一种精密测量光伏组件温度的监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，系统主要包括了由信号光源、光耦合器、定标装置、分光器、分析系统以及控制系统构成的信号发生与分析系统、传感光纤以及相应的监测组件，其特征在于，所述组件背面的温度信息以传感光纤中的光信号为载体经由信号发生与分析系统获得。本实用新型专利技术的一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，温度信息在光信号上的加载以及最终获得，将能够获得目标探测点精准的温度状况，有利于提高光伏电站运维的效率。

Monitoring system for precisely measuring temperature of photovoltaic module

The utility model discloses a monitoring system for real-time precise measurement of PV module temperature. The system mainly includes the signals from the light source, optical coupler, calibration device, optical splitter, optical fiber sensing system, analysis and monitoring components corresponding signal system and control system, which is characterized in that the temperature information the assembly back by the light signal in the sensing fiber and analysis system to get through the signal carrier. The monitoring system of the utility model is a real-time precision measurement of PV module temperature, loading temperature information on the optical signal and ultimately, will be able to obtain the target detection point temperature accurately, can improve the efficiency of operation of photovoltaic power station.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光伏应用领域，涉及一种光伏电站中组件的温度实时、精准检测系统。
技术介绍
随着国内光伏电站装机容量的不断增多，对于光伏电站的运维管理也逐渐成为一项重要的工作内容。如果光伏电站运维管理及时得当，将能够有效地提升光伏电站的发电效率，并延长其使用寿命。光伏电站运维管理过程中非常重要的一项工作内容就是对组成光伏电站的基本单元—光伏组件进行定期清洁、故障识别以及故障组件的及时更换。通常，光伏电站运维管理人员通过组串电流、电压变化推断问题组件可能发生的位置，进而对问题组件所在区域进行逐块检验，进而确定问题组件，对其进行更换。在光伏组件检验过程中通过热成像仪探测组件表面温度，探查非正常温度点进而识别故障所在是比较常用的一种办法，但是当存在可疑问题组件的组串数比较多以及组串中组件数量较多时这种逐个组件检验判定的方式也会带来巨大的工作量，容易造成运维人员疲劳，导致检测效率低下。本技术提出一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，通过将光纤铺设在组件背表面，温度改变导致光纤内光信号的改变，从而根据光信号的改变量及传播时间获得精准的温度及位置数据。该方法不仅能够实时获得组件温度数据，提高运维效率，其监控精度也较好，更有利于故障的判定。
技术实现思路
在本技术中针对现有技术存在的问题提出了一种光伏电池组件温度进行实时监测的方法。一种光伏电站中组件的温度监测系统，其至少具有以下架构：a.组件的背面铺设一条用于传输信号的光纤；b.多个组件采用同一条光纤铺设在背面；c.光纤的两端分别接入信号源和信号接收器；d.通过对光源信号的分析判断温度异常点发生的位置。上述温度检测系统采用的光纤材料至少为SiO2、聚丙乙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚氨酯以及树脂材料中的一种。上述温度监测系统中的光纤至少采用一条光纤在组件背面进行铺设。上述温度监测系统中采用分立光纤铺设到每个组件背面时，光纤的两端至少各有一个连接器。上述温度监测系统中的光纤至少采用粘合剂、胶带辅助粘合材料中的一种粘附固定在成品光伏组件背面。上述温度监测系统中的光纤也可以采用封装的方式固定在组件内部，且封装后光纤的两端至少各有一个光纤接合装置。上述温度监测系统中的光伏组件至少为晶硅组件、非晶硅组件、柔性晶硅薄膜组件、碲化镉组件、染料敏化组件、有机光伏组件、铜铟镓硒组件、化合物组件、聚光组件中的一种。上述温度监测系统中的光伏组件至少通过支架安装、无支架贴附中的一种来安装。上述温度监测系统中的光纤传感系统信号光源至少为激光光源、LED光源中的一种。与现有技术相比，本技术具有如下优点：本技术中的一种光伏组件温度实时监测方法，通过在组件背面铺设传感光纤，实现对大面积光伏电站中光伏组件温度实时监测，以此来实现对电站进行高效维护的目的。附图说明图1为光纤传感监测组件背面温度的结构示意图。图2为光纤传感系统架构示意图。图3为传感光纤连接示意图。图4为单个组件背面铺设光纤的示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细描述。一种可实时监测组件温度方法，具体实施过程如下：作为具体实施方式的一种结构，如图1所示，在已经封装的单晶硅光伏组件1-1，1-2，……，1-n的背面，按照组件内单晶硅电池片的排列顺序铺设一整条从光伏组件1-1到1-n的玻璃光纤2-3。玻璃光纤2-3通过粘性胶带粘附固定在组件背面。光伏组件根据当地纬度与支撑面情况按照一定角度用不锈钢支架固定在地面上。该系统工作过程中，光纤2-3的一端接入到由激光信号发生系统2-1和回波探测分析系统2-2共同组成光纤温度传感系统，由信号发生系统产生的光信号在玻璃光纤中传播，传播过程中同时会产生背向的拉曼散射信号。当遇到温度异常点时，背向散射的拉曼信号也会产生变化，从该变化过程中可以获取温度异常点的值以及温度异常点的距离信息。作为具体实施方式的一种温度传感系统结构，如图2所示在探测空间各个温度场温度时，由光源3-2经耦合器3-5、定标装置3-6向由光纤组成的光纤传感器3-7发射一定波长的光信号。光信号到达距离信号初始端为L的温度场作用点，温度场对光纤中的光信号产生散射作用。经散射后的光信号不同于原来的初始光信号，该信号带有温度场的信息。经温度场散射后的散射信号经定标装置3-6到达耦合器3-5，并通过耦合器3-5为分光器3-4所接收，经分光器3-4分光之后的光信号由分析系统3-3进行分析。如果需要探测的光纤上温度点所处的位置距离信号起始发射端3-5的距离为L，散射信号再返回到3-5所需时间为t，光信号在光纤中所走过的路程为2L，则其中V为光在光纤中传播速度，其中C为真空中的光速，n为光纤折射率。在t时刻测量到的是离光纤入射端距离为L处局域的背向散射光信号，由此可获得产生散射信号的温度场在整条光纤上所处的具体位置，光纤折射率n已知，时间t可以通过探测得到，从而可实时获取铺设光纤的光伏组件上探测点的距离、温度情况。作为具体实施方式中光纤铺设的一种方式，如图3所示，可将图1中一整条玻璃光纤2-3拆分为独立的传感光纤4-1、4-2、4-3，并独立铺设在各光伏组件背面，而4-1、4-2、4-3之间可通过连接器5-2、5-3等进行连接。作为具体实施方式中光伏组件的一种结构，如图4所示光伏组件6-1由多个光伏电池单元7-1、7-2、7-3……等构成，上述步骤中用于传感的玻璃光纤2-3其中一段8-1可以按照回路方式依次贴在构成组件的光伏单元电池背面，并在封装过程中与晶硅电池共同封装，构成具有独立传感功能的光伏组件。封装后组件中留置的玻璃光纤8-1就等同于图3所示分割后的玻璃光纤4-1、4-2等，玻璃光纤8-1终端可通过图3中所示光纤连接器5-1、5-2等连接器与其他具有类似结构的光伏组件中封装的玻璃光纤连接起来，形成一条完整的传感通道。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，其特征在于具体架构如下：a.组件的背面铺设一条用于传输信号的光纤；b.多个组件采用同一条光纤铺设在背面；c.光纤的两端分别接入信号源和信号接收器；d.通过对光源信号的分析判断温度异常点发生的位置。

【技术特征摘要】
1.一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，其特征在于具体架构如下：a.组件的背面铺设一条用于传输信号的光纤；b.多个组件采用同一条光纤铺设在背面；c.光纤的两端分别接入信号源和信号接收器；d.通过对光源信号的分析判断温度异常点发生的位置。2.根据权利要求1所述的一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，其特征在于，所述的光纤材料为SiO2、聚丙乙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚氨酯以及树脂材料中的一种。3.根据权利要求1所述的一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，其特征在于，所述的光纤可以采用一条光纤在多个组件背面进行铺设，也可以在每个组件背面单独铺设并采用连接器将各个组件背面的光纤连接。4.根据权利要求3所述的一种实时精密测量光伏组件温度的监测系统，其特征在于，传导信号的光纤可以采用粘合剂、胶带粘附固定在成品光伏组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟彦龙，金尚忠，陈亮，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33