CN108429539A - 电站评估方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电站评估方法，包括：对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光，使所述多个太阳能电池组件发光；对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像；对所述电致发光影像或是用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域；对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。通过本发明，以解决现有技术存在的太阳能电站有可能会减少发电收益的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电站评估的技术领域，尤其涉及一种电站评估方法与装置。
背景技术
目前太阳能电池的应用相当广泛，例如应用在需要大量电能的工业或商业时，必须具有相当大的设置面积，才能有效地提升使用效率。
当多数的太阳能电池相互连接时，便构成太阳能模块，且进一步形成太阳能电站。并且，太阳能电站利用太阳能模块将电力透过转换器进行电力转换，再透过接线盒集中电力，将集中后的电力输出至所要使用的电器或者用户端。
为了维护太阳能电站的正常使用状态，还是需要对太阳能电站上的太阳能电池进行检视，例如通过通电并拍照或摄影的方式取得太阳能电池的影像，再以人工的方式对影像进行分辨，以分辨出正常及损坏的太阳能电池，从而对损坏的太阳能电池全部进行更换及维护。然而，仅由影像分辨出损坏的太阳能电池并对应地对全部损坏的太阳能电池进行更换，势必有可能会增加维护的成本。因此，太阳能电站的维护上仍有改善的空间。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电站评估方法与装置，以解决现有技术存在的太阳能电站有可能会减少发电收益的问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种电站评估方法，适于电站评估装置，包括：对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光，使所述多个太阳能电池组件发光；对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像；对所述电致发光影像或是用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域；对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
其中，对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析的步骤包括：对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行电气特性模拟分析，通过电路模拟或电压电流曲线串并联叠加，以评估出所述电站的发电损失。
其中，所述电站评估方法还包括：将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。
其中，所述改善状态信息包括更换位置、更换数量、发电损失、年损失、年增益、检测维修成本、内部投资报酬率。
其中，所述太阳能电池组件中的所述非缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越高，所述太阳能电池组件组件中的所述缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越低。
本发明实施例提供一种电站评估装置，包括：电致发光单元，对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光，使所述多个太阳能电池组件发光；影像撷取单元，对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像；辨识单元对所述电致发光影像或是用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域；处理单元耦接所述辨识单元，对所述电致发光影像中所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
其中，所述处理单元对所述电致发光影像中所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行电气特性模拟分析，通过电路模拟或电压电流曲线串并联叠加，以评估出所述电站的发电损失。
其中，所述处理单元将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。
其中，所述改善状态信息包括更换位置、更换数量、发电损失、年损失、年增益、检测维修成本、内部投资报酬率。
其中，所述太阳能电池组件中的所述非缺陷区域的面积越大的所述太阳能电池组件的发电功率越高，所述太阳能电池组件中的所述缺陷区域的面积越大的所述太阳能电池组件的发电功率越低。
其中，当所述辨识单元对所述电致发光影像进行辨识时，所述辨识单元与所述影像撷取单元耦接。
其中，当所述辨识单元对用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识时，所述电站评估装置还包括：显示单元，耦接所述影像撷取单元，接收所述电致发光影像，并显示电致发光影像；用户输入接口，与所述辨识单元耦接，接收所述用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果，并将所述分析结果传输给辨识单元。
根据本发明的技术方案，通过使电站上配置的多个太阳能电池组件发光，并对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像，再分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域，从而对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。另外，还可进一步对所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。如此一来，不仅可有效地评估出电站的发电损失，还可进一步的提供对应电站的改善状态信息，将可增加用户的便利性并有效地控制并节省维修成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的电站评估方法的流程图；
图2A与图2B分别是根据本发明实施例的太阳能电池组件中的太阳能电池片及太阳能电池组件转换成等效电路的电路示意图；
图3是根据本发明实施例的电站评估方法的另一流程图；
图4是根据本发明实施例的电站评估装置的结构框图；
图5是根据本发明实施例的电站评估装置的另一结构框图。
具体实施方式
本发明的主要思想在于，基于使电站上配置的多个太阳能电池组件发光，并对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像，再分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域，从而对对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。另外，还可进一步对所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。如此一来，不仅可有效地评估出电站的发电损失，还可进一步的提供对应电站的改善状态信息，将可增加用户的便利性并有效地控制并节省维修成本。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
根据本发明的实施例，提供了一种电站评估方法。
图1是根据本发明实施例的电站评估方法的流程图。在本实施例中，电站上会配置有多个太阳能电池组件，以便通过太阳能电池组件吸收阳光并转换成电能，使得电站可以进行供电。其中，太阳能电池组件例如由太阳能电池片构成，且电站评估方法适于由电站评估装置来执行。
在步骤S102中，对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光(electroluminescence,EL)，使所述多个太阳能电池组件发光。也就是说，电致发光是将太阳能电池组件加上顺向偏压(产生与发电时反向的电流)后，电流通过太阳能电池组件，太阳能电池组件会如同发光二极管，发出近红外的光。并且，太阳能电池组件所发出的光强度和其缺陷有关，部份缺陷使太阳能电池发光变弱，或阻挡电流通过使部份区域无法发光，亦即缺陷越少的部分，其发光强度也越强；缺陷越多的部分，其光强度就越弱。
在步骤S104中，对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像。也就是说，在太阳能电池组件电致发光后，例如通过感光耦合组件(charge coupleddevice,CCD)摄影机或砷化铟镓(InGaAS)的近红外摄影机对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像。
在步骤S106中，对所述电致发光影像或是用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域。也就是说，将所述电致发光影像进行影像辨识，例如将电致发光影像分成多区，且计算每一区(即每一太阳能电池组件)的影像的整体亮度值，且将每一整体亮度值与设定阈值进行比对，以分别出所述电致发光影像中的非缺陷区域与缺陷区域。进一步的，当每一整体亮度值大于设定阈值时，则辨识为非缺陷区域(例如亮区)；当每一整体亮度值低于或等于设定阈值时，则辨识为缺陷区域(例如暗区、隐裂或其他缺陷)。
另外，本实施例除了可以直接对所述电致发光影像进行辨识，还可以对用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识。也就是说，取得电致发光影像后，可以将电致发光影像显示给用户，以供用户对电致发光影像进行分析。接着，用户会输入所分析出的分析结果，以便于分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域。在本实施例中，所述太阳能电池组件组件中的非缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越高，所述太阳能电池组件组件中的缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越低，即太阳能电池组件有缺陷的情况。
在步骤S108中，对所述电致发光影像中所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。在一实施例中，例如通过电路模拟，即将每一太阳能电池组件及太阳能电池组件中的太阳能电池片转换成等效电路，如图2A及图2B所示，且将所有等效电路结合后进行电气特性模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
在另一实施例中，例如通过电压电流曲线串并联叠加，即取得每一太阳能电池组件对应的电压电流曲线，且将太阳能电池组件对应的电压电流曲线串并联叠加进行电气特性模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
如此一来，用户则可以通过前述所评估出电站的发电损失，从而快速地得知电站的使用状态，并进一步估算出此电站的价值，以增加使用的便利性并有效地控制并节省维修成本。
图3是根据本发明实施例的电站评估方法的另一流程图。
在步骤S302中，对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光(electroluminescence,EL)，使所述多个太阳能电池组件发光。在步骤S304中，对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像。在步骤S306中，对所述电致发光影像进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域。在步骤S308中，对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
在步骤S310中，将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。也就是说，将所有或部份的非缺陷区域面积较大太阳能电池组件重新排列，即将所有或部份的发电功率高的太阳能电池组件重新进行串并联，以计算此时电站所对应的改善状态信息。另外，将缺陷区域的面积较大(发电功率低)的太阳能电池组件全部或部份地更换成正常(例如发电功率高)的太阳能电池组件后，再搭配部份的非缺陷区的域面积较大的的太阳能电池组件进行重新排列，即将正常(例如发电功率高)的太阳能电池组件与缺陷区域面积较大(发电功率低)的太阳能电池组件重新进行串并联，以计算电站所对应的改善状态信息。
在本实施例中，所述改善状态信息包括更换位置、更换数量、发电损失、年损失、年增益、检测维修成本、内部投资报酬率(internal rate of return,IRR)。并且，所述改善状态信息例如可如表1所示。
表1电站所对应的改善状态信息
在表1中，发电损失、年损失、年增益的单位为新台币(NTD)。并且，表1显示出了多个改善状态信息，可供用户参考，以找到最有经济效益的维修方式。在表1中，可以看出160的更换数量与400的更换数量所对应的发电损失相同，但是检测维修成本则差了将近109万。因此，用户可以选择160的更换数量，而不需要选择400的更换数量，仍可达到相同的改善效果，以便有效地控制并节省维修成本。如此一来，本发明实施例不仅可有效地评估出电站的发电损失，还可进一步的提供对应电站的改善状态信息，将可增加用户的便利性。
图4是根据本发明实施例的电站评估装置的结构框图。本实施例的电站评估装置400适用于对电站480进行电力的评估。其中，电站480包括多个太阳能电池组件481，且这些太阳能电池组件481彼此耦接。另外，太阳能电池组件481例如由太阳能电池片构成。在图4中，太阳能电池组件481绘示为串联耦接的方式，但本实施例不限于此，太阳能电池组件481亦可彼此并联耦接或是串并联耦接。
电站评估装置400包括电致发光单元410、影像撷取单元420、辨识单元430与处理单元440。
电致发光单元410可与太阳能电池组件481耦接，以对所述电站480上配置的多个太阳能电池组件481进行电致发光，使所述多个太阳能电池组件发光。
影像撷取单元420对所述多个太阳能电池组件481进行影像撷取，以取得电致发光影像。
辨识单元430耦接所述影像撷取单元420，接收所述电致发光影像，并对所述电致发光影像进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件481的非缺陷区域与缺陷区域。
处理单元440耦接所述辨识单元430，对所述电致发光影像中所述多个太阳能电池组件481的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。进一步的，所述处理单元440对所述电致发光影像中所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行电气特性模拟分析，通过电路模拟或电压电流曲线串并联叠加，以评估出所述电站的发电损失，可参考上述实施例的说明，故在此不再赘述。
另外，所述处理单元440还可进一步将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。并且，所述改善状态信息包括更换位置、更换数量、发电损失、年损失、年增益、检测维修成本、内部投资报酬率，如表1所示。其中，所述太阳能电池组件组件中的所述非缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越高，所述太阳能电池组件组件中的所述缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越低。
图5根据本发明实施例的电站评估装置的另一结构框图。其中，本实施例的电站480与太阳能电池组件481的实施方式与图4的实施例相同，可参考图4的实施例的说明，故在此不再赘述。另外，本实施例的电站评估装置400除了包括与图4相同的电致发光单元410、影像撷取单元420、辨识单元430与处理单元440外，还包括显示单元510与用户输入接口520。其中，电致发光单元410、影像撷取单元420、辨识单元430与处理单元440的实施方式与图4的实施例相同，可参考图4的实施例的说明，故在此不再赘述。
显示单元510耦接所述影像撷取单元420，接收所述电致发光影像，并显示电致发光影像给用户，以供用户对电致发光影像进行分析。
用户输入接口520与辨识单元430耦接，接收用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果，并将此分析结果传输给辨识单元430，使得辨识单元430据以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件481的非缺陷区域与缺陷区域。综上所述，根据本发明的技术方案，通过使电站上配置的多个太阳能电池组件发光，并对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像，再分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域，从而对所述电致发光影像中的所述多个太阳能电池组件组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。另外，还可进一步对所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的缺陷区域的面积较大的的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。如此一来，不仅可有效地评估出电站的发电损失，还可进一步的提供对应电站的改善状态信息，将可增加用户的便利性并有效地控制并节省维修成本。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种电站评估方法，适于电站评估装置，其特征在于，包括：
对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光，使所述多个太阳能电池组件发光；
对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像；
对所述电致发光影像或是用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域；
对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
2.根据权利要求1所述的电站评估方法，其特征在于，对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析的步骤包括：
对所述电致发光影像中的所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行电气特性模拟分析，通过电路模拟或电压电流曲线串并联叠加，以评估出所述电站的发电损失。
3.根据权利要求1所述的电站评估方法，其特征在于，还包括：
将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。
4.根据权利要求3所述的电站评估方法，其特征在于，所述改善状态信息包括更换位置、更换数量、发电损失、年损失、年增益、检测维修成本、内部投资报酬率。
5.根据权利要求1所述的电站评估方法，其特征在于，所述太阳能电池组件中的所述非缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越高，所述太阳能电池组件中的所述缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件发电功率越低。
6.一种电站评估装置，其特征在于，包括：
电致发光单元，对所述电站上配置的多个太阳能电池组件进行电致发光，使所述多个太阳能电池组件发光；
影像撷取单元，对所述多个太阳能电池组件进行影像撷取，以取得电致发光影像；
辨识单元，对所述电致发光影像或是用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识，以分辨出所述电致发光影像中每一所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域；
处理单元，耦接所述辨识单元，对所述电致发光影像中所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行模拟分析，以评估出所述电站的发电损失。
7.根据权利要求6所述的电站评估装置，其特征在于，所述处理单元对所述电致发光影像中所有所述多个太阳能电池组件的非缺陷区域与缺陷区域进行电气特性模拟分析，通过电路模拟或电压电流曲线串并联叠加，以评估出所述电站的发电损失。
8.根据权利要求6所述的电站评估装置，其特征在于，所述处理单元将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列，及/或将所有或部份的所述非缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件重新排列且将所有或部份的所述缺陷区域的面积较大的所述多个太阳能电池组件进行更换，以计算所述电站的多个改善状态信息。
9.根据权利要求8所述的电站评估装置，其特征在于，所述改善状态信息包括更换位置、更换数量、发电损失、年损失、年增益、检测维修成本、内部投资报酬率。
10.根据权利要求6所述的电站评估装置，其特征在于，所述太阳能电池组件中的所述非缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越高，所述太阳能电池组件中的所述缺陷区域的面积越大的太阳能电池组件的发电功率越低。
11.根据权利要求6所述的电站评估装置，其特征在于，当所述辨识单元对所述电致发光影像进行辨识时，所述辨识单元与所述影像撷取单元耦接。
12.根据权利要求6所述的电站评估装置，其特征在于，当所述辨识单元对用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果进行辨识时，所述电站评估装置还包括：
显示单元，耦接所述影像撷取单元，接收所述电致发光影像，并显示电致发光影像；
用户输入接口，与所述辨识单元耦接，接收所述用户根据所述电致发光影像而输入的分析结果，并将所述分析结果传输给所述辨识单元。
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