污染检测设备和方法技术

一种污染检测设备(20)，可操作以便检测光伏板(22)的污染等级。该设备包括光伏板(22)，可操作以便响应于入射到光伏板上的光并依从于光伏板的污染等级来产生电输出。该设备包括日射强度计(24)，可操作以便产生与入射在日射强度计(24)上的光的辐照度等级有关的辐照度信号。日射强度计(24)相对于光伏板(22)被定位，使得光伏板(22)和日射强度计(24)可以接收彼此基本上相同的太阳辐射等级。该设备包括计算装置，可操作以便从辐照度信号计算参考输出值，该参考输出值与在预定工作条件下光伏板(22)的理想电输出有关。该设备还包括：测量装置，可操作以便测量在该预定的操作条件下光伏板(22)的电输出；以及比较装置，可操作以便比较测得的在该预定工作条件下光伏板(22)的电输出与参考输出值，以便产生比较值。该设备包括输出装置，可操作以便当比较值大于清洁阈值时，输出清洁信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】污染检测设备和方法
本公开涉及一种污染检测设备和方法。
技术介绍
干旱和沙漠地区中的太阳能光伏(PV)设施受到频繁污染的潜在影响，污染是由于悬浮的灰尘，沙子和其他空中传播微粒在PV板表面上的沉淀而造成的。在潮湿的天气中，这种影响变得更加严重，在这种情况下，颗粒会累积地粘附在PV表面上，形成厚而基本上不透明的污染层。这种情况证明是一个严重的问题，它降低了PV电站的效率，进而降低了其盈利能力。因此，PV电站操作员可以按预先制定的频率(例如每月或每两周)对光伏板运行定期清洁事件。然而，例如基于天气条件的变化，清洁事件的实际需求可能会发生变化。这可能不利地影响预先制定的清洁事件的最佳操作。例如，清洁事件可以在板不需要清洁时发生或安排，或者可以在板可能实际需要清洁后发生。可以解决此问题的一种方式是检测PV板的污染等级。然后，可以在板需要清洁，例如污染等级达到某个污染阈值时，安排清洁事件。一种检测污染等级的安排是安装两个PV模块。包括第一PV板的第一PV模块被定位成暴露于与光伏电站，例如包括多个PV模块的光伏电站，所经历的基本相同的污染条件。基本类似于第一PV模块的包括第二PV板的第二PV模块被定位成接收与第一PV模块基本相同的太阳辐射。第二个PV模块旨在要保持在清洁状态，使污染不应实质影响其输出。然后可以将第一PV模块和第二PV模块的输出进行比较以估计污染等级。然而，为了保持第二PV模块清洁，可能需要定期且频繁的清洁事件。可替代地，一些安排使用盖来保护第二PV的表面免受污染沉积物的影响，当要执行污染测量时，该盖可以自动或手动移开。然而，这样的安排可能是昂贵的、机械上复杂的并且容易发生故障。
技术实现思路
本公开的示例试图解决或至少减轻以上问题。在第一方面，提供了一种污染检测设备，可操作以便检测光伏板的污染等级，该设备包括：光伏板，可操作以便响应于入射到光伏板上的光并依从于光伏板的污染等级来产生电输出；日射强度计，可操作以便产生与入射在日射强度计上的光的辐照度等级有关的辐照度信号，该日射强度计相对于光伏板被定位，使得光伏板和日射强度计可以接收彼此基本相同的太阳辐射等级；计算装置，可操作以便从辐照度信号计算与在预定工作条件下光伏板的理想电输出有关的参考输出值；测量装置，可操作以便测量在预定工作条件下光伏板的电输出；比较装置，可操作以便将测得的在预定工作条件下光伏板的电输出与参考输出值进行比较，以便产生比较值；以及输出装置，可操作以便当比较值大于清洁阈值时，输出清洁信号。在第二方面中，提供了一种污染检测方法，用于使用污染检测设备来检测光伏板的污染等级，该污染检测设备包括光伏板和日射强度计，日射强度计相对于光伏板被定位使得光伏板和日射强度计可以接收彼此基本上相同的太阳辐射等级，该方法包括：由光伏板响应于入射在光伏板上的光并且依从于光伏板的污染等级来产生电输出；由日射强度计产生与入射在日射强度计上的光的辐照度等级有关的辐照度信号；从辐照度信号计算参考输出值，该参考输出值与在预定工作条件下光伏板的理想电输出有关；测量在预定工作条件下光伏板的电输出；将测得的在预定工作条件下光伏板的电输出与参考输出值进行比较，以便产生比较值；以及，当比较值大于清洁阈值时，输出清洁信号。其他方面和特征在所附权利要求中定义。本公开的示例可以使用光伏板和日射强度计来检测污染等级。例如，通过使用一个光伏板，可以降低成本，并且可以提高测量的灵活性和可靠性。另外，本公开的示例可以帮助减少对清洁的需要或使用机构以保持参考PV板清洁以便进行污染检测的要求。例如，可以减少对本公开的示例的PV板的清洁的需要，因为可以根据从由日射强度计测得的辐照度计算出的参考输出值来预测可能与对于基本上清洁的PV板可能发生的期望输出相对应的期望输出。例如，通过，将测得的PV板的电输出与基于由日射强度计产生的辐照度信号的参考输出值进行比较，可以获得污染等级的指示。例如，如果比较值大于清洁阈值，则输出清洁信号。例如，清洁信号可以指示PV板，并且因此指示设备所在的PV电站中的其他PV板，可能需要清洁。因此，例如，可以依从于检测到的污染等级适当安排清洁事件，并且因此可以改善清洁事件的效率，同时可以减少或消除对参考PV板的清洁需求。另外，本公开的示例可以允许例如基于测得的在某位置处污染等级更容易地确定所建议的PV电站的该位置的适合性。附图说明现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本公开的示例，在附图中，相同的附图标记指代相同的部分，并且在附图中：图1是用于使用两个光伏板测量污染的安排的示意图；图2是根据本公开的示例的污染检测设备的示意图；图3是根据本公开的示例的污染检测设备的示意性电路图；图4是晶体硅光伏板的污染的示意图；图5是薄膜光伏板的污染的示意图；图6是在根据本公开的示例的在污染检测设备中使用的微控制器的示意性引脚布局图；图7是根据本公开的示例的用于对污染检测设备的微控制器进行编程的设备的示意图；图8是根据本公开的示例的用于向微控制器提供电力的电压调节电路的示意性电路图；图9是根据本公开的示例的在污染检测设备中使用的电压调节器的示意性引脚布局图；图10是根据本公开的示例的在污染检测设备中使用的日射强度计和分流电阻器的连接布局的示意图；图11是根据本公开的示例的在污染检测设备中使用的来自微控制器的输出信号路径的示意图；图12是根据本公开的示例的在污染检测设备中使用的电压调节电路与光传感器的连接的示意性电路图；图13是根据本公开的示例的用于使用污染检测设备来检测光伏板的污染等级的方法的流程图；和图14A和图14B是根据本公开的示例的用于通过测量跨越分流电阻器的电压来检测光伏板的污染等级的方法的流程图。具体实施方式一种污染检测设备和污染检测方法被公开。在以下描述中，呈现了许多具体细节以便提供对本公开的示例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，不必采用这些具体细节来实践本公开的示例。相反，为了清楚地呈现示例，省略了本领域技术人员已知的具体细节。图1是用于使用两个光伏板测量污染的安排的示意图。如上所述，用于检测污染的先前安排可以使用两个光伏板来检测污染等级。该先前安排包括第一光伏模块10和第二光伏模块12。第一PV模块10包括第一PV板，而第二PV模块12包括第二PV板。第一PV板被定位成暴露于与由光伏电站，例如包括多个PV模块的光伏电站，所经历的那些污染条件基本相同的污染条件。第二PV模块12基本上类似于第一PV模块10，并且被定位成接收与第一PV模块10基本相同的太阳辐射。第二PV模块12旨在保持在清洁状态，使之污染基本上不应该影响其输出。然后可以将第一PV模块10和第二PV模块12的输出进行比较以估计污染等级。然而，如上所述，为了保持第二PV模块的清洁，可能需要定期且频繁的清洁事件。可替代地，一些安排使用盖来保护第二PV的表面免于污染沉积物的影响，当要执行污染测量时，该盖可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污染检测设备，可操作以便检测光伏板的污染等级，所述设备包括：/n光伏板，可操作以便响应于入射在光伏板上的光并依从于光伏板的污染等级来产生电输出；/n日射强度计，可操作以便产生与入射在日射强度计上的光的辐照度等级有关的辐照度信号，该日射强度计相对于光伏板定位，使得光伏板和日射强度计可以接收彼此基本上相同的太阳辐射等级；/n计算装置，可操作以便从辐照度信号计算与在预定工作条件下光伏板的理想电输出有关的参考输出值；/n测量装置，可操作以便测量在该预定工作条件下光伏板的电输出；/n比较装置，可操作以便将测得的在该预定工作条件下光伏板的电输出与参考输出值进行比较，以便产生比较值；和/n输出装置，可操作以便当比较值大于清洁阈值时，输出清洁信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180219 AE P6000263/20181.一种污染检测设备，可操作以便检测光伏板的污染等级，所述设备包括：
光伏板，可操作以便响应于入射在光伏板上的光并依从于光伏板的污染等级来产生电输出；
日射强度计，可操作以便产生与入射在日射强度计上的光的辐照度等级有关的辐照度信号，该日射强度计相对于光伏板定位，使得光伏板和日射强度计可以接收彼此基本上相同的太阳辐射等级；
计算装置，可操作以便从辐照度信号计算与在预定工作条件下光伏板的理想电输出有关的参考输出值；
测量装置，可操作以便测量在该预定工作条件下光伏板的电输出；
比较装置，可操作以便将测得的在该预定工作条件下光伏板的电输出与参考输出值进行比较，以便产生比较值；和
输出装置，可操作以便当比较值大于清洁阈值时，输出清洁信号。


2.根据权利要求1所述的污染检测设备，其中，所述输出装置可操作以便当所述比较值小于或等于所述清洁阈值时，输出休眠信号。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的污染检测设备，其中，所述输出装置可操作以便当所述比较值在警告阈值与所述清洁阈值之间时，输出警告信号。


4.根据前述权利要求中任一项所述的污染检测设备，其中，所述预定工作条件是所述光伏板的短路电流。


5.根据权利要求4所述的污染检测设备，包括：分流电阻器，被安排成可连接在所述光伏板的输出端子之间，其中，所述测量装置可操作以便通过跨越所述分流电阻器的连接来测量短路电流。


6.根据前述权利要求中任一项所述的污染检测设备，包括：电池，被安排成能够向所述设备提供电力，其中，所述光伏板可以与所述电池电连接，以便能够对所述电池充电。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的污染检测设备，包括光传感器，可操作以便检测入射在所述光传感器上的光的照明等级，其中，所述设备可操作以便当所述照明等...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·M·S·艾尔萨伯恩奇，
申请(专利权)人：迪拜电力与水务机构，
类型：发明
国别省市：阿联酋;AE