一種用于民居光伏系統的自動清洗系統及判斷方法技術方案

本發明專利技術公開了一種用于民居光伏系統的自動清洗系統及判斷方法，系統包括加壓模塊和噴射模塊，以居民家中的自來水、井水或自然湖泊為水源，經過加壓模塊加壓后由噴射模塊噴出，使水滴均勻噴射至光伏組件表面，模擬自然降水，達到清洗的目的，控制模塊包括現場傳感單元、數據采集單元、后臺分析單元和前端控制單元，現場傳感單元實時檢測光伏組件表面清潔程度并將信號傳輸至數據采集單元，數據采集單元采集現場傳感單元的信號并傳遞至后臺分析單元，后臺分析單元經過判斷分析，再發出信號由前端控制單元輸出是否清洗的信號至加壓模塊；本方案能夠通過控制模塊根據實際需求分析，來完成自動清洗的操作智能化、效率最優化。

An automatic cleaning system and judgement method for residential photovoltaic system

The invention discloses an automatic cleaning system and judgment method for a residential photovoltaic system. The system includes a pressure module and a injection module. The water, well water or natural lake in the home is used as the water source. The water droplets are ejected by the injection module after the compression module is pressurized, so that the water droplets are evenly sprayed to the surface of the photovoltaic module. The control module includes the field sensing unit, the data acquisition unit, the background analysis unit and the front end control unit. The field sensing unit detects the surface cleanliness of the photovoltaic module and transfers the signal to the data acquisition unit, and the data acquisition unit collects the signal of the field sensor unit and passes the signal. Back to the background analysis unit, the background analysis unit is judged by the analysis, and then sends out the signal from the front control unit to output whether the signal is cleaned to the pressure module. This scheme can perform the automatic cleaning operation intelligentize and efficiency optimization by the control module according to the actual requirement analysis.

【技術實現步驟摘要】
一種用于民居光伏系統的自動清洗系統及判斷方法
本專利技術屬于民居光伏系統領域，尤其涉及一種用于民居光伏系統的自動清洗系統及判斷方法。
技術介紹
光伏組件是太陽能發電的基本單元，其轉換效率直接影響到太陽能光伏發電系統的發電量。民居光伏系統的光伏組件置于屋頂，長期暴露在外界環境中，灰塵或其它污染物就會附著在光伏組件的表面，會降低其對太陽能的轉換效率，從而影響光伏系統的發電量，嚴重時會導致局部產生熱斑效應，進一步影響光伏組件使用性能及壽命。可見，對光伏組件定期除塵除污非常必要。目前對太陽能光伏系統清洗的傳統做法主要有：一、用水車高壓水槍噴射清洗，該方法的缺點是水資源浪費較大，同時對于寒冷地區，清洗會受到季節溫度影響；二、人工擦拭，該方法的缺點是需要投入較多的人力物力，同時人工作業存在一定的安全隱患。對光伏組件自動清洗的現有技術中，總的來說存在如下幾種方式：一、單純依靠刮、刷、輥等往復運動于組件表面進行除塵，這類做法的弊端是：除塵效果不好，有機械傳動部件，易出現故障，容易造成光伏組件表面劃傷，清潔部件需定期自潔或更換，增加成本投入；二、單純依靠水（雨水）沖刷、噴淋進行組件表面除塵，這類做法的弊端是：清潔介質局限于水（雨水），運行會受到環境溫度限制，北方地區冬季嚴寒，所有材質管路在內部有水的情況下均存在管路凍裂的危險；三、將刮、刷、輥等與水系統結合使用，這類做法的弊端是：結構過于復雜，投資太高，推廣性差。以上三類技術中，在適合的條件下，從清洗效果及投資來看，單純依靠水清洗的性價比最高。但是如何結合最新技術，根據實際需求來完成自動清洗的操作智能化、效率最優化，是本領域技術人員需要解決的問題。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術的第一個目的是采用一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，能夠對于現有的清洗方式進行改進，完成自動清洗的操作智能化；本專利技術的第二個目的是采用一種用于民居光伏系統的自動清洗判斷方法，能夠對于是否清洗進行合理判斷，完成效率最優化。為了完成第一個目的，采用如下的技術方案：一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，包括加壓模塊和噴射模塊，以居民家中的自來水、井水或自然湖泊為水源，經過加壓模塊加壓后由噴射模塊噴出，使水滴均勻噴射至光伏組件表面，模擬自然降水，達到清洗的目的，其特征在于：所述系統還包括控制模塊，所述控制模塊包括現場傳感單元、數據采集單元、后臺分析單元和前端控制單元，現場傳感單元實時檢測光伏組件表面清潔程度并將信號傳輸至數據采集單元，數據采集單元采集現場傳感單元的信號并傳遞至后臺分析單元，后臺分析單元經過判斷分析，再發出信號由前端控制單元輸出是否清洗的信號至加壓模塊。進一步地，所述噴射模塊包括至少一個噴頭，所述噴頭設于光伏組件中心，噴頭可360度自由旋轉。進一步地，所述現場傳感單元包括濕度傳感器和輻照度傳感器。進一步地，所述后臺分析單元和一云端數據庫連接，所述云端數據庫存儲該地區天氣資料歷史數據及該系統的歷史清洗記錄，能夠進行分析對比。進一步地，所述控制模塊還具有告警單元，所述告警單元和后臺分析單元數據傳輸。本專利技術的另一個目的，是提供一種用于民居光伏系統的自動清洗判斷方法，通過上述系統中的后臺分析單元，進行如下方式的判斷分析：分為1）常規清洗和2）輸出功率偏低清洗兩種表征情況，所述1）常規清洗的判斷方式為：1-1）濕度數據采集：現場傳感單元中的濕度傳感器以鄉鎮為單位，在安裝光伏系統的屋頂上，安裝三個濕度傳感器，所述濕度傳感器固定在光伏組件的邊框上，由數據采集單元采集光伏組件周邊范圍的濕度變化的數據，當三個濕度傳感器獲得的濕度數據誤差小于5%且最小濕度值小于80%的情況下，判斷為無雨天氣，每天采集一次數據；當三個濕度傳感器獲得的濕度數據誤差小于5%且最小濕度值大于80%的情況下，則連續采集10次數據，連續采集的時間間隔為15分鐘一次，然后當天不再采集，如果其中有連續三次都大于80%的情況，則判斷有雨；1-2）從云端數據庫中調取清洗記錄，如果從判斷下雨之時起，連續360小時內，沒有發出清洗指令，則由后臺分析單元向前端控制單元發出信號，對加壓模塊發出清洗指令；所述2）輸出功率偏低清洗的判斷方式為：2-1）輻照度數據采集：現場傳感單元中的輻照度傳感器以縣區為單位，在已經安裝光伏系統且采光良好的屋頂上安裝一個輻照度傳感器，根據太陽能輻照強度，換算成1KW太陽能發電系統的標準數據功率曲線，計算每千瓦裝機容量標準日發電量作為參照指標，其中千瓦發電量=輻照強度MJ/4800MJ；2-3）以系統工作年限25年為準，系統效率衰減為每年減少0.8%；標準發電量乘以系統壽命對應的效率衰減系數，得出每千瓦正常日發電量，作為對比值；系統裝機容量乘以每千瓦正常發電量=系統正常日發電量；以數據采集器收集的發電量為系統實際發電量，系數K=系統實際發電量/系統正常發電量，若K小于0.95，屬于系統發電偏低，則由后臺分析單元向前端控制單元發出信號，對加壓模塊發出清洗指令；2-4）橫向對比清洗：通過云端數據庫存儲本系統每千瓦日發電量，并由后臺分析單元與周圍5個系統平均每千瓦發電量進行比較，若小于5%，屬于系統效率偏低，由后臺分析單元向加壓模塊發出清洗指令。進一步地，所述控制模塊還具有告警單元，所述告警單元監控效率提升對比及輸出功率偏低的情況，當發生上述情況時，通過控制模塊發出告警提示，需由運維人員進行現場診斷處理，所述告警單元的判斷方法為：3-1）計算系統的理論效率A0，所述理論效率包括陣列功率衰減因素也計算其中；3-2）計算系統清洗前的實際效率A1，以清洗指令發出時間為準；3-3）計算系統清洗結束36小時后的系統效率A2，若陰雨天則再累加24小時后計算；3-4）通過上述步驟計算得A0至A2，如果A2>1.03A1，表明清洗效果明顯；如果A2<0.95A0，說明系統效率低于正常值，由告警單元發出告警提示。通過上述方案，以居民家中的自來水、井水或自然湖泊為水源，經過加壓模塊加壓后由噴射模塊噴出，使水滴均勻噴射至光伏組件表面，模擬自然降水，達到清洗的目的，控制模塊包括現場傳感單元、數據采集單元、后臺分析單元和前端控制單元，現場傳感單元實時檢測光伏組件表面清潔程度并將信號傳輸至數據采集單元，數據采集單元采集現場傳感單元的信號并傳遞至后臺分析單元，后臺分析單元經過判斷分析，再發出信號由前端控制單元輸出是否清洗的信號至加壓模塊。噴射模塊包括一個噴頭，所述噴頭設于光伏組件中心，噴頭可360度自由旋轉。所述控制模塊還具有告警單元，所述告警單元和后臺分析單元數據傳輸，所述告警單元監控效率提升對比及輸出功率偏低的情況，當發生上述情況時，通過控制模塊發出告警提示，需由運維人員進行現場診斷處理。通過上述系統中的后臺分析單元，進行判斷分析后由后臺分析單元向加壓模塊發出清洗指令。本方案中的自動清洗系統能夠通過控制模塊根據實際需求分析，來完成自動清洗的操作智能化、效率最優化。附圖說明圖1為本專利技術的系統結構示意圖。具體實施方式參見附圖。本實施例的自動清洗系統，包括加壓模塊2和噴射模塊3，所述噴射模塊包括至少一個噴頭5，所述噴頭設于光伏組件中心，噴頭可360度自由旋轉。以居民家中的自來水、井水或自然湖泊為水源1，經過加壓模塊加壓后由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，包括加壓模塊和噴射模塊，以居民家中的自來水、井水或自然湖泊為水源，經過加壓模塊加壓后由噴射模塊噴出，使水滴均勻噴射至光伏組件表面，模擬自然降水，達到清洗的目的，其特征在于：所述系統還包括控制模塊，所述控制模塊包括現場傳感單元、數據采集單元、后臺分析單元和前端控制單元，現場傳感單元實時檢測光伏組件表面清潔程度并將信號傳輸至數據采集單元，數據采集單元采集現場傳感單元的信號并傳遞至后臺分析單元，后臺分析單元經過判斷分析，再發出信號由前端控制單元輸出是否清洗的信號至加壓模塊。

【技術特征摘要】
1.一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，包括加壓模塊和噴射模塊，以居民家中的自來水、井水或自然湖泊為水源，經過加壓模塊加壓后由噴射模塊噴出，使水滴均勻噴射至光伏組件表面，模擬自然降水，達到清洗的目的，其特征在于：所述系統還包括控制模塊，所述控制模塊包括現場傳感單元、數據采集單元、后臺分析單元和前端控制單元，現場傳感單元實時檢測光伏組件表面清潔程度并將信號傳輸至數據采集單元，數據采集單元采集現場傳感單元的信號并傳遞至后臺分析單元，后臺分析單元經過判斷分析，再發出信號由前端控制單元輸出是否清洗的信號至加壓模塊。2.按照權利要求1所述的一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，其特征在于：所述噴射模塊包括至少一個噴頭，所述噴頭設于光伏組件中心，噴頭可360度自由旋轉。3.按照權利要求1所述的一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，其特征在于：所述現場傳感單元包括濕度傳感器和輻照度傳感器。4.按照權利要求1所述的一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，其特征在于：所述后臺分析單元和一云端數據庫連接，所述云端數據庫存儲該地區天氣資料歷史數據及該系統的歷史清洗記錄，能夠進行分析對比。5.按照權利要求1所述的一種用于民居光伏系統的自動清洗系統，其特征在于：所述控制模塊還具有告警單元，所述告警單元和后臺分析單元數據傳輸。6.按照權利要求1-5所述的一種用于民居光伏系統的自動清洗系統判斷方法，其特征在于：通過上述系統中的后臺分析單元，進行如下方式的判斷分析：分為1）常規清洗和2）輸出功率偏低清洗兩種表征情況，所述1）常規清洗的判斷方式為：1-1）濕度數據采集：現場傳感單元中的濕度傳感器以鄉鎮為單位，在安裝光伏系統的屋頂上，安裝三個濕度傳感器，所述濕度傳感器固定在光伏組件的邊框上，由數據采集單元采集光伏組件周邊范圍的濕度變化的數據，當三個濕度傳感器獲得的濕度數據誤差小于5%且最小濕度值小于80%的情況下，判斷為無雨天氣，每天采集一次數據；當三個濕度傳感器獲得的濕度數據誤差小于5%且最小濕度值大于80%的情況下，則連續采集10次數據，連續采集的時間間隔為15分鐘一次，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊堰青，李俊兵，杜亮，張偉偉，孫捕，
申請(專利權)人：杭州淘頂網絡科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33