CN110350865A - 组件清洁度监测装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种组件清洁度监测装置，包括参考组件、测试组件、第一采集模块、第二采集模块、功率计算模块、测算模块、显示模块，参考组件、第一采集模块、功率计算模块连接，以将参考组件的电流、电压引出，并计算得到参考模块的功率，功率计算模块与测算模块、显示模块串联连接，测算模块将功率计算模块内部的参考组件的功率与测试组件的功率进行运算，本发明通过将测试组件和参考组件来比对，依据比对结果来判断测试组件是否清洁度较低，需要清洁，而测试组件所处的外界环境和发电站的其他光伏板环境是一致的，从而通过测试组件来反应发电站的光伏板是否需要清洁，该发明中，检测结果清晰，准确，避免了认为主观判断带来的识别误差。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站维护技术领域，尤其涉及一种组件清洁度监测装置及监测方法。
背景技术
光伏电站的发电量直接影响到光伏电站的运营收益，目前影响光伏电站发电量的主要因素有：1、设备故障率；2、天气因素（目前很难解决天气因素对发电量造成影响）；3、组件的清洁度。
设备的故障造成的损失，可以通过更换设备和良好维护保养避免日后出现同样的问题。而光伏组件的清洁度是目前对光伏电站发电量影响最大的一个因素，目前各个电站对清洗组件的时机判断主要是：1、主观判断，目测组件比较脏决定清洗组件。2、主观+客观判断，主观目测组件的清洁度，来判断是否需要清洗，然后清洗一部分后，再对比前后的发电量后决定是否全部进行清洗。
上述的两种判断方式虽然都有各自评判标准和运维经验在里面，但是都存在一个弊端，以人的主观意愿为前提的决策，对于能够提高十几万和几十万的运营收入来说，主观臆断性带来的不确定因素及经济损失是无法估算的。
不仅如此，一个光伏电站清洁一次至少需要五天时间，清洁的效果是否达到了预计的清洗效果都需要一个客观评价标准，所以，准确判断是否需要清洁、什么时间进行清洁是很有意义的。
发明内容
有必要提出一种光伏发电站清洁度测算装置。
还有必要提出一种组件清洁度监测方法。
一种光伏发电站清洁度测算装置，包括参考组件、测试组件、第一采集模块、第二采集模块、功率计算模块、测算模块、显示模块，参考组件、测试组件设置于地面上，参考组件、测试组件的倾斜角度、设置高度一致，参考组件、第一采集模块、功率计算模块连接，以将参考组件的电流、电压引出，并计算得到参考模块的功率，测试组件、第二采集模块、功率计算模块连接，以将测试组件的电流、电压引出，并计算得到测试模块的功率，功率计算模块与测算模块、显示模块串联连接，测算模块将功率计算模块内部的参考组件的功率与测试组件的功率进行运算，并将运算结果发送至显示模块，以供人员观察。
优选的，测算模块将参考组件的功率与测试组件的功率进行比值计算。
优选的，第一采集模块和第二采集模块具有相同结构，第一采集模块包括电流采集器、电压采集器、电源、电阻，电流采集器与参考组件串联，电压采集器与参考组件并联，电阻与参考组件并联，电源为电流采集器、电压采集器、电源提供供电电压。
优选的，所述光伏发电站清洁度测算装置还包括实时清洁模块，实时清洁模块设置于参考组件的侧方，实时清洁模块包括清洁电机、驱动轴、导向轴、导向块、清洁头，所述清洁电机固定设置于参考组件侧方的地面上，清洁电机的输出端与驱动轴传动连接，驱动轴为螺纹轴，导向块内部设置螺纹孔，以与驱动轴螺纹连接，所述导向轴为光轴，导向轴穿过导向块，所述驱动轴和导向轴通过支架设置于地面上，所述清洁头包括长杆和毛刷，长杆的一端固定于导向块侧壁上，另一端设置于毛刷，毛刷的布置宽度大于参考组件的表面宽度。
优选的，所述实时清洁模块还包括光照强度检测器、计时器、控制器，光照强度检测器、计时器、清洁电机均与控制器连接，所述光照强度检测器设置于导向块的上方，以将检测到的实时光照强度数据发送至控制器，控制器依据处理结果控制清洁电机的动作。
一种组件清洁度监测方法，包括以下步骤：
设置一块参考组件，一块测试组件，参考组件和测试组件间隔设置，且设置角度和高度均一致；
分别采集参考组件和测试组件的发电功率；
对采集参考组件的发电功率和测试组件的发电功率进行比值计算；
将计算结果输出并显示。
优选的，为参考组件分别设置光照强度检测器、计时器、控制器，通过光照强度检测器检测参考组件的实时光照强度，并发送至控制器，控制器依据处理结果控制清洁电机的开始对参考组件进行清洁动作。
本发明中，通过将测试组件和参考组件来比对，依据比对结果来判断测试组件是否清洁度较低，需要清洁，而测试组件所处的外界环境和发电站的其他光伏板环境是一致的，从而通过测试组件来反应发电站的光伏板是否需要清洁，该发明中，检测结果清晰，准确，避免了认为主观判断带来的识别误差。
附图说明
图1为一块光伏组件A的示意图。
图2为光伏电站C及一串组件B的示意图。
图3为本发明测算装置的示意图。
图4、5为参考组件及实时清洁模块的俯视示意图和右视示意图。
图6为实时清洁模块的功能模块图。
图中：参考组件10、测试组件20、第一采集模块30、电流采集器31、电压采集器32、电源33、电阻34、第二采集模块40、功率计算模块50、测算模块60、显示模块70、清洁电机81、驱动轴82、导向轴83、导向块84、清洁头85、长杆851、毛刷852、光照强度检测器86、计时器87、控制器88。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。
参见图3-6，本发明实施例提供了一种光伏发电站清洁度测算装置，包括参考组件10、测试组件20、第一采集模块30、第二采集模块40、功率计算模块50、测算模块60、显示模块70，参考组件10、测试组件20设置于地面上，参考组件10、测试组件20的倾斜角度、设置高度一致，参考组件10、第一采集模块30、功率计算模块50连接，以将参考组件10的电流、电压引出，并计算得到参考模块的功率，测试组件20、第二采集模块40、功率计算模块50连接，以将测试组件20的电流、电压引出，并计算得到测试模块的功率，功率计算模块50与测算模块60、显示模块70串联连接，测算模块60将功率计算模块50内部的参考组件10的功率与测试组件20的功率进行运算，并将运算结果发送至显示模块70，以供人员观察。
光伏电站的组成结构如下介绍：一个光伏发电站需要多组组串B并联形成，每个组串B是由17或22块组件A在串联形成，每块组件A就是一个电池板，是由60个电池片组串的，即20片电池片串联后再三组串联形成。所以，一个发电量为20兆瓦的电站，需要8万或9万块光伏板或组件A才能实现。参见图1、图2。
现有技术中也有光伏电站积灰智能判断方法，如专利号为201810856157.2的专利（下称专利一），但是该专利中样本组件和待测组件采用的是两串光伏组件，即组串B，这存在的问题是，一个组串B 至少包括17个组件A，这不仅增大了检测投入的成本，而且组串B中存在两个组件A之间连接不良的问题，例如专利号为201721406507 .2的专利中（下称专利二），如果相邻组件出现虚焊等，就会因为木桶效应而造成整个组串的电流降低，然而这种隐裂问题是不容易被发现的，所以，专利一中的两串组件存在所述设计缺陷。
而本发明中，只采用两块组件A来分别作为参考组件10和测试组件20，不仅投入成本低，而且不存在虚焊造成的问题。
进一步，测算模块60将参考组件10的功率与测试组件20的功率进行比值计算。例如，将参考组件10的功率作为分子，测试组件20的功率作为分母，比值结果大于1，则表示测试组件20的清洁度较低，需要及时清洁，当比值结果小于1，则表示测试组件20的清洁度符合要求，无需清洁。
进一步，第一采集模块30和第二采集模块40具有相同结构，第一采集模块30包括电流采集器31、电压采集器32、电源33、电阻34，电流采集器31与参考组件10串联，电压采集器32与参考组件10并联，电阻34与参考组件10并联，电源33为电流采集器31、电压采集器32、电源33提供供电电压。
进一步，所述光伏发电站清洁度测算装置还包括实时清洁模块，实时清洁模块设置于参考组件10的侧方，实时清洁模块包括清洁电机81、驱动轴82、导向轴83、导向块84、清洁头85，所述清洁电机81固定设置于参考组件10侧方的地面上，清洁电机81的输出端与驱动轴82传动连接（例如，清洁电机81通过皮带带动驱动轴82转动），驱动轴82为螺纹轴，导向块84内部设置螺纹孔，以与驱动轴82螺纹连接，所述导向轴83为光轴，导向轴83穿过导向块84，所述驱动轴82和导向轴83通过支架设置于地面上，所述清洁头85包括长杆851和毛刷852，长杆851的一端固定于导向块84侧壁上，另一端设置于毛刷852，毛刷852的布置宽度大于参考组件10的表面宽度。
进一步，所述实时清洁模块还包括光照强度检测器86、计时器87、控制器88，光照强度检测器86、计时器87、清洁电机81均与控制器88连接，所述光照强度检测器86设置于导向块84的上方，以将检测到的实时光照强度数据发送至控制器88，控制器88依据处理结果控制清洁电机81的动作。
上述方案中，清洁电机81可以通过人工启动的方式来操作。当然也可以设计为自动动作的。计时器87与为了确保参考组件10的客观性和精确性，设置了实时清洁模块，实时清洁模块每天晚上启动工作，对参考组件10进行清洁处理，实时清洁模块中设置光照强度检测器86，控制器88内部预设一个阈值，该阈值表示光照强度很低的一个数值，控制器88对该数据进行分析，低于该阈值，则表示当天天气进入夜晚，则该控制器88向清洁电机81发送一个启动信号，则启动自动清洁模块，对参考组件10进行清洁，同时控制器88还向计时器87发送信息，开始计时，计时30分钟后，计时器87向控制器88发送停止信号，控制器88控制清洁电机81停止清洁。
该清洗模块基于自动检测来启动和停止，使参考组件10每天晚上启动清洁，保持干净的状态，从而保证了基准的准确性。
为了避免清洁头85对组件的遮挡，白天不工作是，清洁头85位于组件的下方，而不是上方。
一种组件清洁度监测方法，包括以下步骤：
设置一块参考组件10，一块测试组件20，参考组件10和测试组件20间隔设置，且设置角度和高度均一致；
分别采集参考组件10和测试组件20的发电功率；
对采集参考组件10的发电功率和测试组件20的发电功率进行比值计算；
将计算结果输出并显示。
例如，参考组件10的发电功率=P1,测试组件20的发电功率=P2,比值记做K，K=P1/P2。
K大于设定值时，则表示测试组件20的清洁度较低，需要及时清洁，当K小于设定值时，则表示测试组件20的清洁度符合要求，无需清洁。
进一步，为参考组件10分别设置光照强度检测器86、计时器87、控制器88，通过光照强度检测器86检测参考组件10的实时光照强度，并发送至控制器88，控制器88依据处理结果控制清洁电机81的开始对参考组件10进行清洁动作。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种组件清洁度监测装置，其特征在于：包括参考组件、测试组件、第一采集模块、第二采集模块、功率计算模块、测算模块、显示模块，参考组件、测试组件设置于地面上，参考组件、测试组件的倾斜角度、设置高度一致，参考组件、第一采集模块、功率计算模块连接，以将参考组件的电流、电压引出，并计算得到参考模块的功率，测试组件、第二采集模块、功率计算模块连接，以将测试组件的电流、电压引出，并计算得到测试模块的功率，功率计算模块与测算模块、显示模块串联连接，测算模块将功率计算模块内部的参考组件的功率与测试组件的功率进行运算，并将运算结果发送至显示模块，以供人员观察。
2.如权利要求1所述的组件清洁度监测装置，其特征在于：测算模块将参考组件的功率与测试组件的功率进行比值计算。
3.如权利要求1所述的组件清洁度监测装置，其特征在于：第一采集模块和第二采集模块具有相同结构，第一采集模块包括电流采集器、电压采集器、电源、电阻，电流采集器与参考组件串联，电压采集器与参考组件并联，电阻与参考组件并联，电源为电流采集器、电压采集器、电源提供供电电压。
4.如权利要求1所述的组件清洁度监测装置，其特征在于：所述组件清洁度监测装置还包括实时清洁模块，实时清洁模块设置于参考组件的侧方，实时清洁模块包括清洁电机、驱动轴、导向轴、导向块、清洁头，所述清洁电机固定设置于参考组件侧方的地面上，清洁电机的输出端与驱动轴传动连接，驱动轴为螺纹轴，导向块内部设置螺纹孔，以与驱动轴螺纹连接，所述导向轴为光轴，导向轴穿过导向块，所述驱动轴和导向轴通过支架设置于地面上，所述清洁头包括长杆和毛刷，长杆的一端固定于导向块侧壁上，另一端设置于毛刷，毛刷的布置宽度大于参考组件的表面宽度。
5.如权利要求1所述的组件清洁度监测装置，其特征在于：所述实时清洁模块还包括光照强度检测器、计时器、控制器，光照强度检测器、计时器、清洁电机均与控制器连接，所述光照强度检测器设置于导向块的上方，以将检测到的实时光照强度数据发送至控制器，控制器依据处理结果控制清洁电机的动作。
6.一种组件清洁度监测方法，其特征在于包括以下步骤：
设置一块参考组件，一块测试组件，参考组件和测试组件间隔设置，且设置角度和高度均一致；
分别采集参考组件和测试组件的发电功率；
对采集参考组件的发电功率和测试组件的发电功率进行比值计算；
将计算结果输出并显示。
7.如权利要求6所述的组件清洁度监测方法，其特征在于：为参考组件分别设置光照强度检测器、计时器、控制器，通过光照强度检测器检测参考组件的实时光照强度，并发送至控制器，控制器依据处理结果控制清洁电机的开始对参考组件进行清洁动作。
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