CN117691948A - 一种智能化光伏组件缺陷巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能化光伏组件缺陷巡检系统。巡检系统包括移动检测架和服务器。移动检测架采用拱形检测隧道框架，内设有照明部、光学扩散部、移动部和检测部。系统工作时，移动检测架沿光伏组件长度方向移动，使用两种检测程序完成组件的外观和功能检查。第一程序使用检测光源和成像技术识别表面缺陷；第二程序使用模拟光源和实时采集光伏组件进行光电转化的电参数，判断发电状态。两程序的检测质量实时反馈调节移动架的扫描速度，本系统集成了移动机构、光学检测和电参数分析技术，实现了自动化、智能化的光伏组件全面缺陷检测。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种智能化光伏组件缺陷巡检系统。
背景技术
随着光伏发电的快速发展，光伏电站的运行维护日益受到关注。手工检查光伏组件存在效率低下、无法覆盖全部组件等问题。目前常见的光伏组件检测系统包括无人机巡查和红外检测两大类别，仍存在检测范围有限、环境依赖性大等缺点。为实现光伏电站的智能化维护，迫切需要一套移动式的光伏组件全面检测方案。
移动式检测可以覆盖整个电站内的光伏组件，并结合图像技术、电参数测试等手段，实现对光伏组件外形缺陷和发电效率的可靠检测。由于光伏项目所在天然环境天气条件变化大，对移动检测制约较大；加上若要对分布于大范围面积的光伏组件进行详细检查，则更需要提供更为高效且可长时间持续实施的巡检技术方案。
查阅已公开的相关文件，公开号为US20160218668A1的技术方案通过在检查时尽可能多地消除光伏组件多个电子零件对于温度的敏感变化，从而整体上降低了温度对光伏系统检查的影响；公开号为JP2011029477A的技术方案通过使用EL方法，通过透射指定波长的光到光伏面板上，从而获得清晰的光伏面板表面的检查图像；公开号为CN116223511A的技术方案提出一种基于无人机自动巡检的分布式屋顶光伏组件缺陷诊断方法，利用无人机收集屋顶光伏组件的表面图像数据后，进行后台处理并输出检测结果。
以上技术方案均提出若干光伏组件的检查方案，但是大多基于小范围项目的检查为主，对于大规模光伏项目的日常检查，还需要提出更为高效且方便的检测方式。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种智能化光伏组件缺陷巡检系统。巡检系统包括移动检测架和服务器。移动检测架采用拱形检测隧道框架，内设有照明部、光学扩散部、移动部和检测部。系统工作时，移动检测架沿光伏组件长度方向移动，使用两种检测程序完成组件的外观和功能检查。第一程序使用检测光源和成像技术识别表面缺陷；第二程序使用模拟光源和实时采集光伏组件进行光电转化的电参数，判断发电状态。两程序的检测质量实时反馈调节移动架的扫描速度，本系统集成了移动机构、光学检测和电参数分析技术，实现了自动化、智能化的光伏组件全面缺陷检测。
本发明采用如下技术方案：
一种智能化光伏组件缺陷巡检系统；所述巡检系统包括服务器，以及与所述服务器通讯连接的一个或以上的移动检测架；所述服务器被配置为向所述移动检测架发送控制指令，并接收所述移动检测架的检测数据；
其中，所述移动检测架包括：
拱形的检测隧道框架；
分布设置在所述检测隧道框架内侧表面的照明部；
弯曲成拱形并延伸在所述照明部前方并且至少部分地与所述照明部接触的光学扩散部；
设置于所述检测隧道框架底部，用于驱动所述检测隧道框架移动的移动部；
用于获取并处理对光伏组件检查后的检查数据的检测部；
所述巡检系统工作时，所述移动检测架整体沿被检测的光伏面板的长度方向移动，由所述检测隧道框架将一段光伏面板进行包覆，在所述检测隧道框架内部实施对光伏面板进行外观和功能的检查；
优选地，所述照明部包括安装在检测隧道框架内朝向被检查的光伏面板的多个光源；
其中，所述光源包括：
被配置为提供用于检测光伏硅板表面的检测光线的检测光源；以及
被配置为提供用于检测光伏系统进行光电转化的转化光源。
优选地，在所述检测隧道框架两端设置有柔软遮光挡布，用于阻断外部光线进入所述检测隧道框架内部；
优选地，所述光学扩散部形成一个两端连续的拱形条带，并通过在至少部分所述光学扩散部的侧面施加压力，使其与所述光源保持接触；
并且，其中所述光学扩散部包括接触所述光源的第一透明层和叠加在所述第一透明层上的第二漫反射层；由所述第二漫反射层将所述光源所产生的光线进行漫反射。
优选地，所述移动部包括采用一种或一种以上的下列移动机构用于驱动所述移动检测架的整体进行移动，所述移动机构为：轮式机构、履带式机构、滑轨式机构、索道式机构；
优选地，所述转化光源用于对被检测的光伏组件产生光射，用于模拟光伏组件被太阳光照射后产生的光电转化过程，从而检查被检测的光伏组件的光电转化性能；
优选地，所述巡检系统包括采用以下方式进行第一检测程序：
S100：采用所述检查光源出被检测的光伏面板发射检测光线；
S200：获取光伏面板表面反射光的检测图像；
S300：将检测图像发送到所述检测部进行处理；
S300：采用相移法成像技术分析光线在组件表面反射时的偏折变形；
S400：将测量的反射变形与组件理想表面形状模型进行比较；
S500：通过比较反射光变形程度判断光伏面板表面是否存在缺陷以及缺陷的类型和严重程度；
其中，步骤S500中包括以下子步骤：
S510：确定缺陷位置和面积大小；
S520：将缺陷检测结果与预设的缺陷判断标准进行匹配；
S530：根据匹配结果确定组件表面缺陷的类别和严重程度；
优选地，所述巡检系统还包括采用以下方式进行第二检测程序：
E100：在所述移动检测架内部光照条件许可的情况下，使用所述转化光源对光伏面板进行模拟太阳光的照射；
E200：所述检测部实时检测光伏组件在所述转化光源的光照下的所产生的光电效应的电参数，至少包括电流以及电压；
E300：将测得的电参数数据与预设的光伏组件理论发电电参数数据进行对比和计算；如果实测电参数明显偏低，则判断光伏面板上发电效率存在问题；
E400：确定光伏面板上导致发电效率问题的具体位置；
优选地，所述巡检系统包括根据所述第一检测程序以及第二检测程序的实时检测数据，设定所述移动检测架的扫描移动速度v；通过以下计算式，计算扫描移动速度v：
；
上式中，Vm为移动检测架的预设最大扫描速度，V0为移动检测架的预设最小扫描速度，两者均由相关技术人员根据移动检测架的检测性能和移动性能进行设定；
k为修正系数，；
其中，k1为第一检测程序的检测质量参数，通过由第一检测程序计算的第一检测质量q1与预设的第一标准值qt1的比值计算获得，即：
；
k2为第二检测程序的检测质量参数，通过由第二检测程序计算的第二检测质量q2与预设的第二标准值qt2的比值计算获得，即：
；
第一标准值qt1与第二标准值qt2由相关技术人员预先设定。
本发明所取得的有益效果是：
本技术方案的巡检系统实现了检测的全面自动化，其中的移动检测架集成了移动机构、传感器和软件，可以自动导航覆盖整个电站的光伏组件，进行全自动化的检测，无需人工操作，大大提升了巡检效率；
本技术方案的巡检系统采用了多元检测方式，它同时结合了光学成像和电参数两种技术进行检测，两者相互验证，可以提高检测结果的准确性和可靠性；通过图像判断外形缺陷，电参数评估发电效率，两者相融合形成准确的检测结果；
本技术方案的巡检系统应用智能算法实现快速自适应，检测质量实时反馈实现扫描速度的智能调节，使检测架可以根据具体环境状况自适应优化速度；在保证检测效果的前提下，最大程度地缩短了检测时间，提高巡检效率；
本技术方案的巡检系统中的各工作部分采用模块化设计，可以通过单独优化和替换其中的工作模块，实现系统的维护和升级，降低了后续的使用成本和升级成本。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
附图标记：10-光伏面板；12-光伏支架；14-主轴线；20-移动检测架；26-检测隧道框架；28-光学扩散部；30-安装盒；100-服务器；261-横向樑；262-纵向樑；
图1为本发明所述巡检系统的实施方式示意图；
图2为现在光伏组件的结构示意图；
图3为本发明实施例中所述移动检测架的示意图；
图4为本发明实施例中所述移动检测架的内部示意图；
图5为本发明实施例中所述安装盒与光学扩散部的组合方式示意图；
图6为本发明实施例中所述安装盒与光源的组合方式示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明 ，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内。包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位。以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一：示例性地，提出一种智能化光伏组件缺陷巡检系统；所述巡检系统包括服务器，以及与所述服务器通讯连接的一个或以上的移动检测架；所述服务器被配置为向所述移动检测架发送控制指令，并接收所述移动检测架的检测数据；
其中，所述移动检测架包括：
拱形的检测隧道框架；
分布设置在所述检测隧道框架内侧表面的照明部；
弯曲成拱形并延伸在所述照明部前方并且至少部分地与所述照明部接触的光学扩散部；
设置于所述检测隧道框架底部，用于驱动所述检测隧道框架移动的移动部；
用于获取并处理对光伏组件检查后的检查数据的检测部；
所述巡检系统工作时，所述移动检测架整体沿被检测的光伏面板的长度方向移动，由所述检测隧道框架将一段光伏面板进行包覆，在所述检测隧道框架内部实施对光伏面板进行外观和功能的检查；
优选地，所述照明部包括安装在检测隧道框架内朝向被检查的光伏面板的多个光源；
其中，所述光源包括：
被配置为提供用于检测光伏硅板表面的检测光线的检测光源；以及
被配置为提供用于检测光伏系统进行光电转化的转化光源。
优选地，在所述检测隧道框架两端设置有柔软遮光挡布，用于阻断外部光线进入所述检测隧道框架内部；
优选地，所述光学扩散部形成一个两端连续的拱形条带，并通过在至少部分所述光学扩散部的侧面施加压力，使其与所述光源保持接触；
并且，其中所述光学扩散部包括接触所述光源的第一透明层和叠加在所述第一透明层上的第二漫反射层；由所述第二漫反射层将所述光源所产生的光线进行漫反射。
优选地，所述移动部包括采用一种或一种以上的下列移动机构用于驱动所述移动检测架的整体进行移动，所述移动机构为：轮式机构、履带式机构、滑轨式机构、索道式机构；
优选地，所述转化光源用于对被检测的光伏组件产生光射，用于模拟光伏组件被太阳光照射后产生的光电转化过程，从而检查被检测的光伏组件的光电转化性能；
优选地，所述巡检系统包括采用以下方式进行第一检测程序：
S100：采用所述检查光源出被检测的光伏面板发射检测光线；
S200：获取光伏面板表面反射光的检测图像；
S300：将检测图像发送到所述检测部进行处理；
S300：采用相移法成像技术分析光线在组件表面反射时的偏折变形；
S400：将测量的反射变形与组件理想表面形状模型进行比较；
S500：通过比较反射光变形程度判断光伏面板表面是否存在缺陷以及缺陷的类型和严重程度；
其中，步骤S500中包括以下子步骤：
S510：确定缺陷位置和面积大小；
S520：将缺陷检测结果与预设的缺陷判断标准进行匹配；
S530：根据匹配结果确定组件表面缺陷的类别和严重程度；
优选地，所述巡检系统还包括采用以下方式进行第二检测程序：
E100：在所述移动检测架内部光照条件许可的情况下，使用所述转化光源对光伏面板进行模拟太阳光的照射；
E200：所述检测部实时检测光伏组件在所述转化光源的光照下的所产生的光电效应的电参数，至少包括电流以及电压；
E300：将测得的电参数数据与预设的光伏组件理论发电电参数数据进行对比和计算；如果实测电参数明显偏低，则判断光伏面板上发电效率存在问题；
E400：确定光伏面板上导致发电效率问题的具体位置；
如附图1所示，为所述巡检系统一种示例性的实施方式；当中，包括待检测的光伏组件阵列200，以及运行于光伏组件阵列之间的一个或以上的移动检测架20；并且，每个移动检测架20通过无线通讯设备与服务器100通讯连接，以向服务器100发送检测数据，并接收服务器100的控制指令；
进一步的，待检测的光伏系统由多套光伏组件组成具有多行多列的光伏矩阵200；光伏矩阵200中的每一行由多套光伏组件紧密地间隔以形成连续的行；而相邻的两行光伏组件之间，具有较为宽阔的间距，以允许检查人员或者本实施方式中的移动检测架20通过；
示例性地，每套光伏组件如附图2所示，光伏组件可以包括光伏面板10以及设置光伏面板10下方支撑光伏面板10的光伏支架12；其中，光伏面板10是光伏系统最重要的组成部分之一，其负责将太阳能转化为直流电，以供后续的能源转换使用；太阳能板通常由多个太阳电池组成，这些太阳电池由半导体材料制成，可以将光线转化为电子能；
另一方面，光伏支架12主要起到连接并固定包括光伏面板10在内的一系列零件在固定面上的作用；固定面可以为例如地面、屋顶等结实表面；在保证光伏组件承载、抗风性能处于安全的前提下，光伏支架可以设置有一定倾角，以最大限度地使光伏面板正向朝向太阳，从而获得高发电量，提高光伏发电的收益；
相关领域人员并了解，在光伏系统中可以进一步包括光伏逆变器、光伏储能组件、电缆等部件；但这些部件通常高集中度地设置于室内或具有防护性顶盖的建筑下，并且通过电缆连接到光伏组件阵列中的每一个光伏组件；相关领域的专业人员应当理解光伏系统中这些部件的作用以及充分必要性；但在本巡检系列的巡检对象为光伏组件阵列中的多个光伏组件，因此在本文中并不讨论其余不涉及的零部件；
进一步的，如附图3至附图5所示，为所述移动检测架20的一种示例性的实施方式：
优选地，移动检测架20采用拱形设计，其可以是部分圆弧形状，并且圆弧形部分可以具有恒定的半径，也可以是变化半径的更复杂曲线形状；移动检测架20包括拱形的检测隧道框架26；检测隧道框架26上设置有照明部的光源，以及与光源相对布置的光学扩散部28；移动检测架20还包括多个安装盒30；多个安装盒30绕移动检测架20的主轴线14方向彼此相邻排布；安装盒30用于支撑和固定光源；这些安装盒30沿着检测隧道框架26的拱形轮廓布置，与光学扩散部28共同形成了面向主轴线14的拱形照明面；
进一步的，附图4显示了检测隧道框架26的中间部分；检测隧道框架26包含两个基本呈拱形的横向樑261，以及将两个或以上的横向樑261相互连接的多个纵向樑262；安装盒30在两个横向樑261之间纵向延伸，并通过固定支架附着其上；
进一步的，如附图5所示，光学扩散部28的曲线轮廓贴合安装盒30，或者说贴合两个横向樑261的拱形弧度；通过这种方式，光学扩散部28被施加压力并紧贴在光源组成的光源网格上；
优选地，检测隧道框架26的横向樑261和纵向樑262采用金属（如合金钢材或者合金铝材）制造，但这并不是限制，检测隧道框架26可以考虑其他高强度的材料制造；
进一步的，如附图6所示，每个安装盒30沿着纵向方向延伸并在一个表面上固定光源32；每两个光源32的节距可以设定在4～10mm之间；光源32可以为LED类型的点阵照明元件；在光源32内部，多个LED发光二极管优选地均匀地排布在正交的两个方向上，并且焊接于同一块电路板上；每个安装盒30可以并排地相邻布置的多个电路板，以便在整个盒子上形成连续且均匀的二极管矩阵；
优选地，在安装盒30的背面具有用于空气流通的空间；内部空间内空气的自然或强制循环可以实现对光源32的冷却；安装盒30上可以设置一个或多个电风扇以产生空气循环；可以在安装盒30上设置入口通风口和出口通风口（未示出）以产生自然的或强制的空气循环；
光源32中的一个或多个电路板可以连接到安装在安装盒30内部或外部的专用驱动器，驱动器例如可以安装在检测隧道框架26上；每个光源32可以单独地控制光强度并且可选地可以控制灯光的色温；
优选地，安装盒30由金属制成，例如铝合金或者铜合金等，然而应当理解，也可以考虑其他材料，例如塑料或者金属-塑料的混合材质等；
进一步的，检测部还包括有摄像头和图像控制装置，摄像头用于捕获光伏面板表面的图像并传送到检测部中的处理器进行图像分析处理；图像控制装置用于控制多个光源32中的每个，以使检测光源产生指定特性的光线组合；
示例性的实施方式中，图像控制装置可以控制所述检测光源形成指定的光照图案，例如交替的亮暗条纹，并照射到光伏面板表面，以使光伏面板表面产生反射该图案到摄像头；如果光伏面板表面存在缺陷，则会使反射回来的光线图案产生明显的边界变形；这种基于偏转的测量方式，可以通过对反射图案的分析检测出表面缺陷；具体来说，图像处理可以测量相邻亮暗条纹的边界光强度变化；表面缺陷会使边界处的光强度变化产生异常。这种检测光照图案的设计，对于识别表面中的较大缺陷尤为有效；
在另一种示例性的实施方式中，图像控制装置控制检测光源产生渐变亮度变化的条纹图案，即明暗条纹交界呈现渐变；这种图案更适合检测表面的微小缺陷，例如颗粒杂质等；渐变区域的光强度变化可以反映这类缺陷；
在另一种示例性的实施方式中，图像控制装置还可以控制在不同方向的渐变条纹图案，以便检测不同方向的缺陷；或者调整条纹周期来聚焦特定尺寸的缺陷；
经过图像分析反射光变形情况，可以判断组件表面是否存在缺陷，并标示出缺陷的位置、类别和严重程度。
实施例二：本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；
进一步的，所述转化光源可以包括转化用光源、照射方向控制装置、照度计等；
其中，所述转化用光源可以部分或全部使用上述光源32，并且优选地，可以加入额外的第二光源；第二光源可以提供比光源32的照明范围更为集中的照明范围，例如可以采用透镜或者遮光罩等配合，使得第二光源所发出的光线能够集中照射到光伏面板的一个指定的范围内，以使得该范围内的光电池片较未被第二光源所照射的光电池片产生产生强度更高的光电效应；
优选地，所述第二光源可以选择LED或激光，波长选用红光或近红外光，以产生更高的发电效率；
优选地，所述照射方向控制装置使用步进电机实现精确定位，确保所述第二光源可以精确地指向预设的光伏面板的位置；
优选地，第二检测程序设定在夜间进行，并且在进行时采用位于检测隧道框架26两端柔软遮光挡布隔绝外部光线；通过照度计判断环境亮度是否符合检测要求；然后转化光源发出检查用光线，照射方向控制装置改变所述转化光源的照射角度，使光射依次照射到每个光伏组件上；被照射的光伏组件会产生电信号，传输到光伏系统的集电箱中；
优选地，所述检测部通讯连接到光伏系统的集电箱，收集检查过程中产生的测量电信号数据；并且优选地，通过存储器预设正常的电参数值或者电参数值的范围；所述检测部包括将测量电参数与预设电参数值进行比较，判断组件发电性能是否异常；并且，最后输出检测报告。
实施例三：本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进。
进一步的，所述巡检系统包括根据所述第一检测程序以及第二检测程序的实时检测数据，设定所述移动检测架的扫描移动速度v；通过以下计算式，计算扫描移动速度v：
；
上式中，Vm为移动检测架的预设最大扫描速度，V0为移动检测架的预设最小扫描速度，两者均由相关技术人员根据移动检测架的检测性能和移动性能进行设定；
k为修正系数，；
其中，k1为第一检测程序的检测质量参数，通过由第一检测程序计算的第一检测质量q1与预设的第一标准值qt1的比值计算获得，即：
；
k2为第二检测程序的检测质量参数，通过由第二检测程序计算的第二检测质量q2与预设的第二标准值qt2的比值计算获得，即：
；
第一标准值qt1与第二标准值qt2由相关技术人员预先设定；
在一些示例性的实施方式中，第一检测质量q1可以通过分析检测图像与标准图像的相似度进行计算；例如，在一些优选的实施方式中，可以采用结构相似性 (StructuralSimilarity， SSIM）算法来比较两张图像的相似度；
SSIM算法将图像的相似度分解为三个要素来评估:
(1) 亮度相似度:比较两张图像的亮度程度；
(2) 对比度相似度:比较两张图像的对比度；
(3) 结构相似度:比较两张图像的结构、纹理等细节信息；
每个要素的相似度用一个公式来表示，取值在0到1之间，1表示完全相同；将三个要素的相似度结合起来，得到一张图像与参考图像的整体SSIM相似度；如果计算得到的SSIM相似度高于预设的阈值(例如0.85)，则可以认为两张图像质量相似，即检测图像质量良好；
否则，如果SSIM相似度低于阈值，则认为检测图像质量存在问题；
通过SSIM算法可以提供一个定量的相似度指标，通过与阈值对比就可以判断图像质量；
进一步的，第二检测质量q2可以基于以下一个或多个参数的数值进行计算，例如：空载电压 Voc、空载电流 Isc、最高功率点电压 Vmpp、最高功率点电流 Impp、填充因子FF、转换效率η；
在检测时，可以测量每个组件的以上电参数；将测量所得电参数与标准电参数范围对比，判断每个参数是否在标准范围内；
优选地，可以设定权重比例w，计算各电参数的合规比例；例如Voc、Isc在范围内，则其合规比例为1；FF超出范围，比例为0；
优选地，可以求取所有电参数合规比例的加权平均；加权平均结果越高，说明越多电参数符合标准，质量越好；将加权平均结果规范化到0～1范围内，作为q2的质量参数值；可选地，也可以采用参数标准差来表示质量；标准差越小，质量越好。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (9)
1.一种智能化光伏组件缺陷巡检系统，其特征在于，所述巡检系统包括服务器，以及与所述服务器通讯连接的一个或以上的移动检测架；所述服务器被配置为向所述移动检测架发送控制指令，并接收所述移动检测架的检测数据；
其中，所述移动检测架包括：
拱形的检测隧道框架；
分布设置在所述检测隧道框架内侧表面的照明部；
弯曲成拱形并延伸在所述照明部前方并且至少部分地与所述照明部接触的光学扩散部；
设置于所述检测隧道框架底部，用于驱动所述检测隧道框架移动的移动部；
用于获取并处理对光伏组件检查后的检查数据的检测部；
所述巡检系统工作时，所述移动检测架整体沿被检测的光伏面板的长度方向移动，由所述检测隧道框架将一段光伏面板进行包覆，在所述检测隧道框架内部实施对光伏面板进行外观和功能的检查。
2.如权利要求1所述巡检系统，其特征在于，所述照明部包括安装在检测隧道框架内朝向被检查的光伏面板的多个光源；
其中，所述光源包括：
被配置为提供用于检测光伏面板表面的检测光线的检测光源；以及
被配置为提供用于检测光伏系统进行光电转化的转化光源。
3.如权利要求2所述巡检系统，其特征在于，在所述检测隧道框架两端设置有柔软遮光挡布，用于阻断外部光线进入所述检测隧道框架内部。
4.如权利要求3所述巡检系统，其特征在于，所述光学扩散部形成一个两端连续的拱形条带，并通过在至少部分所述光学扩散部的侧面施加压力，使其与所述光源保持接触；
并且，其中所述光学扩散部包括接触所述光源的第一透明层和叠加在所述第一透明层上的第二漫反射层；由所述第二漫反射层将所述光源所产生的光线进行漫反射。
5.如权利要求4所述巡检系统，其特征在于，所述移动部包括采用一种或一种以上的移动机构用于驱动所述移动检测架的整体进行移动，所述移动机构为：轮式机构、履带式机构、滑轨式机构、索道式机构。
6.如权利要求5所述巡检系统，其特征在于，所述转化光源用于对被检测的光伏组件产生光射，用于模拟光伏组件被太阳光照射后产生的光电转化过程，从而检查被检测的光伏组件的光电转化性能。
7.如权利要求6所述巡检系统，其特征在于，所述巡检系统包括采用以下方式进行第一检测程序：
S100：采用所述检查光源出被检测的光伏面板发射检测光线；
S200：获取光伏面板表面反射光的检测图像；
S300：将检测图像发送到所述检测部进行处理；
S300：采用相移法成像技术分析光线在组件表面反射时的偏折变形；
S400：将测量的反射变形与组件理想表面形状模型进行比较；
S500：通过比较反射光变形程度判断光伏面板表面是否存在缺陷以及缺陷的类型和严重程度；
其中，步骤S500中包括以下子步骤：
S510：确定缺陷位置和面积大小；
S520：将缺陷检测结果与预设的缺陷判断标准进行匹配；
S530：根据匹配结果确定组件表面缺陷的类别和严重程度。
8.如权利要求7所述巡检系统，其特征在于，所述巡检系统包括采用以下步骤进行第二检测程序：
E100：在所述移动检测架内部光照条件许可的情况下，使用所述转化光源对光伏面板进行模拟太阳光的照射；
E200：所述检测部实时检测光伏组件在所述转化光源的光照下的所产生的光电效应的电参数，至少包括电流以及电压；
E300：将测得的电参数数据与预设的光伏组件理论发电电参数数据进行对比和计算；如果实测电参数明显偏低，则判断光伏面板上发电效率存在问题；
E400：确定光伏面板上导致发电效率问题的具体位置。
9.如权利要求8所述巡检系统，其特征在于，所述巡检系统包括根据所述第一检测程序以及第二检测程序的实时检测数据，设定所述移动检测架的扫描移动速度v；通过以下计算式，计算扫描移动速度v：
；
上式中，Vm为移动检测架的预设最大扫描速度，V0为移动检测架的预设最小扫描速度，两者均由相关技术人员根据移动检测架的检测性能和移动性能进行设定；
k为修正系数，；
其中，k1为第一检测程序的检测质量参数，通过由第一检测程序计算的第一检测质量q1与预设的第一标准值qt1的比值计算获得，即：
；
k2为第二检测程序的检测质量参数，通过由第二检测程序计算的第二检测质量q2与预设的第二标准值qt2的比值计算获得，即：
；
第一标准值qt1与第二标准值qt2由相关技术人员预先设定。
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2024
- 2024-02-02 CN CN202410145452.2A patent/CN117691948B/zh active Active
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