一种太阳能电池板除雪提醒装置及其方法与流程

本发明涉及一种太阳能电池板除雪提醒装置及其方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术：

太阳能作为未来能源是一种非常理想的清洁能源，近年来由于人们对能源、环境问题的日益关注，太阳能的应用越来越受到人们的重视。随着新能源技术的不断进步和日趋成熟，太阳能光伏发电站日渐增多，特别是嵌入到建筑物（如民房、厂房、车棚等）顶上的光伏发电系统（下文统称屋顶光伏发电系统）因具有造价低、自发自用和易并网等优点也得到了快速大量应用与普及。

但随着人类活动对全球气候的影响增大，暴雪等极端天气也日渐频繁。同时，目前常见的屋顶光伏发电系统的支撑建筑物大部分并非专为光伏发电系统而设计，承重能力裕度有限。当大量积雪积压在太阳能电池板上时，轻则影响光伏发电效率和降低发电设备寿命，重则导致发电设备损坏、甚至支撑光伏发电系统的建筑物坍塌造成财产损失和人身伤亡事故。

目前大部分屋顶光伏发电系统缺乏专业的定期维护，特别是对于太阳能电池板上的积雪的清除更是缺乏一个装置来提供科学合理的清除依据和计划，以此加强安全预警、降低安全风险，提升清除效率。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种太阳能电池板除雪提醒装置及其方法，该装置通过压力采集获取太阳能电池板支撑基座的受压力情况，结合环境温度，制定合理的除雪计划，解决了太阳能电池板积雪清除无依据和计划的问题，降低了安全风险，提升了清除效率。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种太阳能电池板除雪提醒装置，其特征在于，包括若干个数据采集装置及与所述数据采集装置通讯的用于管理数据采集装置及制定除雪提醒计划的提醒管理模块，所述数据采集装置包括环境温度采集模块、压力采集模块、数据处理模块和通讯模块，所述压力采集模块置于太阳能电池板支撑基座底部，用于采集支撑基座承受的压力，所述环境温度采集模块、压力采集模块及通讯模块均与数据处理模块连接，所述数据处理模块通过通讯模块与提醒管理模块信号连接，所述提醒管理模块包括用于进行用户管理的账号授权管理模块、数据库管理模块和提醒策略管理模块，所述提醒策略管理模块包括推荐除雪计划管理模块和压力预测模块。

进一步地，所述数据采集装置还包括用于给整个数据采集装置供电的供电模块和人机交互模块，所述人机交互模块与数据处理模块连接。

进一步地，用于制定除雪提醒计划的推荐除雪计划管理模块与若干个客户端连接。

进一步地，所述压力预测模块与推荐除雪计划管理模块连接，根据存储的历史数据，结合互联网天气预报对压力f进行预测，并将预测结果发送给推荐除雪计划管理模块。

为了进一步实现以上技术目的，本发明还提出一种太阳能电池板除雪提醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一.判断提醒装置的工作模式；

步骤二.当提醒装置进入正常工作模式下，压力采集模块实时采集设备机座承受的压力，得到当前装置可承受压力值f，环境温度采集模块实时采集环境温度；

步骤三.所述环境温度采集模块和压力采集模块将采集的数据发送给数据处理模块，数据处理库模块对接收到的数据进行处理，并将处理后的带时标模式数据定时通过通讯模块上传到互联网云端；

步骤四.在互联网端，提醒管理模块根据不同数据采集装置id进行分组并存储接收的历史数据，生成压力f历史曲线，同时设置装置可承受最大压力值f最大；

步骤五.当阈值δ1<f/f最大﹤阈值δ2时，触发建议除雪提醒；或者，压力预测模块根据存储的历史数据，结合当地互联网天气预报对压力f进行预测，推荐除雪计划管理模块根据预测f/f最大与阈值进行比较判断，触发预估除雪提醒。

进一步地，所述步骤一中，根据地区历史气象记录，在不同时间段装置进入不同的工作模式：当在无降雪记录月份，压力采集模块采集设备机座承受的压力基本保持不变，装置自动进入休眠模式；当在有降雪记录月份，唤醒装置进入低功耗模式，由环境温度采集模块实时采集环境温度；当环境温度采集模块采集的环境最低温度低于设定温度时，装置进入全天不间断的正常工作模式。

进一步地，所述阈值δ1小于阈值δ2，且δ1和δ2可设置多个区间进行多次提醒。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）采集的数据统一存储在互联网云端，并内建数据库，存储本地压力采集模块采集的太阳能电池板承重情况，方便查询历史数据，同时方便对设备进行全寿命周期管理；

2）数据库管理模块还可设立多层次提醒参考阈值，方便合理安排太阳能电池板积雪清扫计划；

3）提醒策略管理模块提供多种除雪提醒方式，包括本地画面、短信、电子邮件、微信推送、手机客户端实时查询等；

4）互联网端（包括手机客户端）等可以对管理的多个提醒装置进行实时查询和管理，方便统筹考虑除雪计划，合理安排人工和除雪装置的调配；

5）除降雪季节外，装置自动进入低功耗模式甚至休眠模式，以节约能源，延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明太阳能电池板除雪提醒装置的模块结构图。

图2为本发明除雪提醒方法管理流程图。

附图标记说明：1—环境温度采集模块；2—压力采集模块；3—数据处理模块；4—通讯模块；5—供电模块；6—人机交互模块；7—提醒管理模块；71—账号授权管理模块；72—数据库管理模块；73—提醒策略管理模块；731—推荐除雪计划管理模块；732—压力预测模块。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种太阳能电池板除雪提醒装置，其特征在于，包括若干个数据采集装置及与所述数据采集装置通讯的用于管理数据采集装置及制定除雪提醒计划的提醒管理模块，所述数据采集装置包括环境温度采集模块1、压力采集模块2、数据处理模块3和通讯模块4，所述压力采集模块2置于太阳能电池板支撑基座底部，用于采集支撑基座承受的压力，所述环境温度采集模块1、压力采集模块2及通讯模块4均与数据处理模块3连接，所述数据处理模块3通过通讯模块4与提醒管理模块7信号连接，所述数据采集装置还包括用于给整个数据采集装置供电的供电模块5和人机交互模块6，所述人机交互模块6与数据处理模块3连接；

所述环境温度采集模块1，用于采集太阳能电池板安装地的环境温度，并输入数据处理模块3，所述压力采集模块2，用于采集安装地太阳能电池板支撑基座所承受的压力，并输入数据处理模块3，所述数据处理模块3包含微处理器、存储卡等硬件，通过内部数据接口与其他模块进行数据交互，将接收到的数据进行ad转换后，通过通讯模块4上传到互联网云端，所述供电模块5用于对除雪提醒装置进行供电，可根据安装场所的实际情况选择可供电源，支持220v交流、-48v直流等多种电源接口模块；

所述人机界面模块6以触摸屏方式进行人机交互操作，在触摸屏上显示除雪提醒装置参数的基本设置、除雪提醒装置当前运行状态、太阳能电池板运行状态，还可进行除雪提醒装置历史告警查询、历史除雪日志查询、除雪建议状态等的查询、提醒等操作；

本实施例中环境温度采集模块1包括温度传感器、压力采集模块2包括压力传感器、数据处理模块3中的微处理器具体为数字信号处理器，采用ti公司型号为tms320f2812的数字信号处理器，通讯模块4包括电信、移动、联通、互联网等主流通讯，供电模块5包括供电电源。

所述提醒管理模块7包括用于进行用户管理的账号授权管理模块71、数据库管理模块72和提醒策略管理模块73；

所述账号授权管理模块71用于进行用户管理，并对所管理的提醒装置进行分组，可以按地域、设备类型、安装方式等多种类型进行分组，方便用户进行管理。可以按用户授权类型对所管理的提醒装置进行管理，包括新增、修改、删除、查询等操作；

所述数据库管理模块72包括装置定义、数据操作和参数设置，装置定义主要为输入不同装置的id等信息，数据操作主要包括提醒装置阈值设定等，参数设置主要包括太阳能板参数(如发电功率、太阳能板的平方等参数)的设置。

所述提醒策略管理模块73包括推荐除雪计划管理模块731和压力预测模块732，用于制定除雪提醒计划的推荐除雪计划管理模块731与若干个客户端连接，所述压力预测模块732与推荐除雪计划管理模块731连接，且根据存储的历史数据，结合互联网天气预报对压力f进行预测，并将预测结果发送给推荐除雪计划管理模块731，所述推荐除雪计划管理模块731给出除雪提醒或预估除雪提醒，推荐除雪计划管理模块731可以提供短信、电子邮件、微信推送等多种方式提醒客户端，客户端根据提醒信息进行除雪计划，并可查询历史除雪情况。

如图2所示，一种太阳能电池板除雪提醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一.判断提醒装置的工作模式；

根据地区历史气象记录，在不同时间段装置进入不同的工作模式：当在无降雪记录月份，装置自动进入休眠模式；当在有降雪记录月份，唤醒装置进入低功耗模式，由环境温度采集模块1实时采集环境温度；当环境温度采集模块1采集的环境最低温度低于设定温度时，装置进入全天不间断的正常工作模式。

步骤二.当提醒装置进入正常工作模式下，压力采集模块2实时采集设备机座承受的压力，得到当前装置可承受压力值f，环境温度采集模块1实时采集环境温度；

步骤三.所述环境温度采集模块1和压力采集模块2将采集的数据发送给数据处理模块3，数据处理库模块3对接收到的数据进行处理，并将处理后的带时标模式数据定时通过通讯模块4上传到互联网云端；

步骤四.在互联网端，提醒管理模块根据不同数据采集装置id进行分组并存储接收的历史数据，生成压力f历史曲线，同时设置装置可承受最大压力值f最大；

步骤五.当阈值δ1<f/f最大﹤阈值δ2时，触发建议除雪提醒；或者，压力预测模块732根据存储的历史数据，结合当地互联网天气预报对压力f进行预测，推荐除雪计划管理模块731根据预测f/f最大与阈值进行比较判断，触发预估除雪提醒。

所述阈值δ1小于阈值δ2，且δ1和δ2可设置多个区间进行多次提醒（如δ10.6~δ20.7、δ10.7~δ20.8等）。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。