光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置制造方法及图纸

一种光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置，通过测量光伏电池表面太阳反射辐射强度来反映光伏电池表面沙尘沉积情况，并基于此反演得出光伏电池表面沙尘沉积量，进而得出出光伏电池的有效太阳辐射强度，可以为准确预测光伏电池发电功率提供依据。

Method and device for measuring dust deposition and effective solar radiation on photovoltaic cell surface

Method and device for measuring surface dust deposition of photovoltaic cells and effective solar radiation, to reflect the surface dust deposition by photovoltaic battery solar photovoltaic cell surface reflectance measurement of radiation intensity, and based on the obtained surface dust deposition of photovoltaic cell, solar radiation intensity can be effectively out of photovoltaic cells, can provide the basis for accurate prediction photovoltaic power generation.

【技术实现步骤摘要】
光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置
本专利技术属于光伏电池
，涉及一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法和装置，以及一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量方法和装置。
技术介绍
光伏电池发电功率的准确预测，是实现光伏电站并网运行重要环节。当前光伏发电量的预测方法包括数学统计概率预测模型、人工智能预测方法、基于气象预报模式实施预测等(张玉等.光伏发电量的预测综述[A].制造业自动化，2015，11(上):27-30)。然而，上述方法均采用实际太阳辐射强度作为预测的基准参数，没有考虑光伏电池表面的沙尘等颗粒物沉积对太阳辐射的衰减作用，影响了光伏电池发电功率的预测精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量过程简便易行、测量精度高的光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法和装置，以及一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量方法和装置。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：方案1：一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法，包括以下步骤：1.1：根据空气中沙尘粒径分布信息，获取沙尘粒径分布函数f(r)；1.2：获取太阳辐射强度I0和光伏电池反射太阳辐射强度I1，计算获得光伏电池的表面反射率η为η＝I1/I0；1.3：计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数ε为其中，θ为太阳光的入射角；1.4：计算获得沙尘沉积层内沙尘颗粒的比例分数p为其中，εs、ε0分别为沙尘颗粒和空气的介电常数；1.5：计算获得光伏电池表面沙尘沉积量N为其中，A为光伏电池表面的面积。方案2：一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量装置，包括：第一输入模块，用于输入沙尘粒径分布信息、太阳辐射强度I0、光伏电池反射太阳辐射强度I1、太阳光入射角θ、沙尘颗粒介电常数εs、空气介电常数ε0、光伏电池表面的面积A的初始值；第一计算模块，采用如下计算方法：2.1：根据空气中沙尘粒径分布信息，获取沙尘粒径分布函数f(r)，2.2：计算获得光伏电池的表面反射率η＝I1/I0，2.3：计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数2.4：计算获得沙尘沉积层内沙尘颗粒的比例分数2.5：计算获得光伏电池表面沙尘沉积量第一输出模块，用于输出光伏电池表面沙尘沉积量N。方案3：一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量方法，包括以下步骤：3.1：获取光伏电池安装高度处的实际太阳辐射强度I0；3.2：计算获得光伏电池表面有效太阳辐射强度I为I＝I0T，其中，公式中β为光伏电池表面沙尘颗粒物的透明度，N为光伏电池表面沙尘沉积量，f(r)为沙尘粒径分布函数。方案4：一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量装置，包括：第二输入模块，用于输入光伏电池安装高度处的实际太阳辐射强度I0、光伏电池表面沙尘颗粒物的透明度β、光伏电池表面沙尘沉积量N的初始值，以及沙尘粒径分布函数f(r)；第二计算模块，采用如下方法获得光伏电池表面有效太阳辐射强度I为I＝I0T，其中，第二输出模块，用于输出光伏电池表面有效太阳辐射强度I。本专利技术提出的一种光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置，通过测量光伏电池表面太阳反射辐射强度来反映光伏电池表面沙尘沉积情况，并基于此反演得出光伏电池表面沙尘沉积量，进而得出出光伏电池的有效太阳辐射强度，可以为准确预测光伏电池发电功率提供依据。附图说明图1是不同沙尘沉积量时本专利技术测量得出的太阳光透过率结果与实际值的比较；图2是一种光伏电池环境参数采集装置。具体实施方式以下结合实施例，进一步说明本专利技术一种光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置的具体实施方式。本专利技术提出的一种光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置不限于以下实施例的描述。实施例1：本实施例给出本专利技术所采用计算方法的反演推算过程。通过气溶胶粒谱仪，采集空气中沙尘粒径分布信息，采用正态分布形式进行拟合，记为f(r)。通过实时测量获取太阳辐射强度I0和光伏电池反射太阳辐射强度I1，计算获得光伏电池的表面反射率，记为η＝I1/I0。对于特定的测量点，该测量点在不同时刻太阳光的入射角θ为已知值。根据电磁理论，假定有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数为ε，则由计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数ε为对于光伏电池表面沉积介质，主要是沙尘等颗粒物和空气，因此根据等效介质理论，计算获得沙尘沉积层内沙尘颗粒的比例分数p为其中，εs、ε0分别为沙尘颗粒和空气的介电常数。假设光伏电池的面积为A，re为沉积沙尘颗粒的平均粒径，可由下式计算re为由此可以推测，光伏电池表面沙尘沉积量N为上述算法中假设沙尘颗粒为单层分布，这一假设并不会引起太大的误差。如图1所示，是不同沙尘沉积量时的光透过率。通过本算法与实际试验进行比较，本算法能够获得非常准确的测量结果。进一步，通过辐射强度传感器获取光伏电池安装高度处的实际太阳辐射强度I0。进而，依据下式计算获得光伏电池表面有效太阳辐射强度I为I＝I0T，其中，β为光伏电池表面沙尘颗粒物的透明度，与颗粒物的成分有关，对于给定测量点，可通过采样测量获得。实施例2：本实施例提供一种用于获取实施例1中光伏电池相关环境参数的采集装置。一种光伏电池相关环境参数采集装置，如图2所示，包括设置在主支架1上，用于测量空气温湿度的温湿度计2、用于测量气溶胶浓度及其粒径分布信息的气溶胶粒谱仪3、用于测量风速风向的风速仪4、平放的光伏电池5、位于光伏电池5上方用于测量太阳辐射和光伏电池表面的太阳反射辐射强度的辐射强度传感器6；所述温湿度计2、气溶胶粒谱仪3、风速仪4辐射强度传感器6与数据采集处理模块7电连接。所述主支架1为竖直的柱状。所述光伏电池5和辐射强度传感器6分别通过转接环8固定安装在主支架1上。通过调节转接环8，可自主调节光伏电池5和辐射强度传感器6的相对位置。本装置主要用于测量空气温湿度、气溶胶浓度及其粒径分布信息、风速风向、太阳辐射强度和光伏电池表面的太阳反射辐射强度等参数，为实施例1中的算法提供支撑。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：1.1：根据空气中沙尘粒径分布信息，获取沙尘粒径分布函数f(r)；1.2：获取太阳辐射强度I0和光伏电池反射太阳辐射强度I1，计算获得光伏电池的表面反射率η为η＝I1/I0；1.3：计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数ε为

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：1.1：根据空气中沙尘粒径分布信息，获取沙尘粒径分布函数f(r)；1.2：获取太阳辐射强度I0和光伏电池反射太阳辐射强度I1，计算获得光伏电池的表面反射率η为η＝I1/I0；1.3：计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数ε为其中，θ为太阳光的入射角；1.4：计算获得沙尘沉积层内沙尘颗粒的比例分数p为其中，εs、ε0分别为沙尘颗粒和空气的介电常数；1.5：计算获得光伏电池表面沙尘沉积量N为其中，A为光伏电池表面的面积。2.一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量装置，其特征在于：包括：第一输入模块，用于输入沙尘粒径分布信息、太阳辐射强度I0、光伏电池反射太阳辐射强度I1、太阳光入射角θ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴财，屈高强，车彬，申新远，孔祥宇，梁亚波，马炜，潘庆庆，牛坤，
申请(专利权)人：宁夏大学，国网宁夏电力公司银川供电公司，国网宁夏电力公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64