CN102317880A - 用于监控光伏设备的方法和装置 - Google Patents
用于监控光伏设备的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102317880A CN102317880A CN201080008010XA CN201080008010A CN102317880A CN 102317880 A CN102317880 A CN 102317880A CN 201080008010X A CN201080008010X A CN 201080008010XA CN 201080008010 A CN201080008010 A CN 201080008010A CN 102317880 A CN102317880 A CN 102317880A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equipment
- environment division
- power ratio
- unit
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 34
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 3
- 241000294743 Gamochaeta Species 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 240000002967 Sium sisarum Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及用于监控光伏设备（20）的至少一个设备部分的一种方法和一种装置（10）。在此，根据方法确定温度补偿的日间太阳辐射能量、确定温度补偿的功率比并且将所确定的温度补偿的功率比与所述至少一个设备部分的功率比额定值相比较。本发明实现了光伏设备（20）在不同日子或在不同季节所确定的功率比的可比较性。
Description
技术领域
本发明涉及用于监控光伏设备的至少一个设备部分或整个光伏设备的一种方法和一种装置。
背景技术
具有处于几百万瓦特范围中的功率的光伏设备是发电站，其中借助于光伏单元将太阳的辐射能量转换成直流电流形式的电能。光伏单元通过充分利用光伏效应而用作辐射能量的转换器。由于单个光伏单元的小电压（大约0.5伏特），多个单元可被联合成光伏模块。多个光伏模块被互连成串联串。
光伏设备因此通常包括多个光伏模块，这些光伏模块分别包括大量彼此电互连的光伏单元。为了将由光伏设备产生的直流电流馈送到公共电网中，直流电流必要时必须借助于逆变器被转换成交流电流。为了将各个光电模块相互连接和/或与公共电网和/或负载连接，设置至少一个电线路系统，必要时还设置耦合箱和/或发电机箱，其中以电的方式进行光伏模块的联接。
在此，具有处于几百万瓦特范围中的功率的光伏设备占用大的设备面，该设备面大多数大于一平方千米。光伏设备也经常被高度分支，其中必要时使用相互间隔的露天的和经历高太阳照射的场地来安装包括大量光伏单元的光伏模块。在光伏设备的各个光伏模块之间的间隔在此可以为多于一千米。光伏设备的几何形状和各个光伏模块之间的间隔取决于可供使用的一个或多个地块面积（Grundstücksfläche）。在此，运行建筑（Betriebsgebäude）的布置和数量优选地如此来选择，即使得各个光伏模块至运行建筑的间隔尽可能均匀地来实施并且在光伏模块和运行建筑之间的导电线路尽可能相同或相似长地被构造。导电线路被实施为直至最大约1200m、优选地不长于大约500m的长度。
这样的光伏设备大多不被个人拥有，使得无论是由于多个有缺陷的光伏单元和/或由于一个或多个有缺陷的光伏模块和/或由于设备的线路系统中的电线路的一个或多个断裂和/或由于一个或多个逆变器处的缺陷而使广阔的光伏设备的一部分中的缺陷经常在较长的时间段上保持未被识别并且导致设备收益减少。尤其是借助于操作人员监控广阔的光伏设备的所有区域需要高的经济和/或技术耗费并且因此是不能获利的。
但是为了能够实现对光伏设备的监控，不同的自诊断系统已经被使用，这在下面予以详述。
已知的第一自诊断系统基于，将各个光伏模块的在逆变器处聚集的和电流相互比较。一旦一个和电流在与其他和电流的比较中被识别为太低，则输出故障消息。在此，在日间进程中经常出现故障消息，因为由于因变换的云使光伏设备部分遮蔽而总是导致一个或多个和电流与在设备的由太阳更强烈照耀的另一部分中产生的和电流的偏差。
已知的第二自诊断系统基于，将不同逆变器的当前功率相互比较。一旦当前功率在与其他功率的比较中被识别为太低，则输出故障消息。不过在此情况下出现与在第一自诊断系统时相同的问题。
已知的第三自诊断系统基于形成当前所获得功率与光伏设备基于所测量的太阳辐射功率的理论上可获得的功率之比。在此有问题的是，由于变换的环境条件、尤其是变换的风速和/或天气决定的和/或季节决定的太阳照射，在一年的不同日子所确定的功率比的可比较性是不可能的。
已知第四自诊断系统基于，将不同逆变器的标准化能量相互比较。不过在此情况下出现与在第三自诊断系统时相同的问题。
出版物 “Überwachung/Monitoring von
Photovoltaikanlagen”(M. D’Souza, L. Herzog，Bulletin
SEV/VSE 10/94, 第27-28页)描述了用于保证光伏设备收益的监控装置的方案。
出版物“Analyse des Betriebsverhaltens von Photovoltaikanlagen
durch normierte Darstellung von Energieeintrag und Leistung”(H. Häberlein, C. Beutler，
Bulletin SEV/VSE 4/95, 第25-33页)描述了将不同大小和局部安置的光伏设备相互比较的可能性。不过，来自处于几百万瓦特的数量级中的光伏设备的经验已经表明，如果在功率层面或在具有短时间间隔的功率平均值上将实际值与额定值的商与设备特定的参考值相比较，则由云对光伏设备的部分遮蔽在自动化监控系统中产生许多错误故障消息。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于监控光伏设备的至少一个设备部分的相对于此改善的方法和改善的装置。
该任务针对用于监控光伏设备的至少一个设备部分的方法被解决，所述方法具有以下步骤：
— 确定至少一个设备部分的以
为单元的温度补偿的日间太阳辐射能量
，其中
其中
G=以
为单位的太阳辐射功率，
T=至少一个设备部分的以K为单位的温度，
— 确定以%为单位的温度补偿的功率比
，其中
Ptheo=在标准测试条件时光伏设备的以kW为单位的最大可能功率；和
— 将所确定的温度补偿的功率比
与至少一个设备部分的功率比额定值相比较。
在最大功率的情况下光伏模块的以1/K为单位的温度系数经常在对于光伏模块的制造商数据页中在确定的温度范围上被说明为常数。该温度范围经常包括光伏模块通常所经受的所有温度。鉴于在确定的温度范围中可能具有不同温度系数
的高效光伏模块，在该公式中考虑至少一个设备部分的温度系数
与温度T的温度相关性。
与现有技术不同，根据本发明，辐射功率基于所使用的光伏模块的温度特性被温度修正，而太阳发电机功率不被温度修正。温度修正的辐射功率被合计成温度修正的日间辐射能量。日间基础是经验值，该经验值表明，由于对光伏设备的由云引起的部分遮蔽所造成的差别通常得到充分地弥补。
由针对在光伏设备中所使用的在标准测试条件下有效的光伏模块的功率说明合计成值Ptheo。在此，1000 W/m2的太阳辐射功率、25oC的光伏模块温度和此外相对空气质量数AM=1.5可被看作标准测试条件，其中AM代表由太阳光透过的大气的厚度。
该任务针对用于执行根据本发明方法的装置被解决，其方式是，该装置包括如下：
— 至少一个第一设备，用于确定至少一个设备部分的温度T；
— 至少一个第二设备，用于确定在至少一个设备部分中的太阳辐射功率G；
— 至少一个第三设备，用于确定用来计算至少一个设备部分的日间能量
的值；和
— 至少一个第四设备，用于计算至少一个设备部分的日间能量和/或用于计算至少一个设备部分的温度补偿的日间太阳辐射能量
和/或用于计算至少一个设备部分的温度补偿的功率比
和/或此外用于将温度补偿的功率比
与至少一个设备部分的功率比额定值相比较。
在实施根据本发明方法的情况下将根据本发明的装置用作用于识别光伏设备的至少一个设备部分或整个光伏设备中的至少一个缺陷的自诊断设备是理想的。
根据本发明的方法和根据本发明的装置能够实现对变化的环境影响在很大程度上的补偿，使得在不同的日子或在不同的季节确定的功率比的可比较性是可能的，其中光伏设备或光伏设备的设备部分的收益在长的时间段上可以连续地被跟踪。不仅仅可相互比较如迄今为止的设备部分，而且可将设备部分的值与对相应设备部分典型的额定值相比较。
对设备部分或整个光伏设备典型的额定值在此与100%偏差线路或设备的其他部件中的大致可被看作恒定的损耗。因为不根据所产生的电流和功率的当前值进行比较，而是基于日间值，所以超过日间出现的环境影响（例如变换的云）消除并且产生较少的故障消息。
已经看出，变换的环境影响尤其在光伏设备的环境温度的明显变化方面可被觉察。在此，设备部分的光伏模块的温度T基本上取决于太阳辐射、环境温度和风状况。太阳辐射对光伏模块的温度T的影响此外可以被划分成由于通过吸收太阳辐射而变热的直接影响和由于因在半导体材料中对应于太阳辐射的电流流动而引起的半导体材料变热的间接影响。光伏单元的效率在温度变换时与温度系数有关地变化。在温度系数
中，反应两个互相相反的效应。在温度T升高时，一方面出现光伏单元的半导体材料的内电阻升高并且另一方面出现光伏单元的半导体材料的本征电导率升高。在最大功率时，通常光伏单元的温度系数
处于大约-0.43%/K至-0.5%/K的范围中。因此，光伏单元的功率例如在光伏模块的温度升高30K时减少大约12.9至15%。
借助于根据本发明方法和根据本发明装置可实现的环境、尤其是环境温度、风力和太阳辐射对由光伏单元所产生的功率的影响的补偿能够直接探测光伏设备的包括至少一个光伏模块的设备部分的生产率的变化。仅仅实际上基于光伏设备中的缺陷的变化被检测，并且基于环境影响的变化的故障消息被避免。
设备部分在此优选地包括至少一个光伏模块和至少一个逆变器。
在光伏设备的一个或分别多个设备部分中使用根据本发明的设备或根据本发明的方法能够实现设备的自诊断，其中缺陷可以被识别并且必要时被局部定位，并且可以被直接分配给设备部分。由此，检查和必要时修理有关的设备部分的必要性可以快速地被识别和连续地快速和不复杂地在现场被执行。由于对光伏设备中的实际上存在的缺陷的实时识别和在设备状态方面的故障消息几乎不再出现的事实，得出针对光伏设备的提高的收益和明显减少的维护成本。
在具有处于几百万瓦特范围中的功率的光伏设备中，优选地在多于一个、尤其在多于两个的位置处安装所述装置的第一和/或第二设备。
原则上，只要相应的设备部分在其温度和太阳辐射功率G方面也代表光伏设备的所有其他设备部分、尤其是光伏模块，则借助于在设备部分中的光伏模块处的唯一第一设备检测温度T和借助于在尤其是针对光伏模块的设备部分中的第二设备检测太阳辐射功率G就足够了。但是，经常是以下情况，即由于局部情况温度T的唯一测量和太阳辐射功率G的一次性检测不能被转用到所有其他设备部分、尤其是光伏模块。在该情况下有利的是，对所有设备部分、尤其是光伏模块（其温度T可能显著彼此不同）单独地分别装备第一设备以用于测量温度Ｔ。此外有利的是，对所有设备部分、尤其是光伏模块（对其而言，太阳辐射可能显著不同）分别装备第二设备以用于确定太阳辐射功率Ｇ。在此，尤其在针对
的结果多于大约1.5％失真时，存在在温度Ｔ和太阳照射方面的显著区别。
装置的用于确定至少一个设备部分的光伏模块的温度Ｔ的至少一个第一设备优选地直接局部地分配给光伏设备。作为第一设备尤其是使用数字温度计或具有标准化模拟信号的温度传感器，以便确定在光伏设备或其设备部分的范围中的温度Ｔ。优选地，第一设备位于光伏模块处、尤其以PT
100温度传感器的形式位于光伏模块的背侧，也即背离太阳照射的那侧。必要时每测量点所测量的温度T被传送给装置的至少一个第四设备。
已证明的是，存在对于包括光伏设备的大量光伏单元的每一个光伏模块各一个第一设备或每串光伏设备各一个第一设备。由此可以充分地考虑光伏模块在山腰处的确定位置，例如在向东或西取向的山腰处的模块相对于在向南取向的山腰处的模块温度不同等。
对于该方法已经证明的是，选择包括具有大量光伏单元的至少一个光伏模块和/或包括至少一个逆变器的至少一个设备部分。但是尤其是当涉及具有直至0.5km2的小表面延伸的设备时，也可以借助于该方法监控整个光伏设备。
用于确定至少一个设备部分的太阳辐射功率G的至少一个第二设备优选局部直接地被分配给光伏设备，尤其是光伏模块。为了确定太阳辐射功率G，第二设备优选地包括尤其是具有标准化模拟信号的至少一个太阳辐射传感器。借助于太阳辐射传感器，检测超过确定时间段的太阳辐射功率G的单个值并且传送给装置的至少一个第四设备。
用于确定用来计算日间能量
的值的至少一个第三设备优选地包括至少一个、尤其是无接触地工作的直流电流设备和至少一个直流电压测量设备。在此分别至少一个第三设备优选地被分配给光伏设备的各一个逆变器。
优选地使用具有一个或多个DC输入端、尤其是四个DC输入端的逆变器。在具有仅一个DC输入端的逆变器的情况下尤其是执行一次直流电流测量和一次直流电压测量。在特别优选的具有四个DC输入端的逆变器的情况下，尤其是执行四次直流电流测量和一次直流电压测量。所检测的电流和电压信号被传输给装置的至少一个第四设备。在那里，在日间所确定的电流和电压的乘积被合计成日间能量。
装置的至少一个第四设备、例如计算单元（如PC）尤其装备有软件，所述软件能够计算针对
和/或
和/或
的值，以及必要时用于将针对
的当前值与针对
的以前所测量的值相比较。针对功率比额定值以及Ptheo和
的值此外被存放在至少一个第四设备中。
优选地自动借助于至少一个第四设备来确定
、此外确定温度补偿的功率比
并且在所确定的温度补偿的功率比
和在针对包括至少一个光伏模块的至少一个设备部分的功率比额定值之间进行比较。可替代地，当然也可以由光伏设备的操作人员手动地或半自动化地借助于至少一个第四设备进行计算。在此，为了检测由一个或多个第一、第二和第三设备所传送的测量值可以使用唯一的或多个第四设备、尤其是计算单元。可以借助于唯一的第四设备尤其是在相同的计算单元上执行计算。
尤其只有当达到或超过为
所确定的最小值时，才执行在所确定的温度补偿的功率比
和针对至少一个设备部分的功率比额定值之间的比较。因此实现了，在光伏设备中出现的上述损耗（例如线路损耗）、变压器处的损耗或逆变器处的损耗可以被看做大致恒定的。
在光伏设备的投入使用的范围中，关于无缺陷的起作用的设备或至少一个设备部分的功率比额定值被确定。在此，从基于现有光伏模块的功率说明可计算的、理论上可能的功率比值中减去出现的损耗，所述损耗例如基于设备的几何形状和特别是以线路损耗的形式表现出来。损耗实际上可以为直至3%。但是除了线路损耗之外，测量值测量中的容差、光伏模块的实际功率中的容差、逆变器范围中的损耗、匹配损耗等也有助于此。从由此所计算的利用设备或设备部分实际可达到的功率比值中作为安全性通常再次减去1%至2%，以便补偿由于不同的气候条件所得出的动态性。结果形成功率比额定值。
如果在日间也应该以特别少的太阳辐射来测量，则针对线路比额定值的值必须被修正，因为出现的损耗在这里不能再被看做是恒定的。
优选地，在所确定的温度补偿的功率比
与针对至少一个设备部分的功率比额定值的偏差为负时输出至少一个警报信号。这可以通过光学和/或声学的警报信号实现。
优选地也显示和/或命名表示警报信号的原因的设备部分。
优选地，根据本发明的装置为了在出现所确定的温度补偿的功率比
与功率比额定值的负偏差的情况下输出至少一个警报信号此外具有至少一个第五设备。该第五设备尤其是用于光学输出的显示屏等和/或用于声学输出警报信号的喇叭等。
但是可替代地或附加地，警报信号也可以借助于至少一个第四设备来生成。
特别优选的是，可以借助于至少一个第四设备和/或至少一个第五设备来执行光伏设备的远程监控。为此，在空间上与光伏设备分开地安置至少一个第四设备和/或至少一个第五设备，使得在光伏设备的范围中现场存在操作人员是多余的。这节省了用于操作人员的成本，但是在设备中有缺陷的情况下能够实现快速干预。
下面的例子将更进一步阐述用于具有15 MW的最大功率Ptheo的光伏设备的本发明。设备在此跨越大约1 km2的面积。存在69340个光伏模块，每模块具有大约216.5 W的平均功率。此外，存在具有400 kVA功率和4个DC输入端的36个逆变器以及具有100 kVA功率和一个DC输入端的6个逆变器，给这些输入端分配模块。以并联电路的方式给150个存在的DC输入端中的每一个分配平均23个所谓的串，其中每个串由20个串联的光伏模块组成。光伏设备位于具有1.2
km x0.8 km面积的平坦的矩形地块上。存在两个运行建筑，其中存在的逆变器的一半分别位于所述运行建筑中。
此外，以数字温度探头的形式在光伏设备的范围中安装两个用于测量温度T的第一设备。此外，在设备的范围中存在两个用于检测太阳辐射功率G的第二设备。为每个逆变器分别安装第三设备。每个第三设备在此分别包括一个直流电压测量设备并且逆变器的每个DC输入端包括各一个用于对由光伏模块所产生的和电流进行无接触直流电流测量的测量设备。
例子：
进行对设备部分的温度补偿的日间太阳辐射能量
的计算，所述设备部分被分配给两个运行建筑之一：
其中在出现的温度范围中
；
和根据图1针对G、
和T的测量值。
现在对温度补偿的功率比
进行确定：
其中
下面进行所确定的温度补偿的功率比
与针对所选的设备部分的功率比额定值的比较：
功率比额定值=92%。
情况1：
功率比额定值
只要确定存在情况1，则这被评价为所选的设备部分的全功能性。
情况2：<功率比额定值
只要确定存在情况2，则假定所选的设备部分存在缺陷并且输出警报消息，所述警报消息标识出设备部分并且触发由操作人员对设备部分的检查和必要时维护或修理。
这里，对于所选的设备部分存在情况1，使得在所监控的设备部分中不对光伏设备进行检查。
附图说明
图1和图2将示例性地阐述测量值检测以及装置的结构。因此：
图1示出表明在光伏设备处在日间所检测的测量值的图表，和
图2示出用于监控光伏设备的至少一个设备部分的装置的示意图。
具体实施方式
图1示出表明在光伏设备处在日间在8:00点和18:00点之间所检测的测量值的图表。在此，光伏模块的以oC为单位（也可换算成以开尔文为单位）的温度、光伏模块的以kWh为单位的能量值E之和（其在18:00点给出以kWh为单位的日间能量
）、和设备部分的以W/m2为单位的太阳辐射功率G。
图2示出用于监控光伏设备20的至少一个设备部分的装置10的示意图。光伏设备20的设备部分包括与逆变器25相连接的光伏模块21、22、23、24。在逆变器25中，在光伏模块21、22、23、24中所产生的直流电流被转换成交流电流并且被馈送到电网50中。装置10包括温度传感器形式的用于检测光伏模块21、22、23、24的温度T的第一设备1。此外，装置10包括用于在光伏模块21、22、23、24的范围中测量太阳辐射功率G的第二设备2。第一设备1和第二设备2在空间上紧靠地被分配给光伏设备20或被放置在光伏模块21、22、23、24的临近的附近处或临近的附近中。
装置10此外包括用于检测用来计算日间能量的电流和电压值的第三设备3。该值
这里对应于在18:00点根据图1的和值E。第三设备3为此具有直流电压测量设备3b，其检测在逆变器25处的直流电压。此外，第三设备具有四个无接触工作的直流电流测量设备3a，这些直流电流测量设备3a分别被分配给逆变器25的DC输入端并且检测由光伏模块21、22、23、24所产生的直流电流。由第一设备1、第二设备2和第三设备3所检测的值被传送给装置10的第四设备4。该第四设备4在这里是计算单元，在该计算单元中，用于计算温度补偿的功率比
所需的数据被存放并且借助于第一设备1、第二设备2和第三设备3所检测的测量值被检测和处理。借助于计算单元执行对于确定温度补偿的功率比
所需要的计算。例如以光学方式和/或声学方式通过警报信号输出计算的结果，即对是否在光伏设备20的设备部分中存在缺陷以及必要时在光伏设备20的哪个设备部分中存在缺陷的确定。只要第四设备4已经不适用于此，则装置10可选地可以具有第五设备5以输出警报信号。
在存在PC形式的第四设备4和喇叭形式的第五设备5的情况下，例如可以借助于通常在PC处存在的屏幕产生光学警报信号和借助于喇叭产生声学警报信号。第三设备3直接被分配给光伏设备20，例如第一设备1和第二设备2已经直接分配给光伏设备20。而第四设备4和必要时第五设备5常常不直接被分配给光伏设备20，而是与其相距较大距离地布置，以便能够执行对光伏设备20的远程监控。
显然，对于根据本发明方法或根据本发明装置的运转不重要的是，光伏设备具有何种大小或者借助于根据本发明方法检查或借助于根据本发明装置装备哪些设备部分或设备部分的哪种联接。根据本发明的方法和装置能够被用于类型非常不同的光伏设备，例如具有基于硅或基于有机、尤其基于聚合物的光伏单元的光伏设备。此外，也不重要的是，是否例如存在许多光伏模块、逆变器等。
一般而言，专业人员可以设置将光伏设备连结到仅仅一个负载或多个负载或者也可以连接到公共网络上，而不离开本发明的基本思想。
Claims (15)
1.一种用于监控光伏设备（20）的至少一个设备部分的方法，具有以下步骤：
— 确定至少一个设备部分的以
为单元的温度补偿的日间太阳辐射能量
，其中
其中
G=以
为单位的太阳辐射功率，
T=至少一个设备部分的以K为单位的温度，
=在最大功率的情况下至少一个设备部分的至少一个光伏模块的以1/K为单位的温度系数；
— 确定以%为单位的温度补偿的功率比
，其中
Ptheo=在标准测试条件时光伏设备的以kW为单位的最大可能功率；和
— 将所确定的温度补偿的功率比
与至少一个设备部分的功率比额定值相比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择包括至少一个具有大量光伏单元的光伏模块（21，22，23，24）和/或包括至少一个逆变器（25）的至少一个设备部分。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，为确定日间能量
执行无接触的直流电流测量，并且将在此所确定的当前电流信号与在至少一个设备部分处当前所测量的直流电压相乘。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，自动执行对温度补偿的功率比
的确定以及在所确定的温度补偿的功率比
和至少一个设备部分的功率比额定值之间的比较。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，只有当达到或超过为
所确定的最小值时，才执行在所确定的温度补偿的功率比
和至少一个设备部分的功率比额定值之间的比较。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在所确定的温度补偿的功率比
与至少一个设备部分的功率比额定值的偏差为负时输出至少一个警报信号。
7.一种用于执行根据权利要求1至6之一所述的方法的装置（10），包括：
— 至少一个第一设备（1），用于确定至少一个设备部分的温度T；
— 至少一个第二设备（2），用于确定在至少一个设备部分中的太阳辐射功率G；
— 至少一个第三设备（3），用于确定用来计算至少一个设备部分的日间能量
的值；和
— 至少一个第四设备（4），用于计算至少一个设备部分的日间能量
和/或用于计算至少一个设备部分的温度补偿的日间太阳辐射能量和/或用于计算至少一个设备部分的温度补偿的功率比
和/或此外用于将温度补偿的功率比
与至少一个设备部分的功率比额定值相比较。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一个第四设备（4）被设立用于实施以下计算：
— 确定以
为单位的温度补偿的日间太阳辐射能量
，其中
其中
G=以
为单位的太阳辐射功率，
T=至少一个设备部分的以K为单位的温度，
— 确定以%为单位的温度补偿的功率比
，其中
其中
=至少一个设备部分的以 kWh为单位的日间能量，
Ptheo=在标准测试条件时光伏设备的以kW为单位的最大可能功率；和
— 将所确定的温度补偿的功率比
与至少一个设备部分的功率比额定值相比较。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的装置，其特征在于，此外存在至少一个第五设备（5），用于在出现所确定的温度补偿的功率比
与功率比额定值的偏差为负的情况下输出至少一个警报信号。
10.根据权利要求7至9之一所述的装置，其特征在于，所述至少一个第一设备（1）和所述至少一个第二设备（2）被分配给光伏设备（20）。
11.根据权利要求7至10之一所述的装置，其特征在于，分别将用于确定用来计算日间能量
的值的第三设备（3）分配给光伏设备（20）的逆变器（25）。
12.根据权利要求7至11之一所述的装置，其特征在于，至少一个第四设备（4）通过至少一个计算单元来提供。
13.根据权利要求7至12之一所述的装置，其特征在在于，能够借助于至少一个第四设备（4）和/或至少一个第五设备（5）来执行光伏设备（20）的远程监控。
14.根据权利要求7至13之一所述的装置，其特征在于，为了监控具有处于几百万瓦特范围中的功率的光伏设备，在光伏设备的两个或多个位置处安装第一和/或第二设备。
15.一种在执行根据权利要求1至6之一所述方法的情况下将根据权利要求7至14之一所述装置（10）作为自诊断设备以识别在光伏设备（10）的至少一个设备部分或整个光伏设备（10）中的至少一个缺陷的应用。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009009050A DE102009009050A1 (de) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Photovoltaikanlage |
| DE102009009050.9 | 2009-02-17 | ||
| PCT/EP2010/051797 WO2010094631A2 (de) | 2009-02-17 | 2010-02-12 | Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer photovoltaikanlage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102317880A true CN102317880A (zh) | 2012-01-11 |
| CN102317880B CN102317880B (zh) | 2014-03-12 |
Family
ID=42356551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201080008010.XA Expired - Fee Related CN102317880B (zh) | 2009-02-17 | 2010-02-12 | 用于监控光伏设备的方法和装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120004870A1 (zh) |
| EP (1) | EP2399177B1 (zh) |
| CN (1) | CN102317880B (zh) |
| AU (1) | AU2010215563B2 (zh) |
| DE (1) | DE102009009050A1 (zh) |
| EG (1) | EG26879A (zh) |
| ES (1) | ES2400797T3 (zh) |
| IL (1) | IL214330A0 (zh) |
| MA (1) | MA33041B1 (zh) |
| WO (1) | WO2010094631A2 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104272128A (zh) * | 2012-05-29 | 2015-01-07 | 东京毅力科创株式会社 | 太阳光发电监视方法以及在该方法中使用的太阳光发电监视系统 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101254008B1 (ko) * | 2011-07-13 | 2013-04-15 | (주)온테스트 | 신재생 에너지 모듈을 위한 성능 검증 장치 및 그 방법 |
| ITMI20121166A1 (it) * | 2012-07-03 | 2014-01-04 | Paolo Rossin | Apparato per la stima del rendimento di un generatore fotovoltaico. |
| ITRM20130370A1 (it) * | 2013-06-26 | 2014-12-27 | Paolo Rinaldi | Metodo per la determinazione di coefficienti di rendimento di un impianto di pannelli fotovoltaici |
| JP6512745B2 (ja) * | 2014-04-02 | 2019-05-15 | 三菱電機株式会社 | 太陽光発電システム、端末、解析処理方法、及び、プログラム |
| ITUA20163338A1 (it) * | 2016-05-11 | 2017-11-11 | Esapro S R L | Metodo per il monitoraggio dello stato di efficienza di un impianto fotovoltaico |
| JP2021040451A (ja) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | 春禾科技股▲分▼有限公司 | ソーラー装置の発電エフィシェンシーの異常の判断方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004090559A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-21 | Bp Corporation North America Inc. | Performance monitor for a photovoltaic supply |
| US20080106250A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Sma Technologie Ag | Method of monitoring a photvoltaic generator |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7002131B1 (en) * | 2003-01-24 | 2006-02-21 | Jds Uniphase Corporation | Methods, systems and apparatus for measuring average received optical power |
-
2009
- 2009-02-17 DE DE102009009050A patent/DE102009009050A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-02-12 EP EP10704804A patent/EP2399177B1/de not_active Not-in-force
- 2010-02-12 ES ES10704804T patent/ES2400797T3/es active Active
- 2010-02-12 WO PCT/EP2010/051797 patent/WO2010094631A2/de active Application Filing
- 2010-02-12 AU AU2010215563A patent/AU2010215563B2/en not_active Ceased
- 2010-02-12 CN CN201080008010.XA patent/CN102317880B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-02-12 MA MA34084A patent/MA33041B1/fr unknown
- 2010-02-12 US US13/201,909 patent/US20120004870A1/en not_active Abandoned
-
2011
- 2011-07-28 IL IL214330A patent/IL214330A0/en unknown
- 2011-08-15 EG EG2011081364A patent/EG26879A/xx active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004090559A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-21 | Bp Corporation North America Inc. | Performance monitor for a photovoltaic supply |
| US20080106250A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Sma Technologie Ag | Method of monitoring a photvoltaic generator |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘福才等: "基于ARM的光伏电站监控系统的设计", 《工业仪表与自动化装置》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104272128A (zh) * | 2012-05-29 | 2015-01-07 | 东京毅力科创株式会社 | 太阳光发电监视方法以及在该方法中使用的太阳光发电监视系统 |
| CN104272128B (zh) * | 2012-05-29 | 2016-11-09 | 优信电子（香港）有限公司 | 太阳光发电监视方法以及在该方法中使用的太阳光发电监视系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2400797T3 (es) | 2013-04-12 |
| US20120004870A1 (en) | 2012-01-05 |
| EP2399177B1 (de) | 2012-12-26 |
| IL214330A0 (en) | 2011-09-27 |
| DE102009009050A1 (de) | 2010-08-26 |
| MA33041B1 (fr) | 2012-02-01 |
| EP2399177A2 (de) | 2011-12-28 |
| WO2010094631A2 (de) | 2010-08-26 |
| AU2010215563A1 (en) | 2011-08-25 |
| WO2010094631A3 (de) | 2010-11-25 |
| CN102317880B (zh) | 2014-03-12 |
| AU2010215563B2 (en) | 2013-06-27 |
| EG26879A (en) | 2014-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102317880B (zh) | 用于监控光伏设备的方法和装置 | |
| US9520826B2 (en) | Solar cell module efficacy monitoring system and monitoring method therefor | |
| US8446043B1 (en) | Photovoltaic array systems, methods, and devices and improved diagnostics and monitoring | |
| CN102362360B (zh) | 用于太阳能发电系统的故障检测方法 | |
| JP5856294B2 (ja) | 太陽光発電監視方法及びその方法に用いられる太陽光発電監視システム | |
| AU2011202124B2 (en) | System and method for photovoltaic plant power curve measurement and health monitoring | |
| Madeti et al. | Online modular level fault detection algorithm for grid-tied and off-grid PV systems | |
| Ventura et al. | Development of models for on-line diagnostic and energy assessment analysis of PV power plants: The study case of 1 MW Sicilian PV plant | |
| CN106067760A (zh) | 一种基于云平台的光伏电源监控系统 | |
| Sarkar et al. | IoT based wireless sensor network (WSN) for condition monitoring of low power rooftop PV panels | |
| JP2013157409A (ja) | 太陽光発電システム | |
| JP5800069B2 (ja) | 太陽光発電ユニットの診断装置、診断方法、及び太陽光発電システム | |
| JP2000284017A (ja) | 太陽光発電における出力測定方法及び装置 | |
| Lezhniuk et al. | Analysis of technical conditions influencing the operation of PV power stations cooperating with controlled power grids | |
| Hossion et al. | Analysis of various degradations of five years aged mono C-Si, Poly c-Si, and thin-film photovoltaic modules from rooftop solar installations in Dhaka’s tropical wet and dry climate conditions | |
| TW201727559A (zh) | 再生能源電廠的管理方法與系統 | |
| KR100957624B1 (ko) | 태양광 발전소의 모니터링 장치 | |
| JP2014052325A (ja) | 太陽光発電システム | |
| Hong et al. | Internet of things-based monitoring for hv transmission lines: Dynamic thermal rating analysis with microclimate variables | |
| JP2013176224A (ja) | 再生可能エネルギーから電力を生成する発電ユニットを備える発電システム | |
| Kwon et al. | Suggestion of PV System Performance Assessment Method using Meteorological Monitoring System and Performance Evaluation Model | |
| Usama et al. | Solar irradiance, wind and temperature monitoring for residential PV applications | |
| Kelaiaia et al. | Online and on-grid PV power plant faults detection based on sensitive parameters | |
| Valov et al. | System for String Monitoring in small Experimental PV Plants | |
| Kanekar et al. | Analysis of Seasonal Variation in Module Temperature Model Coefficient for Amorphous Photovoltaic Technology Module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140312 Termination date: 20150212 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |