ES2870535T3 - Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares - Google Patents

Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares Download PDF

Info

Publication number
ES2870535T3
ES2870535T3 ES11003907T ES11003907T ES2870535T3 ES 2870535 T3 ES2870535 T3 ES 2870535T3 ES 11003907 T ES11003907 T ES 11003907T ES 11003907 T ES11003907 T ES 11003907T ES 2870535 T3 ES2870535 T3 ES 2870535T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
solar panel
optical detection
detection device
optical
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES11003907T
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Focs Holding GmbH
Original Assignee
Focs Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Focs Holding GmbH filed Critical Focs Holding GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2870535T3 publication Critical patent/ES2870535T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/20Cleaning; Removing snow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/90Arrangements for testing solar heat collectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares, que comprende un dispositivo de detección óptica, medios para mover el dispositivo de detección óptica con respecto a una superficie de la disposición de paneles solares, y una unidad de evaluación para el análisis de datos de imagen de la superficie de la disposición de paneles solares recogidos por el dispositivo de detección óptica, en el que el dispositivo de detección óptica está configurado para detectar alteraciones que incluyen contaminaciones ambientales y defectos ubicados dentro de la superficie de la disposición de paneles solares, en el que el dispositivo de detección óptica comprende un dispositivo de escáner de imagen de contacto, caracterizado porque la distancia entre el dispositivo de escáner de imagen de contacto y la superficie examinada de la disposición de paneles solares oscila entre 1,5 cm y 4 cm, y porque una disposición de mejora de escáner configurada como lente óptica está proporcionada delante de dicho dispositivo de escáner de imagen de contacto.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares
La invención se refiere a un dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares. La invención se refiere además a un método para determinar una anomalía en un panel fotovoltaico instalado. En los últimos años, el uso de paneles solares para la captación de energía solar y su conversión en energía eléctrica se ha vuelto una práctica habitual. En las plantas solares, se montan muchos paneles solares en portadores de soporte y se disponen en una disposición similar a una matriz, habitualmente formando largas filas de paneles solares adyacentes entre sí. Con el fin de maximizar el rendimiento de energía solar captada, las superficies de los paneles solares están alineadas hacia el sol y, por tanto, inclinadas con respecto a la horizontal. Habitualmente, las superficies de captación de los paneles solares están completamente expuestas a las condiciones ambientales. La contaminación de las superficies de paneles solares con polvo, arena, nieve, hojas y ramas de plantas, y otros residuos debido a influencias ambientales son un problema conocido que provoca la reducción de la energía eléctrica obtenida. Por tanto, la limpieza periódica de las superficies de panel es necesaria con el fin de lograr un nivel alto de producción de energía. Además de esto, existe adicionalmente la necesidad de mantenimiento de paneles solares especialmente en plantas solares, por ejemplo, el examen periódico de los paneles en busca de defectos mecánicos o eléctricos. Sin embargo, el mantenimiento manual como la limpieza o el examen de un gran número de paneles solares es costoso en cuanto a tiempo y trabajo. Además, la limpieza o la inspección manual de superficies de paneles solares es un trabajo tedioso acompañado de agotamiento físico y la falta de atención de la mano de obra, lo que conduce con el tiempo a fluctuaciones en cuanto a la calidad de limpieza e inspección.
Con el fin de superar estas deficiencias, se han propuesto dispositivos de limpieza para la limpieza de disposiciones de paneles solares, que están configurados para limpiar automáticamente las superficies de captación de disposiciones de paneles solares mediante el uso de cepillos, escobillas, fluidos de limpieza, etc., y que tienen que usarse a intervalos de tiempo descritos previamente con el fin de mantener un nivel alto de producción de energía. Sin embargo, estos dispositivos de limpieza conocidos no permiten la inspección de la superficie de panel con el fin de determinar contaminaciones residuales o con el fin de identificar defectos mecánicos u ópticos de los paneles solares.
El documento DE 10 2008 052 223 A1 describe un escáner de luminiscencia para la detección de propiedades físicas de circuitos semiconductores, por ejemplo, en la producción de células solares. El escáner de luminiscencia comprende una fuente de luz de LED y una cámara de tipo CCD. La superficie semiconductora se expone a la luz generada por la fuente de luz de LED, estimulando por tanto la generación de luz de luminiscencia por la superficie semiconductora. La cámara de CCD se usa para recoger la luz de luminiscencia generada con el fin de identificar propiedades físicas de la superficie semiconductora examinada.
El documento DE 199 14 115 A1 describe un sistema para el análisis de defectos de discos de silicio o células solares. El sistema comprende una cámara de CCD para recopilar datos como, por ejemplo, la morfología, la estructura cristalina, el color, etc. de una superficie de disco de silicio examinada.
El documento US 2008/0094081 A1 describe un dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares, que comprende un dispositivo de detección óptica formado por una disposición lineal de sensores ópticos que están configurados para extenderse por una anchura de la disposición de paneles solares, medios para mover la disposición lineal de sensores ópticos a lo largo de una disposición de paneles solares y un circuito de control de retroalimentación que se usa para controlar el movimiento de la disposición lineal de sensores ópticos. El dispositivo comprende adicionalmente disposiciones de sonda lineales, para detectar defectos de la disposición de paneles solares, que pueden moverse a lo largo de pistas magnéticas. El panel solar que va a inspeccionarse se coloca en un mandril que soporta el panel solar durante la inspección. De manera desventajosa, el dispositivo mostrado no está configurado para inspeccionar una disposición de paneles solares en su lugar de instalación.
El documento EP 2366964 A1 describe un sistema y un método para limpiar una disposición de paneles solares. El sistema comprende una pluralidad de robots móviles autónomos que tienen un chasis con medios para un movimiento del robot sobre una superficie de una disposición de paneles solares. El robot comprende además medios para limpiar una superficie de una disposición de paneles solares y una disposición lineal de sensores ópticos que están conectados a una unidad de control para proporcionar la posición del robot y para dirigir el robot a lo largo de la superficie de una disposición de paneles solares. Los sensores ópticos están unidos al robot por un brazo extensible que proporcionará un contacto permanente de los sensores ópticos con el borde de la superficie reflectante de la disposición de paneles solares.
El documento DE 10 2010 008 131 A1 describe un dispositivo de limpieza para disposiciones de paneles solares que comprende un dispositivo de detección óptica configurado como una cámara que está instalada al lado de un cabezal de limpieza del dispositivo de limpieza, medios para mover la unidad de limpieza con respecto a una superficie de la disposición de paneles solares, en el que el dispositivo de detección óptica está configurado para detectar el estado de contaminación en la disposición de paneles solares o el resultado de limpieza después de la limpieza.
El documento US 2011/0137458 A1 (WO 2010/073860 A1) describe un dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares. El dispositivo comprende un robot de disposición autónomo que está diseñado para mover y aplicar un robot de limpieza autónomo a una superficie de una disposición de paneles solares. El robot de disposición cuenta con un sensor óptico para medir la distancia a un objeto circundante que está diseñado como un escáner láser de 3D, una cámara móvil de manera omnidireccional y medios para mover el robot de disposición entre paneles solares. El robot de disposición puede hacerse funcionar o bien de manera remota por un operario en un centro de gestión o bien por un robot de gestión, en el que la comunicación se lleva a cabo mediante una conexión inalámbrica.
El objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares, que permita la inspección de superficie de disposiciones de paneles solares en el lugar de instalación. El objetivo de la invención es además proporcionar un método para determinar una anomalía en un panel fotovoltaico instalado, que pueda realizarse en el lugar de instalación del panel fotovoltaico.
Este objetivo se logra mediante un dispositivo según la reivindicación 1, el uso de un dispositivo según la reivindicación 11 y un método según la reivindicación 12.
El dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares comprende un dispositivo de detección óptica, medios para mover el dispositivo de detección óptica con respecto a una superficie de la disposición de paneles solares y una unidad de evaluación para el análisis de datos de imagen de la superficie de la disposición de paneles solares recogidos por el dispositivo de detección óptica, en el que el dispositivo de detección óptica está configurado para detectar contaminaciones ambientales y/o defectos dentro de o de la superficie de la disposición de paneles solares. Según la invención, el dispositivo de detección óptica comprende un escáner de imagen de contacto. Resultó que los dispositivos de detección del tipo de escáner de imagen de contacto son adecuados para la detección óptica de una amplia variedad de contaminaciones y defectos de paneles solares. Al mismo tiempo, un dispositivo de escáner de imagen de contacto puede tomar imágenes de la superficie examinada a una distancia muy pequeña, normalmente menos de 1 cm, permitiendo por tanto un tamaño muy compacto del dispositivo de detección óptica. Según una configuración según la invención, la distancia entre el dispositivo de escáner y la superficie examinada supera la distancia típica de aproximadamente 1 cm y oscila entre 1,5 cm y 4 cm, preferiblemente entre 1,8 cm y 3 cm y todavía más preferiblemente entre 2,0 cm y 2,5 cm de tal manera que puede lograrse una distancia más preferida de 2,2 cm. La distancia aumentada permite impedir que cabezas de tornillo, tornillos, carriles, pernos y otros artículos sobresalgan de la superficie que va a inspeccionarse. Tales artículos pueden superar la distancia típica de 1 cm y, por consiguiente, dañar la unidad de escáner. Con el fin de lograr el mismo rendimiento de escaneo que cuando se dispone a una distancia típica, se proporciona una disposición de mejora de inspección de escáner según la invención que permite detectar defectos a una distancia aumentada. Tal disposición de mejora según la invención está configurada como una lente óptica proporcionada delante de dicho dispositivo de escáner de imagen de contacto. Una realización preferida es un módulo de evaluación implementado en un software de análisis que permite una inspección más profunda de una imagen ubicada a una distancia aumentada tal como se mencionó anteriormente. Como resultado, el dispositivo de detección óptica permite inspeccionar de manera fiable superficies que tienen barreras o extensiones orientadas hacia la trayectoria óptica del dispositivo de detección óptica. Dichos medios para mover el dispositivo de detección óptica permiten de manera conveniente un movimiento preferiblemente autónomo del dispositivo de detección óptica de tal manera que al menos la superficie de captación de luz completa de la disposición de paneles solares es accesible. Preferiblemente, el dispositivo de detección óptica está configurado para identificar contaminaciones y/o defectos seleccionados del grupo que comprende depósitos en la superficie, depósitos de color oscuro y/o claro, musgo, liquen, acumulaciones de polvo, suciedad y/o polen, nieve, hojas, fluidos, fluidos de limpieza, agua con restos de suciedad, salpicaduras de fluidos, rayaduras, grietas, deformaciones, y delaminación de partes de panel solar. Preferiblemente, la identificación de contaminaciones y/o defectos se logra grabando datos ópticos de la superficie mediante el dispositivo de detección óptica y procesando los datos ópticos grabados para ubicar zonas ópticamente anómalas de la superficie. Habrá de observarse que las alteraciones ubicadas dentro de la superficie engloban todas las alteraciones que pueden detectarse ópticamente y, por consiguiente, no sólo comprenden residuos en la superficie superior, sino también defectos que se producen en y/o por debajo de la superficie superior, pero visibles por ejemplo debido a la transparencia de la superficie compuesta por vidrio o plástico.
Otro aspecto ventajoso de la invención reivindicada es la posibilidad de identificar y procesar información asignada a o situada en porciones específicas de un panel, y en particular por debajo de una lámina de cobertura tal como vidrio. Debido a las dimensiones crecientes de las plantas fotovoltaicas así como de los paneles o módulos fotovoltaicos, la posibilidad de detectar automáticamente la presencia y la posición de paneles específicos dentro de una planta es de gran importancia. El dispositivo de detección óptica no sólo permite escanear defectos en o por debajo de la superficie de un panel, sino también recuperar información y datos almacenados de manera diferente, legible sobre o por debajo de la superficie del panel. Tales datos pueden ser un código de ID tal como un número de serie o una combinación de dígitos y letras, pero también un código binario tal como un código matricial. El código puede estar situado en etiquetas asignadas a una superficie exterior del panel. Preferiblemente, el código está ubicado por debajo de la superficie del panel y puede producirse junto con el conjunto de circuitos y las células o en una fase posterior. Ya no es necesario recuperar el código mediante inspección humana. Ventajosamente, se asigna al dispositivo de detección óptica una unidad de identificación de código que puede o bien estar ubicada dentro del dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares o bien estar ubicada de manera remota y dotada de interfaces de intercambio de datos (por ejemplo, inalámbricas). Por consiguiente, según un aspecto preferido, cada panel o módulo de una planta, por tanto, puede identificarse y ubicarse.
Esto permite que el operario de la planta determine de manera diligente paneles perdidos o robados. Esto permite además que el productor de los paneles de la planta identifique de manera fiable los paneles y determine si estos están sujetos a garantías dadas. Esto todavía permite además que el productor de los paneles realice inspecciones de calidad remotas de los paneles y correlacione la inspección y la producción usando el código. Además, el seguimiento de la limpieza periódica de cada panel es posible de tal manera que incluso después de la producción, es posible un informe de calidad continuo, y puede correlacionarse con valores de salida de energía de los paneles si están disponibles. Por tanto, se propone un método para controlar la potencia de salida de una planta fotovoltaica o un panel o un módulo fotovoltaico que use el dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares según la invención.
Preferiblemente, el dispositivo de detección óptica comprende una disposición lineal de sensores ópticos, permitiendo por tanto la inspección simultánea de una sección esencialmente unidimensional de la superficie de la disposición de paneles solares. De manera conveniente, el dispositivo de detección óptica se mueve con respecto a la disposición de paneles solares en una dirección perpendicular a la disposición lineal de sensores ópticos, conduciendo a la cobertura de una sección bidimensional de la superficie a lo largo del tiempo. Esto permite una inspección eficiente de superficies de disposición de paneles solares de diferente tamaño y forma.
Según una realización preferida de la invención, el dispositivo de detección óptica comprende al menos una fuente de luz, que permite el uso del dispositivo de detección óptica independientemente de cualquier fuente de luz externa, especialmente la luz solar. Esto permite ventajosamente el uso del dispositivo de detección durante la noche cuando la disposición de paneles solares está inactiva. Además, el uso de una fuente de luz incorporada mejora la identificación de contaminaciones y/o defectos debido a que se conocen las propiedades de fuente de luz.
En una realización preferida del dispositivo de inspección, el dispositivo de detección óptica comprende una pluralidad de dispositivos de escáner lineal. La disposición de muchos dispositivos de escáner lineal de tal manera que una zona unidimensional de la superficie de panel solar esté cubierta permite un ajuste fácil y flexible del dispositivo de detección óptica con respecto a disposiciones de paneles solares de diferente anchura. Además, el uso de dispositivos de escáner lineal normalizados de longitud fija reduce los costes de producción totales del dispositivo de detección óptica. Preferiblemente, el dispositivo de detección óptica está configurado para extenderse por una anchura de la disposición de paneles solares sin huecos, permitiendo por tanto escanear de manera exhaustiva la superficie total de la disposición de paneles solares mediante un único movimiento del dispositivo de detección óptica en una dirección perpendicular a dicha anchura de la disposición de paneles solares.
Preferiblemente, los medios para mover el dispositivo de detección óptica están diseñados como un dispositivo que puede moverse de manera autónoma. En una realización particularmente preferida, el dispositivo de detección óptica está unido a un dispositivo de robot que puede moverse de manera autónoma. En una realización alternativa, también preferida, los medios para mover el dispositivo de detección óptica están diseñados como un dispositivo que puede controlarse de manera remota. Debe entenderse que los medios para mover el dispositivo de detección óptica también pueden estar configurados para poderse conmutar entre un movimiento controlado de manera remota y un movimiento autónomo.
De manera conveniente, el dispositivo de inspección comprende una unidad de evaluación para el análisis de datos de imagen recogidos de la superficie de la disposición de paneles solares, permitiendo preferiblemente un análisis de datos in situ con el fin de identificar contaminaciones o defectos mecánicos.
En una realización preferida, el dispositivo de inspección comprende además medios para limpiar la superficie de la disposición de paneles solares. Ventajosamente, el dispositivo de detección óptica y los medios para limpiar están dispuestos de tal manera que el dispositivo de detección óptica escanea zonas ya limpiadas de la disposición de paneles solares, permitiendo la repetición inmediata de la secuencia de limpieza en caso de contaminaciones persistentes. Además, la limpieza previa de la zona escaneada mejora en gran medida la detección de defectos de los paneles solares, por ejemplo, rayaduras o delaminación de los paneles. Además, la detección de defectos por debajo de la superficie de cobertura de los paneles solares es más fácil después de la limpieza, de tal manera que es posible de manera fiable la detección óptica de defectos muy pequeños tales como puntos calientes u otros daños, o bien en células realizadas a partir de células de película delgada, monocristalinas o bien policristalinas. Preferiblemente, el dispositivo de evaluación está configurado para controlar los medios para mover el dispositivo de detección óptica y/o los medios para limpiar la superficie de la disposición de paneles solares, permitiendo por tanto que el dispositivo de inspección trabaje de manera autónoma.
En una realización preferida, el dispositivo de inspección comprende además un dispositivo de comunicación para transferir datos a un centro de control. Particularmente, el dispositivo de comunicación puede usarse para transferir datos después de la finalización de una secuencia de inspección, por ejemplo, durante la recarga de las baterías eléctricas del dispositivo de inspección.
Un método preferido usa dispositivos de inspección que permiten un escaneo de detalle de paneles fotovoltaicos ya instalados, en particular también fuera de la fábrica de producción. El método comprende una primera etapa de inspeccionar un panel para determinar cualquier anomalía de tal manera que pueda garantizarse que todas las partes que no presentan ninguna anomalía tienen una capacidad completa de producción de energía. En una etapa adicional, se identifica la posición y la naturaleza de la anomalía determinada. Si se determina que suciedad u otros depósitos son la anomalía, una unidad central de procesamiento solicitará que el dispositivo de inspección que comprende una unidad de limpieza limpie nuevamente o con más intensidad; de lo contrario, la unidad central de procesamiento solicitará que un vehículo de limpieza externo o personal proceda con la limpieza. La posición de la anomalía puede no tener impacto en la generación de energía de tal manera que la determinación de la naturaleza de la anomalía y/o la limpieza del panel no serán necesarias. Además de la contaminación que se somete a limpieza, pueden existir anomalías debido a defectos producidos dentro de una cobertura de vidrio en sí misma, tal como una grieta, o por debajo de la cobertura tal como una deformación de célula o un contacto roto. Algunos no serán perjudiciales para la producción de energía, tal como un grano de arena ubicado en el panel fuera de la célula de captación. Según una etapa todavía adicional, la anomalía se clasifica. Esto puede lograrse usando inteligencia artificial almacenada tal como una red neuronal. Si se determina un defecto fatal, la unidad central de procesamiento puede indicar que está prevista una sustitución (o un mantenimiento) del panel específico, en la que el panel específico puede identificarse usando un código almacenado dentro de la superficie del panel y que puede detectarse, por consiguiente, por el dispositivo de inspección. Un defecto no fatal puede ignorarse a su vez.
Ventajas y características adicionales de la invención resultarán más evidentes a partir de una consideración detallada de las realizaciones a modo de ejemplo descritas a continuación en el presente documento.
Dos realizaciones a modo de ejemplo preferidas de un dispositivo según la invención se describen a continuación en el presente documento y se explican con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra una vista esquemática de una primera realización de un dispositivo de inspección según la invención.
La figura 2 muestra una vista lateral del dispositivo de inspección según la figura 1.
La figura 3 muestra una vista esquemática de una segunda realización de un dispositivo de inspección según la invención.
La figura 4 muestra una vista lateral del dispositivo de inspección según la figura 3.
Las figuras 1 y 2 muestran un dispositivo 100 para la inspección de una disposición 101 de paneles solares. En la práctica, un panel solar también se designará habitualmente como un módulo. La disposición 101 de paneles solares comprende un gran número de paneles solares que están dispuestos en una fila horizontal. Cada panel solar comprende un gran número de células solares para la captación de luz solar y la producción de energía eléctrica. Las células solares están ubicadas en una superficie de los paneles solares que está expuesta a la luz solar. De dicho gran número de paneles solares comprendidos en la disposición 101 de paneles solares, sólo se muestran dos paneles solares en la figura 1. Se entenderá que las plantas compuestas por paneles fotovoltaicos pueden comprender por ejemplo aproximadamente 25.000 paneles fotovoltaicos (designados a menudo como módulos solares o módulos fotovoltaicos), y cada panel puede comprender aproximadamente 60 células, con grandes intervalos que pueden variar dentro de los números citados.
Dado que la disposición 101 de paneles solares está ubicada en lugares exteriores con el fin de captar la luz solar y producir energía eléctrica, la superficie de captación de sol de los paneles solares está expuesta a las condiciones ambientales, de tal manera que la superficie se cubrirá con el tiempo por contaminaciones como por ejemplo polvo, suciedad, musgo, liquen, polen, hojas, nieve y fluidos como agua de lluvia o agua que comprende restos de suciedad. También existe un riesgo significativo de que la superficie se dañe por influencias externas, lo que conduce a rayaduras, grietas, deformaciones y/o delaminación de los paneles solares. Además, también pueden producirse daños por debajo de la superficie, por ejemplo, delaminación de células o puntos calientes en células, así como alteraciones en las conexiones eléctricas entre células ubicadas por debajo de un medio de cobertura superior tal como una lámina de vidrio o similares.
El dispositivo 100 comprende un dispositivo 102 de robot móvil que está unido de manera retirable a la disposición 101 de paneles solares. El dispositivo 102 de robot móvil comprende un cuerpo principal que se extiende por una anchura de la disposición 101 de paneles solares, una primera unidad 104 de accionamiento y una segunda unidad 106 de accionamiento. La primera unidad 104 de accionamiento está unida al cuerpo principal del dispositivo 102 de robot en un primer borde (en la figura 1 superior) de la disposición 101 de paneles solares. La primera unidad 104 de accionamiento comprende medios de accionamiento para mover el cuerpo principal del dispositivo de robot con respecto a la disposición 102 de paneles solares, así como una unidad de guiado para guiar la unidad 104 de accionamiento a lo largo del borde de la disposición 102 de paneles solares. La segunda unidad 106 de accionamiento está unida al cuerpo principal del dispositivo 102 de robot en un segundo borde (en la figura 1 inferior) de la disposición 101 de paneles solares y comprende medios de accionamiento para mover el cuerpo principal del dispositivo de robot con respecto a la disposición 102 de paneles solares. Al hacer funcionar la primera unidad 104 de accionamiento y la segunda unidad 106 de accionamiento, el dispositivo 102 de robot móvil puede moverse con respecto a la disposición 101 de paneles solares en las direcciones 105.
Un dispositivo 103 de detección óptica está unido al cuerpo principal del dispositivo 102 de robot. El dispositivo 103 de detección óptica comprende un dispositivo de escáner de imagen de contacto que se guía por el dispositivo 102 de robot a una distancia muy cercana a la superficie de la disposición 101 de paneles solares, tal como puede verse en particular en la figura 2. El dispositivo 103 de detección óptica se extiende por la anchura de la disposición 101 de paneles solares sin huecos, permitiendo la inspección de una zona esencialmente unidimensional de la disposición 101 de paneles solares al mismo tiempo. Moviendo el dispositivo 102 de robot en las direcciones 105, la superficie de captación completa de la disposición 101 de paneles solares puede escanearse por el dispositivo de escáner de imagen de contacto. El dispositivo de escáner de imagen de contacto comprende una fuente de luz de LED para iluminar la superficie de la disposición 101 de paneles solares y un sistema de detección de luz para recibir luz reflejada desde la superficie. La luz reflejada se usa para generar una imagen de la superficie con una resolución óptica de aproximadamente 300 dpi (puntos por pulgada) en la dirección de la anchura de la superficie. El dispositivo 103 de detección óptica comprende además una unidad de procesamiento de imagen para el análisis de la imagen adquirida de la superficie con el fin de identificar contaminaciones y/o daños de la superficie de panel solar. Adicionalmente, el dispositivo 103 de detección óptica comprende una interfaz de transmisión de datos para la transmisión de datos recopilados a un centro de control externo y/o para la superposición de datos recopilados con información de posición, por ejemplo, proporcionada por el dispositivo 102 de robot, con el fin de facilitar posteriormente la localización externa de contaminaciones y defectos.
El dispositivo 100 comprende además una unidad de limpieza (no mostrada) para limpiar la superficie de la disposición 101 de paneles solares. La unidad de limpieza está unida al dispositivo 102 de robot móvil y comprende un cepillo rotatorio que abarca la anchura de la disposición de paneles solares. Moviendo el dispositivo 102 de robot en las direcciones 105, es factible la limpieza simultánea de la superficie de panel solar y la inspección en busca de contaminaciones persistentes y daños mecánicos de los paneles solares. En particular, pueden detectarse y retirarse de manera autónoma contaminaciones persistentes en la superficie por el dispositivo 100 al repetir el procedimiento de limpieza.
Las figuras 3 y 4 muestran una segunda realización de un dispositivo 200 para la inspección de una disposición 201 de paneles solares. En comparación con la primera realización mostrada en las figuras 1 y 2, los números de referencia de partes análogas o partes de trabajo equivalentes se aumentan en 100.
En comparación con la primera realización, la segunda realización del dispositivo 200 comprende un primer dispositivo 203a de detección óptica y un segundo dispositivo 203b de detección óptica. Tal como puede observarse en las figuras 3 y 4, ambos dispositivos 203a, 203b de detección óptica se extienden por la anchura de la disposición 201 de paneles solares de tal manera que cada dispositivo 203a, 203b de detección óptica se extiende sólo por una parte de la anchura de la disposición 201 de paneles solares, pero la anchura total está cubierta por la combinación de ambos dispositivos 203a, 203b de detección. Los dispositivos 203a, 203b de detección óptica están desplazados uno con respecto al otro en la dirección de movimiento del dispositivo 202 de robot y están colocados de tal manera que una parte central de la anchura de la disposición 201 de paneles solares está cubierta por ambos del primer dispositivo 203a de detección óptica y el segundo dispositivo 203b de detección óptica.
Debe entenderse que pueden usarse más de dos dispositivos de detección óptica de la manera descrita anteriormente para cubrir completamente la anchura de una disposición de paneles solares. Esto proporciona una manera fácil de ajustar el dispositivo 200 con respecto a las disposiciones de paneles solares de diferente anchura usando dispositivos de detección óptica preconfigurados de longitud dada.
Debe entenderse que puede detectarse una gran variedad de defectos o contaminaciones con un dispositivo según la invención. Según un aspecto ventajoso, pueden detectarse todas las contaminaciones y alteraciones proporcionadas sobre o a un nivel de la superficie superior de un panel, tal como suciedad, residuos, restos meteorológicos, nieve, patrones congelados, etiquetas fijadas a la superficie de manera intencionada o no, hojas, polen, excrementos de aves, y cualquier otro artículo que pueda depositarse sobre la misma. Según un aspecto ventajoso adicional, pueden detectarse todas las alteraciones dentro de la superficie superior de un panel, tales como rayaduras, burbujas, defectos de calidad, grietas, zonas coloreadas, huecos, partes salientes tales como contactos eléctricos o similares. Según un aspecto ventajoso todavía adicional, pueden detectarse todas las alteraciones proporcionadas por debajo de un nivel de la superficie superior de un panel, tales como células y contactos, en particular células dañadas o células que presentan anomalías, o penetraciones incrustadas tales como agua u otras contaminaciones que hayan podido superar el sellado de un panel. Según un aspecto ventajoso todavía adicional, la información proporcionada sobre o preferiblemente en el panel puede reconocerse, leerse, entenderse, proporcionarse para una unidad de control local o remota y usarse en particular para la identificación y la localización del panel específico o una célula específica o una porción del panel y de cualquier información relacionada en cuanto a la inspección tal como defectos específicos.
La superficie superior de un panel puede realizarse asimismo como una lámina de vidrio o cualquier otro material que tenga una propiedad transparente adecuada. Además de vidrio plano usado en un panel, puede usarse otro material adecuado tal como poli(fluoruro de vinilo), poli(tereftalato de etileno) o materiales compuestos laminados tales como láminas o capas del material transparente anterior u otro material adecuado.
Debe entenderse que la distancia entre el dispositivo de detección óptica y la superficie del panel puede ajustarse para cumplir características específicas del panel tal como tornillos que sobresalen, bordes que se solapan y similares. De manera conveniente, se proporciona una unidad para adaptar el sistema de reconocimiento en respuesta a distancias modificadas para detectar de manera segura los datos recuperados. En particular, la unidad para adaptar el sistema de reconocimiento comprende una disposición de soporte óptico tal como lentes o dispositivos de iluminación, pero, adicionalmente, puede proporcionarse una unidad de adaptación que procesa los datos recuperados en un sistema informático de tal manera que cualquier cambio no intencionado de altura puede corregirse automáticamente.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares, que comprende
    un dispositivo de detección óptica,
    medios para mover el dispositivo de detección óptica con respecto a una superficie de la disposición de paneles solares, y
    una unidad de evaluación para el análisis de datos de imagen de la superficie de la disposición de paneles solares recogidos por el dispositivo de detección óptica,
    en el que el dispositivo de detección óptica está configurado para detectar alteraciones que incluyen contaminaciones ambientales y defectos ubicados dentro de la superficie de la disposición de paneles solares, en el que el dispositivo de detección óptica comprende un dispositivo de escáner de imagen de contacto, caracterizado porque la distancia entre el dispositivo de escáner de imagen de contacto y la superficie examinada de la disposición de paneles solares oscila entre 1,5 cm y 4 cm, y
    porque una disposición de mejora de escáner configurada como lente óptica está proporcionada delante de dicho dispositivo de escáner de imagen de contacto.
  2. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de detección óptica comprende una disposición lineal de sensores ópticos.
  3. 3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el dispositivo de detección óptica comprende al menos una fuente de luz.
  4. 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de detección óptica comprende una pluralidad de dispositivos de escáner lineal.
  5. 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo de detección óptica está configurado para extenderse por una anchura de la disposición de paneles solares sin huecos.
  6. 6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios para mover el dispositivo de detección óptica están diseñados como un dispositivo que puede moverse de manera autónoma.
  7. 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios para mover el dispositivo de detección óptica están diseñados como un dispositivo que puede controlarse de manera remota.
  8. 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además medios para limpiar la superficie de la disposición de paneles solares.
  9. 9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo de evaluación controla los medios para mover el dispositivo de detección óptica y/o los medios para limpiar la superficie de la disposición de paneles solares.
  10. 10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además un dispositivo de comunicación para transferir datos a un centro de control.
  11. 11. Uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10 para la limpieza y/o inspección de una planta solar.
  12. 12. Método para determinar una anomalía en un panel fotovoltaico instalado que influye en la producción de energía del panel fotovoltaico, que comprende
    inspeccionar el panel con un dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares según una de las reivindicaciones 1 a 10;
    identificar el panel usando un código almacenado dentro de la superficie del panel e identificar la naturaleza de una anomalía; y
    clasificar la anomalía y determinar el impacto de la anomalía clasificada en la producción de energía.
  13. 13. Método según la reivindicación 12, que determina si la anomalía clasificada corresponde o no a un defecto.
  14. 14. Método según la reivindicación 12 ó 13, en el que el dispositivo de detección óptica recupera información y datos almacenados de manera legible diferente sobre o por debajo de la superficie de la disposición de paneles solares.
ES11003907T 2011-05-12 2011-05-12 Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares Active ES2870535T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11003907.0A EP2522991B1 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Device for inspection of a solar panel arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2870535T3 true ES2870535T3 (es) 2021-10-27

Family

ID=44802482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11003907T Active ES2870535T3 (es) 2011-05-12 2011-05-12 Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2522991B1 (es)
ES (1) ES2870535T3 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013205424B3 (de) * 2013-03-27 2014-06-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Verschmutzung einer Oberfläche
JP6484854B2 (ja) * 2015-04-20 2019-03-20 株式会社明電舎 太陽光パネル外観監視装置
US9788141B2 (en) 2015-09-17 2017-10-10 Sunpower Corporation Communicating with arrays of module units
CN106774322B (zh) * 2016-12-20 2020-12-08 华电电力科学研究院有限公司 一种光伏电站巡检系统及其运行方法
DE102017211466B3 (de) 2017-07-05 2018-10-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Bestimmung des Verschmutzungsgrades einer reflektierenden Fläche eines Solarkraftwerks
CN112630417A (zh) * 2020-12-30 2021-04-09 苏州易助能源管理有限公司 组件玻璃监测仪
FR3125590A3 (fr) * 2021-07-21 2023-01-27 Suncnim Système et procédé de détection de défauts dans les parois transparentes recouvrant les panneaux et/ou miroirs des installations solaires.
CN116545376B (zh) * 2023-04-18 2024-06-18 珠海安维特工程检测有限公司 一种光伏组件模拟检测密闭箱体及方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19914115A1 (de) 1998-04-20 1999-11-04 Gfai Ges Zur Foerderung Angewa Verfahren und System zur Fehleranalyse bei polykristallinen Wafern, Solarzellen und Solarmodulen, insbesondere zur Bestimmung der prozeß- und strukturbedingten mechanischen Spannungen
US7468611B2 (en) * 2006-10-20 2008-12-23 Photon Dynamics, Inc. Continuous linear scanning of large flat panel media
EP2172390A1 (de) * 2008-10-06 2010-04-07 Niederberger Engineering AG Mobiler Kletterroboter und Serviceanlage mit Kletterroboter
DE102008052223A1 (de) 2008-10-17 2010-04-22 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Lumineszenzscanner sowie Verfahren zur Detektion von Lumineszenz in Halbleiterbauteilen
JP4477685B1 (ja) * 2008-12-26 2010-06-09 三井造船株式会社 清掃ロボットシステム及びその制御方法
DE102010008131B4 (de) * 2009-07-24 2011-09-15 Scansonic Mi Gmbh Reinigungsvorrichtung
EP2366964A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-21 Sener Ingenieria Y Sistemas, S.A. Solar field cleaning system and cleaning method used by said system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2522991B1 (en) 2021-02-17
EP2522991A1 (en) 2012-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2870535T3 (es) Dispositivo para la inspección de una disposición de paneles solares
US10926401B2 (en) Robot for solar farms
KR101967638B1 (ko) 드론을 이용한 태양광 발전 모듈 관리 시스템
KR102313508B1 (ko) 아이오티(IoT)기반 스마트센서를 통한 태양광발전장치의 운영 및 유지관리시스템
CN101045459B (zh) 非接触式ccd高速动态检测装置
KR101029086B1 (ko) 태양광 추적 장치 및 그 운용방법
WO2014196480A1 (ja) ソーラーパネル清掃装置
JP2014082272A (ja) 太陽電池モジュールの検査装置および検査方法
KR102313507B1 (ko) 아이오티(IoT)기반 스마트센서를 통한 태양광발전장치의 운영 및 유지관리시스템에서의 태양광 패널의 오토클리닝 장치 및 방법
KR101221933B1 (ko) 영상분석에 의한 이물질 모니터링장치와, 이를 이용한 태양광발전 제어 시스템 및 방법
JP2015013281A (ja) ソーラーパネル清掃装置
KR101940378B1 (ko) 에어모터를 이용한 오염감지 자동청소로봇
US10697669B2 (en) CSP tracking
WO2019176467A1 (ja) 集光型太陽光発電装置の検査システム及び受光部の検査方法
KR20200106655A (ko) 태양광 패널 표면 모니터링 및 클리닝 장치
KR101075315B1 (ko) 솔라 모듈 및 솔라 어레이
KR101919946B1 (ko) 스마트 환경 센서를 활용한 자동 클리닝 시스템
CN217385264U (zh) 一种铁路隧道高清成像检测装置
KR102156916B1 (ko) 태양광 패널 자동 청소 로봇
CN114460090A (zh) 一种基于工业相机的隧道衬砌表观病害检测系统
JP6299231B2 (ja) ソーラーパネル清掃装置
JP2022185512A (ja) 太陽電池モジュールの異常検出用の飛行体及びその飛行制御方法
CN207502720U (zh) 一种机场跑道异物监测和清除引导系统
CN110770513B (zh) 用于太阳能反射器的镜子、镜子组装方法和太阳能场中的管理系统
CN214122026U (zh) 输送带纵向撕裂检测装置