CN203365585U - 光伏板灰尘检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种光伏板灰尘检测装置,包括:灰尘传感器,连接至控制器,测量光伏板上的灰尘量,并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至控制器;辐照度传感器,连接至控制器,测量光伏板上的光辐照强度,并将测量到的光辐照强度进行数字化后得到的光辐照强度值发送至控制器;功率测量单元,连接至控制器,测量光伏发电系统的发电功率值,并将测量到的发电功率值发送至控制器;控制器,连接至灰尘传感器、辐照度传感器和功率测量单元,根据接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值,输出控制信号。通过该技术方案,可以实现量化的监测和分析灰垢对发电效果的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电控制技术领域,具体而言,涉及一种光伏板灰尘检测装置。
背景技术
随着社会对能源的需求量越来越大,“能源安全危机”的问题愈发突显,传统形式能源利用所造成的“全球气候变暖”问题也日益显出。可再生清洁能源作为一种新的能源形式越来越被重视,而太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源可以利用,那么如何合理高效的利用太阳能是摆在我们面前的一个重大课题。
通过光伏发电进行了现场实测,实测结果显示积灰对光伏发电影响明显。光伏板的积灰三效应包括:光伏板积灰的遮挡效应、光伏板积灰的温度效应和光伏板积灰的腐蚀效应,因此光伏板的灰垢对于光伏板的发电效率和寿命影响是很大的。目前光伏清洁采用两种方式:手动清洗和机械自动清洗。但是目前光伏灰垢监测主要还是通过人主观观测,但是人主观观测不能很好地判断出灰垢对光伏发电系统的影响大小,这样在灰垢影响小的情况就去清洗,会浪费人力、物力和财力。但是如果灰垢已经影响较大却还不去清洗,又会使得发电效率降低、损害光伏单元的寿命。
如何通过自动监测手段来实时监测灰垢对发电效果的影响以便确定清洗方案和清洗时间,对于降低光伏发电系统维护成本和提高发电利用率具有非常重要的作用,
因此,需要一种新的技术方案,可以实现量化的监测和分析灰垢对发电效果的影响。
实用新型内容
本实用新型正是基于上述问题,提出了一种新的技术方案,可以实现量化的监测和分析灰垢对发电效果的影响。
有鉴于此,本实用新型提出了一种应用于光伏发电系统的光伏板灰尘检测装置,包括:灰尘传感器,其连接至控制器,测量所述光伏板上的灰尘量,并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至所述控制器;辐照度传感器,其连接至所述控制器,测量所述光伏板上的光辐照强度,并将测量到的光辐照强度进行数字化后得到的光辐照强度值发送至所述控制器;功率测量单元,其连接至所述控制器,测量所述光伏发电系统的发电功率值,并将测量到的发电功率值发送至所述控制器;所述控制器,连接至所述灰尘传感器、所述辐照度传感器和所述功率测量单元,根据接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值,输出控制信号。
在该技术方案中,使得灰垢对光伏发电效率的影响有了量化的数据,这样可以有针对性的对光伏板进行清洁,防止经常清洁带来的人力物力的浪费和因为清洁不及时造成发电效率下降影响发电效益的发挥,对于降低光伏发电系统运行成本,提高其发电效率具有重要的作用。
在上述技术方案中,优选地,所述灰尘传感器、所述辐照度传感器和/或所述功率测量单元通过有线通讯方式和/或无线通讯方式分别将获取的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值传送至所述控制器。
在该技术方案中,针对各设备间距离的差异,提出了两种通讯方式,如果各设备距离较近则采用有线通讯方式,如果设备安装分散且距离较远则采用无线通讯方式。有线通讯采用RS485接口方式,无线采用zigbee,这两种通讯方式均为非常成熟的通讯解决方案,具有可靠性高,模块价格低易于采购的特点,完全可以满足系统对于通讯速率和可靠性的要求,从而将整个系统连接成为一个有机整体。
在上述技术方案中,优选地,所述控制器包括:记录单元,连接至所述灰尘传感器、所述辐照度传感器和所述功率测量单元,对接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值进行实时记录。
在该技术方案中,通过记录单元对历史数据进行记录,这样既可以避免数据的丢失,也方便用户对历史数据进行查看。
在上述技术方案中,优选地,所述控制器还包括:输出单元,连接至所述记录单元,根据所述记录单元已记录的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值输出所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值之间的对应关系曲线和/或对照表。
在该技术方案中,可以通过光辐照强度值得到发电功率的理论值,并可以根据光辐照强度值和发电功率理论值得到关系曲线和/或关系表,同时可以根据灰尘量值、光辐照强度值和发电功率值得到实际的关系曲线和/或关系表,这样就可以得到两者之间的对应关系曲线和/或对照表,这样,通过对应关系曲线和/或对照表来反应两者之间的关系,更直观,用户查看更方便。
在上述技术方案中,优选地,所述控制器还包括:控制单元,连接至所述输出单元,根据所述输出单元输出的所述对应关系曲线和/或所述对照表,输出控制信号。
在该技术方案中,根据得出的对应关系曲线和/或对照表可以得到灰尘对光伏发电系统的影响程度,根据影响程度的不同,可以输出不同的控制信号。比如,可以将影响程度划分不同的等级,如无影响、轻度影响、一般影响、较重影响、严重影响等,并可以为每个影响程度等级设置一个控制信号,比如在达到一般影响时进行清洗,在轻度影响时不采取处理操作等。这样,用户可以针对不同的影响程度制定不同的控制策略,方便用户的管理。
在上述技术方案中,优选地,还包括:设置单元,连接至所述控制器,根据接收到的设置指令,设置不同的控制信号。
在该技术方案中,用户可以根据个人需要任意设置影响程度对应的控制信号,比如设置在一般影响时采取提示用户控制策略,在较重影响时采取自动清洗控制信号等,从而方便用户对光伏发电系统的管理。
在上述技术方案中,优选地,还包括:报警单元,连接至所述控制器,在检测到所述控制信号为预设报警信号时,向用户发出报警提示。
在该技术方案中,在影响程度达到一定程度时自动报警提示,这样用户可以根据报警采取清洗等操作,避免了因为清洁不及时造成发电效率下降影响发电效益的发挥。
在上述技术方案中,优选地,还包括:显示单元,连接至所述控制器,将所述灰尘量值、所述光辐照强度值、所述发电功率值、所述对应关系曲线、所述对照表、和/或所述控制信号展示给所述用户。
在该技术方案中,用户可以通过显示单元查看到自己想要查看的数据,这样,将系统数据和输出结果以直观的方式展示出来,方便用户的查看。
在上述技术方案中,优选地,所述显示单元包括:显示屏和/或指示灯。
通过以上技术方案,使得灰垢对光伏发电效率的影响有了量化的数据,这样可以有针对性的对光伏板进行清洁,防止经常清洁带来的人力物力的浪费和因为清洁不及时造成发电效率下降影响发电效益的发挥,对于降低光伏发电系统运行成本,提高其发电效率具有重要的作用。
在此,本领域技术人员应该了解,上述各单元模块可以采用多种现有产品来实现,包括但不限于以下示例:
功率测量单元可以采用北京欧罗特电气有限公司的多功能仪表;
控制器可以采用德州仪器的型号为TMS320的单片机;
记录单元可以采用24C04系列的存储器;
输出单元可以采用北京能德智慧科技有限公司的型号为FX06的控制器;
控制单元可以采用ATMEL公司的型号为AT89LVS2的芯片;
设置单元可以采用ATMEL公司的型号为AT91555的单片机;
报警单元可以采用深圳圣斗士电子公司的型号为SC-530的报警器;
显示单元可以采用型号为MSGl2864的显示屏,当然,也可选用数码管显示。
附图说明
图1示出了根据本实用新型的实施例的光伏板灰尘检测装置的框图;
图2示出了根据本实用新型的实施例的光伏板灰尘检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本实用新型的实施例的光伏板灰尘检测装置的框图。
如图1所示,根据本实用新型的实施例的光伏板灰尘检测装置100包括:灰尘传感器102,连接至控制器108,测量所述光伏板上的灰尘量,并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至所述控制器108;辐照度传感器104,连接至所述控制器108,测量所述光伏板上的光辐照强度,并将测量到的光辐照强度进行数字化后得到的光辐照强度值发送至所述控制器108;功率测量单元106,连接至所述控制器108,测量所述光伏发电系统的发电功率值,并将测量到的发电功率值发送至所述控制器108;所述控制器108,连接至所述灰尘传感器102、辐照度传感器104和功率测量单元106,根据接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值,输出控制信号。
在该技术方案中,使得灰垢对光伏发电效率的影响有了量化的数据,这样可以有针对性的对光伏板进行清洁,防止经常清洁带来的人力物力的浪费和因为清洁不及时造成发电效率下降影响发电效益的发挥,对于降低光伏发电系统运行成本、提高其发电效率具有重要的作用。
在上述技术方案中,优选地,所述灰尘传感器102、所述辐照度传感器104和/或所述功率测量单元106通过有线通讯方式和/或无线通讯方式分别将获取的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值传送至所述控制器108。
在该技术方案中,针对各设备间距离的差异,提出了两种通讯方式,如果各设备距离较近则采用有线通讯方式,如果设备安装分散且距离较远则采用无线通讯方式。有线通讯采用RS485接口方式,无线采用zigbee,这两种通讯方式均为非常成熟的通讯解决方案,具有可靠性高、模块价格低、易于采购的特点,完全可以满足系统对于通讯速率和可靠性的要求,从而将整个系统连接成为一个有机整体。
在上述技术方案中,优选地,所述控制器108包括:记录单元1082,连接至所述灰尘传感器102、所述辐照度传感器104和所述功率测量单元106,对接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值进行实时记录。
在该技术方案中,通过记录单元对历史数据进行记录,这样既可以避免数据的丢失,也方便用户对历史数据进行查看。
在上述技术方案中,优选地,所述控制器108还包括:输出单元1084,连接至所述记录单元1082,根据所述记录单元1082已记录的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值输出所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值之间的对应关系曲线和/或对照表。
在该技术方案中,可以通过光辐照强度值得到发电功率的理论值,并可以根据光辐照强度值和发电功率理论值得到关系曲线和/或关系表,同时可以根据灰尘量值、光辐照强度值和发电功率值得到实际的关系曲线和/或关系表,这样就可以得到两者之间的对应关系曲线和/或对照表,这样,通过对应关系曲线和/或对照表来反应两者之间的关系,更直观,用户查看更方便。
在上述技术方案中,优选地,所述控制器108还包括:控制单元1086,连接至所述输出单元1084,根据所述输出单元1084输出的所述对应关系曲线和/或所述对照表,输出控制信号。
在该技术方案中,根据得出的对应关系曲线和/或对照表可以得到灰尘对光伏发电系统的影响程度,根据影响程度的不同,可以输出不同的控制信号。比如,可以将影响程度划分不同的等级,如无影响、轻度影响、一般影响、较重影响、严重影响等,并可以为每个影响程度等级设置一个控制信号,比如在达到一般影响时进行清洗,在轻度影响时不采取处理操作等。这样,用户可以针对不同的影响程度制定不同的控制信号,方便用户的管理。
在上述技术方案中,优选地,还包括:设置单元110,其连接至所述控制器108,根据接收到的设置指令,设置不同的控制信号。
在该技术方案中,用户可以根据个人需要任意设置影响程度对应的控制信号,比如设置在一般影响时,采取提示用户控制信号;在较重影响时,采取自动清洗控制信号等,从而方便用户对光伏发电系统的管理。
在上述技术方案中,优选地,还包括:报警单元112,其连接至所述控制器108,在检测到所述控制信号为预设报警信号时,向用户发出报警提示。
在该技术方案中,在影响程度达到一定程度时自动报警提示,这样用户可以根据报警采取清洗等操作,避免了因为清洁不及时造成发电效率下降、影响发电效益的发挥。
在上述技术方案中,优选地,还包括:显示单元114,其连接至所述控制器108,将所述灰尘量值、所述光辐照强度值、所述发电功率值、所述对应关系曲线、所述对照表、和/或所述控制信号展示给所述用户。
在该技术方案中,用户可以通过显示单元查看到自己想要查看的数据,这样,将系统数据和输出结果以直观的方式展示出来,方便用户的查看。
在上述技术方案中,优选地,所述显示单元114包括:显示屏和/或指示灯。
下面结合图2,对本实用新型的光伏板灰尘检测装置的结构进行详细的说明。图2示出了根据本实用新型的实施例的光伏板灰尘检测装置的结构示意图。
如图2所示,根据本实用新型的实施例的光伏板灰尘检测装置200包括:测量模块202、控制模块206和人机交互模块208,还可以包括通讯模块204。其中测量模块202将测量结果通过有线通讯的方式或者通过通讯模块204发送至控制模块206,控制模块206与人机交互模块208之间进行数据与命令的交互。
测量模块202,用于对光伏板的相关数据的测量,主要包括光伏板上的灰尘量、光辐照强度、光伏发电系统的发电功率值等,相应地,测量模块202包括图1中所示的灰尘传感器102、辐照度传感器104和功率测量单元106等,其中,灰尘传感器102利用膜电容和测光相结合的方式测量灰尘量,每个光伏发电系统根据光伏板安装情况可以配置4~10个灰尘传感器;辐照度传感器104用于实时测量光的辐照度,每个光伏发电系统根据光伏板安装情况可以配置4~10个光辐照度传感器;功率测量单元106用于对光伏发电系统的发电功率进行测量,可以采用北京欧罗特电气有限公司的多功能仪表。
在将测量模块202测量出的多个数据上传至控制模块时,如果测量模块202中各个设备与控制模块之间距离较近,则可以通过有线通讯的方式,比如可以采用RS484接口等,如果测量模块202中的各个设备安装分散且距离较远则可以增加通信模块204,以采用无线通讯的方式,通信模块204可以集成在测量模块202中的各个设备(灰尘传感器102、辐照度传感器104)和/或单元(功率测量单元106)中,也可以是单独的具有通信功能的设备。当然,也可以采用有线和无线相结合的通讯方式,无线通讯方式可以采用比如zigbee通讯方式。采用RS484接口的有线通讯方式和采用zigbee的无线通讯方式均为非常成熟的通讯解决方案,具有可靠性高,模块价格低易于采购的特点,完全可以满足系统对于通讯速率和可靠性的要求。
控制模块206接收通过通讯模块204上传的来自测量模块202的测量数据,并将接收到测量数据传输至记录单元1082,以对接收到的测量数据进行记录,记录单元1082可以采用24C04系列的存储器;记录单元1082将记录的测量数据传输至输出单元1084。在该实施例中,输出单元1084可以包括自学习子模块2062,自学习子模块2062接收到记录单元1082传输的测量数据,对接收到的数据以及数据之间的相互关系进行简单的统计,得到对应的关系曲线和对照表,由输出单元1084输出至人机交互模块208中的显示单元114进行显示。控制模块206中还设置有控制单元1086,以根据人机交互模块208中的设置单元110设置的指令输出相应的控制命令。控制模块206可以采用德州仪器的型号为TMS320的单片机。
人机交互模块208主要用于将系统数据和输出结果以直观的方式展示出来,同时接受运行维护人员的设置和指令。在人机交互模块208中包括设置单元110、报警单元112和显示单元114,其中设置单元110连接至控制单元1086,提供用户设置控制指令;报警单元112,连接至控制单元1086,用于在检测到控制单元输出的控制信号为预设的报警信号时,向用户发出报警提示;显示单元114连接至控制单元1086,用于控制单元1086控制输出单元1084将测量数据以及数据之间的关系曲线、对照表和控制信号展示给用户。通过曲线图标表展示光伏板灰尘情况、发电功率变化情况,使用户对历史灰尘数据和目前灰尘数据对发电效率的影响情况一目了然,并且可以使用户查看到灰尘对发电效率影响的程度。显示单元114还可以显示比如:无影响、轻度影响、一般影响、较重影响、严重影响的提示信息,以提示运行维护人员做出相应的处理。如果发电系统具有自动清洗系统,用户还可以通过设置单元110设置其在“一般影响”的等级后,即开始控制自动清洗系统工作,实现系统的自动化处理等。
本实用新型采用灰垢直接测量和辐照度测量两种测量方式,结合发电效果学习对比,综合分析判断的技术路线,实现光伏板灰尘智能监测给出灰尘影响指数,从而可以为制定光伏板清洗方案和清洗周期及时间等作出指导。
以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案,通过本实用新型的技术方案,可以有针对性的对光伏板进行清洁,防止经常清洁带来的人力物力的浪费和因为清洁不及时造成发电效率下降影响发电效益的发挥,对于降低光伏发电系统运行成本,提高其发电效率具有重要的作用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种光伏板灰尘检测装置,应用于光伏发电系统,其特征在于,包括:
灰尘传感器,其连接至控制器,测量所述光伏板上的灰尘量,并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至所述控制器;
辐照度传感器,其连接至所述控制器,测量所述光伏板上的光辐照强度,并将测量到的光辐照强度进行数字化后得到的光辐照强度值发送至所述控制器;
功率测量单元,其连接至所述控制器,测量所述光伏发电系统的发电功率值,并将测量到的发电功率值发送至所述控制器;
所述控制器,其分别连接所述灰尘传感器、所述辐照度传感器和所述功率测量单元,根据接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值,输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,所述灰尘传感器、所述辐照度传感器和/或所述功率测量单元通过有线通讯方式和/或无线通讯方式分别将获取的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和/或所述发电功率值传送至所述控制器。
3.根据权利要求1所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,所述控制器包括一记录单元,该记录单元分别连接所述灰尘传感器、所述辐照度传感器和所述功率测量单元,对接收到的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值进行实时记录。
4.根据权利要求3所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,所述控制器还包括一输出单元,该输出单元连接至所述记录单元,根据所述记录单元已记录的所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值输出所述灰尘量值、所述光辐照强度值和所述发电功率值之间的对应关系曲线和/或对照表。
5.根据权利要求4所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,所述控制器还包括一控制单元,该控制单元连接至所述输出单元,根据所述输出单元输出的所述对应关系曲线和/或所述对照表,输出控制信号。
6.根据权利要求1所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,还包括一设置单元,该设置单元连接至所述控制器,根据接收到的设置指令,设置不同的控制信号。
7.根据权利要求1所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,还包括:一报警单元,该报警单元连接至所述控制器,在检测到所述控制信号为预设报警信号时,向用户发出报警提示。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,还包括一显示单元,该显示单元连接至所述控制器,将所述灰尘量值、所述光辐照强度值、所述发电功率值、所述对应关系曲线、所述对照表、和/或所述控制信号展示给所述用户。
9.根据权利要求8所述的光伏板灰尘检测装置,其特征在于,所述显示单元包括显示屏和/或指示灯。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20131225 |
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CX01 | Expiry of patent term |