CN207399141U - 光伏组件灰尘检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光伏组件灰尘检测装置，包括户外检测装置及与所述户外检测装置电性相连的后台监控装置，其中，所述户外检测装置包括户外检测箱、安装在所述户外检测箱上的菲涅尔透镜以及安装在所述户外检测箱内部的热释电红外传感器，所述热释电红外传感器固定在所述菲涅尔透镜的下方并与所述后台监控装置电性相连。本实用新型的光伏组件灰尘检测装置通过设置户外检测装置，对光伏组件表面灰尘的积聚情况进行真实模拟，进一步通过后台监控装置对光伏组件表面灰尘的积聚情况进行判断，完成了对光伏组件表面灰尘的积聚情况的实时监控，使得光伏组件表面灰尘的清洁工作及时有效的进行，保证光伏组件的发电量。

Description

光伏组件灰尘检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种灰尘检测装置，尤其涉及一种应用在光伏组件中的灰尘检测装置。

背景技术

太阳能光伏组件作为一种清洁能源，主要是利用光伏电池片将太阳能转化为电能供日常及生产使用，由于使用太阳能发电的过程中清洁无污染，因此近年来光伏组件在全国范围内得到了广泛的应用。

由于光伏电站是通过将辐照在光伏组件表面的太阳光转化为电能，因此在光伏组件的使用过程中，应保证光伏组件的表面干净并且周围无遮挡，这样光伏组件可以最大程度的将太阳能转化为电能，保证光伏电站的发电效率。然而，现有的太阳能光伏电站在安装运行一段时间后，受到使用环境的影响，光伏组件的表面会落上一层灰尘，光伏组件表面灰尘的大量积聚一方面将导致光伏电站发电量的大幅下降，另一方面将导致光伏组件中热斑现象加重，继而影响光伏组件的运行寿命，因此光伏组件表面灰尘的清洁工作显得尤为重要。

现有光伏电站运维人员在对积聚在光伏组件表面的灰尘量进行判断时，主要是依赖肉眼来识别光伏组件表面的积灰情况，进一步断定光伏组件是否需要清洁，然而此方法的判断结果存在很大的主观性和不确定性，并不准确可靠，因此，一方面将导致光伏组件得不到及时的清洗，使得光伏电站的发电量降低；另一方面使得光伏组件被过多的清洗，造成严重的成本浪费。

有鉴于此，确有必要提供一种新的光伏组件灰尘检测装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏组件灰尘检测装置，该光伏组件灰尘检测装置制作简单、安装方便，并可对光伏组件表面灰尘的积聚情况进行实时监控，使得光伏组件表面灰尘的清洁工作及时有效的进行，保证光伏组件的发电量。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种光伏组件灰尘检测装置，包括户外检测装置及与所述户外检测装置电性相连的后台监控装置，其中，所述户外检测装置包括户外检测箱、安装在所述户外检测箱上的菲涅尔透镜以及安装在所述户外检测箱内部的热释电红外传感器，所述热释电红外传感器固定在所述菲涅尔透镜的下方并与所述后台监控装置电性相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述户外检测箱为呈矩形设置的中空箱体，包括顶壁、与所述顶壁平行设置的底壁以及连接所述顶壁与所述底壁的侧壁，所述菲涅尔透镜镶嵌于所述户外检测箱的顶壁，且位于所述顶壁的中间位置处，以将太阳光内的热释红外信号折射到所述热释电红外传感器上。

作为本实用新型的进一步改进，所述户外检测箱的环境防护等级为IP65。

作为本实用新型的进一步改进，所述菲涅尔透镜与所述户外检测箱的顶壁相连接的位置处涂覆有密封胶。

作为本实用新型的进一步改进，所述热释电红外传感器固定在所述户外检测箱的底壁上，且所述菲涅尔透镜在所述户外检测箱侧壁延伸方向上的投影位于所述热释电红外传感器的上方。

作为本实用新型的进一步改进，所述热释电红外传感器包括壳体、安装在所述壳体上的干涉滤光片、以及安装在所述壳体内部的传感探测元和场效应管匹配器，所述传感探测元将接收到的热释红外信号转变成电压信号并经所述场效应管匹配器放大后输出至所述后台监控装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述户外检测装置所在的平面与水平面的夹角为0°～180°。

作为本实用新型的进一步改进，所述后台监控装置包括工控PC以及集成在所述工控PC内部的中央处理器和数据存储器，所述热释电红外传感器与所述中央处理器电性相连。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的光伏组件灰尘检测装置通过设置户外检测装置，对光伏组件表面灰尘的积聚情况进行真实模拟，进一步通过后台监控装置对光伏组件表面灰尘的积聚情况进行判断，完成了对光伏组件表面灰尘的积聚情况的实时监控，使得光伏组件表面灰尘的清洁工作及时有效的进行，保证光伏组件的发电量。

附图说明

图1是本实用新型的光伏组件灰尘检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型的光伏组件灰尘检测装置的逻辑控制图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

请参阅图1所示，本实用新型提供了一种光伏组件灰尘检测装置100，所述光伏组件灰尘检测装置100包括户外检测装置1以及与所述户外检测装置1电性相连的后台监控装置2。

所述户外检测装置1包括户外检测箱11、安装在所述户外检测箱11上的菲涅尔透镜12以及安装在所述户外检测箱11内部的热释电红外传感器13，且所述热释电红外传感器13固定在所述菲涅尔透镜12的下方。

所述户外检测箱11为呈矩形设置的中空箱体，包括顶壁111、与所述顶壁111平行设置的底壁112以及连接所述顶壁111与所述底壁112的侧壁113。所述侧壁113上开设有通孔114。

所述户外检测箱11的环境防护等级为IP65，即所述户外检测箱11的防尘等级为6，可完全防止粉尘的进入；所述户外检测箱11的防水等级为5，用水冲洗无任何伤害，如此设置，可有效降低外界环境对测试结果的影响，使得测试结果更加准确。当然，在其他实施例中所述户外检测箱11的防护等级也可为其它等级，只需保证所述户外检测箱11具有良好的防尘、防水性能即可。

所述菲涅尔透镜12镶嵌在所述户外检测箱11的顶壁111上，且位于所述顶壁111的中间位置处，从而可将太阳光内的热释红外信号折射到所述热释电红外传感器13上。进一步的，所述菲涅尔透镜12与所述户外检测箱11的顶壁111的镶嵌位置处涂覆有密封胶(未图示)，以进一步保证所述户外检测箱11的防尘、防水性能。

所述热释电红外传感器13包括壳体131、安装在壳体131上的干涉滤光片132、以及安装在壳体131内部的传感探测元(未图示)和场效应管匹配器(未图示)。所述热释电红外传感器13通过连接导线与设置在户外检测箱11外部的后台监控装置2电性相连，且所述连接导线经侧壁113上的通孔114穿出，所述通孔114在使用过程中与连接导线之间设有防尘橡胶圈(未图示)；当所述通孔114中无连接导线穿出时，可使用防尘橡胶圈将通孔114密封，以保证所述户外检测箱11的密封性。

所述热释电红外传感器13固定在所述户外检测箱11的底壁112上，且所述菲涅尔透镜12在所述户外检测箱11侧壁113延伸方向上的投影位于所述热释电红外传感器13的上方，以确保所述热释电红外传感器13可准确接收由菲涅尔透镜12聚焦的热释红外信号。

所述后台监控装置2包括工控PC21以及集成在所述工控PC21内部的中央处理器22、数据存储器23，其中，所述中央处理器22与所述热释电红外传感器13电性相连。在本实用新型中，所述后台监控装置2使用的工控PC21、中央处理器22及数据存储器23均为现有技术，故其具体的连接及使用方式不再赘述。当然，所述工控PC21还可搭载由相关领域的技术人员自行开发的用于进行数据处理的处理模块，所属技术领域的技术人员可根据实际情况进行处理模块的更新升级，于此不予限制。

在本实用新型中，所述户外检测装置1利用所述菲涅尔透镜12的聚焦作用，将太阳光中的热释红外信号折射在所述热释电红外传感器13上，所述传感探测元将探测并接收到的热释红外信号转变成微弱的电压信号，经所述场效应管匹配器放大并向外输出至所述中央处理器22，并由所述中央处理器22进行数据的处理、比较，继而转存至所述数据存储器23中。

在使用本实用新型的光伏组件灰尘检测装置100前，首先将所述户外检测装置1安装在光伏电站中，其中，所述光伏电站包括光伏组件及用于监测光伏电站辐照度的电站辐照度仪，所述户外检测装置1固定安装在光伏组件的旁侧，所述电站辐照度仪与所述中央处理器22电性相连，在所述户外检测装置1的安装固定过程中，所述户外检测装置1所在平面与水平面之间的夹角为0°～180°，即所述户外检测装置1在安装固定过程中，所述户外检测装置1中的菲涅尔透镜12所在平面与所述光伏组件位于同一平面上，以真实模拟所述光伏组件接收太阳光及积聚灰尘的实际情况。

由于电站辐照度仪体积小、清洁简单，灰尘的积聚对电站辐照度仪的采集测试结果影响小，同时在无遮挡的情况下，太阳光的热释红外信号与辐照度成线性关系，因此，可以利用户外检测装置1接收到的太阳光的红外热释信号来表征所述光伏组件表面的辐照度。具体来讲，所述电站辐照度仪可用以测定光伏组件运行环境中的辐照度，并通过所述中央处理器22对光伏组件运行过程中的辐照度情况进行处理，并由所述数据存储器23进行数据的存储。

请参阅图2所示，在使用本实用新型的光伏组件灰尘检测装置100时，首先在光伏组件及菲涅尔透镜12表面清洁的情况下，利用电站辐照度仪及热释电红外传感器13，测出在不同辐照度下对应的热释红外信号数据，并存储在数据存储器23中作为基础数据。然后，保持所述户外检测装置1及电站辐照度仪持续运行，每隔10min采集一次光伏组件在实际工作环境下的热释红外信号数据及辐照度，并将实际工作环境下采集的数据与基础数据进行对比，即在辐照度相同的情况下，对比实际工作环境下的户外检测装置1采集到的热释红外信号数据与基础数据中热释红外信号数据的偏差。当偏差≥10％时，说明光伏组件表面的灰尘积聚量已经影响光伏组件的正常工作，则需通过工控PC21及中央处理器22发送邮件报警，提醒光伏组件需进行清洁；若偏差＜10％，说明光伏组件表面的灰尘积聚量对光伏组件的发电量影响不大，所述光伏组件灰尘检测装置100继续运行。

综上所述，本实用新型的光伏组件灰尘检测装置100，通过在所述光伏组件的旁侧加装户外检测装置1，利用所述菲涅尔透镜12模拟光伏组件接收太阳光及积聚灰尘的实际情况，进一步通过所述热释电红外传感器13接收到的热释红外信号数据表征光伏组件接受辐照度的实际情况，及时通过所述后台监控装置2进行数据的处理并对光伏组件表面灰尘的积聚情况进行判断，完成了对光伏组件表面灰尘的积聚情况的实时监控。

同时，所述户外检测箱11具有较高的环境防护等级，排除了外界环境对本实用新型的光伏组件灰尘检测装置100测量结果的影响，可以更准确的模拟出因灰尘导致的热释红外信号的变化，使得光伏组件表面灰尘的清洁工作及时有效的进行，保证光伏组件的发电量。此外，本实用新型的光伏组件灰尘检测装置100的结构简单、制作成本低，可以大规模的应用在光伏领域中，进一步保证了光伏组件的发电量，降低了光伏组件的清洁成本。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种光伏组件灰尘检测装置，包括户外检测装置及与所述户外检测装置电性相连的后台监控装置，其特征在于：所述户外检测装置包括户外检测箱、安装在所述户外检测箱上的菲涅尔透镜以及安装在所述户外检测箱内部的热释电红外传感器，所述热释电红外传感器固定在所述菲涅尔透镜的下方并与所述后台监控装置电性相连。

2.根据权利要求1所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述户外检测箱为呈矩形设置的中空箱体，包括顶壁、与所述顶壁平行设置的底壁以及连接所述顶壁与所述底壁的侧壁，所述菲涅尔透镜镶嵌于所述户外检测箱的顶壁，且位于所述顶壁的中间位置处，以将太阳光内的热释红外信号折射到所述热释电红外传感器上。

3.根据权利要求2所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述户外检测箱的环境防护等级为IP65。

4.根据权利要求2所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜与所述户外检测箱的顶壁相连接的位置处涂覆有密封胶。

5.根据权利要求2所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述热释电红外传感器固定在所述户外检测箱的底壁上，且所述菲涅尔透镜在所述户外检测箱侧壁延伸方向上的投影位于所述热释电红外传感器的上方。

6.根据权利要求2所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述热释电红外传感器包括壳体、安装在所述壳体上的干涉滤光片、以及安装在所述壳体内部的传感探测元和场效应管匹配器，所述传感探测元将接收到的热释红外信号转变成电压信号并经所述场效应管匹配器放大后输出至所述后台监控装置。

7.根据权利要求1所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述户外检测装置所在的平面与水平面的夹角为0°～180°。

8.根据权利要求1所述的光伏组件灰尘检测装置，其特征在于：所述后台监控装置包括工控PC以及集成在所述工控PC内部的中央处理器和数据存储器，所述热释电红外传感器与所述中央处理器电性相连。