一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，包括飞行控制单元、图像采集单元、主控单元以及温度采集单元，图像采集单元采集太阳能板图像信息判断污损面积是否超过一定比例范围值，温度采集单元采集太阳能板温度信息判断太阳能板是否出现局部高温，当污损面积超过预设的比例阈值且温度信息超过预设的温度阈值则判断产生热斑效应，主控单元通过飞行控制单元控制无人机悬停在该太阳能板上空，不仅提高了热斑效应监测的准确性，防止误报，也可以及时发现产生热斑效应的太阳能板的位置，可以快速定位险情，也大大延长太阳能板的使用寿命。另外，本发明专利技术还提供了一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
光伏电站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 免落上鸟禽排泄物、浮土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上形成了阴影。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。会导致太阳电池 组件局部电流与电压之积增大，从而使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”。现有大规模电站一般建设在西部偏远地区，且多为无人值守，不能及时发现太阳 能电池组件上产生的热斑，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。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术无人值守不能及时发现热斑效应的 不足，提供一种利用无人机的太阳电池组件热斑监测系统。一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，包括:飞行控制单元，用于实现无人机飞行操作；图像采集单元，用于采集太阳电池组件表面图像信息并传输至主控单元；主控单元，用于处理图像信息，根据图像信息计算太阳能板的污损面积占太阳能板总 面积的比例并与预设有比例阈值比较；当太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过预设的比例阈值时，主控单元通 过飞行控制单元控制无人机悬停。进一步地，所述系统还包括用于采集太阳电池组件表面温度信息的温度采集单 元，所述温度采集单元将温度信息发送至主控单元。进一步地，所述主控单元还预设有温度阈值，当温度信息超过温度阈值时且太阳 能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过比例阈值时，主控单元控制无人机悬停。进一步地，所述图像采集单元为CXD相机，所述CXD相机与主控单元电连接，所述 温度采集单元为红外热成像仪，所述红外热成像仪与主控单元电连接。进一步地，所述系统还包括用于在无人机悬停时标记无人机所处地理位置信息的 GPS定位单元，所述GPS定位单元与主控单元电连接。进一步地，所述系统还包括用于显示监测结果和悬停时地理位置信息的远程监控 中心和用于远程监控中心与主控单元之间通信的通信单元，所述通信单元与主控单元电连 接。进一步地，所述系统还包括巡航单元，用于设定巡航路线，巡航单元与主控单元电 连接。一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测方法，包括以下步骤:采集太阳电池组件图像信息；将图像信息处理后得到太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例与预设的比例 阈值比较；若太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过预设的比例阈值，控制无人机悬停。进一步地，所述方法还包括以下步骤:采集太阳电池组件表面的温度信息；将温度信息处理后得到电池组件表面的最高温度信息并与预设的温度阈值比较；当温度信息超过温度阈值且图像信息超过比例阈值时，控制无人机悬停。进一步地，所述方法还包括以下步骤:在无人机悬停时，记录当前无人机所处的地理位置信息，并将地理位置信息传输至远 程监控中心。本专利技术提供了一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，包括飞行控制单 元、图像采集单元、主控单元以及温度采集单元，图像采集单元采集太阳能板图像信息判断 污损面积是否超过一定比例范围值，温度采集单元采集太阳能板温度信息判断太阳能板是 否出现局部高温，当污损面积超过预设的比例阈值且温度信息超过预设的温度阈值则判断 产生热斑效应，主控单元通过飞行控制单元控制无人机悬停在该太阳能板上空，不仅提高 了热斑效应监测的准确性，防止误报，也可以及时发现产生热斑效应的太阳能板的位置，可 以快速定位险情，节省人力，提高无人机巡线监测的智能化和高效性，也大大延长太阳能板 的使用寿命。另外，本专利技术还提供了一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测方法，利用无 人机采集太阳能板的图像信息和温度信息，与预先设定的比例阈值和温度阈值进行比较， 当污损面积超过比例阈值判断且温度信息超过温度阈值判断为产生热斑效应，控制无人机 悬停在该太阳能板的上空，不仅提高了热斑效应监测的准确性，防止误报，也可以及时发现 产生热斑效应的太阳能板的位置，可以快速定位险情，节省人力，提高无人机巡线监测的智 能化和高效性，也大大延长太阳能板的使用寿命。【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中。图1是本专利技术一种实施的一种视角的结构示意图。图2是本专利技术一种实施例的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。如图1，本专利技术提供的一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，包括: 飞行控制单元100，用于实现无人机飞行操作，位于无人机上；图像采集单元200，用于采集太阳电池组件表面图像信息并传输至主控单元，位于无人机上；主控单元300，用于处理图像信息并与预设有比例阈值比较，根据比较结果控制无人 机，位于无人机上；当处理后的图像信息超过预设的比例阈值时，主控单元300通过飞行控制单元100控 制无人机悬停。需要说明的是，比例阈值一般是指在污损面积在允许的比例范围内不会造成热斑 效应的比例值。太阳能热斑会严重的破坏太阳电池组件或系统，需要对太阳电池组件进行热斑检 测，使相对发热均匀的电池片进行组合或维护，以避免组件所产生的能量被热斑的组件所 消耗，同时避免由于热斑可能给太阳能组件或系统的寿命带来的威胁。在无人机上加装图像采集单元200，无人机巡检的时候，飞过太阳电池组件上空 时，图像采集单元200对太阳电池组件进行拍照采集图像信息，图像信息传输到主控单元 300，主控单元300通过对图像信息进行解析，太阳能板表面有污损和表面清洁时候的图像 信息有明显不同，通过图像信息进行处理可以得出太阳能板的污损区域或者污损面积，当 判断太阳能电池板的污损面积超过太阳能板总面积的预定比例，可以认为太阳能板产生热 斑效应，所以本申请中在主控单元300中预先设定比例阈值，处理图像信息并与比例阈值 进行比较，当太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过比例阈值时，主控单元300 判断产生热斑效应，主控单元300通知飞行操作单元将飞机悬停在出现热斑的太阳能板的 上空，在无人机巡检的过程中发现某一太阳能板出现热斑效应时则悬停在其上空，可以快 速定位险情，节省人力，提高无人机巡线监测的智能化。为了更好地提高热斑效应判断的准确性，本方案中提到的系统还包括温度采集单 元400，在对太阳能板表面进行图像采集的同时进行表面温度采集，当检测到太阳能板局部 出现高温，该温度信息超过主控单元300预设的温度阈值再结合污损面积超过比例阈值则 可以判断为太阳能板出现热斑效应，通过利用温度采集单元400采集太阳能板表面的温度 信息，特别是出现局部高温时，再配合图像采集单元200判断污损面积，同时满足两种条件 确定出现热斑效应，主控单元300通过飞行控制单元100控制无人机悬停在该太阳能板的 上空，通过监测局部高温和污损面积结合判断，提高了无人机监测热斑效应的准确性。图像采集单元200可以广泛的采用现有技术中的工业用相机或者CXD相机，在本 实施例中，图像采集单元200采用CCD相机，CCD相机稳固的安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，其特征在于，包括：飞行控制单元，用于实现无人机飞行操作；图像采集单元，用于采集太阳电池组件表面图像信息并传输至主控单元；主控单元，用于处理图像信息，根据图像信息计算太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例并与预设有比例阈值比较；?当太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过预设的比例阈值时，主控单元通过飞行控制单元控制无人机悬停。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，其特征在于，包括: 飞行控制单元，用于实现无人机飞行操作；图像采集单元，用于采集太阳电池组件表面图像信息并传输至主控单元；主控单元，用于处理图像信息，根据图像信息计算太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例并与预设有比例阈值比较；当太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过预设的比例阈值时，主控单元通过飞行控制单元控制无人机悬停。2.根据权利要求1所述的基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，其特征在于，所述系统还包括用于采集太阳电池组件表面温度信息的温度采集单元，所述温度采集单元将温度信息发送至主控单元。3.根据权利要求2所述的基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，其特征在于，所述主控单元还预设有温度阈值，当温度信息超过温度阈值时且太阳能板的污损面积占太阳能板总面积的比例超过比例阈值时，主控单元控制无人机悬停。4.根据权利要求2所述的基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，其特征在于，所述图像采集单元为CXD相机，所述CXD相机与主控单元电连接，所述温度采集单元为红外热成像仪，所述红外热成像仪与主控单元电连接。5.根据权利要求1所述的基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统，其特征在于，所述系统还包括用于在无人机悬停时标记无人机所处地理位置信息的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐驰，吴磊，
申请(专利权)人：航天科工深圳集团有限公司，
类型：发明
国别省市：