CN219316222U - 一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，包括光伏组件，所述光伏组件铺设在屋顶上；在所述光伏组件上设置有若干个均匀排布的贴片压力传感器，在所述光伏组件上表面安装有至少两条电加热带；在所述电加热带上设置有若干个温度传感器；所述贴片压力传感器和温度传感器均通过AD转换电路与单片机电性连接；所述单片机通过自动转换开关与电加热带和光伏组件电性连接。本实用新型采用嵌入式电路的方式可实现自动对屋顶光伏组件上的积雪的重量和光伏组件及其电加热带的温度进行控制处理，具有结构简单，可靠性强等特点，同时可实现对屋顶光伏组件上的积雪进行自动融雪，同时除雪成本比较低，安全系数高。

Description

一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统

技术领域

本实用新型属于分布式屋顶光伏发电技术领域，具体涉及一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统。

背景技术

分布式屋顶光伏发电系统在冬季运行过程中遇到大雪等极端天气，积雪会覆盖屋顶光伏组件，导致光伏发电系统发电效率低，甚至不发电情况。这时候，需要对覆盖在光伏组件上积雪进行清理处理。否则，积雪超过一定重量会严重影响屋顶承重安全。

传统除雪方式大多数靠人工除雪或者等待自然融雪，也有利用机械结构使电池组件可以产生翻转，当下雪时使电池组件正面翻转朝下避免积雪附着在电池组件正面，当无雪后再将电池组件翻转正面朝上的避雪的方式。但是，采用人工除雪的方式对屋顶光伏组件进行人工清理时，施工难度大，危险系数高；而采用机械结构使电池组件可以产生翻转的方式来进行除雪，该过程较为繁琐，避雪除雪不理想，除雪工作效率低，通过除雪成本高且对发电量影响较大，难以满足使用者的使用需求。因此，如何高效低成本解决上述技术问题是行业内亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，采用嵌入式电路的方式可实现自动对屋顶光伏组件上的积雪进行控制处理，具有结构简单，可靠性强等特点。

为实现上述目的，本实用新采用如下技术方案：

一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，包括光伏组件，所述光伏组件铺设在屋顶上；在所述光伏组件上设置有若干个均匀排布的贴片压力传感器，在所述光伏组件上表面安装有至少两条电加热带；在所述电加热带上设置有若干个温度传感器；所述贴片压力传感器和温度传感器均通过AD转换电路与单片机电性连接；所述单片机通过自动转换开关与电加热带和光伏组件电性连接。

作为本实用新型实施例的优选，所述电加热带在所述光伏组件的上表面四周方向平行排布，所述温度传感器在所述电加热带上均匀分布。

作为本实用新型实施例的优选，所述光伏组件包括若干个均匀排布的光伏板，每一所述光伏板上均至少设置有一个贴片压力传感器。

作为本实用新型实施例的优选，所述光伏组件通过自动转换开关与逆变器进行电性连接。

作为本实用新型实施例的优选，所述单片机为STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机或STC89C52系列单片机。

作为本实用新型实施例的优选，所述贴片压力传感器MS5549C，所述温度传感器为DS18B20，所述自动转换开关为RMQ3-63。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，采用嵌入式电路的方式(单片机和AD转换电路)可实现自动对屋顶光伏组件上的积雪的重量和光伏组件及其电加热带的温度进行控制处理，具有结构简单，可靠性强等特点，可实现对屋顶光伏组件上的积雪进行自动融雪，同时除雪成本比较低，安全系数高。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统的电路控制原理图。

图中所示：1、光伏组件；2、贴片压力传感器；3、电加热带；4、温度传感器；5、AD转换电路；6、单片机；7、自动转换开关；8、逆变器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1至图2所示，本实用新型施例提供一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，具体包括光伏组件1，所述光伏组件1均匀铺设在屋顶(图中未标示)上。在光伏组件1上设置有若干个均匀排布的贴片压力传感器2。其中，贴片压力传感器2的数量和排布方式可以根据实际不同结构屋顶上设置的光伏组件来设定，从而保证贴片压力传感器2能实时检测到光伏组件上积雪的重量。在光伏组件1上表面安装有至少两条电加热带3，在电加热带3上设置有若干个温度传感器4。通过温度传感器4来检测电加热带3的实时温度，当没有启动融雪程序时，一般电加热带3的温度和光伏组件3的温度是一致的。在本实施例中，贴片压力传感器2和温度传感器4均通过AD转换电路5与单片机6电性连接。单片机6通过自动转换开关7与电加热带3和光伏组件1电性连接。在本实施例中，单片机6的处理系统会通过贴片压力传感器2检测光伏组件1表面重量超过100g以及温度传感器4检测到的温度低于0℃时，判断光伏组件1表面是否积雪，单片机6处理系统会通过自动转换开关7来启动电加热带6是否进行融雪。

在本实施例中，单片机6优选STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机或者采用STC89C52等系列单片机。贴片压力传感器2的型号为MS5549C，温度传感器型号为DS18B20，AD转换电路5中AD转换芯片优选为AD0809，自动转换开关的型号优选RMQ3-63。当然，上述电器元件的型号可以根据实际工作的过程中的情况进行更换或调整。上述电器元件的都是本领域的通用元件在本实用新型实施例中的应用，在此不进行赘述。

请参阅图1至图2所示，电加热带3在光伏组件的上表面四周方向平行排布，温度传感器4在所述电加热带3上均匀分布。光伏组件1包括若干个均匀排布的光伏板(图中未标示)，每一光伏板上均至少设置有一个贴片压力传感器2，从而保证能精确的检测光伏组件1上积雪的重量和光伏组件1及其电加热带3的温度。在本实施例中，光伏组件1通过自动转换开关7与逆变器8进行电性连接，当启动融雪程序时，自动转换开关7启动，此时光伏组件1发出直流电不再进入逆变器8，而是通过自动转换开关7启动电加热带3进行加热。

本实用新型实施例还提供一种基于屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统的融雪方法，具体包括以下控制步骤：

S1、当贴片温度传感器2检测到光伏组件1上的积雪压力高于100g，同时温度传感器4检测到光伏组件1的温度低于0℃时，此时，与贴片温度传感器2和温度传感器4电性连接的AD转换电路5发送融雪指令给单片机6。

S2、单片机6收到融雪指令后，单片机6启动自动转换开关7，此时，光伏组串发出直流电不再进入逆变器8，而是通过自动转换开关7启动电加热带3，使得光伏组件1发出的电直接用于加热融雪。

S3、当温度传感器4检测到电加热带3的温度高于50℃，单片机6启动自动转换开关7关闭电加热带3，这样可以保护光伏组件避免高温损坏。

本实用新型采用嵌入式电路的方式(单片机6和AD转换电路5)可实现自动对屋顶光伏组件1上的积雪的重量和光伏组件1及其电加热带3的温度进行控制处理，具有结构简单，可靠性强等特点，可实现对屋顶光伏1组件上的积雪进行自动融雪，具有除雪成本比较低，安全系数高等特点。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，包括光伏组件(1)，所述光伏组件(1)铺设在屋顶上；其特征在于：在所述光伏组件(1)上设置有若干个均匀排布的贴片压力传感器(2)，在所述光伏组件(1)上表面安装有至少两条电加热带(3)；在所述电加热带(3)上设置有若干个温度传感器(4)；所述贴片压力传感器(2)和温度传感器(4)均通过AD转换电路(5)与单片机(6)电性连接；所述单片机(6)通过自动转换开关(7)与电加热带(3)和光伏组件(1)电性连接。

2.根据权利要求1所述的屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，其特征在于：所述电加热带(3)在所述光伏组件(1)的上表面四周方向平行排布，所述温度传感器(4)在所述电加热带(3)上均匀分布。

3.根据权利要求2所述的屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，其特征在于：所述光伏组件(1)包括若干个均匀排布的光伏板，每一所述光伏板上均至少设置有一个贴片压力传感器(2)。

4.根据权利要求1所述的屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，其特征在于：所述光伏组件(1)通过自动转换开关(7)与逆变器(8)进行电性连接。

5.根据权利要求1所述的屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，其特征在于：所述单片机(6)为STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机或STC89C52系列单片机。

6.根据权利要求1所述的屋顶光伏发电设备自动加热融雪系统，其特征在于：所述贴片压力传感器(2)MS5549C，所述温度传感器(4)为DS18B20，所述自动转换开关(7)为RMQ3-63。

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