CN112213326A - 一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置及方法。该装置包括一块特定光伏板，特定光伏板下四周均设有电动推杆，包含所述特定光伏板在内的光伏阵列，两个固定桌，工业机器人，金属块，第一金属臂和第二金属臂，平板，第一试管、第二试管、第三试管，带有第一电磁阀门的鼓风机，电子秤。本发明通过在实验室光伏板表面铺上不同密度、厚度的粉笔粉尘，模拟自然环境中光伏板表面被灰尘遮挡的现象，检测并记录光伏板阵列的表面图像、输出电流、电压和特定光伏板的表面温度。光伏电站实测中，拍摄覆盖有灰尘的光伏板表面，与实验室设定数值进行比较，判断是否有热斑并做预警。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉笔转化成粉尘的装置，模拟光伏板表面的灰尘遮挡，研究不同粉尘对光伏板输出特性电气参数和热斑的影响。
背景技术
随着全球光伏产业的快速发展，太阳能光伏电站建设的质量、安全问题逐渐出现，诸如设计缺陷、设备质量缺陷、施工不规范等问题都给光伏电站的运维带来了严峻的挑战。光伏电站的太阳能板的故障包括发热、龟裂、蜗牛纹、损坏、焊带故障、污点、植被遮挡等。传统的预防性维护手段是采用定期检查的方式来防范重大问题和事故。对于大型电站来说，高频次综合性的检查在成本上不可行。
如果光伏板产生热斑故障，没有及时检测及清洗，时间过久会损坏光伏板，影响光伏电站的发电效率。但是无人机搭载热成像传感器巡检光伏板，价格昂贵，不适合高频次巡检。CCD相机或人工登顶光伏板适合高频次定期巡检，但是只能观察表面是否由遮挡或者灰尘，并不能判断特定光伏板是否会产生热斑故障。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置及方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置，包括一块特定光伏板，特定光伏板下四周均设有电动推杆，包含所述特定光伏板在内的光伏阵列，两个固定桌，工业机器人，金属块，第一金属臂和第二金属臂，平板，第一试管、第二试管、第三试管，带有第一电磁阀门的鼓风机，电子秤。
更进一步的，两个固定桌上分别安装所述工业机器人，工业机器人上安装有滑块，滑块上方安装所述金属块，其中一侧的金属块旁连接有锤子型的金属臂，另一侧的金属块旁连接有碗状的金属盒，普通粉笔经由金属臂、金属盒捣碎置于金属盒内。
更进一步的，在金属盒下方设置有平板，平板上设有相互连接的第一试管和第二试管，第二试管下侧设有洞口，洞口连接第三试管，第三试管上装有第二电磁阀门；所述第一电磁阀门控制鼓风机开关和风速，鼓风机下方设有支撑物；平板设有起固定作用的台柱，台柱上有设有4个第一连接装置；台柱周围有挡板，另设第二连接装置与挡板连接。
更进一步的，挡板下方为被粉尘覆盖的特定光伏板，特定光伏板与其他正常光伏板形成光伏阵列，特定光伏板下方设有所述电子秤。
一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘方法，从若干支长度、重量相同的粉笔中取一支粉笔，放入金属盒中；控制金属臂在金属盒上方匀速上下运动，将金属盒中的粉笔碾压成粉末；控制金属盒匀速地将粉尘掉落在下方第一试管。
更进一步的，打开鼓风机，将第一试管中掉落的粉尘吹向第二试管中，根据实验需求，在第二试管下放置多个第三试管，打开第二电磁阀门，让吹向第二试管中的粉尘掉落在特定光伏板上，利用方形罐子控制粉尘降落区域，台柱周围的挡板阻止粉尘从周围掉落，启动特定光伏板下四周的电动推杆，然后4个电动推杆按照顺时针方向间隔固定时间t间隔运动，第一个电动推杆上升到顶部然后下降，在第一个电动推杆运动的固定时间第二个、第三、第四个依次比第一个延时t、2t和3t时间做上升下降的往复运动，通过装置周期性运动，粉尘从孔洞掉落，可以模拟灰尘均匀覆盖到光伏板表面。
更进一步的，通过放置不同粉笔数量，模拟粉尘的厚度，由于每支粉笔的重量是固定已知的，因此可以观察特定光伏板下的电子秤，得到可设定的不同厚度的粉尘，即通过粉笔的重量来进行控制粉尘的密度及厚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明搭建一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置，通过在实验室光伏板表面铺上不同密度、厚度的粉笔粉尘，模拟自然环境中光伏板表面被灰尘遮挡的现象，检测并记录光伏板阵列的表面图像、输出电流、电压和特定光伏板的表面温度。光伏电站实测中，拍摄覆盖有灰尘的光伏板表面，与实验室设定数值进行比较，判断是否有热斑并做预警。采用本发明的光伏热斑模拟灰尘装置及方法可预测热斑，因此，可提前通过光伏板表面灰尘分布状况，来提前预测光伏板是否会产生热斑，从而降低成本，提高效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的平板、挡板和塑料试管结构示意图；
图3为本发明的光伏阵列放置示意图。
图4为本发明的光伏板电机控制图。
图5为电动推杆的周期运动图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
步骤1：搭建一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置。
该装置包括一块特定光伏板16，特定光伏板16下四周均设有电动推杆24，包含所述特定光伏板16在内的光伏阵列21，两个固定桌6，工业机器人1，金属块2，第一金属臂3和第二金属臂5，第一金属臂3和第二金属臂5的功能不同，平板7，第一试管8、第二试管10、第三试管20，带有第一电磁阀门9的鼓风机11，电子秤15。
左右两个固定桌6上安装有工业机器人1，两个工业机器人滑块上方均安装有金属块2，本实施例采用金属铁块，左侧金属铁块旁连接一个锤子型的金属臂3，右侧左侧金属铁块旁连接一个碗状的金属盒5，可将普通粉笔经由金属臂3、金属盒5将其捣碎，放在金属盒5内。
在碗装的金属块下方为平板7，平板7上有两个相连的第一试管8与第二试管10，第二试管10下侧有洞口，洞口连接的是第三试管20，第三试管20上装有第二电磁阀门19。在第一试管8右侧有个鼓风机11，鼓风机上有个第一电磁阀门9，控制鼓风机开关和风速，鼓风机下有一支撑物18。本实施例中，第一试管8、第二试管10和第三试管20均采用塑料材质。
平板7下是起固定作用的台柱12，台柱12上有4个第一连接装置17。台柱周围有挡板14，同时，还有两个第二连接装置13与挡板14连接，挡板下方则是粉尘覆盖的特定光伏板16，特定光伏板与其他正常光伏板形成光伏阵列21，特定光伏板下有一电子秤15。
步骤2：光伏热斑模拟灰尘遮挡的运行过程。
步骤2.1：准备一盒粉笔，每支粉笔的长度、重量相同，取一支粉笔4，放入金属盒5中。
步骤2.2：控制左侧的第一金属臂3，在碗装的金属盒5上方匀速的上下运动，碾压此时在盒子中的粉笔，将其碾压成粉末。
步骤2.3：控制金属盒5，匀速地将粉尘掉落在下方第一试管8。
步骤2.4：打开鼓风机11，将第一试管8中掉落的粉尘吹向试管第二10中，根据实验需求，在第二试管10下放置多个第三试管20，打开第二电磁阀门19，让吹向第二试管10中的粉尘掉落在特定光伏板16上，利用有机玻璃材质的方形罐子(25)，利用单面胶将方形罐子固定在光伏板上某区域，控制粉尘降落区域，台柱周围的挡板可阻止粉尘从周围掉下去，启动特定光伏板下四周的电动推杆24，然后4个电动推杆按照顺时针方向间隔固定时间t间隔运动，第一个电动推杆上升到顶部然后下降，在第一个电动推杆运动的固定时间第二个、第三、第四个依次比第一个延时t，2t和3t时间做上升下降的往复运动，如图5所示，周围4个杆子按固定的时间间隔运动，启动后，相邻两根电动推杆相差1/4的高度，通过装置周期性运动，粉尘从孔洞掉落，可以模拟灰尘均匀覆盖到光伏板表面。
步骤3：不同粉尘密度和厚度的控制模拟。
通过放置不同粉笔数量，模拟粉尘的厚度，由于每支粉笔的重量是固定已知的，因此可以观察特定光伏板16下的电子秤15，得到可设定的不同厚度的粉尘，即通过粉笔的重量来进行控制粉尘的密度及厚度。
重复操作，得到不同的实验数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置，其特征在于：包括一块特定光伏板(16)，特定光伏板(16)下四周均设有电动推杆(24)，包含所述特定光伏板(16)在内的光伏阵列(21)，两个固定桌(6)，工业机器人(1)，金属块(2)，第一金属臂(3)和第二金属臂(5)，平板(7)，第一试管(8)、第二试管(10)、第三试管(20)，带有第一电磁阀门(9)的鼓风机(11)，电子秤(15)。
2.根据权利要求1所述的一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置，其特征在于：两个固定桌(6)上分别安装所述工业机器人(1)，工业机器人上安装有滑块，滑块上方安装所述金属块(2)，其中一侧的金属块(2)旁连接有锤子型的金属臂(3)，另一侧的金属块(2)旁连接有碗状的金属盒(5)，普通粉笔经由金属臂(3)、金属盒(5)捣碎置于金属盒(5)内。
3.根据权利要求1所述的一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置，其特征在于：在金属盒(5)下方设置有平板(7)，平板(7)上设有相互连接的第一试管(8)和第二试管(10)，第二试管(10)下侧设有洞口，洞口连接第三试管(20)，第三试管(20)上装有第二电磁阀门(19)；所述第一电磁阀门(9)控制鼓风机开关和风速，鼓风机(11)下方设有支撑物(18)；平板(7)设有起固定作用的台柱(12)，台柱(12)上有设有4个第一连接装置(17)；台柱(12)周围有挡板(14)，另设第二连接装置(13)与挡板(14)连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘装置，其特征在于：挡板(14)下方为被粉尘覆盖的特定光伏板(16)，特定光伏板(16)与其他正常光伏板形成光伏阵列(21)，特定光伏板(16)下方设有所述电子秤(15)。
5.一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘方法，其特征在于：从若干支长度、重量相同的粉笔中取一支粉笔(4)，放入金属盒(5)中；控制金属臂(3)在金属盒(5)上方匀速上下运动，将金属盒(5)中的粉笔碾压成粉末；控制金属盒(5)匀速地将粉尘掉落在下方第一试管(8)。
6.根据权利要求5所述的一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘方法，其特征在于：打开鼓风机(11)，将第一试管(8)中掉落的粉尘吹向第二试管(10)中，根据实验需求，在第二试管(10)下放置多个第三试管(20)，打开第二电磁阀门(19)，让吹向第二试管(10)中的粉尘掉落在特定光伏板(16)上，利用方形罐子(25)控制粉尘降落区域，台柱(12)周围的挡板阻止粉尘从周围掉落，启动特定光伏板(16)下四周的电动推杆(24)，然后4个电动推杆按照顺时针方向间隔固定时间t间隔运动，第一个电动推杆上升到顶部然后下降，在第一个电动推杆运动的固定时间第二个、第三、第四个依次比第一个延时t、2t和3t时间做上升下降的往复运动，通过装置周期性运动，粉尘从孔洞掉落，可以模拟灰尘均匀覆盖到光伏板表面。
7.根据权利要求6所述的一种具有预测热斑功能的光伏热斑模拟灰尘方法，其特征在于：通过放置不同粉笔数量，模拟粉尘的厚度，由于每支粉笔的重量是固定已知的，因此可以观察特定光伏板(16)下的电子秤(15)，得到可设定的不同厚度的粉尘，即通过粉笔的重量来进行控制粉尘的密度及厚度。
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