CN114337537A - Hjt光伏电池监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了HJT光伏电池监控系统，涉及光伏电池技术领域，通过对每个太阳能发电板的太阳能转化效率进行监控，从而判断出，太阳能电路板将太阳辐射转化为电量的能力是否存在异常，当存在异常时，能够对出现异常的太阳能发电板进行标记，并生成预警信息，从而能够使得保证每一个太阳能发电板的太阳能转化效率保持在一个合理范围内，从而因为单一太阳能发电板的性能异常，导致整个光伏电池的发电效率被严重影响，且所有太阳能发电板的性能都保持在合理范围内，也能够使得太阳能发电板的使用寿命大大延长，减少资源损耗。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，具体是HJT光伏电池监控系统。
背景技术
太阳能光伏发电作为太阳能利用的主要方式之一，因其资源潜力大、可持续利用等特点，成为各国竞相发展的重点，发展前景非常广阔，然而它也存在着密度低、间歇性、空间分布不断变化的问题，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。为了提高光伏发电系统的转换效率，提高发电系统的发电量，需要提高光伏阵列吸收太阳能辐射的能力。
光伏电池的光转化效率主要取决于太阳能发电板，在选择太阳能发电板时，通常会选择规格相同的太阳能发电板组成光伏电池的迎光面，而太阳能发电板，在使用的过程中，性能会产生衰减，当某一块太阳能发电板出现异常时，对整体的光能转化效率都会造成削弱，如何对每个太阳能发电板的运行状态进行有效监控，是我们需要解决的问题；为此，现提供HJT光伏电池监控系统。
发明内容
本发明的目的在于提供HJT光伏电池监控系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：HJT光伏电池监控系统，包括监控中心，所述监控中心电性连接有数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块；
数据采集模块包括光照采集单元和电流采集单元，光伏电池的迎光面由若干个规格相同的太阳能发电板组成，在每个太阳能发电板内分别设置有一个光照采集单元以及电流采集单元；分别用于获取光伏电池的光照数据和光伏电池在使用过程中的电流数据；光照采集单元和电流采集单元在获取到相应的数据后，则将数据实时传输至数据处理模块，通过数据处理模块对数据采集模块所获取到的数据进行处理，数据分析模块在数据处理模块进行数据处理后，对光伏电池的运行状态进行分析，从而对太阳能发电板的电量转化效率是否出现异常进行判定。
进一步的，所述光照采集单元获取光照数据的过程包括：将光照采集单元进行标号，设置时钟，并设置太阳能发电板工作时间段，获取每个光照采集单元在工作t设时长后所获取到的太阳辐射量；获取每个光照采集单元单位时间的耗电量，将光照采集单元单位时间的耗电量进行标记。
进一步的，所述电流采集单元获取电流数据的过程包括：将电流采集单元进行标号，获取每个太阳能发电板所产生的电量，获取每个电流采集单元单位时间的耗电量。
进一步的，数据处理模块对数据的处理过程包括：
建立每个太阳能发电板的电量转化参照表，当时钟到达t1时刻时，获得太阳能发电板工作t设时长后总的电量增长量DZ设；所述t1时刻为太阳能发电板工作时间段的开始时刻；
当DZ设≥0时，则表示通过太阳能发电板所产生的电量多于数据采集模块所消耗的电量；
当t设＞0，且DZ设≥0时，则将t1+t设时刻设置为第二天太阳能发电板的工作开始时刻；
设置时间阈值t阈，当t设≥t阈，且DZ设＜0时，则表示当天的太阳辐射强度过低，则数据采集模块光伏电池进入休眠状态。
进一步的，所述数据分析模块在数据处理模块进行数据处理后，对光伏电池的运行状态进行分析，分析过程包括：
将光伏电池的电量存储上限记为ZDmax个电量单位；
获取光伏电池的用电端是否在进行工作，当用电端在进行工作时，获取用电端单位时间的用电量，并将用电段单位时间的用电量记为YD；将用电段开始工作的时刻记为t始，在用电端进行工作的过程中，获取光伏电池所存储的理论电量LD，获取光伏电池实际存储的电量，并将实际存储的电量与理论电量LD进行比较，从而判定该太阳能发电板的太阳能转化效率是否存在异常。
进一步的，太阳能发电板工作时间段可人为的根据实际需求进行修改和设定。
进一步的，所述太阳能发电板的电量转化表为：产生一个电量单位所需要的太阳辐射量。
进一步的，所述休眠状态为数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块会停止工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对每个太阳能发电板的太阳能转化效率进行监控，从而判断出，太阳能电路板将太阳辐射转化为电量的能力是否存在异常，当存在异常时，能够对出现异常的太阳能发电板进行标记，并生成预警信息，从而能够使得保证每一个太阳能发电板的太阳能转化效率保持在一个合理范围内，从而因为单一太阳能发电板的性能异常，导致整个光伏电池的发电效率被严重影响，且所有太阳能发电板的性能都保持在合理范围内，也能够使得太阳能发电板的使用寿命大大延长，减少资源损耗；
通过设置休眠状态，从而降低光伏电池的电能损耗，避免不必要的电量损失，同时也避免出现弱太阳辐射环境下，通过太阳辐射所产生的电量低于系统所消耗的电量，造成光伏电池本身存储的电量被白白消耗，使得光伏电池的供电时长变短。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，HJT光伏电池监控系统，包括监控中心，所述监控中心电性连接有数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块；
数据采集模块包括光照采集单元和电流采集单元，通过光照采集单元获取光伏电池的光照数据，通过电流采集单元获取光伏电池在使用过程中的电流数据；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，光伏电池的迎光面由若干个规格相同的太阳能发电板组成，在每个太阳能发电板内分别设置有一个光照采集单元以及电流采集单元；
所述光照采集单元获取光照数据的过程包括：
将光照采集单元进行标号，记为i，i＝1，2，……，n，n为整数；
设置时钟，并设置太阳能发电板工作时间段，将太阳能发电板的工作时间记为t1时刻至t2时刻；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，太阳能发电板工作时间段可以人为的根据实际需求进行修改和设定；
当到达t1时刻时，则太阳能发电板面向太阳升起的方向，然后光照采集单元进行工作，将每个光照采集单元在工作t设时长后所获取到的太阳辐射量记为FLi；
获取每个光照采集单元单位时间的耗电量，将光照采集单元单位时间的耗电量记为m个电量单位；
所述电流采集单元获取电流数据的过程包括：
将电流采集单元进行标号，记为j，j＝1，2，……，n，n为整数；
获取每个太阳能发电板所产生的电量，并将每个太阳能发电板所产生的电量标记为DLj个电量单位；
将光伏电池在t1时刻所存储的总电量记为ZD1个电量单位；
将每个电流采集单元单位时间的耗电量记为q个电量单位；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，光照采集单元和电流采集单元在获取到相应的数据后，则将数据实时传输至数据处理模块，通过数据处理模块对数据采集模块所获取到的数据进行处理，具体处理过程包括：
建立每个太阳能发电板的电量转化参照表，即产生一个电量单位所需要的太阳辐射量：1个电量单位＝F0太阳辐射量；
当时钟到达t1时刻时，通过公式
获得太阳能发电板工作t设时长后总的电量增长量DZ设；
当DZ设≥0时，则表示通过太阳能发电板所产生的电量多于数据采集模块所消耗的电量；
当t设＞0时，则将t1+t设时刻设置为第二天太阳能发电板的工作开始时刻；
设置时间阈值t阈，当t设≥t阈，且DZ设＜0时，则表示当天的太阳辐射强度过低，则数据采集模块光伏电池进入休眠状态；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当光伏电池进入休眠状态时，系统的数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块均会停止工作，从而降低光伏电池的电能损耗，避免不必要的电量损失，同时也避免出现弱太阳辐射环境下，通过太阳辐射所产生的电量低于系统所消耗的电量，造成光伏电池本身存储的电量被白白消耗，使得光伏电池的供电时长变短。
所述数据分析模块在数据处理模块进行数据处理后，对光伏电池的运行状态进行分析，具体过程包括：
将光伏电池的电量存储上限记为ZDmax个电量单位；
获取光伏电池的用电端是否在进行工作，当用电端在进行工作时，获取用电端单位时间的用电量，并将用电段单位时间的用电量记为YD；将用电段开始工作的时刻记为t始
则在用电端进行工作的过程中，光伏电池所存储的理论电量为
其中t前为当下时刻，且t前＞t1；
当LD＝ZDmax时，获取则获取t前是否超过t2，当超过t2，则表示光伏电池电量未存满；当t前未超过t2，则表示光伏电池在太阳能发电板停止工作前将光伏电池存满；
获取t前时刻的光伏电池的所存储的电量，并记为ZD2；
若ZD2＜αLD时，则表示太阳能发电板的光电转化效率异常，其中α为系统因子，且α＜1；
将每个太阳能发电板所产生的电量DLj由低到高进行排序，并将其中的最小值标记为DLmin，当DLmin＜αLD/n时，则判定该太阳能发电板的太阳能转化效率异常，可能存在故障，将该太阳能发电板的位置进行标记，并生成预警信息。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (8)
1.HJT光伏电池监控系统，包括监控中心，其特征在于，所述监控中心电性连接有数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块；
数据采集模块包括光照采集单元和电流采集单元，光伏电池的迎光面由若干个规格相同的太阳能发电板组成，在每个太阳能发电板内分别设置有一个光照采集单元以及电流采集单元；分别用于获取光伏电池的光照数据和光伏电池在使用过程中的电流数据；光照采集单元和电流采集单元在获取到相应的数据后，则将数据实时传输至数据处理模块，通过数据处理模块对数据采集模块所获取到的数据进行处理，数据分析模块在数据处理模块进行数据处理后，对光伏电池的运行状态进行分析，从而对太阳能发电板的电量转化效率是否出现异常进行判定。
2.根据权利要求1所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，所述光照采集单元获取光照数据的过程包括：将光照采集单元进行标号，设置时钟，并设置太阳能发电板工作时间段，获取每个光照采集单元在工作t设时长后所获取到的太阳辐射量；获取每个光照采集单元单位时间的耗电量，将光照采集单元单位时间的耗电量进行标记。
3.根据权利要求1所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，所述电流采集单元获取电流数据的过程包括：将电流采集单元进行标号，获取每个太阳能发电板所产生的电量，获取每个电流采集单元单位时间的耗电量。
4.根据权利要求3所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，数据处理模块通过电量转化参照表对数据采集模块所获取到的数据进行处理的过程包括：
建立每个太阳能发电板的电量转化参照表，当时钟到达t1时刻时，获得太阳能发电板工作t设时长后总的电量增长量DZ设；所述t1时刻为太阳能发电板工作时间段的开始时刻；
当DZ设≥0时，则表示通过太阳能发电板所产生的电量多于数据采集模块所消耗的电量；
当t设＞0，且DZ设≥0时，则将t1+t设时刻设置为第二天太阳能发电板的工作开始时刻；
设置时间阈值t阈，当t设≥t阈，且DZ设＜0时，则表示当天的太阳辐射强度过低，则数据采集模块光伏电池进入休眠状态。
5.根据权利要求4所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，所述数据分析模块在数据处理模块进行数据处理后，通过将光伏电池的实际存储的电量与理论电量相对比，对光伏电池的太阳能转化效率进行分析，分析过程包括：
将光伏电池的电量存储上限记为ZDmax个电量单位；
获取光伏电池的用电端是否在进行工作，当用电端在进行工作时，获取用电端单位时间的用电量，并将用电段单位时间的用电量记为YD；将用电段开始工作的时刻记为t始，在用电端进行工作的过程中，获取光伏电池所存储的理论电量LD，获取光伏电池实际存储的电量，并将实际存储的电量与理论电量LD进行比较，从而判定该太阳能发电板的太阳能转化效率是否存在异常。
6.根据权利要求2所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，太阳能发电板工作时间段可人为的根据实际需求进行修改和设定。
7.根据权利要求4所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，所述太阳能发电板的电量转化表为：产生一个电量单位所需要的太阳辐射量。
8.根据权利要求4所述的HJT光伏电池监控系统，其特征在于，所述休眠状态为数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块会停止工作。
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