[发明专利]一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统及方法

说明书

一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统及方法，其系统包括测量系统和吹灰系统，测量系统包括积灰模拟平台、滑轨、电容数字转换器、上位机以及电子显微测距仪，滑轨包括两根y轴滑轨和一根x轴滑轨，x轴滑轨上滑动连接有位置调节器，位置调节器前端固定安装有电容传感器探头，其测量方法为，在积灰模拟平台上形成积灰厚度随时间连续变化的灰垢层，测量积灰模拟平台与电容传感器探头之间的电容值，再测量积灰模拟平台的积灰厚度值，上位机获取积灰厚度与电容值的拟合标定对照曲线，进而通过现场测得的电容值来直接反应得出光伏电池板的积灰厚度，本发明较传统人工巡检、图像识别及时间预测等方法，具有更高的检测精度及更快的响应速度。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，特别是一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统及方法。

背景技术

由于太阳能资源分布，我国集中式光伏电站大多分布于西北、华北和东北(“三北”)地区，但“三北”地区又是典型的风沙大、扬尘多的缺水或少水地带，光伏发电系统长期运行后其电池板面覆盖灰尘形成积灰，积灰降低光伏玻璃透光率将导致巨大的经济损失。光伏电池板表面积灰严重将会对光伏发电系统的安全运行带来多重危害，积灰破坏了光伏电池板热平衡，导致板面局部过热产生“热斑效应”，减少光伏电池板使用寿命；积灰累计增加造成光伏发电预测系统误差，影响预测系统精度及安全经济并网。因此，及时准确的判断光伏电池板表面积灰厚度的变化，对大型光伏电站光伏电池板智能清洗、高效运行和经济运维具有重要的指导意义。

然而，光伏电站现场普遍依据运维人员的经验和人工观测方法来定性分析积灰状态，部分智能化程度较高的光伏电站采用高清图像识别分析的方法代替肉眼进行观测，虽然提高了检测效率，但对于光伏板积灰厚度的直接测量结果无法达到精确定量评估，从而对现场运维指导造成一定误差。

发明内容

本发明的目的在于克服传统光伏电池板积灰厚度检测精度的不足，提供一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统及方法，借助电容检测法响应速度快、识别精度高等特点，克服人工巡检及图像分析过程中出现的检测不及时、检测误差较大等问题，实现对光伏板积灰厚度的精确识别与定量评估，以解决上述技术背景中所提出的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统，包括测量系统和吹灰系统，所述测量系统包括积灰模拟平台、滑轨、电容数字转换器、上位机以及电子显微测距仪，所述滑轨包括两根y轴滑轨和一根x轴滑轨，所述两根y轴滑轨分别通过支架固定于积灰模拟平台的左右两侧，所述x轴滑轨通过滑块滑动连接在两根y轴滑轨之间，x轴滑轨上还滑动连接有位置调节器，位置调节器前端固定安装由电容传感器探头，所述电容数字转换器与电容传感器探头电连接，所述电子显微测距仪和电容数字转换器通过数据通讯总线与所述上位机电连接；

积灰模拟平台包括盖板、屏蔽罩以及绝缘保护外壳，所述盖板包括EVA胶膜、钢化玻璃面板以及电容铜箔极板，所述EVA胶膜、钢化玻璃面板以及电容铜箔极板从上至下贴合安装在屏蔽罩上，屏蔽罩贴合安装在绝缘保护外壳上；

所述吹灰系统包括吹灰风机、送灰器以及送灰通道，所述送灰器包括进灰端、进风端以及送灰通道9，所述进灰端和进风端分别与所述送灰通道连通，所述吹灰风机设置在进风端，送灰通道的出口设置在积灰模拟平台的正上方。

进一步的，所述电容传感器探头包括探头绝缘保护外壳，探头绝缘保护外壳内设有探头极板屏蔽罩，探头绝缘保护外壳和探头极板屏蔽罩内分别设有环氧树脂绝缘层，探头绝缘保护外壳还设有PTFE绝缘防护涂层，探头极板屏蔽罩内设有探头电极板，探头电极板连接有数据屏蔽线。

进一步的，所述x轴滑轨和位置调节器上分别设有伺服电机，所述上位机通过RS485通讯连接的方式与所述伺服电机连接，并控制x轴滑轨沿y轴方向来回滑动以及位置调节器沿x轴方向来回滑动。

进一步的，所述屏蔽罩和绝缘保护外壳的一侧设有过线孔。