一种可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置的制作方法

1.本发明具体涉及光伏组件领域，具体是一种可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置。


背景技术：

2.因自然环境及周围环境会对光伏组件的表面造成污染，导致系统发电效率降低，需要不定期的对光伏发电项目组件进行局部或全部清洗。为保证组件清洗过程中的人身安全，提高有关清洗工作的质量及效率，延长光伏组件的使用寿命，光伏组件的清洗工具及方法需不断地进行技术革新和进步。
3.现有的清洗方法包括人工干洗或水洗、大型机械清洗或机器人清洗等，其中：
4.人工干洗缺点：不同操作工的力量不同，对组件造成的压力不同，会使得组件变形过大，造成电池片隐裂，干洗组件效果不佳，常常因拖把沾有过多灰尘，在组件表面上留有部分痕迹，造成大面积阴影遮挡；
5.人工水洗的缺点：水压对光伏组件压力过大时会造成电池片的隐裂，而我们过程中无法控制操作人员的喷头水压变化，因为水压越大清洗速度和效果越好；
6.大型机械及机器人清洗缺点：场地环境要求高，不便于大型机械进场，机器人安装难度大，维护和初期建设成本高；
7.因此，需要一种自动化程度高、适用于光伏组件的清洗装置。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置，包括设置在光伏组件上的清洗矩阵，所述清洗矩阵均连接网关，网关通过网络连接清洗矩阵运管平台和光伏电站运维平台，所述清洗矩阵运管平台和光伏电站运维平台均连接控制系统；所述网关连接对应的清洗矩阵，采集清洗矩阵的状态参数并向清洗矩阵转发工作控制指令，执行对光伏组件的清洗动作；所述控制系统从光伏电站运维平台获取历史发电数据及相关环境参数，计算各光伏组件的实际发电量与标准发电量的偏差，以及光伏组件清洁度监测传感数据变化情况，计算确定当前光伏组件的清洗指数，在清洗指数达到设定标准时，在非发电时段向网关传递清洗指令；所述控制系统中对清洗指数的计算包括对电量分析的间接算法和对灰尘监测的直接算法。
11.更进一步的方案：所述清洗矩阵与光伏组件对应设置，清洗矩阵中包括若干个阵列排布的清洗水龙头和设置在清洗水龙头的电磁控制阀，所述电磁控制阀均连接对应网关连接的控制器，控制清洗水龙头的出水清洗时长和清洗水压。
12.更进一步的方案：所述清洗矩阵和网关之间通过lora进行通讯。
13.更进一步的方案：所述清洗矩阵和网关之间的lora通讯数据均为加密传输数据。
14.更进一步的方案：清洁度的间接算法包括以下步骤：
15.1、清洗矩阵运管平台从光伏电站运维平台获取每个组件的发电量一个计算周期内信息；
16.2、单独计算每个组件的周期内发电量，进行电量分析；
17.3、判断发电量是否偏低，如果偏低，就进入下一步；否则，就返回继续下一周期的发电量获取及计算；
18.4、读取实时的气象参数，对比相关标准，准备下一步的清洗指数计算；
19.5、清洗指数计算，计算相应气象条件下的标准发电量，对比实际发电量，当发电量相差2％以上，即可进入清洗步骤；否则，就返回继续下一周期的发电量获取及计算；
20.6、当步骤5中实际发电量跟标准发电量相差2％以上时，开启清洗矩阵对光伏组件进行清洗，清洗指数越高，开启水压及时长相应增大及延长。
21.更进一步的方案：清洁度的直接算法，包括以下步骤：
22.1、清洗矩阵运管平台从光伏电站运维平台获取每个组件计算周期内的清洁度原始信息；
23.2、根据清洁度原始信息单独计算每个组件的周期内清洁度，进行清洁度分析；
24.3、判断清洁度是否偏低，如果偏低，就进入下一步；否则，就返回继续下一周期的清洁度获取及计算；
25.4、清洗指数计算，计算相应清洁度条件下的清洗指数是否达标，如果达标，即可进入清洗步骤，否则，就返回继续下一周期的清洁度原始信息的获取及计算；
26.5、开启清洗矩阵对光伏组件进行清洗，清洗指数越高，开启水压及时长相应增大及延长。
27.更进一步的方案：所述lora通讯可替换为wifi，4g，3g，蓝牙，plc电力线载波，zigbee无线传输技术中的一种或多种组合使用。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.本发明通过部署光伏组件清洗矩阵，可根据各组件发电量或其他光伏组件清洁度监测装置计算光伏组件清洗权值，系统根据权值设定清洗矩阵装置的每个点位最合适的清洗水压和时长，并在夜间自动对光伏组件分区域、水压和时长进行清洗，不需要人工干预。
30.且系统通过间接算法和直接算法相结合，具备自主优化能力，可以根据清洗水压及时长、清洗后一个周期内的发电量情况及对灰尘的周期监测，按清洗矩阵单元自主调整清洗周期，清洗水压及时长参数，逐步收敛达到最佳清洗参数配置，本发明结构简单、实用性强、易于使用和推广。
附图说明
31.图1为可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置的结构示意图。
32.图2为可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置的系统框图。
33.图3为可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置中间接算法的示意图。
34.图4为可远程控制的光伏组件清洗矩阵装置中直接算法的示意图。
35.图中：1、清洗矩阵运管平台；2、光伏电站运维平台；3、网关；4、清洗矩阵。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1～4，本发明实施例中，一种可远程控制的光伏组件清洗矩阵4装置，包括若干个清洗矩阵4，所述清洗矩阵4与光伏组件相对应，所述清洗矩阵4均连接网关3，网关3通过网络连接清洗矩阵运管平台1和光伏电站运维平台2，所述清洗矩阵运管平台1和光伏电站运维平台2均连接控制系统。
38.所述网关3连接对应的清洗矩阵4，采集清洗矩阵4的状态参数并向清洗矩阵4转发工作控制指令，执行对光伏组件的清洗动作，所述网关3为若干个，分别为t1、t2
……
tm，所述清洗矩阵4同样为若干个，分别为a1、a2
……
an，其中网关3可以与清洗矩阵4一一对应，可以同一个网关3连接不止一个清洗矩阵4或多个网关3连接同一个清洗矩阵4，当多个网关3连接同一个清洗矩阵4时，对清洗矩阵4中的具体清洗单元分区域控制，互不干涉。
39.所述控制系统从光伏电站运维平台2获取历史发电数据及相关环境参数，计算各光伏组件的实际发电量与标准发电量的偏差，以及光伏组件清洁度监测传感数据变化情况，计算确定当前光伏组件的清洗指数，在清洗指数达到设定标准时，在非发电时段向网关3传递清洗指令，尤其在夜间进行清洁工作，不影响光伏组件的正常工作。
40.所述控制系统中对清洗指数的计算包括对电量分析的间接算法和对灰尘监测的直接算法。
41.其中间接算法包括以下步骤：
42.1、清洗矩阵运管平台1从光伏电站运维平台2获取每个组件的发电量一个计算周期内信息；
43.2、单独计算每个组件的周期内发电量，进行电量分析；
44.3、判断发电量是否偏低，如果偏低，就进入下一步；否则，就返回继续下一周期的发电量获取及计算；
45.4、读取实时的气象参数，对比相关标准，准备下一步的清洗指数计算；
46.5、清洗指数计算，计算相应气象条件下的标准发电量，对比实际发电量，当发电量相差2％以上，即可进入清洗步骤；否则，就返回继续下一周期的发电量获取及计算；
47.6、当步骤5中实际发电量跟标准发电量相差2％以上时，开启清洗矩阵4对光伏组件进行清洗，清洗指数越高，开启水压及时长相应增大及延长。
48.其中直接算法包括以下步骤：
49.1、清洗矩阵运管平台1从光伏电站运维平台2获取每个组件计算周期内的清洁度原始信息；
50.2、根据清洁度原始信息单独计算每个组件的周期内清洁度，进行清洁度分析；
51.3、判断清洁度是否偏低，如果偏低，就进入下一步；否则，就返回继续下一周期的清洁度获取及计算；
52.4、清洗指数计算，计算相应清洁度条件下的清洗指数是否达标，如果达标，即可进入清洗步骤，否则，就返回继续下一周期的清洁度原始信息的获取及计算；
53.5、开启清洗矩阵4对光伏组件进行清洗，清洗指数越高，开启水压及时长相应增大及延长。
54.清洁度的间接算法和直接算法同时进行，当间接算法或直接算计算的清洁度达到清洗标准时，清洗矩阵41工作，对光伏组件进行清洗，当间接算法和直接算法的清洁度都达到清洗标准时，开启水压及时长相应增大及延长。
55.所述清洗矩阵4中包括若干个阵列排布的清洗水龙头和设置在清洗水龙头的电磁控制阀，所述电磁控制阀均连接对应网关3连接的控制器，控制清洗水龙头的出水清洗时长和清洗水压。
56.所述所述清洗矩阵4和网关3之间通过lora进行通讯，lora是远距离无线电(long range radio)，它的特点是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍；为保证系统和全链路数据安全性，清洗矩阵4和网关3之间、网关3和清洗矩阵运管平台1之间数据均加密传输数据。
57.此外，所述lora通讯可替换为wifi，4g，3g，蓝牙，plc电力线载波，zigbee无线传输技术中的一种或多种组合使用，满足不同场合的使用需求。
58.本发明通过部署光伏组件清洗矩阵4，可根据各组件发电量或其他光伏组件清洁度监测装置计算光伏组件清洗权值，系统根据权值设定清洗矩阵4装置的每个点位最合适的清洗水压和时长，并在夜间自动对光伏组件分区域、水压和时长进行清洗，不需要人工干预。
59.且系统通过间接算法和直接算法相结合，具备自主优化能力，可以根据清洗水压及时长、清洗后一个周期内的发电量情况及对灰尘的周期监测，按清洗矩阵4单元自主调整清洗周期，清洗水压及时长参数，逐步收敛达到最佳清洗参数配置。
60.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
61.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。