ES2824155T3 - Sistema fotovoltaico - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de recolección de datos para recopilar datos de generación de energía fotovoltaica, el dispositivo de recolección de datos que comprende: una unidad de recepción (316) que se configura para recibir, desde un dispositivo fotovoltaico (100), una cantidad de energía fotovoltaica generada e información relacionada con la generación de energía fotovoltaica; una unidad de almacenamiento (317) que se configura para almacenar información acumulada de otros dispositivos fotovoltaicos; una unidad de control (315) que se configura para determinar una vida útil prevista del dispositivo fotovoltaico con base en la información relacionada con la generación de energía fotovoltaica que se recibe desde la unidad de recepción y la información acumulada que se almacena en la unidad de almacenamiento; y un transceptor (316) que se configura para transmitir un resultado de la determinación a un dispositivo externo (400), caracterizado porque, la información relacionada con la generación de energía fotovoltaica comprende al menos uno de un período de uso, historial de fallas, generación acumulada, información meteorológica y posición de instalación del dispositivo fotovoltaico, y la unidad de control (315) se configura para determinar una probabilidad de falla a intervalos regulares con base en la información relacionada con la generación de energía fotovoltaica y la información acumulada para determinar una probabilidad de falla promedio a intervalos regulares, y para determinar un período en el cual la probabilidad de falla promedio determinada es la más alta, como la vida útil prevista del dispositivo fotovoltaico.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema fotovoltaico
Antecedentes
La presente descripción se refiere a un sistema fotovoltaico y, más particularmente, a un dispositivo de recolección de datos que predice la vida de un dispositivo fotovoltaico y notifica un ciclo de inspección.
Debido a las preocupaciones sobre el agotamiento de la energía fósil, como el petróleo y la contaminación ambiental, aumenta el interés por las energías alternativas. Entre otras, la generación de energía fotovoltaica que usa energía solar para producir electricidad a gran escala mediante la difusión, a gran escala, de paneles a los que se adhieren baterías solares. La generación de energía fotovoltaica tiene las ventajas de que no hay necesidad de consumir costos de combustible y no hay contaminación del aire ni desperdicio, ya que usa energía solar ilimitada y libre de contaminación.
Un estilo de generación de energía solar incluye un estilo independiente y un estilo asociado al sistema. En el estilo asociado al sistema, un dispositivo fotovoltaico se conecta a un sistema de potencia típico. Cuando un sistema fotovoltaico genera electricidad durante el día, transmite energía y por la noche o cuando llueve, el sistema de generación de energía fotovoltaica recibe electricidad de un sistema. Para usar de manera eficiente el sistema fotovoltaico asociado al sistema, se introdujo un sistema fotovoltaico que almacena energía inactiva en un sistema de almacenamiento de energía de la batería (BESS) bajo una carga ligera, y descarga el BESS para suministrar energía descargada así como energía fotovoltaica al sistema bajo una carga pesada.
El documento CN 102902245 A describe un sistema de monitorización inteligente de una central fotovoltaica que pertenece a las características del preámbulo de la reivindicación independiente de la presente solicitud.
El documento WO 2011/088028 A1 describe un dispositivo de interfaz de monitorización ("MID") para un sistema de monitorización para monitorear sistemas de energía renovable. El MID identifica un inversor de un sistema de energía renovable para permitir que el MID se comunique con el inversor.
El documento JP 2011-147340 A describe un sistema para la gestión de un generador de energía solar que detecta un generador de energía solar defectuoso al agrupar los generadores de energía solar en consideración con las cantidades de luz solar, y recopilar y comparar los datos que se relacionan con la generación de energía de una pluralidad de generadores de energía solar que se instalan en un área considerada como un área que tiene la misma cantidad de luz solar.
El documento WO 02093279 se refiere a sistemas de visualización de monitorización de procesos y, en particular, a sistemas de visualización de mantenimiento predictivo que determinan, con una medida de especificidad, la fecha en la que los componentes deben repararse para evitar la probabilidad de que fallen durante la operación.
Resumen
Las modalidades aplican datos de fallas acumulados para predecir la vida de un producto con base en la información del historial de uso de un dispositivo fotovoltaico. Las modalidades también proporcionan un sistema fotovoltaico que notifica un ciclo de inspección para el dispositivo fotovoltaico o recomienda el reemplazo de acuerdo con un resultado de predicción.
La presente invención se define mediante las características de la reivindicación independiente. Las modalidades beneficiosas preferidas de las mismas se definen mediante las características secundarias de las reivindicaciones dependientes.
Los detalles de una o más modalidades se exponen en los dibujos acompañantes y la descripción más abajo. Otras características serán evidentes a partir de la descripción y los dibujos, y de las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de acuerdo con una modalidad.
La Figura 2 es un diagrama de bloques de un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de pequeña escala de acuerdo con una modalidad.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de la operación de un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de acuerdo con otra modalidad.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que representa la configuración de un sistema fotovoltaico.
La Figura 5 es un diagrama de bloques que representa la configuración de un dispositivo de recolección de datos. La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método de inspección de falla de un sistema fotovoltaico de acuerdo con una modalidad.
Las Figuras 7a y 7b son diagramas que representan una modalidad que predice la vida de un producto a partir de factores que predicen la vida del producto.
Descripción detallada de las modalidades
Las modalidades se describirán a continuación en detalle con referencia a los dibujos adjuntos, de manera que aquellos expertos en la técnica puedan trabajar fácilmente con las modalidades. Sin embargo, la presente descripción puede implementarse en varias formas diferentes y no limitarse a las modalidades que se describen en la presente descripción. Además, las partes irrelevantes para las descripciones no se proporcionan en los dibujos con el fin de aclarar la presente descripción y las partes similares en toda la descripción tienen números de referencia similares.
Además, cuando se describe que una parte incluye algunos componentes, debe entenderse que puede no excluir, pero incluir además, otros componentes si no hay una objeción específica.
A continuación, se describe con referencia a las Figuras 1 a 3 un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de acuerdo con una modalidad.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de acuerdo con una modalidad.
Un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 de acuerdo con una modalidad incluye un conjunto de baterías solares 101, un inversor 103, un filtro de corriente alterna (CA) 105, un conversor de CA/CA 107, un sistema 109, una unidad de control de carga 111, un sistema de almacenamiento de energía de la batería 113, y una unidad de control del sistema 115.
El conjunto de baterías solares 101 se obtiene al acoplar una pluralidad de módulos de batería solar. El módulo de batería solar es un dispositivo en el que se conecta una pluralidad de baterías solares en serie o en paralelo para convertir la energía solar en energía eléctrica para generar un cierto voltaje y corriente. Por tanto, el conjunto de baterías solares 101 absorbe energía solar para convertirla en energía eléctrica.
El inversor 103 invierte la potencia de corriente continua (CC) en potencia de CA. Recibe la potencia de CC que se suministra por el conjunto de baterías solares 101 o la potencia de CC que se descarga por el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 a través de la unidad de control de carga 111 para invertirlos en potencia de CA.
El filtro de CA 105 filtra el ruido de la potencia invertida en la potencia de CA.
El conversor CA/CA 107 convierte el voltaje de la potencia de CA sin ruido y suministra la potencia convertida al sistema 109.
El sistema 109 es un sistema que incorpora muchas centrales eléctricas, subestaciones, cables de transmisión y distribución de energía y cargas para generar y usar energía.
La unidad de control de carga 111 controla la carga y descarga del sistema de almacenamiento de energía de la batería 113. Cuando el sistema es una carga pesada, la unidad de control de carga 111 recibe energía del sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 y la entrega al sistema. Cuando el sistema es una carga ligera, la unidad de control de carga 111 recibe energía del conjunto de baterías solares 101 y la entrega al sistema de almacenamiento de energía de la batería 113.
El sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 recibe energía eléctrica del conjunto de baterías solares 101 para cargar y descargar la energía eléctrica cargada de acuerdo con el suministro de energía y las condiciones de demanda del sistema 109. En particular, en el caso de que el sistema 109 sea una carga ligera, el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 recibe energía inactiva del conjunto de baterías solares 101 para cargar. Cuando el sistema 109 tiene una carga pesada, el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 descarga la energía cargada para suministrar energía al sistema 109. La condición de suministro y demanda de energía del sistema tiene una gran diferencia de acuerdo con la zona horaria. Por tanto, es ineficaz que el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 suministre uniformemente la energía suministrada por el conjunto de baterías solares 101 sin tener en cuenta la condición de suministro y demanda de energía del sistema 109. Por lo tanto, el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 usa el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 para ajustar una cantidad de suministro de energía de acuerdo con el suministro de energía y la demanda del sistema 109. En consecuencia, el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 puede suministrar energía eficientemente al sistema 109.
La unidad de control del sistema 115 controla las operaciones de la unidad de control de carga 111, el inversor 103, el filtro de CA 105, y el conversor de CA/CA 107.
La Figura 2 es un diagrama de bloques de un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de pequeña capacidad de acuerdo con una modalidad.
Un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de pequeña capacidad 200 de acuerdo con una modalidad incluye un conjunto de baterías solares 101, un inversor 103, un filtro de CA 105, un conversor de CA/CA 107, un sistema 109, una unidad de control de carga 111, un sistema de almacenamiento de energía de la batería 113, una unidad de control del sistema 115 y un conversor de CC/CC 117.
La presente modalidad es la misma que la modalidad de la Figura 1 pero además incluye el conversor de CC/CC 117. El conversor CC/CC 117 convierte el voltaje de la potencia de CC que se genera por el conjunto de baterías solares 101. El voltaje de la potencia que se produce por el conjunto de baterías solares 101 en el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de pequeña capacidad 200 es bajo. Por tanto, existe la necesidad de aumentar el voltaje para introducir la energía que se suministra por el conjunto de baterías solares 101 al inversor. El conversor CC/CC 117 convierte el voltaje de la potencia que se produce por el conjunto de baterías solares 101 en un voltaje que puede introducirse en el inversor 103.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de la operación de un dispositivo fotovoltaico asociado al sistema de acuerdo con una modalidad.
El conjunto de baterías solares 101 convierte la energía solar en energía eléctrica en la etapa S101.
La unidad de control del sistema 115 determina si existe la necesidad de suministrar energía al sistema 109, en la etapa S103. Si existe la necesidad de suministrar energía al sistema 109 puede determinarse con base en si el sistema 109 es una carga pesada o ligera.
Cuando no hay necesidad de suministrar energía al sistema 109, la unidad de control del sistema 115 controla la unidad de control de carga 111 para cargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113, en la etapa S105. En particular, la unidad de control del sistema 115 puede generar una señal de control que controla la unidad de control de carga 111. La unidad de control de carga 111 puede recibir la señal de control para cargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113.
La unidad de control del sistema 115 determina si es necesario descargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113, en la etapa S107. Es posible determinar si existe la necesidad de descargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 porque la energía eléctrica que se suministra por el conjunto de baterías solares 101 no satisface la demanda de energía del sistema 109. Además, la unidad de control del sistema 115 puede determinar si el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 almacena suficiente energía eléctrica para descargarse.
Cuando existe la necesidad de descargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113, la unidad de control del sistema 115 controla la unidad de control de carga 111 para descargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113, en la etapa S109. En particular, la unidad de control del sistema 115 puede generar una señal de control que controla la unidad de control de carga 111. La unidad de control de carga 111 puede recibir la señal de control para descargar el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113.
El inversor 103 invierte la energía eléctrica que se descarga por el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 y la energía eléctrica que se convierte por el conjunto de baterías solares 101 en CA, en la etapa S111. En este caso, el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 invierte tanto la energía eléctrica que se descarga por el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 como la energía eléctrica que se convierte por el conjunto de baterías solares 101 a través de un único inversor 103. Cada aparato eléctrico tiene un límite en el consumo de energía. El límite incluye un límite instantáneo y un límite a largo plazo, y la potencia máxima que puede usarse sin dañar un dispositivo durante un tiempo prolongado se define como potencia nominal. Para maximizar la eficiencia del inversor 103, existe la necesidad de suministrar energía para que el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 y el conjunto de baterías solares 101 usen una energía correspondiente al 40 % al 60 % de la potencia nominal.
El filtro de CA 105 filtra el ruido de la potencia invertida, en la etapa S113.
El conversor CA/CA 107 convierte la magnitud de un voltaje de la potencia de CA filtrada para suministrar la potencia convertida al sistema 109, en la etapa S115.
El dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 suministra la potencia convertida al sistema en la etapa S117.
Dado que el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 de acuerdo con las modalidades de las Figuras 1 a la 3 usa solo un único inversor 103, existen las siguientes limitaciones cuando la potencia nominal del inversor 103 se determina con base en la capacidad del conjunto de baterías solares 101 para diseñar el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100. Cuando el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 descarga electricidad y, por lo tanto, suministra energía eléctrica junto con el conjunto de baterías solares 101, es difícil maximizar la eficiencia del inversor 103 porque el inversor 103 usa una potencia que excede del 40 % al 60 % de la potencia nominal. Alternativamente, cuando el sistema de almacenamiento de energía de la batería 113 descarga electricidad y, por lo tanto, suministra energía eléctrica únicamente, es difícil maximizar la eficiencia del inversor 103 porque el inversor 103 usa potencia de menos del 40 % al 60 % de la potencia nominal. Además, cuando el sistema de almacenamiento de energía de la batería 101 suministra una pequeña cantidad de energía eléctrica, es difícil maximizar la eficiencia del inversor 103 porque el inversor 103 usa potencia de menos del 40 % al 60 % de la potencia nominal. En este caso, la eficiencia con la que el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 convierte la energía solar en energía eléctrica disminuye. Además, dado que la distorsión armónica total (THD) de la potencia aumenta, la calidad de la potencia que produce el dispositivo fotovoltaico asociado al sistema 100 disminuye.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que representa la configuración del sistema fotovoltaico 1.
Con referencia a la Figura 4, puede incluirse un inversor solar 103 en el dispositivo fotovoltaico 100. Dado que el inversor solar 103 se ha descrito anteriormente en detalle, las descripciones relacionadas se omiten en la Figura 4. El inversor solar 103 puede existir en singularidad o en pluralidad en el dispositivo fotovoltaico 100. El inversor fotovoltaico 103 puede entregar una cantidad de generación de energía fotovoltaica a un dispositivo de recolección de datos 300.
Varios sensores del dispositivo fotovoltaico 100 pueden entregar datos detectados junto con la cantidad de generación de energía fotovoltaica al dispositivo de recolección de datos 300. En una modalidad, los datos detectados pueden incluir al menos uno entre la luz solar, temperatura, hora de salida/puesta del sol y una condición meteorológica. El dispositivo fotovoltaico puede entregar información del tiempo de generación de energía junto con los datos descritos anteriormente al dispositivo de recolección de datos 300.
El dispositivo de recolección de datos 300 recibe y sintetiza datos del inversor inferior 103 y del dispositivo fotovoltaico 100. El dispositivo de recolección de datos 300 puede ser un componente del dispositivo fotovoltaico 100 o puede ser un componente separado que se conecta a una pluralidad de dispositivos fotovoltaicos 100. El dispositivo de recolección de datos 300 puede proporcionar la información de generación de energía recopilada a los usuarios o clientes para su monitorización. Además, cuando hay un servidor superior 400 que se conecta a la pluralidad de dispositivos de recolección de datos 300, es posible entregar la información de generación de energía recopilada al servidor superior 400.
A continuación, el dispositivo de recolección de datos 300 se describe en detalle con referencia a la Figura 5.
Como se muestra en la Figura 5 el dispositivo de recolección de datos 300 puede incluir una unidad de control 315, un transceptor 316, una unidad de almacenamiento 317 y una unidad de visualización 318. Sin embargo, la modalidad no se limita a los componentes de la Figura 5 y puede incluir además otros componentes según sea necesario.
El transceptor 316 recibe datos relacionados con la energía fotovoltaica del dispositivo fotovoltaico 100 que incluye el inversor 103 y varios sensores (no mostrados). Un método de recepción puede incluir métodos de comunicación por cable e inalámbricos. Cuando el dispositivo de recolección de datos 300 es un componente del dispositivo fotovoltaico 100, es posible recibir datos a través de un circuito que se conecta entre componentes internos.
Además, el transceptor 316 puede transmitir los datos de generación de energía fotovoltaica recopilados al servidor superior 400. Asimismo, es posible transmitir los datos al servidor superior 400 a través de comunicación cableada/inalámbrica.
Además, el transceptor 316 puede transmitir la cantidad de generación de energía fotovoltaica a usuarios y clientes. En particular, es posible transmitir información para monitorear la cantidad de generación de energía al propietario del dispositivo fotovoltaico 100 o a un distribuidor de electricidad.
Además, el transceptor 316 también puede dividirse en un transceptor y un receptor.
La unidad de almacenamiento 317 almacena los datos de generación de energía recopilados. La generación de energía fotovoltaica se realiza todos los días, y los datos recopilados por el dispositivo de recolección de datos 300 se almacenan por el momento en la unidad de almacenamiento 317 y se transmiten a otro lugar. Los datos que se almacenan en la unidad de almacenamiento 317 pueden utilizarse para disminuir los datos de transmisión que se describen a continuación.
La unidad de visualización 318 puede visualizar datos para monitorear la cantidad de generación de energía fotovoltaica. La unidad de visualización puede incluir una pantalla que muestre datos visualmente y un altavoz que emite datos de forma auditiva.
La unidad de control 315 controla las operaciones descritas anteriormente del transceptor 316, la unidad de almacenamiento 317 y la unidad de visualización 318. Además, la unidad de control 315 puede procesar los datos recibidos para generar datos diferenciales. A continuación, se describe en detalle cómo procesar los datos.
La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método de inspección de falla de un sistema fotovoltaico de acuerdo con una modalidad.
El dispositivo fotovoltaico 100 transmite información de generación de energía fotovoltaica al dispositivo de recolección de datos 300 en la etapa S301. En particular, una cantidad de generación de energía fotovoltaica que se recopila por el inversor solar 103 en el dispositivo fotovoltaico 100 y otra información de generación de energía que se recopila por varios sensores se transmiten al dispositivo de recolección de datos 300.
En una modalidad, la información de generación de energía recopilada puede incluir el período de uso de un dispositivo fotovoltaico correspondiente, información de generación y el historial de fallas del dispositivo fotovoltaico correspondiente hasta ahora.
En otra modalidad, la información de generación de energía recopilada puede incluir si el tiempo es extremo e información meteorológica. En este caso, la información meteorológica puede incluir, por ejemplo, temperatura, humedad e información sobre la región en la que se instala el dispositivo fotovoltaico correspondiente.
La información que se entrega al dispositivo de recolección de datos 300 también puede ser información que se recopila por el dispositivo fotovoltaico 100 o información que se introduce en la instalación inicial del dispositivo. Por ejemplo, la información sobre la región en la que se instala el dispositivo fotovoltaico 100 puede ser una entrada de datos sobre la instalación del dispositivo fotovoltaico.
Cuando el transceptor 316 del dispositivo de recolección de datos 300 recibe información de generación de energía desde el dispositivo fotovoltaico, la unidad de control 315 del dispositivo de recolección de datos llama a los datos acumulados que se relacionan con un dispositivo fotovoltaico correspondiente desde la unidad de almacenamiento 317 en la etapa S303. Usa los datos en el mismo dispositivo que el dispositivo fotovoltaico que proporciona información de generación de energía y un dispositivo fotovoltaico de un modelo diferente se almacena en la unidad de almacenamiento 317 del dispositivo de recolección de datos 300. Por tanto, la unidad de control 315 llama a los datos relacionados desde la unidad de almacenamiento 317 para comparar los detalles de uso pasado del mismo dispositivo con los datos recibidos actualmente.
Los datos que se almacenan en la unidad de almacenamiento 317 pueden incluir la vida promedio y la generación normal de los dispositivos fotovoltaicos correspondientes, datos de estado de un dispositivo fotovoltaico que experimentó una situación excepcional, o similares. La situación excepcional puede incluir un caso en el que el dispositivo fotovoltaico se haya enfrentado a un tifón o una lluvia intensa, por ejemplo.
La unidad de control 315 compara los datos que se reciben del dispositivo fotovoltaico 100 con los datos que se solicitan desde la unidad de almacenamiento 317 para predecir la vida del dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 en la etapa S305. En particular, se comparan los datos del dispositivo fotovoltaico actual 100 con los datos acumulados del dispositivo fotovoltaico 100 del mismo modelo para predecir la vida.
En una modalidad, la unidad de control 315 puede predecir la vida a partir del período de uso del dispositivo fotovoltaico 100. Por ejemplo, en el caso de que los datos acumulados con respecto a la vida promedio del mismo modelo del dispositivo correspondiente indique 10 años y el período de uso recibido del dispositivo fotovoltaico 100 sea de 9 años, la unidad de control 315 puede determinar que el dispositivo fotovoltaico 100 tiene una vida limitada.
Como otro ejemplo, en el caso de que no haya ningún problema en el período de uso pero los datos de generación recibidos sea 100 y los datos de generación promedio del mismo modelo de un dispositivo fotovoltaico correspondiente sea 200, es posible predecir que el dispositivo fotovoltaico correspondiente tiene una vida limitada, porque el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 tiene un problema.
Como otro ejemplo, en el caso de que se reciban datos de que el número de veces que el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 se inspeccionó en los últimos años debido a una falla es igual o mayor que un número específico, la unidad de control 315 puede predecir la vida de un dispositivo a partir de datos de vida promedio cuando el dispositivo del mismo modelo almacenado en la unidad de almacenamiento 317 se inspecciona un número correspondiente de veces.
Como otro ejemplo, en el caso de que el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 se encuentre con condiciones climáticas extremas (por ejemplo, tifón, lluvia intensa), la unidad de control 315 puede predecir la vida del dispositivo fotovoltaico 100 a partir de los datos de vida promedio cuando el dispositivo del mismo modelo almacenado en la unidad de almacenamiento 317 se encuentra con las condiciones climáticas extremas recibidas. En particular, en el caso de que existan datos acumulados de que cuando el dispositivo fotovoltaico sufre daños por inundación por lluvia intensa, casi todos los dispositivos fotovoltaicos necesitan inspección y cuando no se realiza la inspección, sus operaciones se detienen en seis meses, es posible predecir la vida restante y el estado del dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 como en los datos acumulados.
Como otro ejemplo, en el caso de que los datos de que la temperatura de una región donde se instaló el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 sea igual o superior a un número específico, la unidad de control 315 puede predecir la vida del dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 a partir de la vida promedio de los dispositivos fotovoltaicos que se instalaron en el número específico de la unidad de almacenamiento.
La unidad de control 315 puede considerar conjuntamente factores que pueden predecir la vida del dispositivo descrito anteriormente, para predecir la vida de un producto. El contenido correspondiente se describe a continuación con más detalle con referencia a la Figura 7.
Las Figuras 7a y 7b son diagramas que representan una modalidad que predice la vida de un producto a partir de factores que predicen la vida del producto.
Con referencia a la Figura 7a, un período de uso del producto, un historial de fallas, condiciones climáticas extremas e información meteorológica se representan en el eje horizontal de una tabla como criterio para predecir la vida de un dispositivo, y la probabilidad de falla por criterio se representa en el eje vertical de la tabla. Específicamente, si el período de uso del producto o los datos de generación acumulados tienen una diferencia igual o mayor que un valor específico de los datos normales o se acerca a un período de falla promedio, la probabilidad de que un dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de un año es del 20 %, la probabilidad que el dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de dos años es del 40 % y la probabilidad de que un dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de tres años es del 70 %. Por tanto, cuando sólo se considera el período de uso del producto o la generación acumulada, puede predecirse que es más probable que un dispositivo correspondiente falle después de tres años y, por lo tanto, la unidad de control 315 puede determinar que la vida restante es de tres años.
De acuerdo con el contenido de la tabla en la Figura 7a, cuando se consideran cuatro factores, es posible ver que una probabilidad de que el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 falle después de un año es del 25 %, una probabilidad de que el dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de dos años es del 45 %, una probabilidad de que el dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de tres años es del 80 %, una probabilidad de que el dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de cuatro años es del 48 % y una probabilidad de que el dispositivo fotovoltaico correspondiente falle después de cinco años es del 38 %. Por tanto, se muestra un gráfico correspondiente en la Figura 7b y la unidad de control 315 puede determinar con base en los datos que se reciben del dispositivo fotovoltaico correspondiente que la vida prevista es de tres años.
En otras palabras, la unidad de control 315 puede determinar la probabilidad de falla de un dispositivo fotovoltaico a intervalos regulares con base en la información adicional sobre la generación de energía fotovoltaica y es posible determinar, como la vida prevista, un período en el cual la probabilidad de falla determinada es la más alta. En este caso, el intervalo regular puede ser de un año. Además, un usuario puede determinar arbitrariamente el intervalo regular.
Además, dado que la probabilidad de que el dispositivo falle después de tres años es la más alta, la unidad de control 315 también puede determinar que el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 necesita una inspección regular dentro de los tres años.
Además, la unidad de control 315 puede asignar peso a los factores que predicen la vida del dispositivo fotovoltaico 100 para mejorar la precisión de la predicción de la vida. En el caso de que, por ejemplo, se haga referencia a los datos acumulados y la unidad de control 315 determine que la predicción de vida con base en un historial de fallas es más precisa, es posible determinar que el dispositivo fotovoltaico correspondiente tiene una vida limitada, aunque es normal que otros datos excluyan los datos sobre el historial de fallas.
Además, en el caso de que la unidad de control 315 prediga la vida del dispositivo fotovoltaico 100 y determine que es difícil operar el dispositivo fotovoltaico correspondiente 100 por más tiempo, también es posible transmitir una señal de control para almacenar la operación del dispositivo al dispositivo fotovoltaico 100. En este caso, la unidad de control 315 puede notificar a un servidor superior que se transmitió una señal de control correspondiente.
El dispositivo de recolección de datos 300 entrega la información de vida prevista y los datos de generación de energía fotovoltaica al servidor superior 400 a través del transceptor 316 en la etapa S307. El dispositivo de recolección de datos 300 puede transmitir los datos al servidor superior 400 mediante el uso de comunicación por cable e inalámbrica.
El servidor superior 400 sintetiza la información de vida prevista y la información de generación relacionada que se recibe desde el dispositivo de recolección de datos 300 para generar una señal de inspección del dispositivo en la etapa S309. En una modalidad, la señal de inspección del dispositivo puede ser información sobre un ciclo en el que se inspecciona un dispositivo fotovoltaico correspondiente. En otra modalidad, la señal de inspección del dispositivo puede ser una señal de control que reduce la generación con base en la información de vida sobre un dispositivo fotovoltaico correspondiente. En particular, en el caso de que la vida prevista sea inferior a la vida promedio de un dispositivo fotovoltaico del mismo modelo, el servidor superior 400 puede generar una señal de control que reduce la generación.
En otra modalidad, la señal de inspección del dispositivo también puede incluir contenido que cambie la posición de instalación de un dispositivo fotovoltaico correspondiente. En otra modalidad, también es posible generar contenido de mensaje que se prepara para el dispositivo fotovoltaico 100 con base en la información meteorológica.
El dispositivo de recolección de datos 300 recibe señales de control que se transmiten por el servidor superior 400 en la etapa S311. En particular, el dispositivo de recolección de datos 300 puede recibir señales de control del servidor superior 400 a través del receptor 316. Además, el dispositivo de recolección de datos 300 también puede realizar, a través de la unidad de control 315, una operación correspondiente a la señal de control que se recibe del servidor superior 400, y también puede notificar a un administrador del contenido del mensaje cuando se recibe el contenido del mensaje correspondiente.
Es posible predecir la vida de un dispositivo fotovoltaico con base en los datos de generación de energía fotovoltaica y prepararse antes de que ocurra una falla grave.
Además, mediante la preparación, es posible minimizar un vacío de generación de energía fotovoltaica debido a una falla del dispositivo a gran escala.
Además, incluso cuando un administrador no inspecciona regularmente el dispositivo fotovoltaico, es posible predecir el estado del dispositivo y, por lo tanto, es fácil administrar el dispositivo.
Las características, estructuras y efectos descritos en las modalidades anteriores se incluyen en al menos una modalidad pero no se limitan a una modalidad. Además, la característica, estructura y efecto que se ilustra en cada modalidad puede combinarse o modificarse para otras modalidades por una persona experta en la técnica. Por tanto, se interpretará que los contenidos relacionados con tal combinación y tal variación se incluyen en el alcance de las modalidades.
Las modalidades se describen principalmente arriba. Sin embargo, son solo ejemplos y no limitan la presente descripción. Un experto en la materia puede apreciar que muchas variaciones y aplicaciones no presentadas anteriormente pueden implementarse sin apartarse de la característica esencial de las modalidades. Por ejemplo, cada componente particularmente representado en las modalidades pueden variar. Además, debe interpretarse que las diferencias relacionadas con dicha variación y dicha aplicación se incluyen en el alcance de la presente descripción definida en las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Un dispositivo de recolección de datos para recopilar datos de generación de energía fotovoltaica, el dispositivo de recolección de datos que comprende:
    una unidad de recepción (316) que se configura para recibir, desde un dispositivo fotovoltaico (100), una cantidad de energía fotovoltaica generada e información relacionada con la generación de energía fotovoltaica; una unidad de almacenamiento (317) que se configura para almacenar información acumulada de otros dispositivos fotovoltaicos; una unidad de control (315) que se configura para determinar una vida útil prevista del dispositivo fotovoltaico con base en la información relacionada con la generación de energía fotovoltaica que se recibe desde la unidad de recepción y la información acumulada que se almacena en la unidad de almacenamiento; y un transceptor (316) que se configura para transmitir un resultado de la determinación a un dispositivo externo (400),
    caracterizado porque,
    la información relacionada con la generación de energía fotovoltaica comprende al menos uno de un período de uso, historial de fallas, generación acumulada, información meteorológica y posición de instalación del dispositivo fotovoltaico, y
    la unidad de control (315) se configura para determinar una probabilidad de falla a intervalos regulares con base en la información relacionada con la generación de energía fotovoltaica y la información acumulada para determinar una probabilidad de falla promedio a intervalos regulares, y para determinar un período en el cual la probabilidad de falla promedio determinada es la más alta, como la vida útil prevista del dispositivo fotovoltaico.
    El dispositivo de recolección de datos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de recepción (316) se configura para recibir, desde el dispositivo externo (400), una señal de control de generación e información del ciclo de inspección para el dispositivo fotovoltaico (100).
    El dispositivo de recolección de datos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de control (315) se configura para transmitir al dispositivo fotovoltaico (100) y al dispositivo externo (400) una señal de control para detener la operación del dispositivo fotovoltaico (100) con base en la vida útil prevista determinada.
    El dispositivo de recolección de datos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, una unidad de visualización (318) que se configura para visualizar una respuesta que se recibe desde el dispositivo externo (400).
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