一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置及测试方法，该装置包括：密封腔体，其具有密封的腔体结构，其上设置卡槽，该卡槽用于夹持待检测的光伏组件的透明面板；以及三光源多通道测试系统，其置于密封腔体内，其带有运动臂，用于带动三光源多通道测试系统在透明面板上移动并对透明面板的透射光的光强度进行测定。本发明专利技术能够实时测试光伏面板表面的积尘，并获得积尘与光损失的对应关系，在此基础上建立积尘累积演变与组件输出功率损失的关联，为组件的清洁提供不同等级的预警，降低电站清洁成本，提高电站的发电收益。提高电站的发电收益。提高电站的发电收益。

【技术实现步骤摘要】
一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置及测试方法


[0001]本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置及测试方法。

技术介绍

[0002]光伏电站的光电管理，本质上应保证尽可能多的光能进入组件内部的光电转换区域，然后通过组件制造技术的提升，增大组件的光电转换能力，并将产生的电流通过串并联的方式进行输出。对于确定的无机光伏组件，其光电转换能力在一定时间内非常稳定，理想状态下，组件转换效率的平均年衰减不超过7
‰
。因此，确保组件具有最大发电收益的办法是最大可能地增大太阳光子进入组件的数量。然而，户外光伏电站普遍面临环境中灰尘、飞沙、鸟粪等污染物在组件面板上沉积的问题，进而不同程度地影响光伏组件上面板对太阳光的反射率和透过率，降低光子进入光电转化区域的数量，减少电站的输出能效。因此，对光伏组件表面附作物进行测试，并结合电站发电量的损失和清洁成本的平衡，定期或不定期地进行经济效益最大化的面板清洁，是提升电站发电能力的有效手段。
[0003]对于集中式光伏电站，由于占地面积广，电站内部的环境丰富多样，积尘在同一个电站不同区域的面板上分布也呈现很大的区别，相应的清洁工作也必然应区别对待，以实现更经济的清洁策略。然而目前户外光伏电站，缺少恰当的清洁管理，对面板积尘的监控大多数采用目测，很多清洁工作均是按经验或者按照一定参考条件下电站输出功率的相对下降而开展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置及测试方法，通过建立光损失与积尘，积尘与组件输出功率损失的对应关系，为组件的清洁提供分级预警，提高电站的发电收益。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置，包括：
[0006]密封腔体，其具有密封的腔体结构，其上设置卡槽，该卡槽用于夹持待检测的光伏组件的透明面板；以及三光源多通道测试系统，其置于密封腔体内，其带有运动臂，用于带动三光源多通道测试系统在光伏组件的透明面板上移动并对光伏组件的透明面板的透射光的光强度进行测定。
[0007]其中，三光源多通道测试系统包含：太阳光功率计、第一激光器、第二激光器、第三激光器、存储控制器，第一探测器、第二探测器、第三探测器、计算及预警发射器和红外限位器。
[0008]太阳光功率计、第一激光器、第二激光器、第三激光器和红外限位器信号发射端位于同一平面，第一探测器、第二探测器、第三探测器分别位于第一激光器、第二激光器、第三激光器对应位置的下方；第一探测器、第二探测器、第三探测器所在的平面上也设置红外限位器信号接收端，该红外限位器信号接收端与太阳光功率计处于同一平面的红外限位器信
号发射端相对应；第一激光器、第二激光器、第三激光器分别为发射不同波长的激光器，第一探测器、第二探测器、第三探测器分别为第一激光器、第二激光器、第三激光器发射光对应的探测器。
[0009]第一激光器、第二激光器、第三激光器分别发射不同波长的激光给第一探测器、第二探测器、第三探测器，第一探测器、第二探测器、第三探测器和太阳能功率计与存储控制器通过总线连接，第一探测器、第二探测器、第三探测器和太阳能功率计将所测数据传输到存储控制器；存储控制器与计算及预警发射器通总线连接，存储控制器将数据传输到计算及预警发射器。
[0010]优选地，卡槽具有夹紧结构，用于夹持待检测光伏组件的透明面板。
[0011]优选地，密封腔体的材料由遮光材料组成。
[0012]优选地，密封腔体上还设置电源接口和采集接口，该电源接口用于接入电源，计算及预警发射器通过采集接口采集待检测光伏组件的电流与电压，计算及预警发射器通过电流与电压计算待检测光伏组件的输出功率P
OUT
。
[0013]本专利技术提供的另一技术方案如下：
[0014]一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置的测试方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1、由三光源多通道测试系统的运动臂将三光源多通道测试系统带到待检测光伏组件的透明面板的不同测试位置进行测试，测试位置由红外限位器确定。
[0016]步骤2、三光源多通道测试系统发射光路与光伏组件的透明面板垂直，首先进行发射光源的校准，三光源多通道测试系统通过第一激光器、第二激光器和第三激光器发射光到达第一探测器、第二探测器和第三探测器，检测初始光强度，标注并存储三种光源的初始光强度I
10
、I
20
、I
30
，数据储存至储存控制器中，然后测试光伏组件的透明面板在清洁状态下的透射光强度，标注并储存为I
11
、I
21
、I
31
，数据储存至储存控制器中，然后测试带积尘的待检测光伏组件的透明面板的透射光强度，标注并储存为I
12
、I
22
、I
32
，数据储存至储存控制器中。
[0017]步骤3、计算及预警发射器对存储控制器中的数据进行计算。
[0018]根据A
RCT
＝lg(I
RTC0
/I
RCT1
)，计算获得实时测试条件下太阳光透过带积尘的透明面板的光强度I
RCT1
；其中，A
RCT
代表待检测透明面板在带积尘与清洁状态下的吸光度之差，I
RTC0
为实时测试条件下入射光的光强度，由所述三光源多通道测试系统自带的太阳光功率计测试获得；
[0019]通过采集接口采集待检测光伏组件的的输出功率P
OUT
，获得实时测试条件下的该光伏组件的转换效率，为：
[0020]η
RTC
＝P
OUT
/(I
RCT1
×
M)
[0021]式中，M为该光伏组件的面积；
[0022]计算该光伏组件表面上的积尘在实时测试条件下吸收的光强度，为：
[0023]Δ
IRTC
＝I
RTC0
‑
I
RCT1
[0024]计算由于积尘对太阳光的吸收造成的实时测试条件下的功率损失，为：
[0025]P
DUST
＝ΔI
RTC
×
η
RTC
×
M。
[0026]步骤4、计算及预警发射器基于计算获得的功率损失建立当地电站积尘预警策略。
[0027]优选地，根据第一激光器、第二激光器、第三激光器分别发射的不同波长的激光，
获得清洁光伏面板对3组不同波长激光的吸光度A
11
、A
21
、A
31
和带积尘的光伏面板对3组不同波长激光的吸光度A
12
、A
22
、A
32
；根据吸光度公式A＝lg(I0/I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三光源多通道实时户外面板积尘测试装置，其特征在于，包括：密封腔体(1)，其具有密封的腔体结构，其上设置卡槽(3)，该卡槽(3)用于夹持待检测光伏组件的透明面板(5)；以及三光源多通道测试系统(2)，其置于所述密封腔体(1)内，其带有运动臂，用于带动所述三光源多通道测试系统(2)在所述透明面板(5)上移动并对所述透明面板(5)的透射光的光强度进行测定；其中，所述三光源多通道测试系统(2)包含：太阳光功率计(6)、第一激光器(7)、第二激光器(8)、第三激光器(9)、存储控制器(10)，第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)、计算及预警发射器(14)和红外限位器(15)；所述太阳光功率计(6)、第一激光器(7)、第二激光器(8)、第三激光器(9)和红外限位器(15)信号发射端位于同一平面，所述第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)分别位于所述第一激光器(7)、第二激光器(8)、第三激光器(9)对应位置的下方；所述第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)所在的平面上也设置红外限位器(15)信号接收端，该红外限位器(15)信号接收端与所述太阳光功率计(6)处于同一平面的红外限位器(15)信号发射端相对应；所述第一激光器(7)、第二激光器(8)、第三激光器(9)分别为发射不同波长的激光器，所述第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)分别为第一激光器(7)、第二激光器(8)、第三激光器(9)发射光对应的探测器；所述第一激光器(7)、第二激光器(8)、第三激光器(9)分别发射不同波长的激光给所述第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)，所述第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)和所述太阳能功率计(6)与存储控制器(10)通过总线连接，所述第一探测器(11)、第二探测器(12)、第三探测器(13)和所述太阳能功率计(6)将所测数据传输到存储控制器(10)；所述存储控制器(10)与所述计算及预警发射器(14)通总线连接，所述存储控制器(10)将数据传输到计算及预警发射器(14)。2.如权利要求1所述的三光源多通道实时户外面板积尘测试装置，其特征在于，所述卡槽(3)具有夹紧结构，用于夹持待检测透明面板(5)。3.如权利要求1所述的三光源多通道实时户外面板积尘测试装置，其特征在于，所述密封腔体(1)的材料由遮光材料组成。4.如权利要求1所述的三光源多通道实时户外面板积尘测试装置，其特征在于，所述密封腔体(1)上还设置电源接口(16)和采集接口(17)，该电源接口(16)用于接入电源，所述计算及预警发射器(14)通过采集接口(17)采集待检测光伏组件的电流与电压，所述计算及预警发射器(14)通过电流与电压计算待检测光伏组件的输出功率P
OUT
。5.一种如权利要求1
‑
4中任意一项所述的三光源多通道实时户外面板积尘测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、由三光源多通道测试系统(2)的运动臂将三光源多通道测试系统(2)带到待检测透明面板(5)的不同测试位置进行测试，测试位置由红外限位器(15)确定；步骤2、三光源多通道测试系统(2)发射光路与透明面板(5)垂直，首先进行发射光源的校准，三光源多通道测试系统(2)通过第一激光器(7)、第二激光器(8)和第三激光器(9)发射光到达第一探测器(11)、第二探测器(12)和第三探测器(13)，检测初始光强度，标注并存储三种光源的初始光强度I
10
、I
20
、I
30
，数据储存至储存控制器(10)中，然后测试透明面板
(5)在清洁状态下的透射光强度，标注并储存为I
11
、I
21
、I
31
，数据储存至储存控制器(10)中，然后测试带积尘待检测的透明面板(5)的透射光强度，标注并储存为I
12
、I
22
、I
32
，数据储存至储存控制器(10)中；步骤3、计算及预警发射器(14)对存储控制器(10)中的数据进行计算；根据A
RCT
＝lg(I
RTC0
/I
RCT1
)，计算获得实时测试条件下太阳光透过带积尘的透明面板(5)的光强度I
RCT1
；其中，A
RCT
代表待检测透明面板(5)在带积尘与清洁状态下的吸光度之差，I
RTC0
为实时测试条件下入射光的光强度，由所述三光源多通道测试系统(2)自带的太阳光功率计(6)测试获得；通过采集接口(17)采集待检测光伏组件的的输出功率P
OUT
，获得实时测试条件下的该光伏组件的转换效率，为：η
RTC
＝P
OUT
/(I
RCT1
×
M)式中，M为该光伏组件的面积；计算该光伏组件表面上的积尘在实时测试条件下吸收的光强度，为：Δ
IRTC
＝I
RTC0
‑
I
RCT1
计算由于积尘对太阳光的吸收造成的实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊昌全，张宇宁，袁强，慧小平，陈国永，
申请(专利权)人：国家电投集团西南能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：