueva y transporte el robot de limpieza 30 al siguiente módulo solar o la siguiente fila de los módulos solares.
El sistema de limpieza fotovoltaica incluye además un mecanismo de lavado 60. El mecanismo de lavado 60 incluye un recipiente, una pistola de lavado y una manguera de conexión. El recipiente está instalado en el dispositivo móvil de navegación autónoma 10, y la pistola de lavado está instalada en el robot de limpieza 30. Un extremo de la manguera de conexión está conectado al recipiente, y el otro extremo está conectado a la pistola de lavado, a través de la cual puede extraerse el líquido de lavado en el recipiente para lavar los módulos solares. Preferiblemente, el líquido de lavado almacenado en el recipiente es agua, y la pistola de lavado es una pistola de agua de alta presión. Pulverizando el líquido de lavado sobre los módulos solares, pueden eliminarse las manchas sobre los módulos solares que no pueden eliminarse con un cepillo, mejorando de ese modo la eficiencia de limpieza. En una realización variante, la pistola de lavado también puede estar montada sobre el brazo robótico 20.
Específicamente, el mecanismo de lavado incluye además una segunda unidad de adquisición de imágenes 61 y una segunda unidad de reconocimiento de imágenes 62. La segunda unidad de adquisición de imágenes 61 se instala en el robot de limpieza 30 y se usa para obtener los segundos datos de imagen de los módulos solares durante la limpieza por el robot de limpieza 30 de los módulos solares, y la segunda unidad de reconocimiento de imágenes 62 puede procesar los segundos datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para identificar áreas que van a lavarse en los módulos solares. Después de que la segunda unidad de reconocimiento de imágenes 62 identifique las áreas que van a lavarse, se controla la pistola de lavado para que pulverice líquido de lavado a las áreas que van a lavarse.
Por ejemplo, cuando hay manchas persistentes sobre los módulos solares, habrá una gran diferencia entre los segundos datos de imagen y los de los módulos solares en un estado limpio. Las áreas con manchas en los módulos solares pueden identificarse basándose en los algoritmos de reconocimiento visual y se marcan como áreas que van a lavarse. A continuación, las áreas que van a lavarse se lavan mediante la pistola de lavado. Detectando previamente las áreas que van a lavarse en los módulos solares, y luego solo lavando las áreas que van a lavarse en los módulos solares, puede ahorrarse el líquido de lavado y puede reducirse el consumo del líquido de lavado.
El sistema de limpieza fotovoltaica incluye además un mecanismo de evaluación 70, y el mecanismo de evaluación 70 incluye un generador de imágenes de infrarrojos térmicas y una cámara de infrarrojos instalada en el robot de limpieza 30, y el generador de imágenes de infrarrojos térmicas se usa para obtener los datos de temperatura de los módulos solares, mientras que la cámara de infrarrojos se usa para obtener datos de imágenes tridimensionales de los módulos solares. El mecanismo de evaluación 70 puede evaluar si los módulos solares son anómalos o no, basándose en los datos de temperatura y los datos de imágenes tridimensionales. En una realización variante, el mecanismo de evaluación 70 también puede estar ubicado en el extremo de transporte del brazo robótico 20, para realizar mejor la captura de imágenes de los módulos solares.
Por ejemplo, cuando el circuito interno de los módulos solares está dañado o los módulos son anómalos, la temperatura local de los módulos solares puede aumentar, y en casos graves, los módulos solares pueden dañarse gravemente. Durante el funcionamiento del robot de limpieza 30, el generador de imágenes de infrarrojos térmicas adquiere los datos de temperatura de los módulos solares, de modo que puede detectarse si el circuito interno de los módulos solares está dañado. La obtención de los datos tridimensionales de los módulos solares a través de la cámara de infrarrojos puede detectar si hay defectos internos tales como grietas, fragmentos, soldadura defectuosa y rejillas rotas dentro del módulo solar.
Además, el sistema de limpieza fotovoltaica incluye un brazo de limpieza. El brazo de limpieza tiene un conjunto de limpieza, y el conjunto de limpieza está instalado en el dispositivo móvil de navegación autónoma 10. Cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma 10 se mueve en un espacio entre dos filas adyacentes de los módulos solares, y cuando el robot de limpieza 30 limpia el lado frontal de los módulos solares en una fila, el brazo de limpieza es adecuado para transportar el conjunto de limpieza para limpiar el lado trasero de los módulos solares en la otra fila.
El conjunto de limpieza es una pistola de aire de alta presión, o una pistola de agua de alta presión, o una combinación de una pistola de aire de alta presión y una pistola de agua de alta presión, y el conjunto de limpieza también puede ser un dispositivo de limpieza tal como un cepillo. Las realizaciones específicas del conjunto de limpieza no deben interpretarse como una limitación en esta solicitud.
En una realización variante, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 en el extremo de transporte del brazo robótico 20 atrae el conjunto de limpieza para constituir el brazo de limpieza, y el conjunto de limpieza tiene una parte de atracción adecuada para conectarse al dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21. Cuando es necesario transportar el robot de limpieza 30, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 libera el conjunto de limpieza y atrae el robot de limpieza 30. Al controlar el suministro de energía del dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 puede conmutarse entre un estado de atracción y un estado desacoplado. En el estado de atracción, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 atrae el robot de limpieza 30 o el conjunto de limpieza; y en el estado desacoplado, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 se separa del robot de limpieza 30 o del conjunto de limpieza. Es decir, el brazo robótico 20 puede atraer el robot de limpieza 30 o el conjunto de limpieza. Cuando no es necesario transportar el robot de limpieza 30, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente 21 en el brazo robótico 20 puede atraer el conjunto de limpieza para limpiar el lado trasero de los módulos solares en una fila adyacente.
Método a modo de ejemplo.
La figura 3 ilustra un diagrama de flujo de un método de limpieza de un sistema de limpieza fotovoltaica según una realización de la presente solicitud.
Como se muestra en la figura 3, el método de limpieza del sistema de limpieza fotovoltaica incluye:
La figura 3 muestra un primer rectángulo que representa la etapa S101, en el proceso de limpieza de los módulos solares por el robot de limpieza, obtener los primeros datos de imagen de los módulos solares a través de una primera unidad de imagen instalada en un extremo de transporte de un brazo robótico, en el que el brazo robótico está instalado en un dispositivo móvil de navegación autónoma;
El primer rectángulo muestra una flecha que lleva a un segundo rectángulo que representa la etapa S102, procesar los primeros datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para determinar si se cumple una condición de transporte preestablecida entre módulos solares adyacentes;
El segundo rectángulo muestra otra flecha que lleva a un tercer rectángulo que representa la etapa S103, en respuesta a la distancia entre los módulos solares adyacentes que cumple la condición de transporte preestablecida, controlar el suministro de energía a un dispositivo de atracción controlado electrónicamente instalado en el extremo de transporte del brazo robótico de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente atrae el robot de limpieza, y el brazo robótico acciona el robot de limpieza para que se mueva, y después de que el robot de limpieza se mueva a los módulos solares adyacentes, se controla el suministro de energía del dispositivo de atracción controlado electrónicamente, de modo que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente y el robot de limpieza estén separados, y el brazo robótico se separa del robot de limpieza.
El método de limpieza del sistema de limpieza fotovoltaica incluye además:
la etapa S104, adquirir segundos datos de imagen de los módulos solares a través de una segunda unidad de adquisición de imágenes instalada en el robot de limpieza;
la etapa S105, procesar los segundos datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para identificar áreas que van a lavarse en los módulos solares, y en respuesta a la identificación de áreas que van a lavarse, controlar una pistola de lavado instalada en el robot de limpieza para que se mueva hacia las áreas que van a lavarse. Las áreas que van a lavarse se pulverizan con líquido de lavado, en donde la pistola de lavado está conectada a un recipiente instalado en el dispositivo móvil de navegación autónoma a través de una manguera de conexión.
El método de limpieza del sistema de limpieza fotovoltaica incluye además:
la etapa S106, adquirir datos de temperatura de los módulos solares a través de un generador de imágenes de infrarrojos térmicas instalado en el robot de limpieza;
la etapa S107, adquirir datos de imágenes tridimensionales de los módulos solares a través de una cámara de infrarrojos instalada en el robot de limpieza;
la etapa S108, basándose en los datos de temperatura y los datos de imágenes tridimensionales, determinar si los módulos solares son anómalos.
Cuando el brazo robótico y el robot de limpieza están en un estado separado, el extremo de transporte del brazo robótico puede atraer el conjunto de limpieza. Y cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma está en el espacio entre dos filas adyacentes de los módulos solares, mientras que el robot de limpieza limpia el lado frontal de los módulos solares en una fila, el dispositivo móvil de navegación autónoma es adecuado para transportar el brazo robótico para atraer el conjunto de limpieza para limpiar el lado trasero de los módulos solares en la otra fila.
En el presente documento, los expertos en la técnica pueden entender que cada etapa en el método de limpieza mencionado anteriormente del sistema de limpieza fotovoltaica se ha introducido en detalle en la descripción del sistema de limpieza fotovoltaica anterior, y, por lo tanto, se omitirán descripciones repetidas de los mismos.
Como se describió anteriormente, el sistema de limpieza fotovoltaica según las realizaciones de la presente solicitud puede implementarse en diversos terminales inalámbricos, tal como un servidor para un sistema de limpieza fotovoltaica, y similares. En un ejemplo, el sistema de limpieza fotovoltaica según las realizaciones de la presente solicitud puede integrarse en un terminal inalámbrico como un módulo de software y/o un módulo de hardware. Por ejemplo, el sistema de limpieza fotovoltaica puede ser un módulo de software en el sistema operativo del terminal inalámbrico, o puede ser un programa de aplicación desarrollado para el terminal inalámbrico. Por supuesto, el sistema de limpieza fotovoltaica también puede ser uno de los diversos módulos de hardware del terminal inalámbrico.
Alternativamente, en otro ejemplo, el sistema de limpieza fotovoltaica y el terminal inalámbrico también pueden ser dispositivos separados, y el sistema de limpieza fotovoltaica puede conectarse al terminal inalámbrico a través de una red cableada y/o inalámbrica, y los datos se transmiten en un formato de datos acordado.
Producto de programa informático a modo de ejemplo y medio de almacenamiento legible por ordenador.
Además de los métodos y aparatos descritos anteriormente, las realizaciones de la presente solicitud también pueden ser productos de programas informáticos que comprenden instrucciones de programas informáticos que, cuando se ejecutan por un procesador, hacen que el procesador realice las etapas en el método de limpieza del sistema de limpieza fotovoltaica según diversas realizaciones de la presente solicitud descritas en la sección "métodos a modo de ejemplo” anterior en esta descripción.
El producto de programa informático puede ser códigos de programa escritos para realizar las operaciones de las realizaciones de la presente solicitud en cualquier combinación de uno o más lenguajes de programación, incluidos lenguajes de programación orientados a objetos, tales como Java, C++, etc., incluidos también lenguajes de programación de procedimientos convencionales, tal como lenguaje "C” o lenguajes de programación similares. Los códigos de programa pueden ejecutarse completamente en el dispositivo informático de usuario, parcialmente en el dispositivo de usuario, como un paquete de software independiente, parcialmente en el dispositivo informático de usuario y parcialmente en un dispositivo informático remoto, o completamente en el servidor o dispositivo informático remoto.
Además, las realizaciones de la presente solicitud también pueden ser medios de almacenamiento legibles por ordenador que tienen instrucciones de programa informático almacenadas en los mismos. Las instrucciones del programa informático, cuando se ejecutan por un procesador, hacen que el procesador realice las etapas en el método de limpieza del sistema de limpieza fotovoltaica según diversas realizaciones de la presente solicitud descritas en la sección "métodos a modo de ejemplo” anterior en esta descripción.
El medio de almacenamiento legible por ordenador puede emplear cualquier combinación de uno o más medios legibles. El medio legible puede ser un medio de señal legible o un medio de almacenamiento legible. El medio de almacenamiento legible puede incluir, por ejemplo, pero sin limitarse a, sistemas, aparatos o dispositivos eléctricos, magnéticos, ópticos, electromagnéticos, infrarrojos o semiconductores, o una combinación de cualquiera de los anteriores. Los ejemplos más específicos (lista no exhaustiva) de medios de almacenamiento legibles incluyen: conexiones eléctricas con uno o más cables, discos portátiles, discos duros, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de solo lectura (ROM), memoria de solo lectura programable borrable (EPROM o memoria flash), fibra óptica, memoria portátil de solo lectura de disco compacto (CD-ROM), dispositivos de almacenamiento óptico, dispositivos de almacenamiento magnético, o cualquier combinación adecuada de lo anterior.
Los principios básicos de la presente solicitud se han descrito anteriormente junto con realizaciones específicas. Sin embargo, debe señalarse que las ventajas, beneficios, efectos, etc. mencionados en la presente solicitud son solo ejemplos en lugar de limitaciones, y estas ventajas, beneficios, efectos, etc., no se consideran necesarios para cada realización de esta solicitud. Además, los detalles específicos divulgados anteriormente son solo para el propósito de ejemplo y fácil comprensión, en lugar de limitar, y los detalles mencionados anteriormente no limitan la aplicación que va a implementarse usando los detalles específicos mencionados anteriormente.
Los diagramas de bloques de los dispositivos, equipos, aparatos y sistemas a los que se hace referencia en esta solicitud son meramente ejemplos ilustrativos y no pretenden requerir o implicar que las conexiones, disposiciones o configuraciones deben ser de la manera mostrada en los diagramas de bloques. Como apreciarán los expertos en la técnica, estos dispositivos, equipos, aparatos, sistemas pueden estar conectados, dispuestos, configurados de cualquier manera. Términos tales como "que incluye”, "que comprende”, "que tiene” y similares son términos abiertos que significan "que incluye pero no se limita a” y se usan indistintamente con la misma. Como se usa en el presente documento, las palabras "o” e "y” se refieren a y se usan indistintamente con la palabra "y/o” a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Como se usa en el presente documento, la palabra "tal como” se refiere a y se usa indistintamente con la frase "tal como, pero sin limitarse a”.
También debe señalarse que, en el aparato, equipo y método de la presente solicitud, cada componente o cada etapa puede descomponerse y/o recombinarse. Tal desagregación y/o recombinación debe considerarse como equivalentes de la presente solicitud.
La descripción anterior de los aspectos divulgados se proporciona para permitir que cualquier experto en la técnica realice o use esta solicitud. Diversas modificaciones de estos aspectos serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica, y los principios generales definidos en el presente documento pueden aplicarse a otros aspectos sin apartarse del alcance de la solicitud. Por lo tanto, esta solicitud no pretende limitarse a los aspectos mostrados en el presente documento, sino que se le ha de conceder el alcance más amplio consecuente con los principios y características novedosas divulgados en el presente documento.
La descripción anterior se ha presentado con fines ilustrativos y descriptivos. Además, esta descripción no pretende limitar las realizaciones de la solicitud a las formas divulgadas en el presente documento. Aunque anteriormente se han discutido varios aspectos y realizaciones de ejemplo, los expertos en la técnica reconocerán ciertas variaciones, modificaciones, cambios, adiciones y combinaciones secundarias de los mismos.
Claims (9)
1. Un sistema de limpieza fotovoltaica, usado para limpiar módulos solares, caracterizado porque comprende:
un dispositivo móvil de navegación autónoma;
un brazo robótico, que tiene un extremo de conexión y un extremo de transporte, con el extremo de conexión conectado al dispositivo móvil de navegación autónoma;
un robot de limpieza, configurado para conectarse al extremo de transporte del brazo robótico;
en el que el sistema de limpieza fotovoltaica tiene un estado de limpieza y un estado de transporte, en el que, en el estado de limpieza, el robot de limpieza es adecuado para limpiar los módulos solares, y el extremo de transporte está separado del robot de limpieza, mientras está en el estado de transporte, el extremo de transporte está configurado para poder conectarse al robot de limpieza y ser capaz de transportar el robot de limpieza a una posición preestablecida de los módulos solares.
2. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 1, que comprende además un mecanismo de reconocimiento visual,
en el que el mecanismo de reconocimiento visual comprende una primera unidad de adquisición de imágenes y una primera unidad de procesamiento de imágenes;
en el que la primera unidad de adquisición de imágenes está instalada en el extremo de transporte para obtener primeros datos de imagen de los módulos solares, y la primera unidad de procesamiento de imágenes está configurada para procesar los primeros datos de imagen basándose en algoritmos de reconocimiento visual para determinar si un módulo solar adyacente satisface una condición de transporte preestablecida;
y cuando se cumple la condición de transporte preestablecida, el extremo de transporte del brazo robótico se conecta al robot de limpieza, para transportar el robot de limpieza al módulo solar adyacente.
3. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 2, que comprende además un dispositivo de atracción controlado electrónicamente instalado en el extremo de transporte, y una parte de atracción que coincide con el dispositivo de atracción controlado electrónicamente y está configurada en una posición preestablecida del robot de limpieza;
en el que controlando el suministro de energía del dispositivo de atracción controlado electrónicamente, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente está configurado para conmutarse entre un estado de atracción y un estado desacoplado;
en el que, en el estado de atracción, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente atrae la parte de atracción, para poder mover el robot de limpieza, mientras está en el estado desacoplado, el dispositivo de atracción controlado electrónicamente está separado de la parte de atracción, de modo que el brazo robótico se separa del robot de limpieza.
4. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 3, que comprende además un mecanismo de identificación,
en el que el mecanismo de identificación comprende un primer identificador y una pluralidad de primeras marcas de identificación, en el que las primeras marcas de identificación están ubicadas en posiciones preestablecidas de los módulos solares;
en el que el primer identificador está instalado en el extremo de transporte del brazo robótico, y el primer identificador está configurado para identificar las primeras marcas de identificación, para determinar la posición relativa del extremo de transporte en el plano donde se ubica un módulo solar.
5. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 1, que comprende además un mecanismo de lavado,
en el que el mecanismo de lavado comprende un recipiente, una pistola de lavado y una manguera de conexión, en el que el recipiente está montado en el dispositivo móvil de navegación autónoma, y la pistola de lavado está instalada en el robot de limpieza, y un extremo de la manguera de conexión está conectado al recipiente, mientras que el otro extremo está conectado a la pistola de lavado, en el que la pistola de lavado está configurada para extraer líquido de lavado del recipiente para lavar los módulos solares.
6. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 5, en el que el mecanismo de lavado comprende además una segunda unidad de adquisición de imágenes y una segunda unidad de reconocimiento de imágenes,
en el que la segunda unidad de adquisición de imágenes está instalada en el robot de limpieza, y se usa para obtener segundos datos de imagen de los módulos solares durante una operación de limpieza de los módulos solares por el robot de limpieza, y la segunda unidad de reconocimiento de imágenes está configurada para procesar los segundos datos de imagen basándose en algoritmos de identificación visual para identificar áreas que deben lavarse en los módulos solares, en el que después de que la segunda unidad de reconocimiento de imágenes identifique las áreas que deben lavarse, la pistola de lavado automática se controla para pulverizar líquido de lavado sobre las áreas a lavar.
7. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 6, que comprende además un mecanismo de evaluación,
en el que el mecanismo de evaluación comprende un generador de imágenes de infrarrojos térmicas y una cámara de infrarrojos instalada en el robot de limpieza, en el que el generador de imágenes de infrarrojos térmicas se usa para obtener datos de temperatura de los módulos solares, y la cámara de infrarrojos se usa para obtener datos de imágenes tridimensionales de los módulos solares;
en el que el mecanismo de evaluación está configurado para evaluar si los módulos solares son anómalos basándose en los datos de temperatura y los datos de imágenes tridimensionales.
8. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 1, que comprende además un brazo de limpieza,
en el que el brazo de limpieza tiene un conjunto de limpieza instalado en el dispositivo móvil de navegación autónoma, y cuando el dispositivo móvil de navegación autónoma se mueve en un espacio entre dos filas adyacentes de los módulos solares, y cuando el robot de limpieza limpia un lado frontal de los módulos solares en una fila, el brazo de limpieza está configurado para transportar el conjunto de limpieza para limpiar un lado trasero de los módulos solares en la otra fila.
9. El sistema de limpieza fotovoltaica según la reivindicación 8, que comprende además un dispositivo de atracción controlado electrónicamente montado en el extremo de transporte del brazo robótico,
en el que el dispositivo de atracción controlado electrónicamente atrae el conjunto de limpieza para constituir el brazo de limpieza.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CA1K | Utility model application published |
Ref document number: 1311593 Country of ref document: ES Kind code of ref document: U Effective date: 20241113 |
|
| FG1K | Utility model granted |
Ref document number: 1311593 Country of ref document: ES Kind code of ref document: Y Effective date: 20250131 |