一种用于光伏板在线缺陷检测的装置的制作方法

本实用新型涉及光伏阵列故障检测领域，尤其涉及一种用于光伏板在线缺陷检测的装置。

背景技术：

当前，全球经济迅速发展，世界各国对能源的需求量也是越来越庞大。另外，传统的煤、石油、天然气等化石能源不仅日益短缺并且其燃烧所产生的二氧化碳导致温室效应，因此导致的全球变暖趋势日益明显，已经对我们的日常生活带来的严重危害。目前各国均在致力于可持续的新能源技术的探索。太阳能不仅无污染，而且取之不尽用之不竭，已经受到的各国的重视，可以看到光伏产业的发展前景一片光明。

由于大型光伏发电站一般所处环境比较空旷、恶劣；由于长期的的室外工作，不可避免的会使光伏组件的工作状态造成不利影响，会出现一些外部的裂痕以及内部的一些隐裂，甚至会出现热斑现象。如果对这些缺陷不进行排查，将会对光伏电站的发电效率大打折扣，造成不必要的经济损失。但是由于环境比较恶劣，人为排查不仅费时费力，而且没有质量的保证，排查的成功率取决于人的主观意识。因此，迫切需要一种光伏阵列的在线缺陷检测装置，用于检测光伏阵列在工作状态缺陷的自动检测。

技术实现要素：

为了解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种用于光伏板在线缺陷检测的装置，用于实现对工作状态下光伏阵列的各组件进行在线的缺陷检测，并对缺陷进行分类与定位，为后续的维护提供精确的缺陷坐标，适用大范围的以行为单位排布的光伏发电站。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的检测装置通过滚轮与光伏阵列滑动连接，光伏阵列包括光伏板及固定安装于光伏板侧边的四条安装框，每条安装框内部均开有凹槽。

检测装置包括外壳、框架、驱动机构和图像采集机构；外壳上表面装有小型光伏板，底部装有显示屏；框架安装于外壳内部，框架主要由两块连接架组成，两块连接架通过两根主杆和两根副杆相连，其中一块连接架外侧垂直固定有支撑板，每块连接架底部均安装有四个滚轮，安装有支撑板的连接架底部两侧的滚轮为主动滚轮，其余两个滚轮为上部从动滚轮，另一块连接架底部的四个滚轮为下部从动滚轮。

图像采集机构包括丝杆螺母座、红外热象仪、LED光源和丝杆，丝杆一端通过支承座固定于其中一块连接架，丝杆另一端穿过丝杆螺母座中心并通过固定座与另一块连接架相连，丝杆螺母座底部中间装有红外热象仪，丝杆螺母座底部两侧均装有LED光源。

驱动机构包括第一电机、第一电机驱动、第二电机、第二电机驱动、第三电机和第三电机驱动，第一电机与第一电机驱动相连并固定于支撑板一端，第二电机和第二电机驱动相连并固定于支撑板另一端，第一电机的输出轴与靠近第一电机的主动滚轮相连，第二电机的输出轴与靠近第二电机的主动滚轮相连，第三电机和第三电机驱动相连并安装于靠近支撑板一侧的连接架，第三电机的输出轴通过支承座与丝杆相连。

支撑板上端固定有逻辑控制器、蓄电池、太阳能充电控制器。

所述主动滚轮与上部从动滚轮均活动嵌装于光伏板上端安装框开有的凹槽，下部从动滚轮均活动嵌装于光伏板下端安装框开有的凹槽。

所述第一电机驱动、第二电机驱动分别通过第一电机、第二电机带动主动滚轮沿凹槽移动，主动滚轮带动上部从动滚轮和下部从动滚轮沿凹槽移动，从而带动检测装置沿光伏板横向移动。

所述光伏板下端固定有两个短支架，光伏板上端固定有两个长支架，长支架的高度大于短支架，使得光伏板与水平地面构成一倾斜角。

所述丝杆螺母座上表面两侧均开有前后贯穿的凹槽，丝杆螺母座底部两侧均开有前后贯穿的通孔，两根主杆分别活动嵌装于丝杆螺母座两侧的凹槽内，两根副杆分别活动穿过丝杆螺母座底部两侧的通孔，防止丝杆螺母座在移动过程中出现晃动。

所述第三电机驱动通过第三电机带动丝杆转动，从而带动丝杆螺母座沿着主杆和副杆移动。

所述逻辑控制器分别与驱动机构、蓄电池、太阳能充电控制器、图像采集机构和外部的PC端相连，用于控制整体装置的行走轨迹，速度以及图像采集机构运动频率；外部的PC端将图像采机构采集到的原始数据通过无线传输模块传送给终端，通过图像处理实现对缺陷的分类及定位，并生成工作报表。

所述小型光伏板用于吸收太阳能进行光电反应通过太阳能充电控制器将电能存储于蓄电池中，小型光伏板在待机状态或工作状态均可提供能源。蓄电池为整个检测装置提供电能；通过这种实时的边工作边充电的模式，使得整体装置无需外部供能，此外还大大降低了蓄电池所需的容量，降低整体装置自重。

所述图像采集机构在运动过程中对光伏板进行间断性图像采集，用于后期的日常维护。

所述逻辑控制器采用PLC或单片机。

所述无线传输模块采用wifi模块或zigbee实现数据的实时传输。

所述滚轮采用轻质、耐磨性材料，防止运行过程中的磨损。

由于光伏板在正常工作状态下表现出的温度比较均匀，然而当出现故障时局部会出现高温点，因此选取红外热象仪进行图像的采集，不仅可以采集到光伏板表面的裂痕，还可以采集到光伏板前表面的缺陷以及热斑现象。

在日常工况下，光伏阵列在日光下工作会对图像的采集造成干扰，因此整个装置的外壳采用封闭处理，为图像采集机构提供一个暗箱的工作环境，进而两组LED光源提供稳定的光线以便于红外热象仪采集的图像质量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型装置机械机构精简，只需三个电机即可实现对规则行排布的光伏板的缺陷在线检测。此外，本实用新型装置无需外部功能，待机时可自行利用太阳能进行充电，将能源存储与蓄电池中。

本实用新型装置可以实现对工作状态下的光伏板进行缺陷检测，实现光伏板缺陷的定位以及分类并生成可视化生成报表，大大提高了缺陷的排查效率，为后期的定点维修提供了基础，节省了人力物力；并且整个装置结构简单、质量比较轻、驱动机构精简、功能针对性比较强，可以适用于恶劣的环境。

附图说明

图1是本实用新型装置的工作示意图。

图2是本实用新型装置外壳示意图。

图3是本实用新型装置内部结构示意图。

图4是本实用新型装置内部结构示意图。

图5是本实用新型装置内部结构局部示意图。

图6时本实用新型装置图像采集机构结构示意图。

图中：光伏板1，检测装置2，短支架3，长支架4，小型光伏板101，显示屏102，外壳103，下部从动滚轮201，上部从动滚轮203，主动滚轮202，主杆205，副杆204，第一电机206，第一电机驱动207，蓄电池208，太阳能充电控制器209，逻辑控制器210，第二电机212，第二电机驱动211，第三电机213，第三电机驱动214，支撑座301，固定座302，丝杆螺母座303，丝杆307，LED光源304、305，红外热象仪306。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型装置适用于大型光伏发电站和高层建筑楼顶的光伏发电设施。目前，这种光伏发电场所，各光伏阵列规则排布，一行行与地面成一定倾角。

如图1所示，检测装置2通过滚轮与光伏阵列滑动连接，检测装置2包括外壳103、框架、驱动机构和图像采集机构；光伏组件包括光伏板1及固定安装于光伏板1侧边的四条安装框，每条安装框内部均开有凹槽；光伏板1下端固定有两个短支架3，光伏板上端固定有两个长支架4，长支架4的高度大于短支架3，使得光伏板1与水平地面构成一倾斜角。

如图2所示，外壳103上表面装有小型光伏板101，底部装有显示屏102，用于显示工作状态下整体装置各类指标显示；框架安装于外壳103内部。

如图3所示，框架主要由两块连接架组成，两块连接架通过两根主杆205和两根副杆相连，其中一块连接架外侧垂直固定有支撑板，每块连接架底部均安装有四个滚轮，安装有支撑板的连接架底部两侧的滚轮为主动滚轮202，其余两个滚轮为上部从动滚轮203，另一块连接架底部的四个滚轮为下部从动滚轮201；主动滚轮202与上部从动滚轮203均活动嵌装于光伏板1上端安装框开有的凹槽，下部从动滚轮201均活动嵌装于光伏板1下端安装框开有的凹槽。

如图4所示，驱动机构包括第一电机206、第一电机驱动207、第二电机212、第二电机驱动211、第三电机213和第三电机驱动214，第一电机206与第一电机驱动207相连并固定于支撑板一端，第二电机212和第二电机驱动211相连并固定于支撑板另一端，第一电机206的输出轴与靠近第一电机206的主动滚轮202相连，第二电机212的输出轴与靠近第二电机212的主动滚轮202相连，第三电机213和第三电机驱动214相连并安装于靠近支撑板一侧的连接架，第三电机213的输出轴通过支承座301与丝杆307相连；支撑板上端固定有逻辑控制器210、蓄电池208、太阳能充电控制器209。

丝杆螺母座303上表面两侧均开有前后贯穿的凹槽，丝杆螺母座303底部两侧均开有前后贯穿的通孔，两根主杆204分别活动嵌装于丝杆螺母座303两侧的凹槽内，两根副杆204分别活动穿过丝杆螺母座303底部两侧的通孔。

如图5所示，图像采集机构包括丝杆螺母座303、红外热象仪306、LED光源304、305和丝杆307，丝杆307一端通过支承座301固定于其中一块连接架，丝杆307另一端穿过丝杆螺母座303中心并通过固定座302与另一块连接架相连，丝杆螺母座303底部中间装有红外热象仪306，丝杆螺母座303底部两侧均装有LED光源304、305。

本实用新型实施例及其工作过程如下：

步骤1：检测装置2开始工作时，丝杆螺母座303位于光伏板1顶端，丝杆螺母座303上的LED光源304、305开启，在逻辑控制器210的控制下，第三电机驱动214带动第三电机213正转，进而丝杆307正向转动，丝杆螺母座303在丝杆的带动下向下运动的同时丝杆螺母座303上的红外热象仪306开始对光伏板1进行检测，丝杆螺母座303运动到光伏板1底部时红外热象仪306完成光伏板1上一块矩形面积区域的检测；检测完成后逻辑控制器210通过无线传输模块将红外热象仪306所采集的图像资料传送给终端。

步骤2：第一电机驱动207、第二电机驱动211分别通过第一电机206、第二电机212带动主动滚轮202转动，主动滚轮202通过带动从动滚轮转动从而使整个检测装置2向右横向移动，逻辑控制器210通过控制驱动机构控制单次横向移动的位移，单次横向移动的位移为实际工况下检测装置2的宽度。

步骤3：检测装置2完成单次横向位移后，逻辑控制器210控制第三电机驱动214使第三电机213反转，进而丝杆307反向转动，丝杆螺母座303在丝杆的带动下向下运动的同时丝杆螺母座303上的红外热象仪306开始对光伏板1进行检测，丝杆螺母座303运动到光伏板1顶端时红外热象仪306完成光伏板1上一块矩形面积区域的检测。

步骤4：重复步骤2。

步骤5：重复步骤1-4，直到检测装置2完成整块光伏板1的检测后，检测装置2停止工作。

由此实施例可见，本实用新型能实现对整行光伏板1的简单、高效的自动化检测，可实现对缺陷的分类及定位，尤其适用于大型的光伏电站和高层建筑楼顶的光伏发电系统。

最后应当指出以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子，显然，本实用新型的技术方案不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开内容直接导出或者联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。