CN113020057A - 一种光伏电站智能运维系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站智能运维系统,包括:积灰监测模块、控制模块和清洗模块;其中,所述积灰监测模块包括多个分布设置在光伏组件不同位置的积灰监测单元,所述积灰监测单元用于采集光伏组件表面的积灰程度数据;所述控制模块用于判断所述积灰程度数据是否超过设定的积灰阈值,若超过设定的积灰阈值,向所述清洗模块发出清洗指令;所述清洗模块用于执行所述清洗指令,对所述光伏组件进行清洗。使用自动的清洗模块完全代替人工工作,有效地解决人工清扫用力不均匀造成电池板隐裂及人员安全等问题,并且清扫效率高、平均成本低、清扫效果好,每天可进行一次清扫,使光伏组件保持在无尘状态,是人工清洗远不能比拟的。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站运维技术领域,具体涉及一种光伏电站智能运维系统。
背景技术
工商业屋顶光伏电站,主要是运用在工业园厂房、科技园屋顶,学校、医院、酒店等。工商业屋顶面积大,屋顶平坦,用电量大,用电价格高,故而装机容量大,发电量也大。实际数据表明,工商业屋顶光伏年收益率在15-25%,5年左右就可以收回成本,收益即便在实现平价上网后仍然客观,具有广阔的发展前景。
光伏组件(3)的清洗是光伏电站运维非常重要一部分,组件表面污浊对其发电效率的影响相当显著:一方面,组件表面的污浊影响了光线的透射率,进而影响组件表面接收到的辐射量。另一方面,组件表面的污浊因为距离电池片的距离很近,会形成阴影,并在光伏组件(3)局部区域形成热斑效应,进而降低组件的发电效率,甚至烧毁组件。当组件的表面的污浊物为树叶、泥土、鸟粪等局部遮挡物时,其作用原理更多的表现为热斑效应所带来的影响。因此,恰当且高效地进行光伏组件(3)的清洗,才能延长光伏电站的使用寿命,提高光伏面板的工作效率,从而提高发电量。数据显示,清洗后的光伏阵列日均发电量显著提高5%以上,1MWp当日发电量提高250KWh,而工商业分布式则更高。
目前工商业光伏电站因为选址、空气污染等原因,相当一部分光伏电站组件积灰严重,导致发电量难以达到预期。相当多的电站解决灰尘污染的方式仍是人工清洗。人工清洗一次清洗时间比较长,一般一年最多清洗12次,在两次清洗中间的空档期,灰尘仍然会累积,长期积累的金属、化学粉尘已锈蚀在组件表面,人工清洗根本无法达到预期的效果,并且每次清洗都需要投入人工,在光伏电站25年的生命周期中,成本太高。对于光伏电站来说,人工清洗不仅工作质量无法保证,人身安全和组件安全也存在一定的隐患。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种光伏电站智能运维系统,有效解决人工运维清洗光伏组件存在的各种问题。
一种光伏电站智能运维系统,包括:积灰监测模块、控制模块和清洗模块;其中,
所述积灰监测模块包括多个分布设置在光伏组件不同位置的积灰监测单元,所述积灰监测单元用于采集光伏组件表面的积灰程度数据;
所述控制模块用于判断所述积灰程度数据是否超过设定的积灰阈值,若超过设定的积灰阈值,向所述清洗模块发出清洗指令;
所述清洗模块用于执行所述清洗指令,对所述光伏组件进行清洗。
进一步,所述清洗模块包括信号处理单元、移动单元和清洗单元,所述移动单元和清洗单元均与所述信号处理单元电连接,所述信号处理单元、移动单元和清洗单元均安装在安装盒内;
所述信号处理单元接收并处理所述控制模块发送的清洗指令,生成控制信号控制所述移动单元和清洗单元动作,以清洗所述光伏组件。
进一步,所述移动单元包括滑轨和滚动安装在所述滑轨上的滚轮,所述滚轮设置在所述安装盒两端并通过伺服电机驱动,所述伺服电机与所述信号处理单元电连接;
所述滑轨安装在所述光伏组件上下端面上,沿长度方向延伸设置。
进一步,所述滚轮转动安装在U型槽内,所述伺服电机外设置有安装罩,所述安装罩与所述U型槽固定连接,所述安装罩通过螺钉固定安装在所述安装盒上。
进一步,所述清洗单元包括沿所述安装盒长度方向延伸设置的喷淋管和安装在所述安装盒底部的清洁毛刷,所述喷淋管上均匀分布有喷淋孔,所述喷淋管通过软管与外设的水箱连接,所述水箱内设置有水泵,所述软管的进水口连接在所述水泵上,所述水泵与所述信号处理单元电连接。
进一步,所述喷淋管平行设置有多根,依次间隔分布;所述清洁毛刷与所述喷淋管依次间隔设置。
进一步,所述清洁毛刷设置在安装块上,所述安装盒底部开设有安装槽,所述安装块插设在所述安装槽内。
进一步,所述积灰监测单元安装在所述光伏组件的向阳面上,其包括光照强度传感器,所述光照强度传感器的感光元件外罩设有透明的玻璃罩。
进一步,所述控制模块包括第一控制器和第一无线通信模块,所述信号处理单元包括第二控制器和第二无线通信模块;所述第一无线通信模块和第二无线通信模块无线通信连接。
进一步,所述第一控制器和第二控制器均为PLC控制器,所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为ZigBee模块。
本发明的有益效果体现在:
使用自动的清洗模块完全代替人工工作,有效地解决人工清扫用力不均匀造成电池板隐裂及人员安全等问题,并且清扫效率高、平均成本低、清扫效果好,每天可进行一次清扫,使光伏组件保持在无尘状态,是人工清洗远不能比拟的。
本发明的光伏电站智能运维系统可根据实际的下雨情况和落灰情况自动启动设备清扫,极大地提升了清扫效果,有效解决了光伏电站灰尘污染问题,推动了电站运维的去人工化,减少人工的投入,减低人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为一种光伏电站智能运维系统的清洗模块的安装结构示意图;
图2为一种光伏电站智能运维系统的清洗模块的结构示意图;
图3为一种光伏电站智能运维系统的安装盒的结构示意图;
图4为一种光伏电站智能运维系统的喷淋管的结构示意图;
图5为一种光伏电站智能运维系统的移动单元的结构示意图;
图6为一种光伏电站智能运维系统的清洁毛刷的结构示意图;
图7为一种光伏电站智能运维系统的积灰监测单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1-图7所示,本发明实施例提供的一种光伏电站智能运维系统,包括:积灰监测模块、控制模块和清洗模块2。其中,积灰监测模块包括多个分布设置在光伏组件3不同位置的积灰监测单元1,积灰监测单元1用于采集光伏组件3表面的积灰程度数据。积灰监测单元1安装在光伏组件3的向阳面上,其包括光照强度传感器17,光照强度传感器17的感光元件外罩设有透明的玻璃罩18。当玻璃罩18上有灰尘沉积时,影响了光线的透射率,太阳光穿过玻璃罩18进入感光元件的光照强度降低,光照强度传感器17采集的光照强度数据降低,从而可以换算成对应的积灰程度数据。
控制模块用于判断积灰程度数据是否超过设定的积灰阈值,若超过设定的积灰阈值,向清洗模块2发出清洗指令。控制模块包括第一控制器和第一无线通信模块,光照强度传感器17将采集的光照强度数据即积灰程度数据传输到第一控制器内以后,第一控制器对积灰程度数据进行判断,若超过设定的积灰阈值,第一控制器通过第一无线通信模块向清洗模块2发出清洗指令。
清洗模块2用于执行清洗指令,对光伏组件3进行清洗。清洗模块2包括信号处理单元8、移动单元和清洗单元,移动单元和清洗单元均与信号处理单元8电连接,信号处理单元8、移动单元和清洗单元均安装在安装盒4内。信号处理单元8接收并处理控制模块发送的清洗指令,生成控制信号控制移动单元和清洗单元动作,以清洗光伏组件3。信号处理单元8包括第二控制器和第二无线通信模块;第一无线通信模块和第二无线通信模块无线通信连接。本实施例中,第一控制器和第二控制器均为PLC控制器。考虑到无线通信距离较远,第一无线通信模块和第二无线通信模块均采用ZigBee模块。
具体的,移动单元包括滑轨5和滚动安装在滑轨5上的滚轮6,滚轮6设置在安装盒4两端并通过伺服电机7驱动,伺服电机7与信号处理单元8电连接;滑轨5安装在光伏组件3上下端面上,沿长度方向延伸设置。滚轮6转动安装在U型槽9内,伺服电机7外设置有安装罩10,安装罩10与U型槽9固定连接,安装罩10通过螺钉固定安装在安装盒4上,方便组装和拆卸维修保养。
具体的,清洗单元包括沿安装盒4长度方向延伸设置的喷淋管11和安装在安装盒4底部的清洁毛刷12,喷淋管11上均匀分布有喷淋孔13,喷淋管11通过软管14与外设的水箱连接,水箱内设置有水泵,软管14的进水口连接在水泵上,水泵与信号处理单元8电连接。喷淋管11平行设置有多根,依次间隔分布;清洁毛刷12与喷淋管11依次间隔设置。当进行清洗时,信号处理单元8控制水泵工作,使水箱内的水通过水泵加压后从喷淋管11的喷淋孔13内喷出,喷洒在光伏组件3表面,对光伏组件3表面的灰尘进行冲洗。伺服电机7驱动滚轮6滚动,使清洗模块2沿光伏组件3表面移动,在移动的过程中,带动清洁毛刷12对冲洗后的光伏组件3表面进行擦拭,将灰尘等杂物完全清理干净。
清洁毛刷12设置在安装块15上,安装盒4底部开设有安装槽16,安装块15插设在安装槽16内,便于对清洁毛刷12进行安装和更换。
光伏组件平整度大都很好,组串间、组件间错位少,且组件清洗多为难度较低、重复性的工作,使用本发明的智能运维系统解决光伏电站的积灰、污浊附着问题是最佳的解决方案,轻松地解决了光伏电站的清扫难题。
使用自动的清洗模块完全代替人工工作,有效地解决人工清扫用力不均匀造成电池板隐裂及人员安全等问题,并且清扫效率高、平均成本低、清扫效果好,每天可进行一次清扫,使组件保持在无尘状态,是人工清洗远不能比拟的。
本发明的光伏电站智能运维系统可根据实际的下雨情况和落灰情况自动启动设备清扫,极大地提升了清扫效果,有效解决了光伏电站灰尘污染问题,推动了电站运维的去人工化,减少人工的投入,减低人工成本。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种光伏电站智能运维系统,其特征在于,包括:积灰监测模块、控制模块和清洗模块(2);其中
所述积灰监测模块包括多个分布设置在光伏组件(3)不同位置的积灰监测单元(1),所述积灰监测单元(1)用于采集光伏组件(3)表面的积灰程度数据;
所述控制模块用于判断所述积灰程度数据是否超过设定的积灰阈值,若超过设定的积灰阈值,向所述清洗模块(2)发出清洗指令;
所述清洗模块(2)用于执行所述清洗指令,对所述光伏组件(3)进行清洗。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述清洗模块(2)包括信号处理单元(8)、移动单元和清洗单元,所述移动单元和清洗单元均与所述信号处理单元(8)电连接,所述信号处理单元(8)、移动单元和清洗单元均安装在安装盒(4)内;
所述信号处理单元(8)接收并处理所述控制模块发送的清洗指令,生成控制信号控制所述移动单元和清洗单元动作,以清洗所述光伏组件(3)。
3.根据权利要求2所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述移动单元包括滑轨(5)和滚动安装在所述滑轨(5)上的滚轮(6),所述滚轮(6)设置在所述安装盒(4)两端并通过伺服电机(7)驱动,所述伺服电机(7)与所述信号处理单元(8)电连接;
所述滑轨(5)安装在所述光伏组件(3)上下端面上,沿长度方向延伸设置。
4.根据权利要求3所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述滚轮(6)转动安装在U型槽(9)内,所述伺服电机(7)外设置有安装罩(10),所述安装罩(10)与所述U型槽(9)固定连接,所述安装罩(10)通过螺钉固定安装在所述安装盒(4)上。
5.根据权利要求2所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述清洗单元包括沿所述安装盒(4)长度方向延伸设置的喷淋管(11)和安装在所述安装盒(4)底部的清洁毛刷(12),所述喷淋管(11)上均匀分布有喷淋孔(13),所述喷淋管(11)通过软管(14)与外设的水箱连接,所述水箱内设置有水泵,所述软管(14)的进水口连接在所述水泵上,所述水泵与所述信号处理单元(8)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述喷淋管(11)平行设置有多根,依次间隔分布;所述清洁毛刷(12)与所述喷淋管(11)依次间隔设置。
7.根据权利要求6所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述清洁毛刷(12)设置在安装块(15)上,所述安装盒(4)底部开设有安装槽(16),所述安装块(15)插设在所述安装槽(16)内。
8.根据权利要求1所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述积灰监测单元(1)安装在所述光伏组件(3)的向阳面上,其包括光照强度传感器(17),所述光照强度传感器(17)的感光元件外罩设有透明的玻璃罩(18)。
9.根据权利要求2所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述控制模块包括第一控制器和第一无线通信模块,所述信号处理单元(8)包括第二控制器和第二无线通信模块;所述第一无线通信模块和第二无线通信模块无线通信连接。
10.根据权利要求9所述的一种光伏电站智能运维系统,其特征在于:所述第一控制器和第二控制器均为PLC控制器,所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为ZigBee模块。
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