CN115276555B - 一种光伏数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种光伏数据采集系统，包括监测终端、云平台和光伏组件，所述监测终端用于采集光伏组件的运行数据信息，所述监测终端与云平台无线连接；所述监测终端包括风向监测模块和通信模块，所述风向监测模块用于采集风向数据，所述通信模块用于和云平台建立无线连接；所述光伏组件包括光伏板、储电模块和方向调节模块，光伏板与储电模块电连接；所述光伏板设有底座，所述储电模块设于底座内；所述方向调节模块用于根据风向数据调整光伏板朝向，使得光伏板与风向平行，最大程度减小了光伏板所承受的风阻，极大地降低了光伏板的支撑杆断裂的风险，提高了装置运行的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种光伏数据采集系统。
背景技术
光伏(Photovoltaic)是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。光伏分为两类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统；一种是分布式(以>6MW为分界)，如民居屋顶光伏发电系统。
但现有的地面光伏发电系统，通常于开阔地带大范围设置，所以设置的光伏组件通常会面临大风天气的干扰，而光伏板在承受的风阻时会对支撑杆施加一个横向的力，所以当风力过强时，光伏板所受阻力过大，光伏板的支撑杆就会面临着断裂的风险。
发明内容
本发明的技术问题在于光伏板在承受的风阻时会对支撑杆施加一个横向的力，所以当风力过强时，光伏板所受阻力过大，光伏板的支撑杆就会面临着断裂的风险。
本发明提供的基础方案：一种光伏数据采集系统，包括监测终端、云平台和光伏组件，所述监测终端用于采集光伏组件的运行数据信息，所述监测终端与云平台无线连接；
所述监测终端包括风向监测模块和通信模块，所述风向监测模块用于采集风向数据，所述通信模块用于和云平台建立无线连接；
所述光伏组件包括光伏板、储电模块和方向调节模块，光伏板与储电模块电连接；所述光伏板设有底座，所述储电模块设于底座内；所述方向调节模块用于根据风向数据调整光伏板朝向，使得光伏板与风向平行。
本发明的原理及优点在于：光伏板在大风天气中，其板面与风向相对时，所承受的风阻是最大的；因此，本方案通过风向监测模块采集风向数据，方向调节模块再根据采集的风向数据调整光伏板的朝向，使得光伏板与风向平行，最大程度减小了光伏板所承受的风阻，极大地降低了光伏板的支撑杆断裂的风险，提高了装置运行的稳定性；而通信模块的设置，也使得用户能够通过云平台对光伏组件的运作情况进行远程监控，让用户能够及时根据监控对光伏数据采集系统进行维护。
进一步，所述监测终端还包括风速监测模块，所述风速监测模块用于采集风速数据；
所述方向调节模块设有第一风速阈值，当风速达到第一风速阈值时，方向调节模块根据风向数据调整光伏板朝向，使得光伏板与风向平行。
有益效果：光伏板面朝光照强度更高的方向时，其发电效率更高。故本方案设置风速监测模块，对风速进行监测，仅在风速达到第一风速阈值时，再调节光伏板朝向，避免对正常风速下的光伏板进行光伏发电。
进一步，所述光伏板和底座通过电动伸缩杆连接，所述光伏组件还包括高度调节模块，所述高度调节模块用于调节电动伸缩杆长度；
所述方向调节模块设有第二风速阈值，当风速达到第二风速阈值时，所述方向调节模块调整光伏板朝向，使得光伏板与底座平行，所述高度调节模块控制电动伸缩杆收缩，降低光伏板高度。
有益效果：设置第二风速阈值和电动伸缩杆，在风速过高时控制电动伸缩杆收缩，避免因电动伸缩杆过高，在风中因摇摆幅度过大而断裂的情况，提高了装置在风中的稳定性。
进一步，所述监测终端还包括环境监测模块，所述环境监测模块包括温度检测模块和湿度检测模块，所述温度检测模块和湿度检测模块分别用于检测周边环境的温度数据和湿度数据。
有益效果：对光伏组件周边的温湿度环境数据进行采集，让用户能够及时根据装置的周边环境对光伏组件进行维护操作，延长装置的使用寿命。
进一步，所述监测模块还包括光照检测模块，所述光照检测模块用于采集光照强度数据；
所述方向调节模块还用于根据光照强度数据调节光伏板的朝向，使得光伏板优先朝向光照强度高的方向。
有益效果：通过光照检测模块检测的光照强度信号控制光伏板方向，使得光伏板能够面向阳光更为充足的一面，提高太阳能的转化效率。
进一步，所述监测模块还包括电压检测模块和电量监测模块，所述电压检测模块用于检测光伏板电压数据，所述电量监测模块用于检测储电模块的电量信息。
有益效果：通过电量检测模块对储电模块的电量进行检测，从而获取到储电模块的电量存储情况，让用户能够根据剩余电量计算装置的剩余运行时间；而电压数据则能够协助用户远程监测光伏板的运行情况。
进一步，还包括存储模块，所述存储模块用于存储采集的运行数据信息，所述运行数据信息包括风向数据、风速数据、温度数据、湿度数据、光照强度数据、电压数据和电量信息。
有益效果：将采集的数据进行本地存储，在数据丢失的情况下也能做好数据备份工作。
进一步，所述通信模块还用于将采集的风向数据、风速数据、温度数据、湿度数据、光照强度数据、电压数据和电量信息运行数据信息上传至云平台。
有益效果：将采集的数据上传至云平台，实现对光伏数据的远程监测，便于用户及时发现问题并修正。
附图说明
图1为本发明一种光伏数据采集系统的示意图。
图2为本发明一种光伏数据采集系统的逻辑框图。
图3为本发明一种光伏数据采集系统实施例三的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的标记包括：底座1、电动伸缩杆2、固定座3、电机4、垂直立板5、安装座6、光伏板7、传动轮8、清洁层9、防护层10、传动链11。
具体实施过程如下：
实施例一基本如附图1、附图2所示，一种光伏数据采集系统，包括监测终端、云平台和光伏组件，所述监测终端用于采集光伏组件的运行数据信息，所述监测终端与云平台无线连接。
所述监测终端包括风向监测模块和通信模块，所述风向监测模块用于采集风向数据，所述通信模块用于和云平台建立无线连接；所述光伏组件包括光伏板7、储电模块和方向调节模块，光伏板7与储电模块电连接；所述光伏板7设有底座1，本实施例中的储电模块设于底座1内部，采用12V200AH锂电池一块；所述方向调节模块用于根据风向数据调整光伏板7朝向，使得光伏板7与风向平行。
具体的，所述底座1上表面中部设有轴承座，所述底座1内部设有从轴承座通过的电动伸缩杆2，所述电动伸缩杆2为可旋转式电动伸缩杆2，电动伸缩杆2顶部设有固定座3，所述固定座3上表面设有两个互相平行的弧形铰接板。所述光伏板7底部设有安装座6，所述安装座6下表面设有与弧形铰接板相适配的垂直立板5，所述垂直立板5设有旋转轴，旋转轴横向设置。所述弧形铰接板表面设有供旋转轴穿过的通孔，两弧形铰接板夹持旋转轴，所述弧形铰接板一侧设有电机4，所述电机4与控制器电连接，所述电机4的输出轴与旋转轴传动连接，所述方向调节模块用于通过控制电动伸缩杆2和电机4输出轴的旋转来控制光伏板7朝向。
所述监测终端还包括风速监测模块，所述风速监测模块用于采集风速数据；所述光伏组件还包括高度调节模块，所述高度调节模块用于调节电动伸缩杆2长度。所述方向调节模块设有第一风速阈值和第二风速阈值，当风速达到第一风速阈值时，方向调节模块根据风向数据调整光伏板7朝向，使得光伏板7与风向平行。当风速达到第一风速阈值时，所述方向调节模块根据风向控制电机4输出轴旋转，调节光伏板7方向，本实施例中当风速达到第一风速阈值时，方向调节模块根据风向数据控制光伏板7与风向平行，减少光伏板7所受风的阻力，降低光伏板7在大风天气中被破坏或吹走的概率。当风速达到第二风速阈值时，所述方向调节模块还用于控制光伏板7与底座1平行，高度调节模块控制电动伸缩杆2收缩，降低光伏板7高度，使得光伏板7尽可能贴近底座1，避免因电动伸缩杆2过长，在风中因摇摆幅度过大而断裂的情况，提高了装置在风中的稳定性。
所述监测模块还包括光照检测模块，所述光照检测模块用于采集光伏板7面朝方向的光照强度数据；所述方向调节模块还用于根据光照强度数据调节光伏板7的朝向，使得光伏板7优先朝向光照强度高的方向。本实施例中，光照检测模块采用光照传感器，所述光照传感器设于光伏板7上表面；方向调节模块根据光照传感器的光照强度数据，通过控制电机4使得光伏板7面向光照强度最强的方向，使得光伏板7能够面向阳光更为充足的一面，提高太阳能的转化效率。
本实施例中还包括存储模块，所述监测终端还包括环境监测模块，所述环境监测模块包括温度检测模块、湿度检测模块、电压检测模块和电量监测模块，所述温度检测模块和湿度检测模块分别用于检测周边环境的温度数据和湿度数据。所述电压检测模块用于检测光伏板7电压数据，所述电量监测模块用于检测储电模块的电量信息。所述存储模块用于存储采集的运行数据信息，所述运行数据信息包括风向数据、风速数据、温度数据、湿度数据、光照强度数据、电压数据和电量信息等。所述通信模块还用于将采集的风向数据、风速数据、温度数据、湿度数据、光照强度数据、电压数据和电量信息等运行数据信息上传至云平台。
实施例二
实施例二如附图3所示，实施例二与实施例一的区别仅在于，实施例二中还设有板面清洁机构，所述板面清洁机构包括清洁组件、传动机构和蓄水箱；所述传动机构包括传动链11、传动轮8组和驱动电机，所述传动轮8组包括于光伏板7两端对称设置的传动轮8，所述驱动电机用于驱动传动轮8转动，同一侧的传动轮8外围连接设置传动链11，于任一端传动轮8之间设置布轴；所述清洁组件包括清洁板和连接水管；所述清洁板包括防护层10和清洁层9，防护层10与清洁层9之间设有空腔，所述清洁板侧面设有连接水管，所述空腔与蓄水池通过连接水管连通，所述清洁板整体采用柔性材质，清洁板一端与布轴固定连接，所述清洁板的另一端的两侧与传动链11固定连接，通过传动轮8的不同方向的转动，清洁板既能随着传动链11覆盖光伏板7板面，也能随着传动轮8的转动缠绕于布轴表面，清洁板覆盖光伏板7板面时，清洁层面向光伏板7。所述清洁层9外表面呈波浪状，其表面设有毛刷，与光伏板7板面相接触的弧形顶端设有出水孔，出水孔处设有单向阀。
当风速达到第一风速阈值时，所述驱动电机驱动传动轮8转动，从而展开清洁板，当风速低于第一风速阈值时，所述驱动电机驱动传动轮8转动，收起清洁板。
具体实施时，在清洁板展开过程中，清洁板内部空腔被舒展开，在负压作用下，蓄水池中的水被吸到空腔中；待清洁板完全展开后，清洁层9外表面与光伏板7之间形成空气通道，当强风吹过时，因通道的宽窄变化，通道内的压强也不同(伯努利原理)，因出水孔设置于清洁层9外表面与光伏板7板面相接触的弧形顶端，所以清洁板内部空腔中的水在负压作用下被吸出，从而起到对光伏板7板面的清洁作用；此外，因清洁层9整体采用的柔性材质，所以清洁层9外表面会在风力作用下产生一定的波动变形，从而使得其表面的毛刷能够对光伏板7板面进行刷洗，进一步提高其清洁效果。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (5)
1.一种光伏数据采集系统，包括监测终端、云平台和光伏组件，其特征在于：所述监测终端用于采集光伏组件的运行数据信息，所述监测终端与云平台无线连接；
所述监测终端包括风向监测模块和通信模块，所述风向监测模块用于采集风向数据，所述通信模块用于和云平台建立无线连接；
所述光伏组件包括光伏板、储电模块和方向调节模块，光伏板与储电模块电连接；所述光伏板设有底座，所述储电模块设于底座内；所述方向调节模块用于根据风向数据调整光伏板朝向，使得光伏板与风向平行；
所述监测终端还包括风速监测模块，所述风速监测模块用于采集风速数据；
所述方向调节模块设有第一风速阈值，当风速达到第一风速阈值时，方向调节模块根据风向数据调整光伏板朝向，使得光伏板与风向平行；
所述监测终端还包括环境监测模块，所述环境监测模块包括温度检测模块、湿度检测模块和光照检测模块，所述温度检测模块和湿度检测模块分别用于检测周边环境的温度数据和湿度数据；所述光照检测模块用于采集光照强度数据；
所述方向调节模块还用于根据光照强度数据调节光伏板的朝向，使得光伏板优先朝向光照强度高的方向；
所述光伏组件还包括板面清洁机构，所述板面清洁机构包括清洁组件、传动机构和蓄水箱；所述传动机构包括传动链、传动轮组和驱动电机，所述传动轮组包括于光伏板两端对称设置的传动轮，所述驱动电机用于驱动传动轮转动，同一侧的传动轮外围连接设置传动链，于任一端传动轮之间设置布轴；所述清洁组件包括清洁板和连接水管；所述清洁板包括防护层和清洁层，防护层与清洁层之间设有空腔，所述清洁板侧面设有连接水管，所述空腔与蓄水池通过连接水管连通，清洁板一端与布轴固定连接，所述清洁板的另一端的两侧与传动链固定连接，通过传动轮的不同方向的转动，清洁板既能随着传动链覆盖光伏板板面，也能随着传动轮的转动缠绕于布轴表面，清洁板覆盖光伏板板面时，清洁层面向光伏板；所述清洁层外表面呈波浪状，其表面设有毛刷，与光伏板板面相接触的弧形顶端设有出水孔，出水孔处设有单向阀；
当风速达到第一风速阈值时，所述驱动电机驱动传动轮转动，展开清洁板，在清洁板展开过程中，清洁板内部空腔被舒展开，在负压作用下，蓄水池中的水被吸到空腔中，待清洁板完全展开后，清洁层外表面与光伏板之间形成空气通道；当风速低于第一风速阈值时，所述驱动电机驱动传动轮转动，收起清洁板；
清洁层整体采用柔性材质，当清洁层外表面在风力作用下产生波动变形时，使得其表面的毛刷对光伏板板面进行刷洗。
2.根据权利要求1所述的一种光伏数据采集系统，其特征在于：所述光伏板和底座通过电动伸缩杆连接，所述光伏组件还包括高度调节模块，所述高度调节模块用于调节电动伸缩杆长度；
所述方向调节模块设有第二风速阈值，当风速达到第二风速阈值时，所述方向调节模块调整光伏板朝向，使得光伏板与底座平行，所述高度调节模块控制电动伸缩杆收缩，降低光伏板高度。
3.根据权利要求1所述的一种光伏数据采集系统，其特征在于：所述监测模块还包括电压检测模块和电量监测模块，所述电压检测模块用于检测光伏板电压数据，所述电量监测模块用于检测储电模块的电量信息。
4.根据权利要求3所述的一种光伏数据采集系统，其特征在于：还包括存储模块，所述存储模块用于存储采集的运行数据信息，所述运行数据信息包括风向数据、风速数据、温度数据、湿度数据、光照强度数据、电压数据和电量信息。
5.根据权利要求4所述的一种光伏数据采集系统，其特征在于：所述通信模块还用于将采集的风向数据、风速数据、温度数据、湿度数据、光照强度数据、电压数据和电量信息上传至云平台。
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- 2022-07-29 CN CN202210910037.2A patent/CN115276555B/zh active Active
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