CN109520433A - 一种应用于柔性光伏系统位移监测装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应用于柔性光伏系统位移监测装置，包括第一镀锌板、第二镀锌板、第一标志点、第二标志点、螺栓孔和光伏组件铝合金边框；第一镀锌板与第二镀锌板呈一定角度组成L型镀锌板，第一镀锌板呈竖直方向设置；第一镀锌板上设有第一标志点和第二标志点，两标志点间隔一定距离呈竖向排列；第二镀锌板设在光伏组件铝合金边框下表面，第二镀锌板中心设有螺栓孔，螺栓孔与光伏组件铝合金边框通过螺栓紧固连接。本发明的有益效果是：本发明可以实时、全天候对光伏组件进行位移监测，具有操作简单、成本低、精度高等优势，尤其在大风、大雪等恶劣天气，可对柔性光伏系统安全性进行有效评估和预警。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏技术领域，特别涉及一种应用于柔性光伏系统位移监测装置及监测方法。
背景技术
随着光伏行业的推广，柔性光伏支架作为一种新型的结构形式，逐渐得到了快速地发展。柔性支架一般采用两根或三根钢丝绳固定光伏板，跨距较大，对底下的农作物破坏较小。组件安装在钢丝绳等柔性材料上，系统整体刚度较低。在风荷载作用下组件发生振动，较大的变形会使组件产生隐裂，影响运行寿命。因此，如何实时监测组件变形是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种应用于柔性光伏系统位移监测装置及监测方法。
这种应用于柔性光伏系统位移监测装置，包括第一镀锌板、第二镀锌板、第一标志点、第二标志点、螺栓孔和光伏组件铝合金边框；第一镀锌板与第二镀锌板呈一定角度组成L型镀锌板，第一镀锌板呈竖直方向设置；第一镀锌板上设有第一标志点和第二标志点，两标志点间隔一定距离呈竖向排列；第二镀锌板设在光伏组件铝合金边框下表面，第二镀锌板中心设有螺栓孔，螺栓孔与光伏组件铝合金边框通过螺栓紧固连接。
作为优选：第一镀锌板和第二镀锌板均为矩形板，第一镀锌板比第二镀锌板长。
作为优选：第一标志点与第二标志点的中心点位于同一竖向直线上，两个标志点采用LED灯。
作为优选：组件安装倾角为α，第一镀锌板与第二镀锌板之间的夹角为90°+α。
这种应用于柔性光伏系统位移监测装置的监测方法，包括以下步骤：
1)将镀锌板安装在光伏组件铝合金边框的下表面，并通过螺栓紧固；第一镀锌板上的两个标志点竖向距离记为L；每块组件左右侧分别安装有监测装置，两监测装置的水平距离记为M；
2)在无风环境下，采用摄像机对未发生振动的监测装置进行拍摄，作为0时刻的参照图像；对监测装置的标志点图像处理，测得左侧监测装置上下标志点的Y轴像素坐标分别为Yz-1和Yz-2，右侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Yy-1和Yy-2；
3)左侧位移监测装置的实际距离与图像像素比为右侧位移监测装置的实际距离与图像像素比为
4)按照设定的拍照频率对标志点进行连续拍照，在t时刻，得到左侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Tz-1和Tz-2，右侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Ty-1和Ty-2；
5)组件在振动过程中，位移监测装置为刚性体，且与光伏组件铝合金边框固定不发生相对位移，监测装置内任意标志点即可反映组件的运动状态；选择第一标志点作为研究对象，在t时刻左侧位移监测装置发生的位移为：
Xz-1＝(Tz-1-Yz-1)·λ
右侧监测装置发生的位移为：
Xy-1＝(Ty-1-Yy-1)·λ
在t时刻，组件中心点的位移为：
组件以中心点产生的相对转角记为：
6)柔性光伏系统每排安装有N块光伏板，摄像机对整排组件同时进行拍摄；计算出在外力作用下每块组件所发生的相对位移和转角；通过研究整排每块组件的位移，得到该系统在外力作用下整体位移挠度曲线，并对变形大的组件进行安全预警。
本发明的有益效果是：本发明可以实时、全天候对光伏组件进行位移监测，具有操作简单、成本低、精度高等优势，尤其在大风、大雪等恶劣天气，可对柔性光伏系统安全性进行有效评估和预警。
附图说明
图1为应用于柔性光伏系统位移监测装置的结构示意图；
图2为应用于柔性光伏系统位移监测装置的安装示意图；
图3为应用于柔性光伏系统位移监测装置的安装详图；
附图标记说明：第一镀锌板1、第二镀锌板2、第一标志点3、第二标志点4、螺栓孔5、光伏组件铝合金边框6。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
所述的应用于柔性光伏系统位移监测装置，包括第一镀锌板1、第二镀锌板2、第一标志点3、第二标志点4、螺栓孔5和光伏组件铝合金边框6。第一镀锌板1与第二镀锌板2呈一定角度组成L型镀锌板，第一镀锌板1呈竖直方向设置。第一镀锌板1上设有第一标志点3和第二标志点4，两标志点间隔一定距离呈竖向排列。第二镀锌板2设在光伏组件铝合金边框6下表面，第二镀锌板2中心设有螺栓孔5，螺栓孔5与光伏组件铝合金边框6通过螺栓紧固连接。
第一镀锌板1和第二镀锌板2均为矩形板，第一镀锌板1比第二镀锌板2长。
第一标志点3与第二标志点4的中心点位于同一竖向直线上，两个标志点可选用LED灯，以满足夜间检测需要。
可知组件安装倾角为α，为了保证安装在组件上的第一镀锌板1保证竖直方向，两片镀锌板的夹角为90°+α。
所述的应用于柔性光伏系统位移监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(1)将镀锌板安装在光伏组件铝合金边框6的下表面，并通过螺栓紧固。第一镀锌板1上的两个标志点竖向距离记为L。每块组件左右分别安装有监测装置，两监测装置的水平距离记为M。
(2)在无风环境下，采用摄像机对未发生振动的监测装置进行拍摄，作为0时刻的参照图像。对监测装置的标志点图像处理，测得左侧监测装置上下标志点的Y轴像素坐标分别为Yz-1和Yz-2，右侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Yy-1和Yy-2。
(3)左侧位移监测装置的实际距离与图像像素比为右侧位移监测装置的实际距离与图像像素比为
(4)按照设定的拍照频率对标志点进行连续拍照，在t时刻，得到左侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Tz-1和Tz-2，右侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Ty-1和Ty-2。
(5)组件在振动过程中，位移监测装置为刚性体，且与光伏组件铝合金边框6螺栓紧固不发生相对位移，因此监测装置内任意标志点即可反映组件的运动状态。假设选择第一标志点作为研究对象，在t时刻左侧位移监测装置发生的位移为：
Xz-1＝(Tz-1-Yz-1)·λ
右侧监测装置发生的位移为：
Xy-1＝(Ty-1-Yy-1)·λ
如图2所示，左侧监测装置安装在组件左侧，右侧监测装置安装在组件右侧，因此，在t时刻，组件中心点的位移为：
组件以中心点产生的相对转角可记为：
(6)柔性光伏系统每排安装有N块光伏板，摄像机可对整排组件同时进行拍摄。通过上述方法可计算出在风荷载等外力作用下每块组件所发生的相对位移和转角。通过研究整排每块组件的位移，得到该系统在外力作用下整体位移挠度曲线，并对变形较大的组件进行安全预警。
Claims (5)
1.一种应用于柔性光伏系统位移监测装置，其特征在于：包括第一镀锌板(1)、第二镀锌板(2)、第一标志点(3)、第二标志点(4)、螺栓孔(5)和光伏组件铝合金边框(6)；第一镀锌板(1)与第二镀锌板(2)呈一定角度组成L型镀锌板，第一镀锌板(1)呈竖直方向设置；第一镀锌板(1)上设有第一标志点(3)和第二标志点(4)，两标志点间隔一定距离呈竖向排列；第二镀锌板(2)设在光伏组件铝合金边框(6)下表面，第二镀锌板(2)中心设有螺栓孔(5)，螺栓孔(5)与光伏组件铝合金边框(6)通过螺栓紧固连接。
2.根据权利要求1所述的应用于柔性光伏系统位移监测装置，其特征在于：第一镀锌板(1)和第二镀锌板(2)均为矩形板，第一镀锌板(1)比第二镀锌板(2)长。
3.根据权利要求1所述的应用于柔性光伏系统位移监测装置，其特征在于：第一标志点(3)与第二标志点(4)的中心点位于同一竖向直线上，两个标志点采用LED灯。
4.根据权利要求1所述的应用于柔性光伏系统位移监测装置，其特征在于：组件安装倾角为α，第一镀锌板(1)与第二镀锌板(2)之间的夹角为90°+α。
5.一种如权利要求1所述的应用于柔性光伏系统位移监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将镀锌板安装在光伏组件铝合金边框(6)的下表面，并通过螺栓紧固；第一镀锌板(1)上的两个标志点竖向距离记为L；每块组件左右侧分别安装有监测装置，两监测装置的水平距离记为M；
2)在无风环境下，采用摄像机对未发生振动的监测装置进行拍摄，作为0时刻的参照图像；对监测装置的标志点图像处理，测得左侧监测装置上下标志点的Y轴像素坐标分别为Yz-1和Yz-2，右侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Yy-1和Yy-2；
3)左侧位移监测装置的实际距离与图像像素比为右侧位移监测装置的实际距离与图像像素比为
4)按照设定的拍照频率对标志点进行连续拍照，在t时刻，得到左侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Tz-1和Tz-2，右侧监测装置上下标志点Y轴像素坐标分别为Ty-1和Ty-2；
5)组件在振动过程中，位移监测装置为刚性体，且与光伏组件铝合金边框(6)固定不发生相对位移，监测装置内任意标志点即可反映组件的运动状态；选择第一标志点作为研究对象，在t时刻左侧位移监测装置发生的位移为：
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