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      一種光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置的制造方法

      文檔序號:8514350閱讀:515來源:國知局
      一種光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明設(shè)及光伏發(fā)電領(lǐng)域,尤其是一種光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 隨著經(jīng)濟全球化進程的不斷加速和工業(yè)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,世界范圍內(nèi)的能源短缺 和環(huán)境污染已成為制約人類社會可持續(xù)發(fā)展的兩大重要因素,大力發(fā)展可再生無污染的能 源已成為當務(wù)之急。而太陽能具有取之不盡、用之不竭、不會污染環(huán)境和破壞生態(tài)平衡的特 點,受到越來越多政府和人們的重視。
      [0003] 太陽能(也稱光伏)電站工作的穩(wěn)定性和輸出功率與每一塊光伏電池板的工作狀 態(tài)都息息相關(guān),如何有效地對每塊光伏電池板進行檢測和故障診斷是維持光伏電站正常工 作的首要問題。然而,熱斑效應(yīng)是光伏電池板的運行過程中極易發(fā)生的一種主要故障現(xiàn)象。 具體地講,在光照不均勻、光伏電池板被遮蔽、光伏電池板本身質(zhì)量不合格或者電池板安裝 使用不當?shù)惹闆r下,光伏電池會出現(xiàn)熱斑效應(yīng),即不再作為電源向外輸出功率,而是成為負 載消耗其他未被遮蔽的光伏電池產(chǎn)生的功率,此時系統(tǒng)的發(fā)電效率會急劇下降,嚴重時被 遮蔽的光伏電池會由于過熱而燒毀,從而使系統(tǒng)可靠性降低。
      [0004] 為了避免上述問題,前人已經(jīng)做了很多有益的探索。例如,張臻等人提出了一種檢 測光伏熱斑損害的太陽電池漏電流的系統(tǒng)及方法,通過測試太陽電池反向偏壓下溫度變化 情況,判定反偏漏電流的分布情況,根據(jù)反向漏電流大小,進行電池分類,同時通過紅外熱 相掃描,檢測太陽電池反向漏電流分布,挑選出局部漏電流密度大的電池,從而避免太陽電 池實際使用中,在電流失配引起的電壓反偏情況下產(chǎn)生溫度過高的熱斑問題,該方法存在 的缺點;1.利用太陽電池反向偏壓下溫度變化情況來作為依據(jù),然而溫度很容易受外界環(huán) 境影響;2.僅僅根據(jù)溫度來判斷局部漏電流密度大的電池可靠性不是很強;3.紅外熱像掃 描成本較高。又如,方了玉等人提出的一種自動識別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置 及控制方法,該方法利用取樣傳感器獲取光伏電池板回路中的電流信號并轉(zhuǎn)為直流電壓信 號,傳送至遲滯比較器單元,遲滯比較器單元將該直流電壓信號與基準單元中的基準閥值 進行比較,由控制單元控制旁路二極管組件與電池板的接通與斷開,盡管該方法能夠在一 定條件下自動識別光伏電池板組件是否發(fā)生了熱斑效應(yīng),但是其不能檢測到光伏電池板組 件熱斑效應(yīng)的損害程度且附加成本較高。還有,目前常用的檢測光伏電池板熱斑效應(yīng)方法 是基于紅外圖像分析的方法,其根據(jù)發(fā)生熱斑現(xiàn)象的光伏電池單體表面溫度與正常工作的 光伏電池單體表面溫度差異十分明顯,導(dǎo)致兩者產(chǎn)生的紅外圖像差異也是十分明顯,通過 對紅外圖像的處理與分析,來提取可能的熱斑現(xiàn)象故障區(qū)域及區(qū)域的特征信息,從而能夠 實現(xiàn)對光伏電池單體工作狀態(tài)正常與否進行識別,然而此種方法存在一些缺陷;1.不能區(qū) 分溫度相差不明顯的狀態(tài),檢測精度與準確度不高;2.實時性差且不易實現(xiàn)在線檢測分析 等。
      [0005] 因而,如何實時地檢測光伏組件的熱斑效應(yīng)W及熱斑損害的程度,保證整個光伏 組件輸出功率的穩(wěn)定W及提高整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性,是目前亟待研究的方向。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006] 本發(fā)明的目的是提供一種光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置,屬于光伏發(fā)電領(lǐng) 域。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為;首先將一塊光伏電池板視為整體,通過傳 感器單元采集光伏電池板的輸出電壓信號與負載電流信號,然后處理器單元運用預(yù)先設(shè)定 的算法公式對采集的電壓信號與電流信號進行處理,并將處理結(jié)果輸出給顯示單元,最后 顯示單元顯示光伏電池板是否發(fā)生熱斑效應(yīng)W及發(fā)生熱斑效應(yīng)的單電池個數(shù)。本發(fā)明能夠 在線檢測光伏電池板是否發(fā)生熱斑效應(yīng)W及發(fā)生熱斑效應(yīng)的電池數(shù),避免因維護不及時帶 來的光伏系統(tǒng)安全隱患,進一步提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
      [0007] 進一步,所述的光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置包括傳感器單元、處理器單元、 顯示單元W及電源,其具體的檢測過程為;傳感器單元采集某一塊光伏電池板的負載電流 信號與輸出電壓信號,并將采集所得數(shù)據(jù)輸入給處理器單元,然后處理器單元根據(jù)設(shè)定的 算法公式進行計算,進而判斷光伏電池板熱斑效應(yīng)具體情況。
      [000引所述的傳感器單元包括電流采集傳感器和電壓采集傳感器,電流采集傳感器串聯(lián) 在光伏組件陣列上,而電壓采集傳感器并聯(lián)在光伏組件陣列上,W此來采集相應(yīng)的電流信 號(I)與電壓信號扣)。
      [0009] 所述的處理器單元,其主控巧片為STC89C52RC。另外處理器單元內(nèi)預(yù)先設(shè)定的算 法公式如下:
      [0010] 單個電池發(fā)生熱斑效應(yīng)所消耗的功率(Pm)為:
      [0011]
      【主權(quán)項】
      1. 一種光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置,其特征在于,包括傳感器單元、處理器單 元、顯示單元以及電源,所采用的技術(shù)方案為:將一塊光伏電池板視為整體,通過傳感器單 元采集光伏電池板的輸出電壓信號與負載電流信號,然后處理器單元運用預(yù)先設(shè)定的算法 公式對采集的電壓信號與電流信號進行處理,并將處理結(jié)果輸出給顯示單元,最后顯示單 元顯示光伏電池板是否發(fā)生熱斑效應(yīng)以及發(fā)生熱斑效應(yīng)的單電池個數(shù)。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏組件熱斑效應(yīng)的控制方法,其特征在于,所述的傳 感器單元包括電流采集傳感器和電壓采集傳感器,電流采集傳感器串聯(lián)在光伏組件陣列 上,而電壓采集傳感器并聯(lián)在光伏組件陣列上,以此來采集相應(yīng)的電流信號(I)與電壓信 號(U)。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏組件熱斑效應(yīng)的控制方法,其特征在于,所述的處 理器單元,其主控芯片為STC89C52RC,處理器單元內(nèi)預(yù)先設(shè)定的算法公式如下: 單個電池發(fā)生熱斑效應(yīng)所消耗的功率(Pm)為: [(Af-I)U,,+ 0.712 其中,M表示被監(jiān)測光伏組件陣列的單電池個數(shù),Utl表示單電池發(fā)電時的額定電壓,Req 表示單電池的電阻值; 根據(jù)傳感器單元采集的電流信號(I)與電壓信號(U),對應(yīng)的光伏組件陣列的輸出功 率⑵為: P = UI 假設(shè)該光伏組件陣列的額定輸出功率為P〇,則該光伏組件陣列發(fā)生熱斑效應(yīng)的電池數(shù) (N)為: N= (P0-P)/Pffl 其中,若N = 0,則表示該光伏組件陣列沒有發(fā)生熱斑效應(yīng);N辛0,則N即為光伏組件 陣列發(fā)生熱斑效應(yīng)的電池數(shù)。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏組件熱斑效應(yīng)的控制方法,其特征在于,所述的顯 示單元,其輸入端與所述的處理器單元相連接,當光伏電池板發(fā)生熱斑效應(yīng)時,顯示單元會 顯示光伏電池板發(fā)生熱斑效應(yīng)的電池數(shù)即熱斑損害程度,否則顯示熱斑效應(yīng)的電池數(shù)為零 即無熱斑效應(yīng)發(fā)生。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏組件熱斑效應(yīng)的控制方法,其特征在于,所述的電 源為可充電電池,與所述的處理器單元、傳感器單元以及顯示單元相連接,用于為整個檢測 裝置提供穩(wěn)定的直流電壓。
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏電池板熱斑效應(yīng)在線檢測裝置,屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域。該方法為:首先將一塊光伏電池板視為整體,通過傳感器單元采集光伏電池板的輸出電壓信號與負載電流信號,然后處理器單元運用預(yù)先設(shè)定的算法公式對采集的電壓信號與電流信號進行處理,并將處理結(jié)果輸出給顯示單元,最后顯示單元顯示光伏電池板是否發(fā)生熱斑效應(yīng)以及發(fā)生熱斑效應(yīng)的單電池個數(shù)。本發(fā)明能夠在線檢測光伏電池板是否發(fā)生熱斑效應(yīng)以及發(fā)生熱斑效應(yīng)的電池數(shù),避免因維護不及時帶來的光伏系統(tǒng)安全隱患,進一步提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
      【IPC分類】H02S50-15
      【公開號】CN104836530
      【申請?zhí)枴緾N201510243062
      【發(fā)明人】段其昌, 毛明軒, 段盼, 胡蓓, 冷佳駿, 楊增瑞
      【申請人】重慶大學
      【公開日】2015年8月12日
      【申請日】2015年5月13日
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