基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，电压电流采集单元监测光伏电池功率波动，远程监控中心将功率波动超过阈值的光伏板位置信息发送给无人机的主控单元，主控单元通过飞行控制单元控制无人机飞往目的地点，图像采集单元将采集的光伏电池表面温度信息传输至主控单元，主控单元判断是否发生热斑效应，若有，则控制无人机悬停；GPS定位单元将无人机当前的地理位置信息传输至主控单元，再通过通信单元传回远程控制中心，等待相关人员处理。本实用新型专利技术能更高效、更快速的检测到热斑；无人机只在检测到功率波动大于阈值才启动，提升了无人机的续航能力；而且无人机悬停于空中有利于观察，让相关人员更快确定故障点位置。

【技术实现步骤摘要】
基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统
本技术涉及一种基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统。
技术介绍
太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。为保证太阳电池能够在规定的条件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定其承受热斑加热效应的能力。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，通过监测光伏电池的功率波动，锁定疑似产生热斑的光伏电池的位置，然后通过无人机确定此位置是否产生热斑。为了解决上述问题，本技术要解决的技术方案为：基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，包括电压电流采集单元、远程监控中心、主控单元、通信单元、飞行控制单元、图像采集单元和GPS定位单元，远程监控中心将功率波动超过阈值的光伏板位置信息发送给无人机的主控单元，主控单元通过飞行控制单元控制无人机飞往目的地点，到达目的地点后，图像采集单元将采集的光伏电池表面温度信息传输至主控单元，主控单元判断是否发生热斑效应，若有，则控制无人机悬停；GPS定位单元将无人机当前的地理位置信息传输至主控单元，再通过通信单元传回远程控制中心，等待相关人员处理。所述电压电流采集单元安装在光伏板上，用于监测光伏电池功率波动。所述远程监控中心通过采集的电压电流计算出光伏电池的功率波动是否超过阈值，并将功率波动超过阈值的光伏电池位置信息发送给无人机。所述主控单元安装在无人机上，用于处理图像信息和判断光伏板是否出现局部高温，当出现局部高温时主控单元通过飞行控制单元控制无人机悬停。所述通信单元安装在无人机上，主控单元通过通信单元与远程监控中心实现无线通信。本技术的技术效果为：（1）实现简单，只需测量光伏电池的电压电流；（2）无人机无需巡检每一块光伏电池，能更高效、更快速的检测到热斑；（3）无人机只在检测到功率波动大于阈值才启动，提升了无人机的续航能力；（4）无人机悬停于空中有利于观察，让相关人员更快确定故障点位置。附图说明下面结合附图对本技术做进一步的说明：图1为本技术的拓扑结构示意图。图2位本技术的系统流程图。图中：1.电压电流采集单元,2.远程监控中心，3.主控单元，4.通信单元，5.飞行控制单元，6.图像采集单元，7.GPS定位单元。具体实施方式如图1所示，基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，包括电压电流采集单元1、远程监控中心2、主控单元3、通信单元4、飞行控制单元5、图像采集单元6和GPS定位单元7，远程监控中心2将功率波动超过阈值的光伏板位置信息发送给无人机的主控单元3，主控单元3通过飞行控制单元5控制无人机飞往目的地点，到达目的地点后，图像采集单元6将采集的光伏电池表面温度信息传输至主控单元3，主控单元3判断是否发生热斑效应，若有，则控制无人机悬停；GPS定位单元7将无人机当前的地理位置信息传输至主控单元3，再通过通信单元4传回远程控制中心2，等待相关人员处理。所述电压电流采集单元1安装在光伏板上，用于监测光伏电池功率波动。所述远程监控中心2通过采集的电压电流计算出光伏电池的功率波动是否超过阈值，并将功率波动超过阈值的光伏电池位置信息发送给无人机。无人机只在检测到功率波动大于阈值才启动，提升了无人机的续航能力所述主控单元3安装在无人机上，用于处理图像信息和判断光伏板是否出现局部高温，当出现局部高温时主控单元3通过飞行控制单元5控制无人机悬停。无人机悬停于空中有利于观察，让相关人员更快确定故障点位置。所述通信单元4安装在无人机上，主控单元3通过通信单元4与远程监控中心2实现无线通信。图像采集单元6可采用红外热成像仪。基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统工作原理：光伏电池发出的功率随外界光照强度和温度的变化而变化，其变化量△P可表示为△P=(I+△I)(U+△U)–IU=I△U+U△I+△I△U当采样时间足够小，可忽略掉△I△U，即△P近似等于I△U+U△I，一般情况下，由于温度和光照强度不会发生突变，所以△P一般较小。当发生遮挡产生热斑效应，一串联支路中被遮蔽的光伏电池，会由发电单元变为耗电单元，被遮蔽的光伏电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其它电池产生的电力，此时光伏电池输出功率会突然变小，即变化量△P变大。因此，可以通过设定合适的阈值，当计算得出的△P超过阈值时，即说明发生热斑效应。为排除其他原因导致的功率突变，采用无人机进行查验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，其特征在于：包括电压电流采集单元(1)、远程监控中心(2)、主控单元（3）、通信单元（4）、飞行控制单元（5）、图像采集单元（6）和GPS定位单元（7），远程监控中心（2）将功率波动超过阈值的光伏板位置信息发送给无人机的主控单元（3），主控单元（3）通过飞行控制单元（5）控制无人机飞往目的地点，到达目的地点后，图像采集单元（6）将采集的光伏电池表面温度信息传输至主控单元（3），主控单元（3）判断是否发生热斑效应，若有，则控制无人机悬停； GPS定位单元（7）将无人机当前的地理位置信息传输至主控单元（3），再通过通信单元（4）传回远程监控中心（2），等待相关人员处理。

【技术特征摘要】
1.基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，其特征在于：包括电压电流采集单元(1)、远程监控中心(2)、主控单元（3）、通信单元（4）、飞行控制单元（5）、图像采集单元（6）和GPS定位单元（7），远程监控中心（2）将功率波动超过阈值的光伏板位置信息发送给无人机的主控单元（3），主控单元（3）通过飞行控制单元（5）控制无人机飞往目的地点，到达目的地点后，图像采集单元（6）将采集的光伏电池表面温度信息传输至主控单元（3），主控单元（3）判断是否发生热斑效应，若有，则控制无人机悬停；GPS定位单元（7）将无人机当前的地理位置信息传输至主控单元（3），再通过通信单元（4）传回远程监控中心（2），等待相关人员处理。2.根据权利要求1所述的基于功率波动监测的光伏热斑效应检测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓长征，马丰祺，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42