CN105162417A - 一种太阳电池组件表面灰尘自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，包括传感器、太阳电池组件、电源模块、检测模块、处理模块、输出模块和驱动模块。通过将传感器安装在太阳电池组件内部，可以准确测出组件内太阳电池实际可接收到的光照强度。通过与放在组件外部的传感器测得的光照强度数据的实时比对，再运用一定的数据处理算法，可以较为准确判断太阳电池组件表面的灰尘积累程度。该系统准确度较高、易于实施，判断方法新颖，能够实现实时监测，在太阳电池组件清洁领域具有一定的市场需求。将此系统应用在实际的光伏发电系统中，可较为准确的给出清洁的时机，进一步降低太阳电池组件的清洁成本。

Description

一种太阳电池组件表面灰尘自动监测系统

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，特别是涉及太阳电池板表面灰尘自动监测。

背景技术

光伏发电技术利用太阳电池将太阳能转化为电能，其中太阳电池对光的吸收量对于光伏发电的转换效率至关重要。在实际的光伏发电系统中，太阳电池一般需要经过封装成为组件。太阳电池组件也可被称为太阳电池板或光伏组件（文中一律用太阳电池组件来表示），由于其发电量受光照的影响非常严重，如果太阳电池组件积累了较多的灰尘，将会大大降低光伏系统的发电量。而在实际的光伏发电中，太阳电池组件常常会暴露在环境中，灰尘一旦吸附在组件表面，会遮挡一部分光线，造成光伏系统发电功率的下降。

在目前的光伏发电系统中，一般很少有专门用来监测太阳电池组件表面灰尘的系统。现有的太阳电池组件清洗系统很少具备自动监测表面灰尘并且反馈光照透过情况的功能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于自动监测太阳电池组件表面灰尘的系统。通过传感器，来检测组件内部太阳电池所能接收到的光照强度和外部环境实际能达到组件表面的光照强度。通过一定的算法处理，来判断太阳电池组件表面的灰尘积累程度。该方法简单、易于实施，同时通过一定的技术手段可以进一步提高其判断的准确性。将此系统应用在实际的光伏发电系统中或者太阳能电池组件清洁中，可准确的给出清洁的时机，避免清洁的盲目性，进一步降低太阳组件的清洁成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，包括：传感器、太阳电池组件、电源模块、检测模块、处理模块、输出模块和驱动模块，所述的传感器用来测量光照强度，所述的太阳能电池组件内部装有用于测量太阳电池实际能接收到的光照强度的传感器，所述的电源模块，对整个监测系统提供电力支持，所述的检测模块用于测量太阳电池组件表面可接收到的光照强度，所述的处理模块是用于数据的处理和算法的实施，所述的输出模块是用于输出监测结果，所述的驱动模块用于驱动检测模块中的电机装置来维持检测装置中传感器表面的清洁。

在本发明一个较佳实施例中，所述的太阳电池组件为单晶硅太阳电池组件，组件内部的四个角分别放置了四个传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述的检测模块能够实现：在检测任务完成后，将检测模块中的传感器保护起来，避免暴露在环境中。

在本发明一个较佳实施例中，所述的处理模块处理器为单片机。

在本发明一个较佳实施例中，所述的算法包括测量算法和控制算法。

在本发明一个较佳实施例中，所述的输出模块包括液晶显示器和利用无线通信技术（蓝牙）与安卓手机终端连接的无线通信模块。

本发明的有益效果是：本发明太阳电池组件表面灰尘自动监测系统将传感器内嵌在光伏组件内部，可以准确测出组件内太阳电池实际可接收到的光照强度。通过与放在组件外部的传感器测得的光照强度数据的实时比对通过一定的数据处理算法，可以判断出太阳电池组件表面光照的透过程度，从而给出是否清洁太阳电池组件的指令。该系统准确度较高，方法新颖，能够实现实时监测。在光伏组件清洁领域具有一定的市场需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统一种较佳的实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例包括：

一种太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，包括：传感器1、太阳电池组件2、检测模块3、处理模块4、输出模块5、驱动模块6、电源模块7。

本实例中所述的传感器1共有5个，其中有四个位于太阳电池组件2的内部，用来检测太阳电池组件内太阳电池实际能接收到的光照强度；有一个位于检测模块3中，用来检测太阳电池组件表面能接收到的光照强度。所述的太阳电池组件是普通的单晶硅太阳电池组件。所述的检测模块3是由电机驱动的可实现内外分离的装置，当需要测量时，电机启动将内部传感器完全暴露在阳光下来测量光照强度，当测量结束后，为了保护传感器不被灰尘污染，电机启动将传感器送回密闭装置中。所述的处理模块4是以低功耗处理器为核心的控制系统，实现对检测数据的处理、检测算法的运行、驱动装置的操作以及数据的输出等功能。所述的输出模块5是由显示器和蓝牙收发装置所组成的，可实现数据的实时显示和向手机等蓝牙终端实时传送数据以及接收指令等功能。所述的驱动模块6是由处理模块4所控制，用于驱动检测模块3中的电机。所述的电源模块7是由光伏系统和市电混合供电的电源供给模块，提高系统电源的稳定性。

优选地，所述太阳电池组件2内部装有传感器1，可以实现对组件内太阳电池实际接收光照强度的测量，在四个角度安装传感器1既可避免影响正常的太阳电池封装又能提升测量结果的准确度，同时将传感器置于组件内部省去了对传感器的清洁。

优选地，所述的传感器可选用光敏元件、照度计或光照传感器，这里选用价格较为低廉的光敏电阻作为传感器。

优选地，电源模块7为混合型供电电源，可保证在光伏系统发电电量不足或者晚间的系统电力供应。

优选地，处理模块4执行的测量算法为通过对比太阳电池组件中四个传感器的数据与检测模块传感器的数据，提高了数据的可靠性。

优选地，输出模块5包括液晶显示和蓝牙收发装置，既可以保证现场检测的需求，又可实现远程的无线实时检测。

优选地，驱动模块6受处理模块4控制，一方面可以通过微处理器实现自动监测；另一方面可以通过手机等远程终端借助蓝牙、WIFI等无线通信技术，根据实际需求，手动进行太阳电池表面灰尘监测；还可以接入电脑等数据处理终端，将数据进行存储或者进一步处理。

本发明太阳电池组件表面灰尘自动监测系统的有益效果是：

一、通过将传感器安装在太阳电池组件的内部，来准确测量光伏组件内太阳电池实际能够接收的光照强度，将测得的光照强度和太阳电池组件表面能够接收到的光照强度作对比，即可较为准确的判断光伏组件表面的灰尘积累的严重程度；

二、通过设计一个装置，在非测量时间段，将外部的传感器放置在密闭的装置中，保证传感器表面的清洁，降低传感器的清洁频率；

三、通过蓝牙等无线通信技术可将监测系统与手机等终端对接，实现对系统的实时控制和实时监测；

四、相对于一般的太阳电池组件表面清洁装置，本发明中传感器的布局以及对外置传感器的保护策略新颖，同时还提高了检测的准确度，从而在一定程度上促进了太阳电池组件表面清洁技术的发展。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或者等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，包括：传感器、太阳电池组件、电源模块、检测模块、处理模块、输出模块和驱动模块，所述的传感器用来测量光照强度，所述的太阳能电池组件内部装有用于测量太阳电池实际能接收到的光照强度的传感器，所述的电源模块，对整个监测系统提供电力支持，所述的检测模块用于测量太阳电池组件表面可接收到的光照强度，所述的处理模块是用于数据的处理和算法的实施，所述的输出模块是用于输出监测结果和接收指令，所述的驱动模块用于驱动检测模块中的电机装置来维持检测模块中传感器表面的清洁。

2.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的传感器包括光照传感器、光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管。

3.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的传感器数量大于2个。

4.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的太阳电池组件内部装有的传感器数量大于1个。

5.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的电源模块是由光伏发电系统单独供电或者与电网联合供电。

6.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的处理模块可以控制驱动模块在非测量时间避免检测模块中的传感器暴露在周围环境当中。

7.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的处理模块可以为单片机、ARM、DSP、FPGA和CPLD。

8.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的输出模块使用的无线通信技术包括ZigBee、WIFI、红外和蓝牙。

9.根据权利要求1所述的太阳电池组件表面灰尘自动监测系统，其特征在于，所述的输出模块可连接的终端包括计算机、手机和平板电脑。