[发明专利]一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无人机的太阳电池组件热斑监测系统及方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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CCD相机 ，所述CCD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。

本发明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，本发明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