一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站
阅读：930发布：2023-12-21
专利汇可以提供一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 公开了一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站，其中，该获取设备包括内部封装有参考 电池 片及与参考电池片相连的焊带、按照 角 度与光伏电站中包含的光伏组件的安装角度相同的参考光伏组件，其中，参考电池片与光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，参考光伏组件的封装方式与光伏组件的封装方式相同；设置在参考光伏组件的背面、与焊带相连的连接件；通过连接件与参考光伏组件相连、用于测量参考光伏组件的 短路 电流 和 温度 ，以得到辐照强度的测量装置。本申请公开的上述技术方案，可以降低测量到的辐照强度与光伏电站中光伏组件接收到的有效辐照强度之间的偏差，从而可以降低辐照强度对光伏电站运行情况评估和分析所造成的影响。，下面是一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站专利的具体信息内容。
1.一种光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，包括：
内部封装有参考电池片及与所述参考电池片相连的焊带、安装角度与光伏电站中包含的光伏组件的安装角度相同的参考光伏组件，其中，所述参考电池片与所述光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，所述参考光伏组件的封装方式与所述光伏组件的封装方式相同；
设置在所述参考光伏组件的背面、与所述焊带相连的连接件；
通过所述连接件与所述参考光伏组件相连、用于测量所述参考光伏组件的短路电流和温度，以得到辐照强度的测量装置。
2.根据权利要求1所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述参考光伏组件中还包括：
设置在所述参考电池片四周且均与所述参考电池片间隔预设距离的切片电池片；
其中，所述切片电池片与所述焊带之间进行绝缘连接，所述切片电池片为对与所述光伏电池片属于同一类型的电池片进行切割得到的小片电池片。
3.根据权利要求2所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述连接件为接线盒或雷莫接头。
4.根据权利要求1所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述测量装置包括：
用于与所述参考光伏组件相串联的第一电阻；其中，所述第一电阻的阻值小于第一阈值；
用于获取所述参考光伏组件的温度的温度检测电路；
与所述第一电阻的两端及所述温度检测电路相连、用于对所述第一电阻两端的第一电压进行转换，通过转换后的所述第一电压及所述温度得到所述辐照强度的模数转换处理器。
5.根据权利要求4所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述温度检测电路包括：
用于与第二个参考光伏组件相串联的第二电阻、第三电阻；其中，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值之和大于第二阈值；
其中，所述模数转换处理器与所述第三电阻的两端相连，用于对所述第三电阻两端的第二电压进行转换，以通过转换后的所述第二电压得到第二个所述参考光伏组件的温度。
6.根据权利要求4所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述温度检测电路为温度传感器。
7.根据权利要求6所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述温度传感器为PT100温度传感器。
8.根据权利要求1所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，还包括：
与所述测量装置相连、用于对所述辐照强度进行显示的显示装置。
9.根据权利要求8所述的光伏电站环境数据获取设备，其特征在于，所述显示装置为LED显示屏。
10.一种光伏电站，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的光伏电站环境数据获取设备。
一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站
技术领域
背景技术
[0002] 随着光伏发电技术的发展，光伏电站的装机容量也在不断地增加，对光伏电站的运行情况进行评估和分析是光伏行业重要课题之一。在光伏电站运行过程中，由于气象辐照水平等环境数据对光伏电站的发电量具有一定的影响，因此，在对光伏电站的运行情况进行评估和分析时，除了直观地分析发电量之外，收集环境数据也具有重要意义。
[0003] 目前，常利用辐照测试仪来获取光伏电站的辐照强度，其多是基于热电堆传感器进行辐照强度测试，并且多为圆形结构。在进行辐照强度测试时，由于辐照测试仪的结构与光伏组件的结构并不相同，则使得光线在辐照测试仪上的入射角响应与光线在光伏组件上的入射角响应并不相同，而且由于热电堆传感器与光伏电站中的光伏组件存在较大的光谱响应差异，因此，最终则会导致利用辐照测试仪所获取到的辐照强度与光伏电站中光伏组件实际所接收到的辐照强度(即有效辐照强度)存在较大的偏差，从而会对光伏电站运行情况的评估和分析造成一定的影响。
[0004] 综上所述，如何降低测量到的辐照强度与光伏电站中光伏组件接收到的有效辐照强度之间的偏差，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。实用新型内容
[0005] 有鉴于此，本申请的目的是提供一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站，以降低测量到的辐照强度与光伏电站中光伏组件接收到的有效辐照强度之间的偏差。
[0006] 为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007] 一种光伏电站环境数据获取设备，包括：
[0008] 内部封装有参考电池片及与所述参考电池片相连的焊带、安装角度与光伏电站中包含的光伏组件的安装角度相同的参考光伏组件，其中，所述参考电池片与所述光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，所述参考光伏组件的封装方式与所述光伏组件的封装方式相同；
[0009] 设置在所述参考光伏组件的背面、与所述焊带相连的连接件；
[0011] 优选的，所述参考光伏组件中还包括：
[0012] 设置在所述参考电池片四周且均与所述参考电池片间隔预设距离的切片电池片；
[0013] 其中，所述切片电池片与所述焊带之间进行绝缘连接，所述切片电池片为对与所述光伏电池片属于同一类型的电池片进行切割得到的小片电池片。
[0014] 优选的，所述连接件为接线盒或雷莫接头。
[0015] 优选的，所述测量装置包括：
[0017] 用于获取所述参考光伏组件的温度的温度检测电路；
[0019] 优选的，所述温度检测电路包括：
[0020] 用于与第二个参考光伏组件相串联的第二电阻、第三电阻；其中，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值之和大于第二阈值；
[0021] 其中，所述模数转换处理器与所述第三电阻的两端相连，用于对所述第三电阻两端的第二电压进行转换，以通过转换后的所述第二电压得到第二个所述参考光伏组件的温度。
[0022] 优选的，所述温度检测电路为温度传感器。
[0023] 优选的，所述温度传感器为PT100温度传感器。
[0024] 优选的，还包括：
[0025] 与所述测量装置相连、用于对所述辐照强度进行显示的显示装置。
[0026] 优选的，所述显示装置为LED显示屏。
[0027] 一种光伏电站，包括如上述任一项所述的光伏电站环境数据获取设备。
[0028] 本申请提供了一种光伏电站环境数据获取设备及光伏电站，其中，该获取设备包括内部封装有参考电池片及与参考电池片相连的焊带、安装角度与光伏电站中包含的光伏组件的安装角度相同的参考光伏组件，其中，参考电池片与光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，参考光伏组件的封装方式与光伏组件的封装方式相同；设置在参考光伏组件的背面、与焊带相连的连接件；通过连接件与参考光伏组件相连、用于测量参考光伏组件的短路电流和温度，以得到辐照强度的测量装置。
[0029] 本申请公开的上述技术方案，设置一参考光伏组件及与参考光伏组件相连的测量装置，由于参考光伏组件的封装方式及安装角度均与光伏电站中的光伏组件相同，而且由于参考光伏组件所包含的参考电池片与光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，因此，则可以使得参考光伏组件与光伏电站中的光伏组件具有相一致的入射角响应和光谱响应，从而可以降低测量到的辐照强度与光伏电站中光伏组件接收到的有效辐照强度之间的偏差，进而可以降低辐照强度对光伏电站运行情况评估和分析所造成的影响。附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0031] 图1为本申请实施例提供的参考光伏组件的正面示意图；
[0032] 图2为本申请实施例提供的参考光伏组件的背面示意图；
[0033] 图3为本申请实施例提供的双面参考光伏组件的背面示意图；
[0034] 图4为本申请实施例提供的通过参考光伏组件以及辐照仪分别进行辐照度测量的示意图；
[0035] 图5为本申请实施例提供的一种测量装置的结构示意图；
[0036] 图6为本申请实施例提供的另一种测量装置的结构示意图；
[0037] 图7为本申请实施例提供的另一种测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0038] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0039] 参见图1和图2，其中，图1示出了本申请实施例提供的参考光伏组件的正面示意图，图2示出了本申请实施例提供的参考光伏组件的背面示意图。本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，可以包括：
[0040] 内部封装有参考电池片11及与参考电池片11相连的焊带12、安装角度与光伏电站中包含的光伏组件的安装角度相同的参考光伏组件1，其中，参考电池片11与光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，参考光伏组件1的封装方式与光伏组件的封装方式相同；
[0041] 设置在所述参考光伏组件1的背面、与所述焊带12相连的连接件2；
[0042] 通过连接件2与参考光伏组件1相连、用于测量参考光伏组件1的短路电流和温度，以得到辐照强度的测量装置。
[0043] 本申请所提供的光伏电站环境数据获取设备可以包括参考光伏组件1、设置在参考光伏组件1的背面与参考光伏组件1中所封装的焊带12相连的连接件2、通过连接件2与参考光伏组件1相连的测量装置。其中，参考光伏组件1内部除了封装有焊带12之外，还封装有与焊带12相连的参考电池片11；测量装置用于测量参考光伏组件1的短路电流和温度，以通过短路电流和温度得到辐照强度。其中，为了尽量避免连接件2对参考光伏组件1的工作温度造成影响，则连接件2不能安装在参考光伏组件1的正背面，即连接件2安装在除参考光伏组件1正背面之外的区域中。具体可以参见图2和图3，图2中所示出的为单面参考光伏组件1(即其中所包含的参考电池片11为单面电池片)的背面示意图，图3示出了本申请实施例提供的双面参考光伏组件的背面示意图，连接件2均未位于参考电池片11的正背面，其中，双面参考光伏组件即为其中所包含的参考电池片11为双面电池片的参考光伏组件1。
[0044] 参考光伏组件1的封装方式与光伏电站中光伏组件的封装方式相同，具体地，封装方式相同指的是组件正面(即光照面)所用的玻璃类型、组件的厚度、封装所用胶膜(例如均用EVA进行封装)、组件背面所用背板类型等均相同，以减少因封装方式不同而对入射光线所造成的影响，并使得参考光伏组件1与光伏电站中的光伏组件具有相似的温度特性等性能，从而减少对辐照强度测试所造成的影响。而且参考光伏组件1的安装角度与光伏电站中的光伏组件的安装角度相同，以使得参考光伏组件1与光伏电站中的光伏组件具有相似的入射角响应。另外，参考光伏组件1中所包含的参考电池片11与光伏组件中所包含的光伏电池片为同一类型的电池片(例如均为N型晶硅电池片或者P型晶硅电池片等，并且均为单面电池片或双面电池片)，以使得参考光伏组件1与光伏电站中的光伏组件具有相似的光谱响应。其中，参考电池片11与光伏组件中所包含的光伏电池片可以由同一个组件生厂商提供(即参考电池片11可以从光伏组件所使用的光伏电池片中获取得到)，以使得参考电池片11和光伏电池片具有相似的参数数据，从而减少参数数据对辐照强度获取所造成的影响。除此之外，参考电池片11可以与光伏电池片具有相似的脏污度，以减少因脏污度不同而给光线入射所造成的影响。
[0045] 另外，需要说明的是，为了避免参考光伏组件1在工作过程中因接收光照衰减处于不稳定状态而对辐照强度的获取过程造成影响，则可以预先对封装好的参考光伏组件1进行充分光照(具体可以在光照量大于200kWh情况下进行光照)，以使其衰减而处于稳定状态。
[0046] 参见图4，其示出了本申请实施例提供的通过参考光伏组件以及辐照仪分别进行辐照度测量的示意图，其中，横坐标代表通过辐照仪得到的辐照强度，纵坐标代表通过本申请的获取设备得到的辐照强度，图中的离散点代表的是上述两种数据，图中的直线是对离散点进行拟合得到的，由图可知，其具有较好的拟合度，也就是说，本申请所提供的获取设备可以实际用来测量光伏电站的辐照强度。另外，由于通过本申请上述所提及的设置可以让光伏电站环境数据获取设备中所包含的参考光伏组件1与光伏电站中的光伏组件具有相似的光谱响应、入射角响应，因此，通过测量装置所得到的辐照强度与光伏电站中的光伏组件接收到的有效辐照强度则比较接近，即可以减小两者之间的偏差，从而可以利用测量得到的辐照强度对光伏电站的运行情况进行更加准确地评估和分析。
[0047] 本申请公开的上述技术方案，设置一参考光伏组件及与参考光伏组件相连的测量装置，由于参考光伏组件的封装方式及安装角度均与光伏电站中的光伏组件相同，而且由于参考光伏组件所包含的参考电池片与光伏组件中的光伏电池片为同一类型的电池片，因此，则可以使得参考光伏组件与光伏电站中的光伏组件具有相一致的入射角响应和光谱响应，从而可以降低测量到的辐照强度与光伏电站中光伏组件接收到的有效辐照强度之间的偏差，进而可以降低辐照强度对光伏电站运行情况评估和分析所造成的影响。
[0048] 本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，参考光伏组件1中还可以包括：
[0049] 设置在参考电池片11四周且均与参考电池片11间隔预设距离的切片电池片13；
[0050] 其中，切片电池片13与焊带12之间进行绝缘连接，切片电池片13为对与光伏电池片属于同一类型的电池片进行切割得到的小片电池片。
[0051] 在对参考光伏组件1进行封装时，可以按照IEC 60904-2标准中“多电池封装下单一参考电池片”的方式进行排版，即可以在参考电池片11的四周均设置切片电池片13，其中，切片电池片13与参考电池片11间隔预设距离(预设距离可以预先根据光伏组件中相邻两个光伏电池片之间的距离进行设置)，以使得参考电池片11的光学环境与光伏组件中的光伏电池片的光学环境尽可能地相接近，从而提高辐照度测试的准确性。
[0052] 需要说明的是，当在参考电池片11的四周设置切片电池片13时，只有参考电池片11与焊带12进行连接(在此具体指的是导电连接)，而切片电池片13则与焊带12之间进行绝缘连接，以避免因切片电池片13与焊带12进行导电连接将而将自身在光照情况下所产电流通过焊带12及连接件2发送给测量装置，从而提高辐照度获取的准确性。
[0053] 其中，切片电池片13为对与光伏电池片属于同一类型的电池片进行切割得到的小片电池片，具体可以对用于制备光伏组件的光伏电池片和/或用于制备参考光伏组件1的参考电池片11进行切割得到的小片电池片。需要说明的是，切片电池片13的尺寸可以根据实际需要进行设置，在此对切片电池片13的尺寸不做任何限定。
[0054] 当然，也可以采用“单一参考电池片”(即不在参考电池片11的四周设置切片电池片13)的封装方式进行封装，本申请对此不做任何限定。
[0055] 本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，连接件2可以为接线盒或雷莫接头。
[0056] 用于与焊带12及测量装置相连的连接件2具体可以为接线盒或者雷莫接头，以便于实现参考光伏组件1与测量装置之间的连接。
[0057] 参见图5，其示出本申请实施例提供的一种测量装置的结构示意图。本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，测量装置可以包括：
[0058] 用于与参考光伏组件1相串联的第一电阻R1；其中，第一电阻R1的阻值小于第一阈值；
[0059] 用于获取参考光伏组件1的温度的温度检测电路；
[0060] 与第一电阻R1的两端及温度检测电路相连、用于对第一电阻R1两端的第一电压进行转换，通过转换后的第一电压及温度得到辐照强度的模数转换处理器31。
[0061] 测量装置可以包括第一电阻R1、温度检测电路、模数转换处理器31。
[0062] 其中，第一电阻R1的阻值小于第一阈值，以使得参考光伏组件1近似处于短路状态，具体地，根据IEC 60904-2标准，第一电阻R1的阻值R1小于(0.03*VOC)/ISC，其中，VOC为开路电压，ISC为短路电流。第一电阻R1用于与参考光伏组件1相串联，即参考光伏组件1上的连接件2分别连接到第一电阻R1的两端(具体地，参考光伏组件1上的连接件2分别与图中的A+和A-相连)；
[0063] 温度检测电路用于获取参考光伏组件1的温度；
[0064] 模数转换处理器31与第一电阻R1的两端、温度检测电路相连，用于获取温度检测电路检测到的温度TC及第一电阻R1两端的第一电压V1，对第一电压V1进行模数转换得到数字信号，然后，通过 得到辐照强度Irr，其中，β为短路电流温度系数，ISC.STC为参考光伏组件1在STC条件下的短路电流(可以预先在STC条件下对参考光伏组件1进行测量而得到ISC.STC)。
[0065] 需要说明的是，在本申请实施例中，模数转换处理器31中涉及的计算方法均为现有技术中已经存在的内容，本申请并不涉及对计算方法的改进。
[0066] 参见图6，其示出本申请实施例提供的另一种测量装置的结构示意图。本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，温度检测电路可以包括：
[0067] 用于与第二个参考光伏组件1相串联的第二电阻R2、第三电阻R3；其中，第二电阻R2与第三电阻R3的阻值之和大于第二阈值；
[0068] 其中，模数转换处理器31与第三电阻R3的两端相连，用于对第三电阻R3两端的第二电压进行转换，以通过转换后的第二电压得到第二个参考光伏组件1的温度。
[0069] 温度检测电路可以包括第二电阻R2、第三电阻R3。其中，第二电阻R2的阻值R2与第三电阻R3的阻值R3之和大于第二阈值，以使得与温度检测电路相连的参考光伏组件1近似处于开路状态，具体地，根据IEC 60904-2标准，R2+R3＞VOC/(ISC*0.0005)。另外，由于参考光伏组件1开路电压可能会大于模数转换处理器31输入端所能承受的最大电压而使得模数转换处理器31无法正常采集电压得到温度，因此，这里所设置的第二电阻R2和第三电阻R3还可以起到将较高的参考光伏组件1的开路电压转换为较低的模数转换处理器31的输入电压(即图中的V2)的作用，以使得模数转换处理器31可以正常进行电压采集，并根据V2获取参考光伏组件1的温度。
[0070] 另外，由于同一个参考光伏组件1不能同时处于短路状态和开路状态，则第二电阻R2和第三电阻R3可以与另外一个参考光伏组件1(即第二个参考光伏组件1，其中，第二个参考光伏组件1与用于与第一电阻R1相连的参考光伏组件1相同)相串联(即第二个参考光伏组件1与图中的B+和B-相连)。
[0071] 此时，模数转换处理器31与第三电阻R3相连，用于获取第三电阻R3两端的第二电压V2，并对第二电压V2进行模数转换得到数字信号，且通过得到第二个参考光伏组件1的温度TC，其中，α为开路电压
温度系数，VOC.STC为第二个参考光伏组件1在STC条件下的开路电压(可以预先在STC条件下对参考光伏组件1进行测量而得到VOC.STC)。
温度系数，VOC.STC为第二个参考光伏组件1在STC条件下的开路电压(可以预先在STC条件下对参考光伏组件1进行测量而得到VOC.STC)。
[0072] 需要说明的是，如果第二个参考光伏组件1的VOC.STC低于第三阈值(第三阈值具体可以为VX/1.2，其中，VX为模数转换处理器31输入端所能承受的最大电压)，则可以让第二个参考光伏组件1直接与模数转换处理器31相连，即可以不再需要设置第二电阻R2、第三电阻R3，具体可以参见图7，其示出了本申请实施例提供的另一种测量装置的结构示意图，此时，则可以通过 得到第二个参考光伏组件1的温度TC。
[0073] 需要说明的是，在本申请实施例中，模数转换处理器31中涉及的计算方法均为现有技术中已经存在的内容，本申请并不涉及对计算方法的改进。
[0074] 本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，温度检测电路可以为温度传感器。
[0075] 除了通过使参考光伏组件1处于开路状态而得到参考光伏组件1的温度之外，还可以通过温度传感器直接测量得到参考光伏组件1的温度(即直接利用温度传感器作为温度检测电路)，其具有测量方便、高效、简便等特点。
[0076] 本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，温度传感器可以为PT100温度传感器。
[0077] 所使用的温度传感器具体可以为PT100温度传感器，当然，也可以利用其他类型的温度传感器进行温度测量，本申请对此不做任何限定。
[0078] 本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，还可以包括：
[0079] 与测量装置相连、用于对辐照强度进行显示的显示装置。
[0080] 还可以设置与测量装置相连的显示装置，其用于对辐照强度进行显示，以便于光伏电站中的工作人员可以直观、方便地获取到辐照强度。
[0081] 本申请实施例提供的一种光伏电站环境数据获取设备，显示装置可以为LED显示屏。
[0082] 具体可以利用LED显示屏作为显示装置进行辐照强度显示，其具有显示亮度高、寿命长、性能稳定等特点。
[0083] 当然，也可以利用LCD显示屏作为显示装置进行辐照强度显示，本申请对此不做任何限定。
[0084] 本申请实施例还提供了一种光伏电站，可以包括上述任一种光伏电站环境数据获取设备。
[0085] 由于上述任一种光伏电站环境数据获取设备均可以降低测量到的辐照强度与光伏电站中光伏组件接收到的有效的辐照强度之间的偏差，因此，在将上述任一种光伏电站环境数据获取设备运用到光伏电站中时，均可以降低所测量到的辐照强度对光伏电站运行情况评估和分析所造成的影响。
[0086] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
[0087] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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