CN107733362B - 光伏组件表面的污染度测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏组件表面的污染度测定装置，包括：玻璃基板，可附着于光伏组件的表面地设置；反应涂覆层，涂覆于所述玻璃基板的一面，形成在一侧表面能够层积污染物的结构，通过与污染物的接触而发生阻抗变化；信号处理器，连接于所述反应涂覆层，传送阻抗变化的信号，演算处理所述反应涂覆层的信号，并根据因污染物层积的阻抗变化测定阻抗值的变化量之后，输出是否污染的判别信号，本发明能够感知光伏组件的表面的阻抗变化，而有效地测定在组件表面层积的污染程度，同时能够确保太阳光发电中组件的适宜洗涤周期。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件表面的污染度测定装置，更详细地涉及一种光伏组件表面的污染度测定装置，其能够感知光伏组件的表面的阻抗变化，而有效地测定在组件表面层积的污染程度，同时能够确保太阳光发电中组件的适宜洗涤周期。
背景技术
最近，由于石油或煤炭等现有能源的枯竭而出现资源缺乏的现象，从而，对替代新生能源的关注度也日益提高，而作为无限的能源，由太阳能生产电能的太阳能发电技术备受瞩目。
一般而言，太阳能发电技术被应用于太阳能发电站及工厂、家庭等需要电能的各种形态的设备上，被广泛使用的是将太阳光的能源转换为电能而显示光电气电力效果的半导体元件而发电的太阳能电池。
在此，太阳能电池是以将发生电的最小单位即约1.5瓦(W)的发电量的多个电池(cell)进行串/并联，输出能够在实际生活中使用的电力的光伏组件形态进行使用。
但，光伏组件的表面用钢化玻璃覆盖，在表面上因静电现象和飞散的灰尘时常堆积灰尘，从而，使得用于收集太阳光的光伏组件的表面被污染，而发生光伏组件的发电量降低约10～15％的效率低下现象。
为了解决如上所述的问题而公开的以往技术，韩国登录专利公报第1126339号(2012.03.06.)公开了一种太阳能电池污染防止结构，包括：配置于支柱的上端的支撑板；配置于所述支撑板上，测定外部的照度的光传感器；在前面安装太阳能电池板，背面由透光性材料形成，在所述支撑板的边缘上一端部通过旋转轴打开或折叠地设置，并沿着所述支撑板的边缘配置的多个发电板；连接于所述发电板的旋转轴，使得所述发电板打开或折叠的电机；存储由所述发电板的所述太阳能电池输出的电源的充电池；借助于通过所述充电池供应的电源而发光的发光部件；及根据由所述光传感器测定的照度而控制所述电机和所述充电池的充电及放电的控制部，并且，所述多个发电板当被折叠时侧端部相互紧贴而能够防止污染所述太阳能电池的表面的水分或灰尘渗透，而防止太阳能电池的发电效率的低下。
但，上述的以往技术的光伏组件形成单纯地整体开闭的结构，而使得产品的结构复杂，产品的制造及设备费用较高，难以应用于太阳能发电所等需要大量的电气生产的场所，并无法适用于已安装的光伏组件的产品，而降低实际效用。
并且，上述的以往技术形成根据所外部环境的照度而打开或折叠的结构，因此，只能在设备的折叠状态下暂时地防止光伏组件的污染，而在太阳能发电过程中依然裸露于灰尘等污染要素，无法阻断光伏组件的表面污染，由此，时间过久将使得光伏组件的发电效率低下。
从而，为了持续地维持光伏组件的发电效率，必须进行周期性地清扫光伏组件的表面的洗涤作业，并且，为了使得管理者认知周期性的洗涤作业，急需能够感知光伏组件的表面的污染程度的测定装置。
【先行技术文献】
【专利文献】
(专利文献0001)专利登录号第1126339号(2012.03.06.)
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明为了解决如上所述的问题，提高一种光伏组件表面的污染度测定装置，其构成得能够感知光伏组件的表面的电阻抗变化，测定由污染要素引起的污染程度，从而，结构简单，能够弹性地适用于光伏组件，能够认知最佳的洗涤作业周期，延长设备的寿命，并且，能够提高太阳光发电效率。
解决问题的技术方案
本发明提供的光伏组件表面的污染度测定装置，包括：玻璃基板，可附着于光伏组件的表面；反应涂覆层，涂覆于所述玻璃基板的一面，形成在一侧表面能够层积污染物的结构，根据与污染物的接触而发生阻抗变化；信号处理器，连接于所述反应涂覆层，传送阻抗变化的信号，演算处理所述反应涂覆层的信号，根据因污染物层积的阻抗变化测定阻抗值的变化量之后，输出污染与否的判别信号。
所述反应涂覆层由利用氧化物而形成的金属氧化物层构成，以使因污染物的层积发生借助于物理性及化学性反应的阻抗变化。
形成电极层，使用银(Ag)在所述玻璃基板的上面隔着所述反应涂覆层而形成，并且，形成有将所述电极层与所述信号处理器电性连接的第1连接配线。
所述金属氧化物层形成为1～10μm的厚度。
并且，所述反应涂覆层也可利用导电性金属而形成的金属导电层构成，以使因污染物的层积发生通过非导电性粒子的接触反应的阻抗变化。
所述金属导电层，包括：涂覆于所述玻璃基板的上面的第1金属薄膜层、形成于所述第1金属薄膜层的上面的石墨导电层、形成于所述石墨导电层的上面的第2金属薄膜层，并且，在所述金属导电层形成从所述第2金属薄膜层贯通至所述石墨导电层，而引导在内侧层积污染物的层积口。
所述第1金属薄膜层及第2金属薄膜层形成为0.5～2μm的厚度，使用铝金属而形成。
包括分别从所述第1金属薄膜层及所述第2金属薄膜层延伸而与所述信号处理器电性连接的第2连接配线。
所述信号处理器，包括：通过所述反应涂覆层的信号演算处理抗值而测定的演算部、输出由所述演算部测定的阻抗值的显示部、判断由所述演算部测定的阻抗值的变化与否的信号判断部、将由所述演算部测定的阻抗值与设定的基准阻抗值进行比较，而判别污染与否的比较判别部、根据所述比较判别部的判别信号而显示结果闪烁的LED闪烁部。
并且，本发明还包括：远距离控制通信部，能够与太阳能发电所的中央处理器连接进行通信，由所述信号处理器测定的判别信号通过电脑通信网发送至所述中央处理器，并且，通过电脑通信网接收为所述信号处理器的污染度测定的所述中央处理器的控制信号。
发明的效果
根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置，感知因接触污染物的电阻抗变化后，通过阻抗值的变化量判断是否污染，从而，告知最佳的洗涤周期，能够牢记洗涤作业的必要性，并且，通过周期性的洗涤作业，使得光伏组件维持清洁，维持设备的性能及延长寿命，提高光伏组件的发电效率，提高根据能源发电的附加价值。
并且，根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置，由包括能够附着于光伏组件的表面的玻璃基板、反应涂覆层及信号处理器的简单结构构成，从而，降低产品的制造及设备费用，提高价格竞争力，并能够弹性地适用于已设计的光伏组件，而提高产品的实效性。
并且，根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置，其远距离控制通信部构成得能够与太阳能发电所的中央处理器连接而进行通信，而能够统一地测定对于阵列形态的光伏组件的污染度，由此，非常便于维修管理、迅速地测定处理。
附图说明
图1为概略表示根据本发明的一实施例的构成图；
图2为概略图示根据本发明的一实施例的反应涂覆层的第1实施例的立体图；
图3为概略图示根据本发明的一实施例的反应涂覆层的第1实施例的截面图；
图4为概略表示根据本发明的一实施例的反应涂覆层的第2实施例的立体图；
图5为概略表示根据本发明的一实施例的反应涂覆层的第2实施例的截面图；
图6为表示根据本发明的一实施例的框图；
图7为表示根据本发明的一实施例的信号处理器的作业过程的流程图；
图8为概略表示根据本发明的另一实施例的构成图。
附图标记说明
10:玻璃基板 20:反应涂覆层
20a:金属氧化物层 20b:金属导电层
21:电极层 23:第1金属薄膜层
24:石墨导电层 25:第2金属薄膜层
27:层积口 28a:第1连接配线
28b:第2连接配线 30:信号处理器
31:演算部 33:显示部
35:信号判断部 37:比较判别部
39:LED闪烁部 40:远距离控制通信部
具体实施方式
本发明的光伏组件表面的污染度测定装置的技术构成的特征为，包括：玻璃基板，可附着地形成于光伏组件的表面；反应涂覆层，在所述玻璃基板的一面涂覆，一侧表面形成可层积污染物的结构，根据与污染物的接触发生阻抗变化；信号处理器，连接于所述反应涂覆层，传送阻抗变化的信号，演算处理所述反应涂覆层的信号，根据污染物层积的阻抗变化测定阻抗值的变化量后，输出是否污染的判别信号。
其次，参照附图详细说明根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置的优选实施例。
但，本发明的实施例可变更为各种形态，本发明的范围并非限定于下面说明的实施例。本发明的实施例是为了使得本发明的技术领域的普通技术人员更好地理解本发明而提供，附图中表示的要素的形状等是为了强调更加明确的说明而示例示出。
首先，如图1所示，根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置的一实施例，包括：玻璃基板10、反应涂覆层20、信号处理器30。
所述玻璃基板10由具有既定厚度的板子形状构成，上下面都形成平整的平面。
所述玻璃基板10的一侧面维持与为测定污染度的测定对象即光伏组件M的表面面接触的状态。
在上述中的玻璃基板10也可附着于光伏组件M的表面地构成。即，所述玻璃基板10可单存地维持在光伏组件M上接触放置的状态，也可在光伏组件M的表面通过既定的粘合力附着所述玻璃基板10而构成。
所述反应涂覆层20形成可在一侧表面层积污染物的结构，涂覆于所述玻璃基板10的一面而形成。
在整篇说明书中污染物是指空气中的各种种类的灰尘形态的2.5～10μm大小的粒子。例如，指地表面的物质(SiO2,Al2O3,FeO,Fe2O3,CaO,K2O,TiO2)、由气体前体构成的2次离子块(NH4NO3,(NH4)2SO4)、燃烧的碳粒子等。
所述反应涂覆层20的功能是根据与在一侧表面层积的污染物的接触而发生阻抗变化。
所述反应涂覆层20可使用氧化物及导电金属中的某一个材料而构成。
如图2及图3所示，所述反应涂覆层20的第1实施例，由在所述玻璃基板10上利用氧化物涂覆形成的金属氧化物层20a形成。
所述金属氧化物层20a通过与在一面层积的污染物的接触而产生的物理性及化学性反应而发生阻抗变化。即，根据所述金属氧化物层20a与层积的污染物之间产生的物理反应及化学反应而能够导出阻抗变化的量。
在上述中可适用于金属氧化物层20a的氧化物为氧化铜(CuO)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)等。
所述金属氧化物层20a可根据需要形成1～10μm的厚度。
在所述玻璃基板10的上面与所述反应涂覆层20即金属氧化物层20a之间形成电极层21。即，在所述玻璃基板10的上面隔着所述金属氧化物层20a而形成，并且，向侧方向相互隔着间隔形成2个电极层21。
所述电极层21为金属材料，使用银Ag而形成。
在所述电极层21的一侧末端形成有第1连接配线28a。即，所述第1连接配线28a形成得能够将所述电极层21与所述信号处理器30电性连接，将根据所述金属氧化物层20a的阻抗变化的感知信号向所述信号处理器30传送。
如图4及图5所示，所述反应涂覆层20的第2实施例，由在所述玻璃基板10上利用导电性金属而形成的金属导电层20b而形成。
所述金属导电层20b形成得通过在一面层积的污染物发生阻抗变化。即，所述金属导电层20b通过非导电性粒子的污染物的接触反应而产生阻抗变化。
如图4及图5所示，所述金属导电层20b由涂覆于所述玻璃基板10的上面的第1金属薄膜层23、形成于所述第1金属薄膜层23的上面的石墨导电层24、形成于所述石墨导电层24的第2金属薄膜层25而构成。
所述第1金属薄膜层23及所述第2金属薄膜层25是相比合成树脂或陶瓷热导率非常优秀的材料，可使用铝或钛等金属材料。
优选地，形成所述第1金属薄膜层23及第2金属薄膜层25的材料使用铝金属。
所述第1金属薄膜层23及第2金属薄膜层25分别形成薄膜形态的较薄的厚度，形成0.5～2μm的厚度。
所述石墨导电层24形成具有既定的厚度的板子形状，并使用电气的良导体的石墨材料而构成。
所述金属导电层20b形成有能够引导污染物层积的空间，并且，形成有用于测定对于所述第1金属薄膜层23及所述第2金属薄膜层25的电极表面之间的阻抗变化或蓄电量变化的孔洞即层积口27。
所述层积口27是能够在内侧层积污染物的结构，形成得从所述第2金属薄膜层25贯通至所述石墨导电层24。即，形成所述层积口27的所述第2金属薄膜层25的表面积和在所述层积口27内层积的污染物的表面积成为对于所述金属导电层20b上侧的阻抗的表面积，并且，所述第1金属薄膜层23的表面积成为对于所述金属导电层20b下侧的阻抗的表面积，而生成并列型的阻抗值。
所述层积口27可通过蚀刻(etching)或钻孔(drilling)等各种方法而形成。
所在述第1金属薄膜层23及所述第2金属薄膜层25的一侧末端形成有第2连接配线28b。即，分别从所述第1金属薄膜层23及所述第2金属薄膜层25连接而延伸的所述第2连接配线28b与所述信号处理器30电性连接，将所述金属导电层20b的阻抗变化即根据并列型的阻抗值的感知信号向所述信号处理器30传送。
所述信号处理器30的功能是演算处理所述反应涂覆层20的信号，输出光伏组件的污染与否的判别信号。
所述信号处理器30通过所述第1连接配线28a或所述第2连接配线28b与所述反应涂覆层20连接，而能够传送阻抗变化的信号。
如图6所示，所述信号处理器30是根据光伏组件M上的污染物层积的阻抗变化而测定阻抗值的变化量的构成，由演算部31、显示部33、信号判断部35、比较判别部37、LED闪烁部39构成。
所述演算部31通过从所述反应涂覆层20输入的信号演算处理阻抗值而测定污染度并数值化。即，所述演算部31通过所述反应涂覆层20上的污染物的层积与否而发生的阻抗变化演算阻抗值。
所述显示部33输出从所述演算部31测定并数值化的阻抗值。
所述显示部33实时地输出所述演算部31的测定结果，或按一定的周期输出所述演算部31的测定结果。
所述信号判断部35判断由所述演算部31测定的阻抗值的变化与否。即，所述信号判断部35判断对于由所述演算部31测定的结果的阻抗值以层积污染物之前的阻抗值为基准，阻抗值是否发生变化。
所述比较判别部37将由所述演算部31测定的阻抗值与设定的基准阻抗值进行比较，而判别是否污染。
向所述比较判别部37输入由所述演算部31测定的阻抗值，但，只在经过所述信号判断部35的判断结果发生阻抗值的变化的情况下，输入用于判别的阻抗值。
所述比较判别部37比较在所述信号判断部35发生变化的阻抗值是否大于基准阻抗值，而判断是否洗涤光伏组件M。例如，只在从所述信号判断部35输入的测定阻抗值相比基准阻抗值更大的情况下，将需要洗涤的信号传送至所述LED闪烁部39。
所述LED闪烁部39根据所述比较判别部37的判别信号，以管理者能够确认的形态表示结果闪烁。
所述LED闪烁部39使用各种颜色的LED灯进行闪烁信号，而表示最终污染度测定结果。
即，参照图7说明如上述的信号处理器30的处理过程，首先，在光伏组件M的表面使得玻璃基板10接触的状态下，开始测定污染度，从反应涂覆层20向信号处理器30的演算部31输入根据阻抗变化的感知信号，在所述演算部31演算阻抗变化的信号，演算阻抗值。然后，在所述演算部31演算处理的阻抗值从显示部33输出的同时，通过信号判断部35判断阻抗值的变化与否。此时，如果所述信号判断部35判断阻抗值没有变化，继续进行测定作业，如果所述信号判断部35判断阻抗值发生变化，比较判别部37将测定阻抗值与基准阻抗值进行比较，而判别是否污染，如果测定阻抗值大于基准阻抗值，判断为需要洗涤作业，并通过LED闪烁部39标记最终结果。
即，如上述地构成的根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置，在感知根据污染物的接触的电阻抗变化后，根据阻抗值的变化量而判断是否污染，从而，告知最佳的洗涤周期，牢记洗涤作业的必要性，并通过周期性的洗涤作业，使得光伏组件维持清洁，维持设备的性能及延长寿命，而能够提高光伏组件的发电效率，提高能源发电的附加价值。
并且，本发明构成形成有可附着于光伏组件的表面的玻璃基板、反应涂覆层及信号处理器的简单结构，从而，降低产品的制作及设备费用，提高价格竞争力，能够弹性地适用于已设计的光伏组件，而提高产品的实效性。
并且，如图8所示，根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置的另一实施例，还包括：与多个光伏组件M以阵列形态设置的太阳能发电所的中央处理器S连接而能够进行通信的远距离控制通信部40。
所述远距离控制通信部40形成得所述信号处理器30与所述中央处理器S之间相互收发信号。即，所述远距离控制通信部40形成于所述信号处理器30上，向所述中央处理器S发送信号，或从所述中央处理器S接收信号。
所述远距离控制通信部40收发信号是通过所述中央处理器S和电脑通信网收发信号。即，所述远距离控制通信部40将从所述信号处理器30测定的判别信号通过电脑通信网向所述中央处理器S发送，并通过电脑通信网接收用于所述信号处理器30的污染度测定的所述中央处理器S的控制信号。
所述远距离控制通信部40的通信类型是通过一般的无线通信即AP(associatedpress)通信网或高速无线通信即LTE(longtermevolution)通信网中的某一个而进行无线通信。
即，如上述的另一实施例构成本发明时，远距离控制通信部40构成得能够与太阳能发电所的中央处理器连接而进行通信，从而，统一地测定对于阵列形态的光伏组件的污染度，非常容易维持管理，并迅速地测定处理。
对于上述的另一实施例也可除了上述的构成之外与上述的一实施例相同的构成实施，因此，省略详细说明。
上面说明了根据本发明的光伏组件表面的污染度测定装置的优选实施例，但本发明并非限定于此，可在权利要求书和说明书及附图的范围内进行各种变更而实施，其也属于本发明的范围。
Claims (4)
1.一种光伏组件表面的污染度测定装置，其特征在于，包括：
玻璃基板，可附着于光伏组件的表面地设置；
反应涂覆层，涂覆于所述玻璃基板的一面，形成在一侧表面能够层积污染物的结构，通过与污染物的接触而发生阻抗变化；
信号处理器，连接于所述反应涂覆层，传送阻抗变化的信号，演算处理所述反应涂覆层的信号，并根据因污染物层积的阻抗变化测定阻抗值的变化量之后，输出是否污染的判别信号，
并且，所述反应涂覆层是由利用导电金属而形成的金属导电层而形成，以使由因污染物的层积而发生借助于非导电粒子的接触反应的阻抗变化，
所述金属导电层，包括：涂覆于所述玻璃基板的上面的第1金属薄膜层、形成于所述第1金属薄膜层的上面的石墨导电层、形成于所述石墨导电层的上面的第2金属薄膜层，并且，所述金属导电层包括层积口，其从所述第2金属薄膜层贯通至所述石墨导电层，而引导在内侧层积污染物。
2.根据权利要求1所述的光伏组件表面的污染度测定装置，其特征在于，
所述第1金属薄膜层及第2金属薄膜层形成为0.5～2μm的厚度，并利用铝金属而形成。
3.根据权利要求1所述的光伏组件表面的污染度测定装置，其特征在于，
包括：连接配线，其分别从所述第1金属薄膜层及所述第2金属薄膜层延伸，而与所述信号处理器电性连接。
4.根据权利要求1、2至3中的任一项所述的光伏组件表面的污染度测定装置，其特征在于，还包括：
远距离控制通信部，能够与太阳能发电所的中央处理器连接进行通信，将由所述信号处理器测定的判别信号通过电脑通信网发送至所述中央处理器，并且，通过电脑通信网接收为所述信号处理器的污染度测定的所述中央处理器的控制信号。
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