光伏发电的环境监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏发电的环境监测系统，包括中央控制及数据存储模块、传输通讯模块、地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块、储能及电源系统和用户终端；所述地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块、储能及电源系统均与中央控制及数据存储模块电连接；所述中央控制及数据存储模块通过传输通讯模块与用户终端连接。光伏发电的环境监测系统的环境监测方法，包括：模拟光伏发电站的阴影遮挡环境；安装中央控制及数据存储模块、传输通讯模块、地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块、储能及电源系统和用户终端；环境信息的采集、存储与传输。该监测系统和监测方法可以为光伏发电站环评水保研究提供关键数据。

【技术实现步骤摘要】
采用光伏发电的环境监测系统的环境监测方法
本专利技术涉及环境监测系统领域，尤其涉及一种适用于光伏发电领域的环境监测系统及监测方法。
技术介绍
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，利用太阳能发电几乎没有污染物排放、噪音、泄漏等严重的问题。具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。研究光伏发电技术已经占据可再生能源及国家战略性新能源中举足轻重的地位。通过一定的调查研究发现，太阳能发电站相对传统能源的火电、水电、核电等对生态环境存在的不利方面较少，几乎没有污染物排放、噪音、泄漏等严重的问题。但由于现有技术的局限性和太阳能能量密度较小的特点，要收集足够的能量就需要占用大量土地，尤其是大型地面光伏并网发电站动辄需要占用大量的土地，同时其对地面造成了大量的阳光遮挡，这是光伏发电对生态环境造成的最大扰动。但光伏电池板对地面的遮挡是否对生态环境造成不利影响众说纷纭，并都有实际的成例证明其观点：有工程案例证明修建了光伏电站后光伏电池板遮挡了地表植被阳光，造成地表植物大量死亡，进而造成生态失去平衡、水土流失；也有工程案例证明在荒漠地区修建光伏电站以后，光伏电池板遮挡地表，避免阳光对植物直射，保存水分湿度，成功的将荒漠变绿洲。造成这种情况的原因就是常规环境监测并不能适应光伏发电站的自身特点，不能为光伏发电站的水保环评工作提供关键性数据作为支撑。当光伏电站建成后，如何选择适用植物，成为光伏电站项目水保环评工作的困惑所在。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于光伏发电的环境监测系统及其监测方法，弥补现有地面光伏工程光伏电池板阴影遮挡处土壤环境及地表环境信息缺失的空白，为光伏发电站环评水保研究提供关键数据。本专利技术解决其技术问题所采用的光伏发电的环境监测系统，包括中央控制及数据存储模块、传输通讯模块、地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块、储能及电源系统和用户终端；所述中央控制及数据存储模块包括控制单元、传感器接口和数据储存装置，所述地表环境传感器模块和土壤环境传感器模块通过传感器接口与中央控制及数据存储模块电连接；所述控制单元控制地表环境传感器模块和土壤环境传感器模块完成数据采集及码制转换功能，生成用户所需的数据，并将数据储存于数据储存装置之中，并通过所述传输通讯模块与用户终端进行数据通信；所述储能及电源系统包括光伏电池板、蓄电装置、光伏发电控制装置和电源模块；所述储能及电源系统将太阳能转换为电能储存于蓄电装置中，并由光伏发电控制装置控制蓄电装置充放电；所述蓄电装置与电源模块连接，所述电源模块将蓄电装置供应的电能进行变压、整流、稳压后为中央控制及数据存储模块、传输通讯模块、地表环境传感器模块和土壤环境传感器模块提供所需电能。进一步的，地表环境传感器模块包括光照强度传感器、空气湿度传感器和环境温度传感器。进一步的，所述土壤环境传感器模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器和PH值传感器。进一步的，所述传输通讯模块采用GPRS与用户终端进行数据通信。进一步的，所述中央控制及数据存储模块、传输通讯模块、地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块和储能及电源系统设置在支架系统上；所述光伏电池板设置在所述支架系统的顶部，且所述光伏电池板的倾角、朝向与实际设计的或已建成的地面光伏电站中的光伏电池板的倾角、朝向相一致。进一步的，所述支架系统包括支架基础、设备支架和横梁，所述支架基础通过接头与设备支架连接，所述横梁的两端各连接一个设备支架。进一步的，所述储能及电源系统的蓄电装置、光伏发电控制装置及电源模块与所述中央控制及数据存储模块、传输通讯模块设置在核心控制柜内，所述核心控制柜设置在所述横梁上。进一步的，所述支架基础上设置有空腔和探头孔；所述土壤环境传感器模块设置在空腔之内，且土壤环境传感器模块的探头从所述探头孔处露出；所述土壤环境传感器模块的探头位于地表下方。进一步的，所述地表环境传感器模块设置在所述横梁上。本专利技术解决其技术问题所采用的光伏发电的环境监测系统的环境监测方法，包括以下步骤:A、模拟光伏发电站的阴影遮挡环境：将光伏电池板设置在支架系统的顶部，所述光伏电池板的倾角、朝向与实际设计的或已建成的地面光伏发电站中的光伏电池板的倾角、朝向相一致；B、安装中央控制及数据存储模块、传输通讯模块、地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块、储能及电源系统和用户终端；所述地表环境传感器模块、土壤环境传感器模块、储能及电源系统均与中央控制及数据存储模块电连接；所述中央控制及数据存储模块通过传输通讯模块与用户终端连接；C、环境信息的采集、存储与传输：所述地表环境传感器模块和土壤环境传感器模块采集地表环境信息和土壤环境信息；将所述地表环境传感器模块和土壤环境传感器模块采集的信息通过传感器接口传送到中央控制及数据存储模块中的控制单元去，经控制单元分析处理后传输到数据储存装置进行保存；将数据储存装置中的土壤环境信息和地表环境信息发送到传输通讯模块，通过传输通讯模块接入用户终端。本专利技术的有益效果是：本专利技术的光伏发电的环境监测系统及其监测方法，可以弥补现有地面光伏工程光伏电源板阴影遮挡处土壤环境及地表环境信息缺失的空白。太阳高度角、方位角会随着地球自转和公转而改变，从而导致阴影遮挡部位的环境数据随之改变，经过本专利技术的环境监测系统长时间收集数据后为用户终端的数据分析平台提供关键数据，对减少地面光伏发电站对环境的影响，甚至改善站址位置生态环境，使荒漠变绿洲有重要意义。同时，本专利技术直接采用地面光伏电站现有的支架及光伏电池板，有效的节省了造价，具有实用环保无污染等特点。本专利技术的光伏发电的环境监测系统及其监测方法成本较低，可以尽量利用光伏工程存在的资源，为减少光伏电站对环境的影响，甚至为改善光伏电站站址生态起着至关重要的作用，有着广泛的市场前景。针对光伏发电站的特点设置相应的环境监测系统及检测方法，通过测量光照、环境温度、湿度以及土壤肥力水平等数据，尤其是采集光伏电池板背光面的相关数据，能为光伏发电站环评水保研究提供关键数据，进而能根据站址实际情况选择林草植被恢复的种类，保证植被恢复播种的存活率，恢复光伏电站造成的生态影响，甚至改善光伏发电站站址区域的生态环境，具有重大的意义。附图说明图1是本专利技术的结构示意框图；图2是本专利技术的各模块布置在支架系统上的轴测示意图；图1和图2中所示：1-中央控制及数据存储模块、2-传输通讯模块、3-地表环境传感器模块、4-土壤环境传感器模块、5-储能及电源系统、6-支架系统、7-光伏电池板、8-核心控制柜、9-地表、10-用户终端、61-支架基础、62-设备支架、63-接头、64-横梁、31-光照强度传感器、32-空气湿度传感器、33-环境温度传感器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、图2所示，本专利技术的光伏发电的环境监测系统，包括中央控制及数据存储模块1、传输通讯模块2、地表环境传感器模块3、土壤环境传感器模块4、储本文档来自技高网...

【技术保护点】
光伏发电的环境监测系统，其特征在于：包括中央控制及数据存储模块(1)、传输通讯模块(2)、地表环境传感器模块(3)、土壤环境传感器模块(4)、储能及电源系统(5)和用户终端(10)；所述中央控制及数据存储模块(1)包括控制单元、传感器接口和数据储存装置，所述地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)通过传感器接口与中央控制及数据存储模块(1)电连接；所述控制单元控制地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)完成数据采集及码制转换功能，生成用户所需的数据，并将数据储存于数据储存装置之中，并通过所述传输通讯模块(2)与用户终端(10)进行数据通信；所述储能及电源系统(5)包括光伏电池板(7)、蓄电装置、光伏发电控制装置和电源模块；所述储能及电源系统(5)将太阳能转换为电能储存于蓄电装置中，并由光伏发电控制装置控制蓄电装置充放电；所述蓄电装置与电源模块连接，所述电源模块将蓄电装置供应的电能进行变压、整流、稳压后为中央控制及数据存储模块(1)、传输通讯模块(2)、地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)提供所需电能。

【技术特征摘要】
1.采用光伏发电的环境监测系统的环境监测方法，所述光伏发电的环境监测系统，包括中央控制及数据存储模块(1)、传输通讯模块(2)、地表环境传感器模块(3)、土壤环境传感器模块(4)、储能及电源系统(5)和用户终端(10)；所述中央控制及数据存储模块(1)包括控制单元、传感器接口和数据储存装置，所述地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)通过传感器接口与中央控制及数据存储模块(1)电连接；所述控制单元控制地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)完成数据采集及码制转换功能，生成用户所需的数据，并将数据储存于数据储存装置之中，并通过所述传输通讯模块(2)与用户终端(10)进行数据通信；所述储能及电源系统(5)包括光伏电池板(7)、蓄电装置、光伏发电控制装置和电源模块；所述储能及电源系统(5)将太阳能转换为电能储存于蓄电装置中，并由光伏发电控制装置控制蓄电装置充放电；所述蓄电装置与电源模块连接，所述电源模块将蓄电装置供应的电能进行变压、整流、稳压后为中央控制及数据存储模块(1)、传输通讯模块(2)、地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)提供所需电能；其特征在于，包括以下步骤:A、模拟光伏发电站的阴影遮挡环境：将光伏电池板(7)设置在支架系统(6)的顶部，所述光伏电池板(7)的倾角、朝向与实际设计的或已建成的地面光伏发电站中的光伏电池板的倾角、朝向相一致；B、安装中央控制及数据存储模块(1)、传输通讯模块(2)、地表环境传感器模块(3)、土壤环境传感器模块(4)、储能及电源系统(5)和用户终端(10)；所述地表环境传感器模块(3)、土壤环境传感器模块(4)、储能及电源系统(5)均与中央控制及数据存储模块(1)电连接；所述中央控制及数据存储模块(1)通过传输通讯模块(2)与用户终端(10)连接；C、环境信息的采集、存储与传输：所述地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)采集地表环境信息和土壤环境信息；将所述地表环境传感器模块(3)和土壤环境传感器模块(4)采集的信息通过传感器接口传送到中央控制及数据存储模块(1)中的控制单元去，经控制单元分析处理后传输到数据储存装置进行保存；将数据储存装置中的土壤环境信息和地...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙周，韩二红，
申请(专利权)人：四川电力设计咨询有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51