一种用于民居光伏系统的自动清洗系统及判断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于民居光伏系统的自动清洗系统及判断方法，系统包括加压模块和喷射模块，以居民家中的自来水、井水或自然湖泊为水源，经过加压模块加压后由喷射模块喷出，使水滴均匀喷射至光伏组件表面，模拟自然降水，达到清洗的目的，控制模块包括现场传感单元、数据采集单元、后台分析单元和前端控制单元，现场传感单元实时检测光伏组件表面清洁程度并将信号传输至数据采集单元，数据采集单元采集现场传感单元的信号并传递至后台分析单元，后台分析单元经过判断分析，再发出信号由前端控制单元输出是否清洗的信号至加压模块；本方案能够通过控制模块根据实际需求分析，来完成自动清洗的操作智能化、效率最优化。

An automatic cleaning system and judgement method for residential photovoltaic system

The invention discloses an automatic cleaning system and judgment method for a residential photovoltaic system. The system includes a pressure module and a injection module. The water, well water or natural lake in the home is used as the water source. The water droplets are ejected by the injection module after the compression module is pressurized, so that the water droplets are evenly sprayed to the surface of the photovoltaic module. The control module includes the field sensing unit, the data acquisition unit, the background analysis unit and the front end control unit. The field sensing unit detects the surface cleanliness of the photovoltaic module and transfers the signal to the data acquisition unit, and the data acquisition unit collects the signal of the field sensor unit and passes the signal. Back to the background analysis unit, the background analysis unit is judged by the analysis, and then sends out the signal from the front control unit to output whether the signal is cleaned to the pressure module. This scheme can perform the automatic cleaning operation intelligentize and efficiency optimization by the control module according to the actual requirement analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种用于民居光伏系统的自动清洗系统及判断方法
本专利技术属于民居光伏系统领域，尤其涉及一种用于民居光伏系统的自动清洗系统及判断方法。
技术介绍
光伏组件是太阳能发电的基本单元，其转换效率直接影响到太阳能光伏发电系统的发电量。民居光伏系统的光伏组件置于屋顶，长期暴露在外界环境中，灰尘或其它污染物就会附着在光伏组件的表面，会降低其对太阳能的转换效率，从而影响光伏系统的发电量，严重时会导致局部产生热斑效应，进一步影响光伏组件使用性能及寿命。可见，对光伏组件定期除尘除污非常必要。目前对太阳能光伏系统清洗的传统做法主要有：一、用水车高压水枪喷射清洗，该方法的缺点是水资源浪费较大，同时对于寒冷地区，清洗会受到季节温度影响；二、人工擦拭，该方法的缺点是需要投入较多的人力物力，同时人工作业存在一定的安全隐患。对光伏组件自动清洗的现有技术中，总的来说存在如下几种方式：一、单纯依靠刮、刷、辊等往复运动于组件表面进行除尘，这类做法的弊端是：除尘效果不好，有机械传动部件，易出现故障，容易造成光伏组件表面划伤，清洁部件需定期自洁或更换，增加成本投入；二、单纯依靠水（雨水）冲刷、喷淋进行组件表面除尘，这类做法的弊端是：清洁介质局限于水（雨水），运行会受到环境温度限制，北方地区冬季严寒，所有材质管路在内部有水的情况下均存在管路冻裂的危险；三、将刮、刷、辊等与水系统结合使用，这类做法的弊端是：结构过于复杂，投资太高，推广性差。以上三类技术中，在适合的条件下，从清洗效果及投资来看，单纯依靠水清洗的性价比最高。但是如何结合最新技术，根据实际需求来完成自动清洗的操作智能化、效率最优化，是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个目的是采用一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，能够对于现有的清洗方式进行改进，完成自动清洗的操作智能化；本专利技术的第二个目的是采用一种用于民居光伏系统的自动清洗判断方法，能够对于是否清洗进行合理判断，完成效率最优化。为了完成第一个目的，采用如下的技术方案：一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，包括加压模块和喷射模块，以居民家中的自来水、井水或自然湖泊为水源，经过加压模块加压后由喷射模块喷出，使水滴均匀喷射至光伏组件表面，模拟自然降水，达到清洗的目的，其特征在于：所述系统还包括控制模块，所述控制模块包括现场传感单元、数据采集单元、后台分析单元和前端控制单元，现场传感单元实时检测光伏组件表面清洁程度并将信号传输至数据采集单元，数据采集单元采集现场传感单元的信号并传递至后台分析单元，后台分析单元经过判断分析，再发出信号由前端控制单元输出是否清洗的信号至加压模块。进一步地，所述喷射模块包括至少一个喷头，所述喷头设于光伏组件中心，喷头可360度自由旋转。进一步地，所述现场传感单元包括湿度传感器和辐照度传感器。进一步地，所述后台分析单元和一云端数据库连接，所述云端数据库存储该地区天气资料历史数据及该系统的历史清洗记录，能够进行分析对比。进一步地，所述控制模块还具有告警单元，所述告警单元和后台分析单元数据传输。本专利技术的另一个目的，是提供一种用于民居光伏系统的自动清洗判断方法，通过上述系统中的后台分析单元，进行如下方式的判断分析：分为1）常规清洗和2）输出功率偏低清洗两种表征情况，所述1）常规清洗的判断方式为：1-1）湿度数据采集：现场传感单元中的湿度传感器以乡镇为单位，在安装光伏系统的屋顶上，安装三个湿度传感器，所述湿度传感器固定在光伏组件的边框上，由数据采集单元采集光伏组件周边范围的湿度变化的数据，当三个湿度传感器获得的湿度数据误差小于5%且最小湿度值小于80%的情况下，判断为无雨天气，每天采集一次数据；当三个湿度传感器获得的湿度数据误差小于5%且最小湿度值大于80%的情况下，则连续采集10次数据，连续采集的时间间隔为15分钟一次，然后当天不再采集，如果其中有连续三次都大于80%的情况，则判断有雨；1-2）从云端数据库中调取清洗记录，如果从判断下雨之时起，连续360小时内，没有发出清洗指令，则由后台分析单元向前端控制单元发出信号，对加压模块发出清洗指令；所述2）输出功率偏低清洗的判断方式为：2-1）辐照度数据采集：现场传感单元中的辐照度传感器以县区为单位，在已经安装光伏系统且采光良好的屋顶上安装一个辐照度传感器，根据太阳能辐照强度，换算成1KW太阳能发电系统的标准数据功率曲线，计算每千瓦装机容量标准日发电量作为参照指标，其中千瓦发电量=辐照强度MJ/4800MJ；2-3）以系统工作年限25年为准，系统效率衰减为每年减少0.8%；标准发电量乘以系统寿命对应的效率衰减系数，得出每千瓦正常日发电量，作为对比值；系统装机容量乘以每千瓦正常发电量=系统正常日发电量；以数据采集器收集的发电量为系统实际发电量，系数K=系统实际发电量/系统正常发电量，若K小于0.95，属于系统发电偏低，则由后台分析单元向前端控制单元发出信号，对加压模块发出清洗指令；2-4）横向对比清洗：通过云端数据库存储本系统每千瓦日发电量，并由后台分析单元与周围5个系统平均每千瓦发电量进行比较，若小于5%，属于系统效率偏低，由后台分析单元向加压模块发出清洗指令。进一步地，所述控制模块还具有告警单元，所述告警单元监控效率提升对比及输出功率偏低的情况，当发生上述情况时，通过控制模块发出告警提示，需由运维人员进行现场诊断处理，所述告警单元的判断方法为：3-1）计算系统的理论效率A0，所述理论效率包括阵列功率衰减因素也计算其中；3-2）计算系统清洗前的实际效率A1，以清洗指令发出时间为准；3-3）计算系统清洗结束36小时后的系统效率A2，若阴雨天则再累加24小时后计算；3-4）通过上述步骤计算得A0至A2，如果A2>1.03A1，表明清洗效果明显；如果A2<0.95A0，说明系统效率低于正常值，由告警单元发出告警提示。通过上述方案，以居民家中的自来水、井水或自然湖泊为水源，经过加压模块加压后由喷射模块喷出，使水滴均匀喷射至光伏组件表面，模拟自然降水，达到清洗的目的，控制模块包括现场传感单元、数据采集单元、后台分析单元和前端控制单元，现场传感单元实时检测光伏组件表面清洁程度并将信号传输至数据采集单元，数据采集单元采集现场传感单元的信号并传递至后台分析单元，后台分析单元经过判断分析，再发出信号由前端控制单元输出是否清洗的信号至加压模块。喷射模块包括一个喷头，所述喷头设于光伏组件中心，喷头可360度自由旋转。所述控制模块还具有告警单元，所述告警单元和后台分析单元数据传输，所述告警单元监控效率提升对比及输出功率偏低的情况，当发生上述情况时，通过控制模块发出告警提示，需由运维人员进行现场诊断处理。通过上述系统中的后台分析单元，进行判断分析后由后台分析单元向加压模块发出清洗指令。本方案中的自动清洗系统能够通过控制模块根据实际需求分析，来完成自动清洗的操作智能化、效率最优化。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。具体实施方式参见附图。本实施例的自动清洗系统，包括加压模块2和喷射模块3，所述喷射模块包括至少一个喷头5，所述喷头设于光伏组件中心，喷头可360度自由旋转。以居民家中的自来水、井水或自然湖泊为水源1，经过加压模块加压后由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，包括加压模块和喷射模块，以居民家中的自来水、井水或自然湖泊为水源，经过加压模块加压后由喷射模块喷出，使水滴均匀喷射至光伏组件表面，模拟自然降水，达到清洗的目的，其特征在于：所述系统还包括控制模块，所述控制模块包括现场传感单元、数据采集单元、后台分析单元和前端控制单元，现场传感单元实时检测光伏组件表面清洁程度并将信号传输至数据采集单元，数据采集单元采集现场传感单元的信号并传递至后台分析单元，后台分析单元经过判断分析，再发出信号由前端控制单元输出是否清洗的信号至加压模块。

【技术特征摘要】
1.一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，包括加压模块和喷射模块，以居民家中的自来水、井水或自然湖泊为水源，经过加压模块加压后由喷射模块喷出，使水滴均匀喷射至光伏组件表面，模拟自然降水，达到清洗的目的，其特征在于：所述系统还包括控制模块，所述控制模块包括现场传感单元、数据采集单元、后台分析单元和前端控制单元，现场传感单元实时检测光伏组件表面清洁程度并将信号传输至数据采集单元，数据采集单元采集现场传感单元的信号并传递至后台分析单元，后台分析单元经过判断分析，再发出信号由前端控制单元输出是否清洗的信号至加压模块。2.按照权利要求1所述的一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，其特征在于：所述喷射模块包括至少一个喷头，所述喷头设于光伏组件中心，喷头可360度自由旋转。3.按照权利要求1所述的一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，其特征在于：所述现场传感单元包括湿度传感器和辐照度传感器。4.按照权利要求1所述的一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，其特征在于：所述后台分析单元和一云端数据库连接，所述云端数据库存储该地区天气资料历史数据及该系统的历史清洗记录，能够进行分析对比。5.按照权利要求1所述的一种用于民居光伏系统的自动清洗系统，其特征在于：所述控制模块还具有告警单元，所述告警单元和后台分析单元数据传输。6.按照权利要求1-5所述的一种用于民居光伏系统的自动清洗系统判断方法，其特征在于：通过上述系统中的后台分析单元，进行如下方式的判断分析：分为1）常规清洗和2）输出功率偏低清洗两种表征情况，所述1）常规清洗的判断方式为：1-1）湿度数据采集：现场传感单元中的湿度传感器以乡镇为单位，在安装光伏系统的屋顶上，安装三个湿度传感器，所述湿度传感器固定在光伏组件的边框上，由数据采集单元采集光伏组件周边范围的湿度变化的数据，当三个湿度传感器获得的湿度数据误差小于5%且最小湿度值小于80%的情况下，判断为无雨天气，每天采集一次数据；当三个湿度传感器获得的湿度数据误差小于5%且最小湿度值大于80%的情况下，则连续采集10次数据，连续采集的时间间隔为15分钟一次，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨堰青，李俊兵，杜亮，张伟伟，孙捕，
申请(专利权)人：杭州淘顶网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33