CN114964477A - 光伏组件松动检测装置、系统、方法以及光伏电站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏组件检测技术领域，提供了一种光伏组件松动检测装置，包括装设在供光伏组件固定的支架上的三轴加速度传感器、用于将所述加速度传感器采集的支架振动信息发送出去的无线通信单元以及用于调整电压的电源供给单元，所述电源供给单元取电调整后供给所述加速度传感器和所述无线通信单元。还提供一种光伏组件松动检测系统、一种光伏组件松动检测方法以及一种光伏电站。本发明通过加速度传感器来检测支架的振动，然后将信息发送出去，方便工作人员判断光伏组件是否存在松动，不再需要工作人员定期现场巡检，减轻了工作人员的工作量，成本较低，可以长时间、大范围监测光伏组件松动，适合光伏电站应用，有利于智能运维、无人值守模式的发展。

Description

光伏组件松动检测装置、系统、方法以及光伏电站
技术领域
本发明涉及光伏组件检测技术领域，具体为一种光伏组件松动检测装置、系统、方法以及光伏电站。
背景技术
光伏组件一般通过4颗螺栓被固定在金属支架上，一套金属支架往往容纳一个或多个组串的光伏组件，相邻的光伏组件共用2颗螺栓。安装良好的光伏组件和金属支架之间构成刚性连接，金属支架有牢固的地基，因此可以为光伏组件提供稳固的支撑，保证其在25年的设计年限中具有始终如一的受光角度和均衡的受力，不受狂风暴雨等恶劣天气的影响。光伏电站往往面积巨大，光伏组件数量极多，随着时间推移，螺栓松动自然发生，如果不及时处理，遇上大风天气会使得光伏组件脱落，砸坏周围的光伏组件、扯断线缆，造成发电资产损失甚至引起火灾。光伏电站的维护人员会定期巡检，但由于光伏区域面积覆盖很大，有的地方人员不易到达如高支架、农业大棚等场合，使得巡检的工作非常耗时，维护人员也非常辛苦，而且容易漏检，效率较低。现有技术中有较多对螺栓松动进行精确检测的技术，也有用到特制的螺栓，但对于光伏发电应用的特点，不需要对螺栓状态精确识别，也不宜使用特别的螺栓增加太多成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏组件松动检测装置、系统、方法以及光伏电站，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种光伏组件松动检测装置，包括装设在供光伏组件固定的支架上的三轴加速度传感器、用于将所述加速度传感器采集的支架振动信息发送出去的无线通信单元以及用于调整电压的电源供给单元，所述电源供给单元取电调整后供给所述加速度传感器和所述无线通信单元。
进一步，所述无线通信单元对其接收到的支架振动信息进行数据处理，分析出该振动信息是否存在光伏组件的松动特征，在确定时通过无线的方式发送出预警信息。
进一步，分析出存在松动特征的条件包括含有同方向的不连续冲击信号以及同时间段天气信息有4级以上的风力。
本发明实施例提供另一种技术方案：一种光伏组件松动检测系统，包括无线网关和上述的光伏组件松动检测装置，所述无线通信单元将所述加速度传感器采集的支架振动信息发送给所述无线网关。
进一步，所述无线网关有多个，各所述无线网关均在一个局域网内。
进一步，还包括控制中心服务器和终端设备，各所述无线网关均将收集的支架振动信息发送至所述控制中心服务器，所述控制中心服务器向所述终端设备推送预警信息。
进一步，所述控制中心服务器获取实时天气信息经由所述无线网关发送至所述光伏组件松动检测装置。
进一步，在平时没有预警产生时，所述无线网关定时向所述控制中心服务器发送心跳包。
本发明实施例提供另一种技术方案：一种光伏组件松动检测方法，包括如下步骤：
S1，在供光伏组件固定的支架上安装三轴加速度传感器；
S2，所述三轴加速度传感器实时采集光伏组件在三个维度的振动信息；
S3，无线通信单元将所述振动信息处理后发送给无线网关；
S4，所述无线网关将所述无线通信单元传来的数据汇总后发送至控制中心服务器；
S5，所述控制中心服务器向终端设备推送预警信息。
本发明实施例提供另一种技术方案：一种光伏电站，包括光伏组件，所述光伏组件固定在支架上，还包括上述的光伏组件松动检测装置，所述加速度传感器安装在所述支架上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过加速度传感器来检测支架的振动，然后将信息发送出去，方便工作人员判断光伏组件是否存在松动，不再需要工作人员定期现场巡检，减轻了工作人员的工作量，成本较低，可以长时间、大范围监测光伏组件松动，适合光伏电站应用，有利于智能运维、无人值守模式的发展。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光伏组件松动检测装置的构成框图；
图2为本发明实施例提供的一种光伏组件松动检测系统的构成框图；
附图标记中：101-加速度传感器；102-无线通信单元；103-电源供给单元；104-外部供电连接器；201-光伏组件松动检测装置；202-无线网关；203-控制中心服务器；204-手机；205-局域网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
请参阅图1，本发明实施例提供一种光伏组件松动检测装置，包括装设在供光伏组件固定的支架上的加速度传感器101、用于将所述加速度传感器101采集的支架振动信息发送出去的无线通信单元102以及用于调整电压的电源供给单元103，所述电源供给单元103取电调整后供给所述加速度传感器101和所述无线通信单元102。在本实施例中，通过加速度传感器101来检测支架的振动，然后将信息发送出去，方便工作人员判断光伏组件是否存在松动，不再需要工作人员定期现场巡检，减轻了工作人员的工作量，成本较低，可以长时间、大范围监测光伏组件松动，适合光伏电站应用，有利于智能运维、无人值守模式的发展。优选的，加速度传感器101采用三轴加速度传感器，无论安装姿态如何，都可以检测支架在三个维度的振动信息，如果光伏组件螺栓存在松动，在外界风力的作用下，该光伏组件作为一个质量体，会对支架产生力的作用，表现出与平常不同的振动特征。而支架上安装的加速度传感器101能采集到这些信息。当加速度传感器101采集到光伏组件在三个维度的振动信息后，通过无线通信单元102发送出去。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，所述电源供给单元103从外部线缆取电调整后供给所述加速度传感器101和所述无线通信单元102。在本实施例中，电源供电单元是从外部线缆取电，具体可以是电源供给单元103通过外部供电连接器104从外部线缆以菊花链连接方式取电，然后通过电源供给单元103内的调压电路对电压进行调整后再供给给加速度传感器101和无线通信单元102使用。实际应用场地中的光伏组件松动检测装置201较多，采用较高取电电压，可以降低线缆上的供电电流以减少供电损耗。检测装置取电后在电压调整后供给加速度传感器101和无线通信单元102，由于整体消耗功率较小，因此从线缆取电的电流较小。当在晚上等不发电的时间段，光伏组件松动检测装置201仍在工作。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，所述无线通信单元102对其接收到的支架振动信息进行数据处理，分析出该振动信息是否存在光伏组件的松动特征，在确定时通过无线的方式发送出预警信息。优选的，分析出存在松动特征的条件包括含有同方向的不连续冲击信号以及同时间段天气信息有4级以上的风力。在本实施例中，在无线通信单元102内部具有数据处理能力，能从采集的三轴振动信息进行计算分析，当发现含有同方向的不连续冲击信号以及同时间段天气信息表明有4级以上的风力，则判断为组件出现松动，通过无线发出预警信息。优选的，为了减少检测装置数据的发送流量，无线通信单元102可以只发送预警信息，平时没有发生预警时，定期发送表明正常工作的提示信息即可。当然，不进行分析，直接将数据发送到终端设备，再由工作人员观察数据得出是否松动也是可以的，发送的方式可以是现有的各种方式，例如无线网络、蓝牙、运营商移动网络等等。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种光伏组件松动检测系统，包括无线网关202和上述的光伏组件松动检测装置201，所述无线通信单元102将所述加速度传感器101采集的支架振动信息发送给所述无线网关202。所述无线网关202有多个，各所述无线网关202均在一个局域网205内。本系统还包括控制中心服务器203和终端设备，各所述无线网关202均将收集的支架振动信息发送至所述控制中心服务器203，所述控制中心服务器203向所述终端设备推送预警信息。所述控制中心服务器203和各所述无线网关202也位于同一个局域网205内。在本实施例中，光伏组件松动检测装置201通过无线向无线网关202发送采集的振动信息或预警信息，无线传输和组网方式有多种类型，可以是星型网络，也可以是网状网络，每个无线网关202可以下辖很多光伏组件松动检测装置201。很多个无线网关202与控制中心服务器203在同一局域网205内，无线网关202将来自光伏组件松动检测装置201的数据汇总发送到控制中心服务器203。所述控制中心服务器203获取实时天气信息经由所述无线网关202发送至所述光伏组件松动检测装置201，具体是发送给无线通信单元102来结合实时检测的数据进行综合分析。平时没有预警产生时，无线网关202定时向控制中心服务器203发送心跳包以表明是处于正常工作和连接状态。当有预警时，控制中心服务器203向终端推送预警信息。并且，控制中心服务器203根据平台具有的设备地图以及设备的ID确定预警信息对应的光伏组串位置并推送给终端设备。终端设备可以是手机204等设备。
本发明实施例提供一种光伏组件松动检测方法，包括如下步骤：S1，在供光伏组件固定的支架上安装三轴加速度传感器；S2，所述三轴加速度传感器实时采集光伏组件在三个维度的振动信息；S3，无线通信单元102将所述振动信息处理后发送给无线网关202；S4，所述无线网关202将所述无线通信单元102传来的数据汇总后发送至控制中心服务器203；S5，所述控制中心服务器203向终端设备推送预警信息。在本实施例中，本方法采用上述的三轴加速度传感器，可以实时采集振动信息，然后将该信息发送给无线通信单元102，由无线通信单元102对其进行分析判断是否发送给无线网关202。接着由无线网关202发送给控制中心服务器203，控制中心服务器203再发送给终端设备。控制中心服务器203可以对数据进行储存，方便工作人员调取，利于数据追溯和分析。
本发明实施例提供一种光伏电站，包括光伏组件，所述光伏组件固定在支架上，还包括上述的光伏组件松动检测装置201，所述加速度传感器101安装在所述支架上。在本实施例中，将上述的检测装置用在光伏电站中，通过加速度传感器101来检测支架的振动，然后将信息发送出去，方便工作人员判断光伏组件是否存在松动，不再需要工作人员定期现场巡检，减轻了工作人员的工作量，成本较低，可以长时间、大范围监测光伏组件松动，适合光伏电站应用，有利于智能运维、无人值守模式的发展。优选的，加速度传感器101采用三轴加速度传感器，无论安装姿态如何，都可以检测支架在三个维度的振动信息，如果光伏组件螺栓存在松动，在外界风力的作用下，该光伏组件作为一个质量体，会对支架产生力的作用，表现出与平常不同的振动特征。而支架上安装的加速度传感器101能采集到这些信息。当加速度传感器101采集到光伏组件在三个维度的振动信息后，通过无线通信单元102发送出去。优选的，在无线通信单元102内部具有数据处理能力，能从采集的三轴振动信息进行计算分析，当发现含有同方向的不连续冲击信号以及同时间段天气信息表明有4级以上的风力，则判断为组件出现松动，通过无线发出预警信息。优选的，为了减少检测装置数据的发送流量，无线通信单元102可以只发送预警信息，平时没有发生预警时，定期发送表明正常工作的提示信息即可。
作为本发明实施例的优化方案，所述光伏组件有多个，各所述光伏组件组成光伏组串，每个所述光伏组串配置一个或两个所述光伏组件松动检测装置201。每个所述光伏组串具有二十到二十四块所述光伏组件。在本实施例中，光伏组件松动检测装置201可安装于光伏组串支架上，一般光伏组串包含大约二十到二十四块光伏组件构成一个基本单位，一个光伏组串可以安装一到二台该检测装置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光伏组件松动检测装置，其特征在于：包括装设在供光伏组件固定的支架上的三轴加速度传感器、用于将所述加速度传感器采集的支架振动信息发送出去的无线通信单元以及用于调整电压的电源供给单元，所述电源供给单元取电调整后供给所述加速度传感器和所述无线通信单元。
2.如权利要求1所述的光伏组件松动检测装置，其特征在于：所述无线通信单元对其接收到的支架振动信息进行数据处理，分析出该振动信息是否存在光伏组件的松动特征，在确定时通过无线的方式发送出预警信息。
3.如权利要求2所述的光伏组件松动检测装置，其特征在于：分析出存在松动特征的条件包括含有同方向的不连续冲击信号以及同时间段天气信息有4级以上的风力。
4.一种光伏组件松动检测系统，其特征在于：包括无线网关和如权利要求1-3任一所述的光伏组件松动检测装置，所述无线通信单元将所述加速度传感器采集的支架振动信息发送给所述无线网关。
5.如权利要求4所述的光伏组件松动检测系统，其特征在于：所述无线网关有多个，各所述无线网关均在一个局域网内。
6.如权利要求5所述的光伏组件松动检测系统，其特征在于：还包括控制中心服务器和终端设备，各所述无线网关均将收集的支架振动信息发送至所述控制中心服务器，所述控制中心服务器向所述终端设备推送预警信息。
7.如权利要求6所述的光伏组件松动检测系统，其特征在于：所述控制中心服务器获取实时天气信息经由所述无线网关发送至所述光伏组件松动检测装置。
8.如权利要求6所述的光伏组件松动检测系统，其特征在于：在平时没有预警产生时，所述无线网关定时向所述控制中心服务器发送心跳包。
9.一种光伏组件松动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，在供光伏组件固定的支架上安装三轴加速度传感器；
S2，所述三轴加速度传感器实时采集光伏组件在三个维度的振动信息；
S3，无线通信单元将所述振动信息处理后发送给无线网关；
S4，所述无线网关将所述无线通信单元传来的数据汇总后发送至控制中心服务器；
S5，所述控制中心服务器向终端设备推送预警信息。
10.一种光伏电站，包括光伏组件，所述光伏组件固定在支架上，其特征在于：还包括如权利要求1-3任一所述的光伏组件松动检测装置，所述加速度传感器安装在所述支架上。
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