《履帶型光伏組件清潔機器人》

ICS

CCS

T/ZJREA

浙江省可再生能源協(xié)會團體標準

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履帶型光伏組件清潔機器人

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征求意見稿

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

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履帶型光伏組件清潔機器人

1范圍

本文件規(guī)定了履帶型光伏組件清潔機器人的術(shù)語和定義、基本要求、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)

則、標志、包裝、運輸與貯存。

本文件適用于履帶型光伏組件清潔機器人制造、檢測、使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2297-1989太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語

GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件

GB/T4208外殼防護等級

GB/T17248.3聲學機器和設(shè)備發(fā)射的噪聲采用近似環(huán)境修正測定工作位置和其他指定位置的發(fā)

射聲壓級

GB/T26849—2011太陽能光伏照明用電子控制裝置性能

GB/T15342滑石粉

GB50794光伏發(fā)電站施工規(guī)范

GB50797光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范

GB/T13306標牌

GJB4477鋰離子蓄電池組通用規(guī)范

ISO12944-5色漆和清漆鋼結(jié)構(gòu)涂層保護體系防護涂料體系

ISO12944-6色漆和清漆鋼結(jié)構(gòu)涂層保護體系實驗室性能測試方法

3術(shù)語和定義

GB/T2297界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

光伏組件清潔機器人

在無人干預的情況下，對光伏組件表面的灰塵、污垢、鳥糞等自主進行清潔的機器人。

3.2

限位裝置

通過停止來限制清潔機器人最大工作距離的裝置,并且該裝置與控制程序及任務程序無關(guān)

3.3

保護性停止

允許運動有序終止并保持程序邏輯以便重新啟動的一種操作中斷形式

1

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4產(chǎn)品分類與結(jié)構(gòu)

機器人按清潔組件分類可分為：滾刷式、刮刷式。

圖1履帶型光伏清潔機器人結(jié)構(gòu)示意圖

5基本要求

5.1研發(fā)設(shè)計

5.1.1履帶型光伏組件清潔機器人（以下簡稱機器人）應采用數(shù)據(jù)建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動仿真等手段

進行產(chǎn)品設(shè)計。

5.1.2復雜零部件應采用3D打印仿真進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)驗證。

5.1.3應通過臺架試驗、現(xiàn)場驗證對產(chǎn)品可靠性及運行效果進行驗證。

5.2原材料及零部件

5.2.1充放電控制器對蓄電池的控制要求、保護功能應滿足GB/T26849—2011太陽能光伏照明用電

子控制裝置性能要求的規(guī)定。

5.2.2鋰電池應符合GJB4477鋰離子蓄電池組通用規(guī)范的要求。

5.2.3電機繞組對機殼及繞組相互間絕緣電阻不得小于0.5MΩ。

5.3工藝裝備

5.3.1應配備多軸自動鉆孔機、鉆攻一體機,重復定位精度≤0.05mm。

5.3.2過橋、刮桿等型材應采用自動切割下料。

5.3.3生產(chǎn)過程中對傳感器組裝、控制系統(tǒng)組裝環(huán)節(jié)進行過程檢驗。

5.4檢驗檢測

5.4.1通過臺架試驗檢測設(shè)備控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)的功能與可靠性。

5.4.2通過現(xiàn)場驗證（負載試驗）檢測設(shè)備動力系統(tǒng)、運行狀態(tài)的穩(wěn)定性與可靠性。

6技術(shù)要求

6.1環(huán)境條件

6.1.1機器人應能在符合GB50794的光伏陣列上保持正常運行。

6.1.2機器人在以下環(huán)境條件下應能正常工作：

a)溫度0℃～35℃；

2

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b)風力≤12m/s。

注：嚴于正常環(huán)境要求的，由用戶根據(jù)實際情況另行提出。

6.1.3光伏陣列組件安裝傾角≧10?。

6.2外觀質(zhì)量要求

機器人整機應外觀美觀整潔，不應有傷痕、毛刺等其他缺陷。

6.3結(jié)構(gòu)要求

6.3.1機器人外露轉(zhuǎn)動部件宜有防護罩。

6.3.2機器人行走滾輪、履帶等轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動靈活，無卡塞現(xiàn)象，固定螺栓應設(shè)有防松裝置。

6.3.3機器人應有保護涂層或防腐設(shè)計，本體、罩殼、驅(qū)動零部件防腐能力宜符合ISO12944-5涂層

防腐體系的C3要求。

6.3.4機器人清潔件布置應覆蓋光伏組件發(fā)電區(qū)域。

6.4性能指標

6.4.1運行速度

清潔運行速度≥6m/min可調(diào)。

6.4.2續(xù)航能力

蓄電池供電情況下，在電池容量滿電時，具備不低于技術(shù)規(guī)格書規(guī)定的4倍陣列長度的連續(xù)續(xù)航

能力。

6.4.3除塵率

機器人清潔后，組件上積塵去除率達到95%以上。

6.4.4故障率

機器人故障率小于0.3%

6.4.5越障能力

6.4.5.1清潔機器人能跨越相鄰光伏組件間邊緣高差10mm。

6.4.5.2側(cè)向位移（轉(zhuǎn)彎）角:6°。

6.4.5.3高差（爬坡）角:12°。

6.5控制系統(tǒng)功能要求

6.5.1人機界面應操作便捷、反應及時、顯示正確。

6.5.2可在現(xiàn)場或遠程啟動和停止機器人，設(shè)定啟用時間、清潔次數(shù)、運行速度等運行參數(shù)。

6.5.3應實時采集機器人運行過程中運行電流、保護性停止或運行完成等狀態(tài)數(shù)據(jù)并存儲。

6.5.4機器人運行時各驅(qū)動單元應有自適應功能。

6.5.5機器人應具備低電量提示功能，宜實現(xiàn)低電量時的自動返航。

6.6安全要求

6.6.1蓄電池短路安全

蓄電池在出現(xiàn)短路情況下不應出現(xiàn)起火、爆炸傷害。

6.6.2電控箱防護安全

機器人電控箱的外殼防護等級應符合GB/T4208的要求，防護等級應不低于IP55。

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6.6.3驅(qū)動單元保護

機器人的驅(qū)動單元應具有防止機械傷害的裝置。

6.6.4意外情況保護

外部障礙物阻礙機器人導致無法運行時，機器人應立即啟動保護性停止。

6.6.5限位保護

機器人運行到最大工作距離未停止時，能通過限位裝置實現(xiàn)保護性停止。

7試驗方法

7.1試驗條件

7.1.1試驗光伏方陣

除非另有商定，一般按表1規(guī)定的光伏組件陣列進行試驗。

表1試驗光伏陣列的要求

項目要求

長度/m≧10

寬度/m≧3.28

相鄰光伏組件間邊緣高差/mm10

側(cè)向位移（轉(zhuǎn)彎）角6°

高差（爬坡）角12°

組件傾角30°±2°

7.1.2試驗環(huán)境

機器人試驗環(huán)境溫度：5℃～35℃。

7.2外觀質(zhì)量檢驗

7.2.1采用目測、手感等方式檢查機器人外觀，檢查結(jié)果應符合6.2要求。

7.3結(jié)構(gòu)要求檢驗

7.3.1采用目測、手感等方式驗證機器人結(jié)構(gòu)，檢查結(jié)果應符合本文件6.3.1、6.3.2、6.3.4的要

求。

7.3.2機器人零部件防腐能力按ISO12944-6要求檢測，檢查結(jié)果應符合本文件6.3.3的要求。

7.4性能指標檢驗

7.4.1運行速度

記錄機器人在同一距離的運行時間，計算運行速度，運行速度檢測結(jié)果應符合6.4.1要求。

7.4.2續(xù)航能力

在蓄電池滿電量的條件下，啟動機器人運行至低電量保護，續(xù)航能力應符合6.4.2要求。

7.4.3除塵率檢測

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7.4.3.1安裝光伏組件陣列

應選擇與試驗用機器人相匹配的組件、支架，陣列的安裝應滿足GB50797的要求。陣列安裝符合按

表1要求。

7.4.3.2篩選滑石粉

試驗用滑石粉應滿足GB/T15342的要求，每次試驗使用滑石粉應用200目的金屬方孔篩濾過，滑石

粉不得重復使用。

7.4.3.3滑石粉的收集與稱量

試驗過程中應使用毛刷和器皿對滑石粉進行收集，試驗人員應佩戴專用手套，應使用測量誤差±0.1%

以內(nèi)的電子天平對滑石粉進行稱量。

7.4.3.4試驗步驟：

機器人除塵率應滿足6.4.3的要求，試驗步驟如下：

a)試驗前機器人應?？吭谠囼炑b置的停機位上；

2

b)將滑石粉以50g/m的密度均勻分布在一塊光伏組件表面，分布的滑石粉質(zhì)量為m0，按制造商

使用說明啟動機器人，機器人自主完成4次清掃工作后，收集組件表面殘余滑石粉的質(zhì)量為m1，

按公式（1）計算第1次清潔后的除塵率：

?0??1

K1=x100%………………（1）

?0

c)再重復進行上述N次試驗，則累計進行N次試驗后收集的殘余灰塵質(zhì)量分別m1、m2、……、mN，

計算每次除塵率，分別為K1、K2、……、KN；

?+?+?+?

?=12?…………（2）

?

式中：

K——除塵率；

KN——第N次試驗的除塵率；

m0——每次試驗放置的灰塵質(zhì)量；

mn——第N（n=1,2…N）次試驗收集的殘余灰塵質(zhì)量

N＝3——當(Kmax-Kmin)/Kmin×100%＞10%時，N=5。

7.4.4故障率檢測

在7.1的試驗條件下，機器人連續(xù)運行1000個來回，記錄故障次數(shù)。故障率計算見公式（3）。

?

F=×100%………………(3)

?

式中：

F——故障率；

N——實際發(fā)生故障次數(shù)的累計；

M——設(shè)備正常運行的累計次數(shù)。

注：單臺設(shè)備在運行過程中因機器人自身的機械、電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生硬件破損失效或系統(tǒng)無法控制，導致無法運行

的這類狀態(tài)稱為機器人故障。

7.4.5越障能力測試

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機器人在符合本文件6.4.5要求的陣列上運行，能順暢通過。

7.5控制系統(tǒng)檢驗

7.5.1通過操作面板、手機軟件或計算機，檢查輸出是否有相應的變化，檢測結(jié)果應符合本文件6.5.1

的要求。

7.5.2設(shè)定和操控系統(tǒng)，檢測結(jié)果應符合本文件6.5.2的要求。

7.5.3檢查后臺運行數(shù)據(jù)記錄，檢測結(jié)果應符合本文件6.5.3的要求。

7.5.4對機器人其中一側(cè)驅(qū)動單元增加阻力至停止，觀察兩個驅(qū)動單元偏轉(zhuǎn)角的變化，機器人應能進行保

護性停止；如在保護性停止前該阻力消失，觀察其自適應性。檢測結(jié)果應符合本文件6.5.4的要求。

7.5.5對使用蓄電池的機器人按說明書設(shè)定的低電量保護值，啟動機器人，在電量低至保護值時，觀察機

器人是否返航至停機位。

7.6電氣安全檢驗

7.6.1蓄電池短路安全檢測

外部短路試驗的主要試驗步驟如下：應隨機抽取機器人蓄電池作為外部短路安全試驗樣品，將樣品

分別用導線進行正負極短接，直至殼體溫度恢復到與環(huán)境溫度相差10℃以內(nèi)，然后至少再繼續(xù)短接lh，

記錄上述過程中的溫度變化，6h之后再進行觀察。試驗結(jié)果應滿足本文件5.6.1的要求。

注：若有保護裝置的試樣，應先檢驗保護裝置是否動作，然后在回路中串聯(lián)一個可變電阻，并不斷增大阻值，直至

保護裝置不再動作，再進行外部短路試驗。

7.6.2電控箱防護安全檢測

電控箱的外殼防護等級按GB/T4208-2017中13.4、14.2.5的要求測試，檢測結(jié)果應符合本文件6.6.2

的要求。

7.6.3驅(qū)動單元保護檢測

采用觀察方式評定轉(zhuǎn)動件外圍是否安裝有安全裝置，檢測結(jié)果應符合本文件6.6.3的要求。

7.6.4意外情況保護檢測

機器人在運行過程中，阻擋其前行，觀察機器人運行狀態(tài)，包括過電流保護在內(nèi)的意外情況檢測結(jié)

果應符合本文件6.6.4的要求。

7.6.5限位保護檢測

拆除位置傳感器，觀察機器人在運行過程中，越過安全位后是否保護性停止，檢測結(jié)果應符合本文

件6.6.5的要求。

8檢驗規(guī)則

8.1檢驗分類

檢驗分出廠檢驗和型式檢驗。

8.2出廠檢驗

8.2.1出廠檢驗項目的要求及試驗方法按表2要求。

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8.2.2出廠檢驗為全檢,出廠檢驗項目全部合格，則判定出廠檢驗合格。

表2檢驗項目

檢驗項目出廠檢驗型式檢驗技術(shù)要求試驗方法

外觀質(zhì)量要求√6.27.2

√6.3.17.3.1

結(jié)構(gòu)要求檢驗

√6.3.27.3.2

-6.3.37.3.3

-6.4.17.4.1

-6.4.27.4.2

-6.4.37.4.3

性能指標檢驗

-6.4.47.4.4

-√6.4.57.4.5

-6.4.67.4.6

√6.5.17.5.1

√6.5.27.5.2

控制系統(tǒng)檢驗√6.5.37.5.3

-6.5.47.5.4

-6.5.57.5.5

-6.6.17.6.1

-6.6.17.6.1

安全檢驗-6.6.17.6.1

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