本發(fā)明涉及光伏組件清洗監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及的是一種光伏組件除塵需求監(jiān)控和預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

新能源是當(dāng)今世界日益關(guān)注的焦點之一，而其中太陽能作為一種可再生能源備受重視；近年，國內(nèi)外都在大力推廣光伏電站以及相關(guān)建設(shè)；隨著光伏發(fā)電事業(yè)的飛速發(fā)展，如何提高光伏電站的發(fā)電效率、增加光伏電站的發(fā)電量，成為一個大家重點關(guān)注的方向。

灰塵是顆粒物質(zhì)，其來源分為自然來源和人為來源，包括：土、沙和巖石在風(fēng)的作用下形成的細小顆粒和一些動植物的生物質(zhì)；工業(yè)、建筑物和交通等產(chǎn)生的揚塵。

光伏表面灰塵對發(fā)電量影響主要表現(xiàn)在以下三個發(fā)面：1、灰塵的遮擋：光伏組件表面的灰塵遮擋抵達光伏組件的光線，使得實際到達光伏電站的光線大大減少，同時灰塵是得一部分的光線在傳播均勻性發(fā)生了改變，如圖3所示；2、灰塵的溫度效應(yīng)：灰塵遮擋部分會導(dǎo)致局部溫度升高，溫度過高時會出現(xiàn)熱斑效應(yīng)，如圖4所示；3、灰塵的腐蝕效應(yīng)：灰塵對玻璃蓋板的腐蝕引起表面呈現(xiàn)許多凹面，增強了玻璃蓋板的表面的漫反射，如圖5所示。

綜上可以看出光伏組件表面灰塵對光伏電站影響之重，所以即使清洗組件成為解決組件表面灰塵影響發(fā)電量的主要方法。

針對現(xiàn)在市面上暫時無有效的光伏表面灰塵監(jiān)控方法，現(xiàn)提出一種可以給予用戶一種根據(jù)不同地區(qū)、不同環(huán)境的不同需求的清洗提示以及清洗時間預(yù)算的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種光伏組件表面除塵監(jiān)控以及預(yù)測的方法，主要解決了不同地區(qū)、不同環(huán)境下的光伏組件表面灰塵清洗提醒以及預(yù)測問題，使得用戶可以及時清洗組件，以便提高發(fā)電量。

本發(fā)明主要是為解決光伏組件表面灰塵監(jiān)控問題，從而能夠及時清洗，提高電站發(fā)電量；本發(fā)明是依附在現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)，監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)了電站相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和上傳，并在服務(wù)器中作出相應(yīng)處理以及在終端中展現(xiàn)計算結(jié)果，使得用戶對于電站更加清晰和精確的了解和掌握。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種光伏組件除塵需求監(jiān)控和預(yù)測方法，在監(jiān)控系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)對比求值的方式實現(xiàn)灰塵監(jiān)控并告知用戶光伏組件(所述光伏組件由組件玻璃和電池板層構(gòu)成)需要清洗并預(yù)測下次清洗時間；具體方法如下：

1、通過用戶在終端輸入需要清洗的條件即光照影響百分比，記作μ；

2、然后通過服務(wù)器存儲和比較不同時刻、多次采集瞬時陽光穿過干凈玻璃的光照強度va和完全暴露在太陽下的光照強度vb；

3、并分別求出前n天,不同時刻的vb與va的差值的平均值，分別記作v0；其中，一天規(guī)定采集m個時刻，每個時刻n幀數(shù)據(jù)，將不同時刻的v0存入數(shù)據(jù)庫，作為比較基礎(chǔ)值。

4、將收集到每幀數(shù)據(jù)后計算va與vb作差值,記作vba＝vb-va,并通過計算得到減少比例其中，不同時間的vba與對應(yīng)時刻的v0進行相應(yīng)計算；

5、通過比較μab與μ比較，查看是否達到清洗條件；當(dāng)μab≥μ時(同一時刻多幀對比均μab≥μ)，表示達到清洗標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)達到用戶規(guī)定的清洗條件時，程序發(fā)送短信通知用戶去清洗，清洗完成后，自動更新每天固定時刻的v0值，減少玻璃損壞以及不同季節(jié)的陽光照射角不同的影響；

6、同時根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)以及以往數(shù)據(jù)分析出下一次清洗的預(yù)測時間，計算方式如下：

當(dāng)前日期td減去上次清洗日期t，得到日期差值d1＝td-t,得到平均每天的光照影響值vdt，并用得到的數(shù)值d測，即采用四舍五入方式，當(dāng)d測≤0時，d測＝0，即為距離下次清洗的天數(shù),預(yù)測下次清洗日期為td+d測，距離下次清洗時間為d測的天數(shù)。

優(yōu)選的，所述監(jiān)控系統(tǒng)平臺，包括光伏組件、逆變器、匯流箱、環(huán)境監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、云服務(wù)器和終端等，是通過gprs數(shù)據(jù)方式進行數(shù)據(jù)傳輸而組建的系統(tǒng)。

優(yōu)選的，步驟2中，然后通過服務(wù)器存儲和比較不同時刻、多次采集瞬時陽光穿過干凈玻璃的光照強度va和完全暴露在太陽下的光照強度vb；

其中，干凈玻璃與光伏組件玻璃層相同材質(zhì)，此處要保證環(huán)境檢測儀的檢測片一直處于無灰塵遮擋狀態(tài)。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)組件表面除塵智能監(jiān)控：滿足不同地區(qū)、不同環(huán)境、不同人群需求的組件表面除塵智能監(jiān)控方法，并在滿足用戶清洗要求后主動發(fā)送短信進行相應(yīng)提示用戶做出清洗工作，比現(xiàn)有的人工觀察和機器定時清洗更加智能和精確；

(2)預(yù)測下次清洗時間：根據(jù)不同天氣情況智能調(diào)整下次清洗時間，進行相應(yīng)的智能預(yù)測，比現(xiàn)有機器定時清洗更加節(jié)約成本，更加智能化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種光伏組件除塵需求監(jiān)控和預(yù)測方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種光伏組件除塵需求監(jiān)控和預(yù)測方法的所使用的監(jiān)控系統(tǒng)平臺的構(gòu)架框圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種光伏組件表面灰塵遮擋下的光線傳播示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種光伏組件熱斑現(xiàn)象；

圖5為本發(fā)明實施例提供的受腐蝕的光伏組件光線傳播示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，并依附在現(xiàn)有的組件監(jiān)控系統(tǒng)平臺，該平臺主要是采用采集器采集電站相關(guān)數(shù)據(jù)并上傳至云服務(wù)器，在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器中實現(xiàn)相關(guān)計算與存儲，并在終端(pc、手機等)展示和交互，具體參照圖2所示，所述監(jiān)控系統(tǒng)平臺，包括光伏組件、逆變器、匯流箱、環(huán)境監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、云服務(wù)器和終端等，是通過gprs數(shù)據(jù)方式進行數(shù)據(jù)傳輸而組建的系統(tǒng)。

參考圖1所示，本實施例通過數(shù)據(jù)對比求值的方式實現(xiàn)灰塵監(jiān)控并告知用戶組件需要清洗并預(yù)測下次清洗時間，具體步驟如下：(1)用一塊與光伏組件玻璃板相同材質(zhì)的清潔玻璃板，記作g，并保持與當(dāng)前電站的組件安裝角度一致，將玻璃板g安裝到電站合適位置，保證相關(guān)參數(shù)(光照、灰塵等)與光伏組件保持一致；(2)在該玻璃板g下方緊貼玻璃板位置安放光照度計a，使得傾斜角度與玻璃板g保持一致，并使得光照度計a完全被玻璃板g遮擋，并且保證灰塵無法直接進入光照計測量點，只能落在玻璃表面；(3)安放光照度計b，使得光度計b完全暴露在陽光下無任何遮擋，并在使用過程中一直保持清潔，測光點不能有灰塵，并與光度計a保持在一定空間范圍內(nèi)，確保光照一致，其它相關(guān)參數(shù)(安裝位置、傾斜角度等)與光照度計a完全相同；(4)通過數(shù)據(jù)采集器采集a數(shù)據(jù)和b數(shù)據(jù)，并上傳至互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器并記錄為va和vb，采集頻率設(shè)為一天3次(此處設(shè)置為8:00,12:00,16:00)每次3幀的定時采集和上傳，通過不同時刻的多組數(shù)據(jù)比較，保證數(shù)據(jù)的正確性，防止太陽光斜射角度變化導(dǎo)致計算誤差(忽略太陽照射角的天變化)；(5)用戶在終端(pc、手機等)輸入檢測值μ，即光照影響達到該數(shù)值時給予告警清洗；(6)后臺服務(wù)器定時從數(shù)據(jù)庫中獲取采集器上傳的數(shù)據(jù)并計算：計算玻璃版g表面干凈時(即首次安裝時)光照度計a與光照度計b在不同時刻(此處設(shè)置為8:00,12:00,16:00)的差值vb-va，并針對每個時間點求出前3次數(shù)據(jù)平均值，記作v0作為基礎(chǔ)值(多個時刻的不同數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中分別存儲)；(7)服務(wù)器定時從數(shù)據(jù)庫中獲取采集器在不同時刻(此處設(shè)置為8:00,12:00,16:00)采集的多個數(shù)據(jù)va和vb，并計算其差值vba＝vb-va，并針對不同時刻多組數(shù)據(jù)計算玻璃板g表面的灰塵對光照的影響減少比例再分別與μ做比較，由于玻璃表面會有一定的灰塵遮擋，所以va會不斷的減小，va與vb的差值不斷增加，μab的數(shù)值也不增加，當(dāng)μab≥μ時(每個時刻有3組數(shù)據(jù)，當(dāng)μab≥μ數(shù)據(jù)超過1組時認為μab≥μ)，說明光照強度已經(jīng)被影響達到或者超過了預(yù)定的數(shù)值，由于玻璃與光伏組件保持物理位置、角度、光照等條件一致，可以斷定此時光伏組件表面灰塵與玻璃表面灰塵基本一致，同時可以認為光伏組件表面的灰塵對組件的影響也達到了預(yù)定數(shù)值，應(yīng)當(dāng)清洗；(8)清洗時應(yīng)當(dāng)光伏組件與玻璃板g一起清洗，使其一致保持同步，并記錄每次清洗日期t，清洗完成后，自動更新每天固定時刻的v0值，減少玻璃損壞以及不同季節(jié)的陽光照射角不同的影響；(9)預(yù)測下次清洗時間：默認為上次清洗時間差值(首次安裝時默認為100天)，隨著落灰的積累，對光照度計a和光照度計b的差值影響，以及用戶定義清洗標(biāo)準(zhǔn)推算下次清洗時間，計算方式如下：當(dāng)前日期td減去上次清洗日期t，得到日期差值d1＝td-t,得到平均每天的光照影響值vdt，并用得到的數(shù)值d測(采用四舍五入方式，當(dāng)d測≤0時，d測＝0)即為距離下次清洗的預(yù)測天數(shù),預(yù)測下次清洗日期為td+d測，距離下次清洗天數(shù)為d測。由于μab會隨著天氣(雨雪等)、環(huán)境變化(風(fēng)沙等)而產(chǎn)生變化，所以d測會不斷的更新，提高預(yù)測精確度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。