[发明专利]一种高效发电的光伏绿化复合系统控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑光伏与绿化复合领域，具体地说是一种高效发电的光伏绿化复合系统控制方法。

背景技术

光伏绿化复合屋面将光伏板和屋面绿化按照上下分层复合，即在屋面绿化层上安装太阳能光伏组件，有效地提高了屋面资源的利用率，使建筑物屋面具有绿化和光伏发电的双重功能。

但光伏绿化复合屋面在应用时也存在一些问题，如光伏板升温问题，光伏板温度越高，其发电效率就越低，光伏板的温度夏季时有50-60°C，冬季时有20-30°C，如何降低光伏背板温度以提高光伏组件发电效率是当前十分重要的研究内容。目前对光伏组件背板的降温和余热回收已有很多的研究，如在光伏组件背板设置冷水管进行余热回收和降温，冷水管余热回收主要用于提供热水，该技术虽然较好的解决了光伏组件背板升温问题且对光伏组件的余热进行了回收，但其回收效率较低，且需要大量的冷水，回收的大量热水只能应用在大量需要热水的场合，应用范围小，此外，为光伏板降温的水冷装置成本也较高，导致光伏板水冷回收技术应用不广泛。

在光伏绿化复合系统中，虽然光伏板下方的绿化植物经常要进行滴灌，但现有技术往往独立运行，将滴灌技术用于光伏板背面降温的研究还较少。

专利号为2017106037272，名称为“一种用于光伏复合屋于光伏水系统及节水方法与绿化复合屋面的节水系统及节水方法”的发明申请专利公开了提供一种用于光伏与绿化复合屋面的节水系统及节水方法，该专利通过在光伏板两侧设置侧向导水槽、下部设置集水槽、上部设置清洗装置和背面设置上部滴灌管网，使清洗光伏板的水用于滴灌绿化植物，节约了水资源，同时，设置在光伏板背面的上部滴灌管网可降低光伏板温度，提高光伏板的发电效率。上述专利虽然公开了将植物滴灌技术用于光伏板背面降温，但在实际应用中效果一般，这是由于植物每天根据土壤湿度进行滴灌的时间较少，一般为1~2小时，且有时几天才进行滴灌，而光伏板不同时间段的升温对其发电效率的影响也各不相同，图1为某日光伏板不同时刻的阳光照度、背板温度、发电功率及发电效率曲线图，从图中可以看出，

在一定的板温范围内，即使板温不断的升高，光伏板的发电效率随太阳总辐射的上升而升高，此情况下太阳总辐射的影响大于板温的影响，当板温升高到一定的范围，即使太阳总辐射上升，光伏组件的发电效率随背板温度的上升而下降，此情况下板温的影响大于太阳总辐射的影响。

通过上述情况可知，植物滴灌如果处于太阳总辐射的影响大于板温的影响阶段，虽然降低了光伏板的温度，但对光伏板的发电功率和发电效率影响较小，此外，如果植物滴灌在辐照强度较低且发电功率较低时滴灌，光伏板的降温对其发电功率和发电效率的提高也较少。如何将有限的滴灌时间最大化地提升光伏板的发电效率和发电功率，现有技术缺乏相应的控制技术研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种高效发电的光伏绿化复合系统控制方法，当太阳辐射强度较大而光伏板发电效率又因温度身高降低时，通过控制设置在光伏板背面的滴灌管网滴灌进行降温，在保证植物正常生长的情况下，有效提高光伏板发电效率。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种光伏与绿化复合系统的控制方法，所述控制方法包括：

设置时间阀值，时间阀值分为“第一滴灌阀值”和“第二滴灌阀值” ，所述“第二滴灌阀值”包括“第二时间起点” 和“第二时间终点”；

判断当前时间处于的时间阀值；

当所述当前时间处于“第一滴灌阀值”时，检测绿化植物的土壤湿度，检测光伏板的太阳辐射强度；

将所述土壤湿度与第一预设土壤湿度、第二预设土壤湿度进行比较，将所述太阳辐射强度与第一预设辐射强度进行比较，将当前时间与“第二时间起点”的时间差与预设时间差进行比较，以确定所述控制阀和水泵运行的工作模式，并控制所述水泵和控制阀根据工作模式执行对应的操作；

当所述当前时间处于“第二滴灌阀值”时，检测绿化植物的土壤湿度、太阳辐射强度和发电功率，根据太阳辐射强度、光伏板面积和发电功率计算光伏板的发电效率；

将所述土壤湿度与第三预设土壤湿度进行比较，将所述太阳辐射强度分别与第二预设辐射强度、第三预设辐射强度进行比较，将所述发电效率与预设发电效率进行比较，以确定所述控制阀和水泵运行的工作模式，并控制所述水泵和控制阀根据工作模式执行对应的操作。