[发明专利]一种光伏组件表面积灰度在线检测装置及清洗方法

说明书

本发明公开了光伏领域内的一种光伏组件表面积灰度在线检测装置，包括安装在外壳顶面的光照强度传感器，外壳与光伏组件相连接，外壳侧面设置有输入接口、输出接口、正极接口以及负极接口，输入接口与待测光伏组件的上一光伏组件的组件正极相连，输出接口与待测光伏组件的下一光伏组件的组件负极相连，正极接口与待测光伏组件的组件正极相连，负极接口与待测光伏组件的组件负极相连，外壳内设置有检测控制系统，本发明通过将光伏组件实际环境组件功率与积灰时间进行曲线拟合，并算出光伏组件收益与间隔清洗时间的关系函数，并最终计算出最佳清洗间隔时间，可用于光伏组件清洗中。

技术领域

本发明涉及一种光伏组件，特别涉及一种光伏组件清洗方法。

背景技术

随着全球化石能源储量的日益减少，为了应对未来可能出现的能源安全问题，以及减少使用化石能源对自然环境造成的恶劣影响，国家提出了以风电、光伏、生物质能等可再生能源为核心的可持续发展战略。

随着近年来光伏发电装机量的迅猛增长，光伏电站后期运维的重要性日益凸显，其中对光伏组件表面的灰尘进行清洗是一项必不可少的日常维护工作。光伏组件表面出现灰尘堆积时不但会降低发电量，严重时还会引起热斑效应，导致光伏组件烧毁，危及电站和人员安全。由此可见，科学合理地安排光伏组件清洗工作是非常重要的。

然而，目前行业内对光伏组件清洗工作的决策仍然主要依赖于管理人员的经验判断，并没有一个科学的决策方法和系统。值得注意的是，由于不同个体经验和认知水平的不同，无法保证清洗策略的有效性及合理性。如果采用了不合理的清洗策略，一方面可能出现清洗频次过高的情况，从而导致光伏电站运营成本增加；另一方面可能出现清洗频次过低的情况，从而导致光伏电站的发电量损失，同时还伴随着热斑效应带来的安全风险。

文献研究表明，目前行业内已提出一些应用于光伏组件积灰情况和清洗时间预测的理论和技术，如专利CN201610016455，CN201510785343，CN201510331541，CN201610155934，CN201610317357，CN201510145300，CN201510881011，CN201610708794等。

专利CN201610016455通过测量光伏组件的透光率与输出功率的关系来确定组件清洗策略。该方法的实施需要使用功率检测仪和紫外分光光度计，设备投入成本极高，不利于大规模推广使用。其次，光伏组件的透光率不仅与其表面的积灰情况有关，还受到背板和玻璃老化等问题的影响，因此该方法所测量数据误差较大，导致系统最终判断的精确度不高。

专利CN201510785343以光伏电站理论发电量与实际发电量的差值作为发电量损失，通过比较累计损失发电收益与系统预设损失阈值之间的关系来确定电站清洗策略。由于理论发电量的计算精度有限，因此该方法确定的发电量损失误差较大。此外，该方法未说明系统预设阈值的设置方法和标准，其有效性和准确性仍有待验证。

专利CN201510331541通过光学图像采集和遮挡程度分析算法确定光伏组件污秽程度，进而对比同时间、同位置的组件污秽程度来确定发电量与清洗成本之间的关系，从而确定清洗策略。该方法实施过程中需要操作人员使用光学影像仪器来采集光伏组件表面光学影像数据，无法做到长期无人化预警，且设备价格昂贵，不利于大范围推广。

专利CN201610155934提出了一种基于模糊处理的清洗策略算法。该方法通过对发电增益水平、输沙率、降水量、遮蔽率等四个参数进行模糊处理来获取清洗决策指数，再根据决策指数和实际情况确定清洗策略。该方法计算所需参数中的输沙率和降水量为自然环境参数，通常情况下需要较长时间进行采集，造成该方法较差的时效性。同时，该专利仅仅提出了一种理论计算方法，并没有提供相关硬件设备的设计，因此无法判断其具体实施的可行性。