[发明专利]一种防止光伏系统过量积雪的智能化雪系统

说明书

本发明涉及一种防止光伏系统过量积雪的智能化雪系统，包括若干个光伏组件组串、光伏逆变器以及电网接入开关柜，所述光伏组件组串包括若干个光伏组件，若干个所述光伏组件通过化雪控制器与光伏逆变器连接，所述化雪控制器和光伏逆变器均与电网接入开关柜连接，且光伏组件上安装有积雪传感器和温度传感器，积雪传感器和温度传感器均与化雪控制器连接，所述积雪传感器用于检测光伏组件上的积雪量。该防止光伏系统过量积雪的智能化雪系统，化雪效率高，化雪时间短，可以有效防止冬季屋顶积雪而出现因负载过量屋顶垮塌的风险，适用于高纬度地区的光伏系统快速化雪，也适用于地面集中式光伏电站和户用屋顶光伏系统。

技术领域

本发明属于光伏发电及其控制技术领域，具体涉及一种防止光伏系统过量积雪的智能化雪系统。

背景技术

布置于中高纬度地区的光伏发电系统，如光伏屋顶、光伏充电车棚、太阳能充电桩等，在冬季面临大规模的降雪，存在光伏板或屋顶横梁承重突然增大的安全性问题，尤其是中纬度地区的屋顶光伏系统，因冬季短暂，在装机前没考虑到冬季积雪带来的额外承重需求，如果冬季降雪过大，极易引发屋顶的垮塌，造成无法挽回的经济损失。而传统的除雪、防雪方式主要依赖人工清扫。采用人工的方式不仅费时费力、成本高，而且屋顶作业存在安全隐患，光伏板局部承重过大还可能导致光伏组件的隐裂，降低光伏板的使用寿命。

国内有利用光伏并网光伏逆变器反向给光伏组件加热化雪的报道，但其由于没有升压装置，电压较低且电流较小，导致其化雪效率低，用时较长，无法满足快速化雪防止屋顶过量积雪的需求，且不适用于大规模的光伏发电系统。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的防止光伏系统过量积雪的智能化雪系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种防止光伏系统过量积雪的智能化雪系统，包括若干光伏组件组串、光伏逆变器以及电网接入开关柜，所述光伏组件组串包括若干个光伏组件，若干个所述光伏组件通过化雪控制器与光伏逆变器连接，所述化雪控制器和光伏逆变器均与电网接入开关柜连接，且光伏组件上安装有积雪传感器和温度传感器，积雪传感器和温度传感器均与化雪控制器连接，所述积雪传感器用于检测光伏组件上的积雪量，所述温度传感器用于检测光伏组件的表面温度；

所述化雪控制器包括控制单元和功率单元；

所述控制单元包括中央处理器、通讯模块、PWM调节模块和数据采集模块，所述功率单元包括切换开关、交流整流模块、升压模块和检测模块，所述中央处理器用于信号采集、数据运算处理、输出控制和信息传输，所述通讯模块用于数据传输和远程控制管理，所述数据采集模块用于采集积雪传感器和温度传感器的数据，所述PWM调节模块用于控制加热功率，所述交流整流模块用于将电网输出的交流电转换为直流电，所述升压模块用于提升交流整流模块输出直流电的电压值，所述升压模块和光伏组件连接，所述切换开关用于连接和断开光伏逆变器。

作为本发明的进一步优化方案，所述积雪传感器包括设于光伏组件上的标尺立柱以及设于标尺立柱上的传感器。

作为本发明的进一步优化方案，所述传感器与标尺立柱之间通过连接件可拆卸式连接，所述传感器为激光传感器或超声波传感器或红外光传感器。

作为本发明的进一步优化方案，所述传感器和温度传感器均通过数据采集模块与中央处理器连接，所述中央处理器与移动终端之间通过通讯模块连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述光伏逆变器和化雪控制器均通过控制开关与电网接入开关柜连接，控制开关均与中央处理器连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述交流整流模块将电网接入开关柜输出的380V交流电转换为480V直流电，所述升压模块将交流整流模块输出的480V直流电转换为1000V/5～20A的直流电。