一种光伏组件温度采样装置的制作方法

1.本实用新型涉及光伏组件检测技术领域，具体涉及一种光伏组件温度采样装置。


背景技术：

2.光伏组件由于多种原因会形成热斑，如果不及时处理会因热斑发热和升温造成发电效率降低、组件损坏甚至引起火灾。光伏电站的维护人员会定期巡检，采用手持式红外成像仪观察每块光伏组件的热图和测温，但由于光伏区域往往面积巨大，使得巡检的工作非常耗时，维护人员也非常辛苦，而且容易漏检，效率较低。如果固定位置架设较多的红外成像仪，虽然可以代替人工长期监测光伏组件热斑情况，但成本太高不实用。也有采用无人机带光电吊舱进行固定线路巡检并通过ai技术进行自动判别的，但由于场地大、路线长，无人机耗时较多，电池续航能力有一定限制，另外，对无人机的操控也不能允许有失误，否则会造成不良后果，这些都妨碍了对无人机在光伏热斑检测上的应用推广。还有就是对光伏组件构成的组串的输出电压和电流进行监控分析，多个组串之间进行对比，可以间接找出有异常的组串，再由人工进一步核查具体问题所在，这样也可以找到出现热斑的组件，但这个往往是出现较明显的功率输出衰落后才被发现，不利于早期发现问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种光伏组件温度采样装置，解决了以上所述的光伏组件测温不便的技术问题。
4.本实用新型为解决上述技术问题提供了一种光伏组件温度采样装置，包括：电源、至少一个红外阵列传感器及无线通信单元；
5.所述电源用于给所述红外阵列传感器及无线通信单元供电；
6.所述红外阵列传感器用于采集光伏组件表面各个部分的温度，并通过无线通信单元发送出去。
7.优选地，所述红外阵列传感器包括用于测量所述光伏组件表面的不同区域的多个矩形测温区域，各所述矩形测温区域与光伏组件表面的不同区域进行分别对应。
8.优选地，所述红外阵列传感器的分辨率为16x12。
9.优选地，所述电源与所述光伏组件电连接以充电。
10.优选地，所述装置还包括变压单元，所述光伏组件产生电能经过变压单元变压后给所述电源及所述无线通信单元充电。
11.优选地，所述装置还包括mc4连接器，所述电源通过mc4连接器从所述光伏组件取电。
12.有益效果：本实用新型提供了一种光伏组件温度采样装置，装置包括电源、至少一个红外阵列传感器及无线通信单元；所述电源用于给所述红外阵列传感器及无线通信单元供电；所述红外阵列传感器用于采集光伏组件表面各个部分的温度，并通过无线通信单元发送出去。装置采用红外阵列传感器器件检测光伏组件表面各部分的温度，将红外阵列传
感器的矩阵式测温和光伏组件的矩阵式温度分布较好地对接起来，红外阵列传感器的成本远低于红外成像仪，因此能大量使用在光伏区域中。该光伏组件热斑检测系统实现了温度采集、热斑分析、自动预警并推送到手机，减轻了维护人员的工作量，有利于智能运维、无人值守模式的发展。
13.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
15.图1为本实用新型提供的光伏组件温度采样装置原理框图；
16.图2为本实用新型提供的光伏组件热斑检测系统原理图；
17.图3为本实用新型提供的光伏组串示例图。
18.在图1-3中附图标记如下：
19.101：红外阵列传感器，102：无线通信单元，103：电源，104：mc4连接器，201：光伏组件温度采样装置，202：无线网关，203：控制中心服务器，204：手机，205：局域网，300：光伏组件，301：第一类光伏组串，302：第二类光伏组串。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
21.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.如图1所示，本实用新型提供了一种光伏组件温度采样装置201，包括：电源103、至少一个红外阵列传感器101及无线通信单元102；
24.所述电源103用于给所述红外阵列传感器101及无线通信单元102供电。红外阵列传感器101及无线通信单元102的驱动都需要电源103供电。
25.所述红外阵列传感器101用于采集光伏组件表面各个部分的温度，并通过无线通信单元102发送出去。红外阵列传感器101可以采集光伏组件表面一个片区的温度，采集后通过无线通信单元102发送出去即可。
26.进一步的方案，红外阵列传感器101包括用于测量所述光伏组件300表面的不同区域的多个矩形测温区域，各所述矩形测温区域与光伏组件300表面的不同区域进行分别对应。红外阵列传感器101是一种多个热电堆按阵列排布的器件，在这里选用16x12分辨率的，具有总共192个矩形测温区域，整体呈一定的方向角分布，能测量一定距离内一个矩形区域内的16x12(192)个温度值。如果让光伏组件300出现在该矩形区域，就可以测量到光伏组件300表面的各个区域的温度。
27.在一个具体的实施场景中，如图3所示：
28.光伏组串安装时与地面夹角大致是当地纬度的角度。在某光伏电站a采用第一类光伏组串301，由24块(3x8)光伏组件300构成一个基本单位，每块光伏组件300尺寸大约是1.6x1.0米，因此第一类光伏组串301的尺寸大约是12.8x3.0米，用3台光伏组件温度采样装置201即可完全覆盖，每一台覆盖的矩形测温区域大约是4.2x3.1米(长宽比是16：12，也即4：3)，对应每一个测温点的大小是26厘米(4.2米/16)见方，由于安装位置并非垂直于光伏组件300，因此实际测温点区间是矩形的。该光伏组件300的结构为10x6分块(60个)，因此每个分块的尺寸为16厘米(1.6米/10)。所以此时的每个测温点覆盖了光伏组件300上不到3个分块的面积，加上倾斜安装的原因，应不到2个分块的面积。每个分块内部导热较好，因此温度一致较好，分块之间导热较差，热斑的热量并不容易传到临近的分块上，因此热斑在用红外成像仪观察时表现为一个个方块。此时，光伏组件温度采样装置201检测到的每个测温点的温度相当于相邻两个方块的平均值，因此对于热斑导致某一方块温度上升，仍然可以得到反映，只是温差相对减小了大约一半。另外，在某光伏电站b采用第二类光伏组串302，由22块(2x11)光伏组件300构成一个基本单位，按每块光伏组件300尺寸1.6x1.0米，因此第二类光伏组串302的尺寸大约是11.0x3.2米，也只需用3台光伏组件温度采样装置201即可完全覆盖，情况与第一类相似。
29.光伏组件温度采样装置201可安装于前排组串的较高金属支架上，用于监测本排光伏组串面板表面的温度。也可以安装于本排光伏组件300的较低金属支架上从反面监测本排光伏组串的温度，此时由于距离面板较近，能覆盖的光伏组件数量减少了。
30.进一步的方案，电源103从光伏组件300取电或从光伏组串取电，经过变压单元进行电压调整后供给红外阵列传感器101和无线通信单元102。
31.具体地，电源103通过mc4连接器104从光伏组件300取电或从光伏组串取电，mc4连接器104取电的同时，保证光伏组串的连接关系。取电电压较高，在电压调整后供给红外阵列传感器101和无线通信单元102，由于取电消耗功率较小，因此对光伏发电影响非常微小可以忽略不计。当在晚上等不发电的时间段，光伏组件温度采样装置201因无供电停止工作，这时也不需要对热斑进行检测，因此没有负面影响。
32.如图2所示，本实用新型实施例还提供了一种光伏组件热斑检测系统，包括无线网关202、控制中心服务器203及智能终端，还包括光伏组件温度采样装置201；
33.所述光伏组件温度采样装置201将光伏组件表面各个部分的采样温度数据及预警信息发送给无线网关202；
34.所述无线网关202将采样温度数据及预警信息打包形成心跳包，并定时周期性发送至所述控制中心服务器203；
35.所述控制中心服务器203用于解析心跳包的内容，并将预警信息发送至智能终端。
36.具体地，光伏组件温度采样装置201通过无线向无线网关202发送采集的温度数据或预警信息，无线传输和组网方式有多种类型，可以是星型网络，也可以是网状网络，每个无线网关202可以下辖很多光伏组件温度采样装置201。该光伏组件热斑检测系统实现了温度采集、热斑分析、自动预警并推送到手机204，减轻了维护人员的工作量。
37.很多个无线网关202与控制中心服务器203在同一局域网205内，无线网关202将来自光伏组件温度采样装置201的数据汇总发送到控制中心服务器203。平时没有预警产生时，无线网关202定时向控制中心服务器203发送心跳包以表明是处于正常工作和连接状态。
38.当有预警时，控制中心服务器203向手机204推送预警信息。并且，控制中心服务器203根据平台具有的设备地图以及设备的id确定预警信息对应的光伏组件300位置并推送给手机204。当手机204收到预警信息后，可以发送请求再次获取新的采样温度数据以确定预警事件是否可靠。
39.优选的方案，红外阵列传感器101采集光伏组件表面各个部分的温度通过无线通信单元102发送出去。另外，在无线通信单元102内部具有数据处理能力，能从采集的温度数据分析出是否存在热斑，先分析16x12个温度值，类似于图像分析，找出光伏面板的边界，剔除光伏面板以外的温度点后求出算数平均值，并找出极大值，即比周围8个温度点都高的温度值，然后比较极大值和平均值的差异，如果超过10摄氏度，即认为极大值处存在热斑，通过无线发出预警信息。
40.为了减少温度数据的发送流量，无线通信单元102可以只发送预警信息，平时没有发生预警时，定期发送表明正常工作的提示信息即可。
41.本实用新型所揭示的光伏组件温度采样装置，将红外阵列传感器的矩阵式测温和光伏组件的矩阵式温度分布较好地对接起来，红外阵列传感器的成本远低于红外成像仪，因此能大量使用在光伏区域中。该光伏组件热斑检测系统实现了温度采集、热斑分析、自动预警并推送到手机，减轻了维护人员的工作量。
42.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。