CN205725624U - 光伏组件清洁度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件清洁度传感器，包括数据采集器和始终保持清洁状态的对比光伏组件，所述数据采集器与所述对比光伏组件电连接并采集所述对比光伏组件的单位面积输出功率，且所述数据采集器与待检测的光伏组件电连接并采集该待检测的光伏组件的单位面积输出功率。本实用新型的光伏组件清洁度传感器，通过设置数据采集器分别采集始终保持清洁状态的对比光伏组件的单位面积输出功率和采集待检测的光伏组件的单位面积输出功率，利用单位面积输出功率的比值，即可方便地计算出待检测的光伏组件因灰尘覆盖而导致的功率衰减，进而判断是否需要对该光伏组件进行清洗，为光伏组件的自动清洗提供数据支持。

Description

光伏组件清洁度传感器

技术领域

本实用新型属于光伏电站技术领域，具体的涉及一种光伏组件清洁度传感器。

背景技术

光伏发电作为一种清洁能源，近年来在国内外发展迅速。然而，空气中的灰尘覆盖对光伏电池板能量转换的影响非常大，成为了制约光伏发电的难点问题。美国“机遇”号火星探测器在执行任务过程中就曾面临过这个问题，从2004-2010的6年时间里，由于浮尘覆盖，其功率衰减了1/3。同样，无论屋顶光伏电站还是地面光伏电站，都面临组件积灰的情况，灰尘是影响光伏电站发电量的关键因素之一。

灰尘对光伏组件的影响主要包括：

1、光伏电池板表面的灰尘会遮挡太阳光线对组件的照射，减少了投射到光伏电池表面的太阳辐射量，从而使光伏组件发电量下降；

2、光伏组件表面有灰尘时，长久的阳光照射使组件表面受遮挡部分升温远大于未被遮挡部分，温度过高时会出现烧坏的暗斑——热斑。而热斑效应是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，可导致光伏电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化和封装材料老化等永久性损坏，甚至可能导致安全隐患；

3、光伏电池盖板表面大多为玻璃材质，玻璃的主要成分是二氧化硅和石灰石等，当湿润的酸性或碱性灰尘附在玻璃盖板表面时，玻璃盖板成分物质都能与酸或碱反应。随着玻璃在酸性或碱性环境里的时间增长，玻璃表面就会慢慢被侵蚀，从而在表面形成坑坑洼洼的现象，导致光线在盖板表面形成漫反射，在玻璃中的传播均匀性受到破坏。

美国圣地亚哥市某光伏电站对灰尘导致的发电量损失率进行了研究，5月15日-8月29日期间没有降雨，灰尘导致光伏电站发电量的损失率一直在增加，最高时为22%，这也意味着在8月29日时，约有22% 的发电量因降尘而损失。

为了克服灰尘覆盖对光伏组件发电量的影响，目前的光伏组件清洗方式主要包括一下三种。

1、人工清洗：人工清洗方式有人力擦洗、直喷水清洗、压缩空气吹扫等。

人力擦洗是最原始的组件清洗方式，完全依靠人力完成，这种清洗方式工作效率低、清洗周期长、人力成本高，还存在人身安全隐患。

直喷水清洗是以接在水车上( 或水管上) 的高压喷头向光伏组件表面喷水冲刷，从而达到清洗的目的。这种清洗方式明显优于人力擦洗，清洗效率高一些，但仍存在用水量大、清洗效率仍不能满足规模化光伏发电的要求的缺点。

压缩空气吹扫是通过专用装置吹出压缩空气清除组件表面的灰尘，用于水资源匮乏的地区。这种方式效率低，且存在灰尘高速摩擦组件的问题，目前很少有电站使用。

2、半自动清洗方式：半自动清洗是通过人工操作专用清洗车洗装置的方式实现光伏组件的清洁。半自动清洗方式既有有水清洁也有无水清洁，对水资源的依赖性较低，但对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列间路面状况的要求较为苛刻，无法满足所有大型光伏电站的应用需求。

3、自动清洗方式：自动清洗方式是将清洗装置安装在光伏组件阵列上，通过程序控制电机的转动实现装置对光伏组件的自动清洗。这种清洗方式成本高昂，设计复杂，多用于研发、测试，很少正式用于大型光伏电站。但随着其成本的降低，将来可能会取代非自动清洗方式，是未来光伏电站组件清洗的发展趋势。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光伏组件清洁度传感器，能够有效检测光伏组件因灰尘覆盖而导致的功率衰减程度，为光伏组件的自动清洗控制提供数据依据。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光伏组件清洁度传感器，包括数据采集器和始终保持清洁状态的对比光伏组件，所述数据采集器与所述对比光伏组件电连接并采集所述对比光伏组件的单位面积输出功率，且所述数据采集器与待检测的光伏组件电连接并采集该待检测的光伏组件的单位面积输出功率。

进一步，所述对比光伏组件上设有清洗机构。

进一步，所述清洗机构包括分别对应设置在所述对比光伏组件的光伏支架两侧的两根导轨，两根所述导轨上分别设有与其滑动配合的滑块，两个所述滑块之间设置均位于所述对比光伏组件上方的喷水管和喷气管，所述喷水管上设有朝向所述对比光伏组件喷射高压水的喷水缝，所述喷气管上设有朝向所述对比光伏组件喷射高压空气的喷气缝；所述喷水管与高压水供给装置相连，所述喷气管与压缩空气供给装置相连；所述光伏支架上设有用于驱动所述滑块沿着所述导轨滑动并使所述喷水管和喷气管在所述对比光伏组件上方做往复运动的驱动机构。

进一步，所述喷水管与高压水供给装置之间的连接管上设有水清洗控制阀，所述喷气管与压缩空气供给装置之间的连接管上设有空气清洗控制阀。

进一步，所述喷水管与高压水供给装置之间的连接管上、以及所述喷气管与压缩空气供给装置之间的连接管上均设有软管段。

进一步，还包括设置在所述对比光伏组件下方集水槽，所述集水槽上设有与污水沉水池相连的集水管。

进一步，所述喷水缝喷射的高压水与所述对比光伏组件之间的夹角、以及所述喷气缝喷射的高压空气与所述对比光伏组件之间的夹角相等。

进一步，所述喷水缝喷射的高压水与所述对比光伏组件之间的夹角、以及所述喷气缝喷射的高压空气与所述对比光伏组件之间的夹角为20-40°。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的光伏组件清洁度传感器，通过设置数据采集器分别采集始终保持清洁状态的对比光伏组件的单位面积输出功率和采集待检测的光伏组件的单位面积输出功率，利用单位面积输出功率的比值，即可方便地计算出待检测的光伏组件因灰尘覆盖而导致的功率衰减，进而判断是否需要对该光伏组件进行清洗，为光伏组件的自动清洗提供数据支持。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型光伏组件清洁度传感器实施例的结构示意图；

图2为高压水喷射方向与高压空气喷射方向与光伏组件之间的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，为本实用新型光伏组件清洁度传感器实施例的结构示意图。本实施例的光伏组件清洁度传感器，包括数据采集器14和始终保持清洁状态的对比光伏组件1，数据采集器14与对比光伏组件1电连接并采集对比光伏组件1的单位面积输出功率，且数据采集器14与待检测的光伏组件15电连接并采集该待检测的光伏组件15的单位面积输出功率。

本实施例的光伏组件清洁度传感器，通过设置数据采集器分别采集始终保持清洁状态的对比光伏组件的单位面积输出功率和采集待检测的光伏组件的单位面积输出功率，利用单位面积输出功率的比值，即可方便地计算出待检测的光伏组件因灰尘覆盖而导致的功率衰减，进而判断是否需要对该光伏组件进行清洗，为光伏组件的自动清洗提供数据支持。

进一步，本实施例的对比光伏组件1上设有清洗机构。本实施例的清洗机构包括分别对应设置在对比光伏组件1的光伏支架2两侧的两根导轨3，两根导轨3上分别设有与其滑动配合的滑块4，两个滑块4之间设有均位于对比光伏组件1上方的喷水管5和喷气管6，喷水管5上设有朝向对比光伏组件1喷射高压水的喷水缝，喷气管6上设有朝向对比光伏组件1喷射高压空气的喷气缝。喷水管5与高压水供给装置相连，喷气管6与压缩空气供给装置相连。光伏支架2上设有用于驱动滑块4沿着导轨3滑动并使喷水管5和喷气管6在对比光伏组件1上方做往复运动的驱动机构。当然，还可在导轨3的两端设置用于限位滑块4的限位结构，不再累述。

进一步，喷水管5与高压水供给装置之间的连接管7上设有水清洗控制阀8，喷气管6与压缩空气供给装置之间的连接管12上设有空气清洗控制阀9，用以分别控制高压水和压缩空气的通断。

进一步，喷水管5与高压水供给装置之间的连接管7上、以及喷气管6与压缩空气供给装置之间的连接管8上均设有软管段10,11，通过设置软管段，能够在滑块4移动时保持连接。

进一步，本实施例的对比光伏组件清洗单元还包括设置在对比光伏组件1下方集水槽13，集水槽13上设有与污水沉水池相连的集水管，通过设置集水槽13，用以收集清洗后的废水，使其沉淀后能够循环利用，能够有效节约水资源。

进一步，喷水缝喷射的高压水与对比光伏组件1之间的夹角、以及喷气缝喷射的高压空气与对比光伏组件1之间的夹角相等，且喷水缝喷射的高压水与对比光伏组件1之间的夹角、以及喷气缝喷射的高压空气与对比光伏组件1之间的夹角为20-40°，本实施例的喷水缝喷射的高压水与对比光伏组件1之间的夹角、以及喷气缝喷射的高压空气与对比光伏组件1之间的夹角为30°。

通过在光伏支架的两侧分别设置导轨，并在导轨上设置滑块用以驱动喷水管和喷气管在对比光伏组件上方做往复运动，以实现对对比光伏组件的全覆盖清洗，清洗的时候先利用水冲洗系统将对比光伏组件清洗干净，而后再利用空气清洁系统将对比光伏组件吹干，如此既可以避免单独空气吹扫清洗而导致的灰尘在对比光伏组件表面留下磨痕，而且还可以避免水清洗后在对比光伏组件上留下水滴容易粘灰尘的问题；另外，通过在喷水管和喷气管上分别设置喷水缝和喷气缝，能够有效提高水和空气的喷射均匀度，提高清洗效果；因此，通过设置清洗机构，能够始终保持对比光伏组件处于清洁状态。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种光伏组件清洁度传感器，其特征在于：包括数据采集器和始终保持清洁状态的对比光伏组件，所述数据采集器与所述对比光伏组件电连接并采集所述对比光伏组件的单位面积输出功率，且所述数据采集器与待检测的光伏组件电连接并采集该待检测的光伏组件的单位面积输出功率；

所述对比光伏组件上设有清洗机构；所述清洗机构包括分别对应设置在所述对比光伏组件的光伏支架两侧的两根导轨，两根所述导轨上分别设有与其滑动配合的滑块，两个所述滑块之间设置均位于所述对比光伏组件上方的喷水管和喷气管，所述喷水管上设有朝向所述对比光伏组件喷射高压水的喷水缝，所述喷气管上设有朝向所述对比光伏组件喷射高压空气的喷气缝；所述喷水管与高压水供给装置相连，所述喷气管与压缩空气供给装置相连；所述光伏支架上设有用于驱动所述滑块沿着所述导轨滑动并使所述喷水管和喷气管在所述对比光伏组件上方做往复运动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的光伏组件清洁度传感器，其特征在于：所述喷水管与高压水供给装置之间的连接管上设有水清洗控制阀，所述喷气管与压缩空气供给装置之间的连接管上设有空气清洗控制阀。

3.根据权利要求2所述的光伏组件清洁度传感器，其特征在于：所述喷水管与高压水供给装置之间的连接管上、以及所述喷气管与压缩空气供给装置之间的连接管上均设有软管段。

4.根据权利要求1所述的光伏组件清洁度传感器，其特征在于：还包括设置在所述对比光伏组件下方集水槽，所述集水槽上设有与污水沉水池相连的集水管。

5.根据权利要求1所述的光伏组件清洁度传感器，其特征在于：所述喷水缝喷射的高压水与所述对比光伏组件之间的夹角、以及所述喷气缝喷射的高压空气与所述对比光伏组件之间的夹角相等。

6.根据权利要求5所述的光伏组件清洁度传感器，其特征在于：所述喷水缝喷射的高压水与所述对比光伏组件之间的夹角、以及所述喷气缝喷射的高压空气与所述对比光伏组件之间的夹角为20-40°。