一种光伏组件及其温度监测方法、系统技术方案

本发明专利技术公开了光伏发电技术领域的一种光伏组件及其温度监测方法、系统，旨在解决现有技术中无法准确监测光伏组件电池层温度的技术问题。所述光伏组件包括设于电池层内的温度传感单元，所述温度传感单元包括热电偶。所述方法包括如下步骤：获取第一光伏组件的电池层温度、下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素，所述气象因素包括总辐射、散射辐射、环境温度、风速、风向、相对湿度中的至少任一项；运用多元线性回归分析建立电池层温度与气象因素、下垫面温度之间的关系函数；获取第二光伏组件的下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素，代入所述关系函数，求取第二光伏组件的电池层温度。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件及其温度监测方法、系统
本专利技术涉及一种光伏组件及其温度监测方法、系统，属于光伏发电

技术介绍
光伏组件生产成本、发电效率、使用寿命和可靠性成为近年来研究的热点问题，光伏组件温度是其中重要因素。光伏组件温度会对发电量产生显著影响，随着组件温度升高，短路电流略有升高，而开路电压显著下降，最大功率点和填充因子也随之降低。同时由于环境的变化，温度产生的热应力直接影响电站系统的性能和使用寿命。因而密切关注光伏组件的热性能、准确评估组件温度，对于提高发电效率、延长组件寿命、提高企业竞争力有着重要意义。在已有的大多数关于组件温度监测方法的研究中，背板温度成为组件工作温度的表征，但是组件电池层温度与组件背板温度之间尚存在一定差异，尤其是辐照波动较大的区间，该差异更为显著。目前，并没有直接有效测量光伏组件电池层温度的方法，且光伏组件电池层温度无法实时传输，难以在实际工程得以运用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光伏组件及其温度监测方法、系统，以解决现有技术中无法准确监测光伏组件电池层温度的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种光伏组件，包括设于电池层内的温度传感单元，所述温度传感单元包括热电偶。进一步地，所述温度传感单元通过EVA薄膜与电池层内的电池片固定连接。为达到上述目的，本专利技术还提供了一种光伏组件温度监测方法，包括如下步骤：获取第一光伏组件的电池层温度、下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素，所述第一光伏组件包括本专利技术提供的一种光伏组件，所述气象因素包括总辐射、散射辐射、环境温度、风速、风向、相对湿度中的至少任一项；运用多元线性回归分析建立电池层温度与气象因素、下垫面温度之间的关系函数；获取第二光伏组件的下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素，代入所述关系函数，求取第二光伏组件的电池层温度。进一步地，第一光伏组件的电池层温度的获取方法，包括：通过温度传感单元获取与其固定连接的电池片的温度，作为电池层温度。进一步地，所述关系函数对应不同的天气条件或/和第一光伏组件的组件类型，所述天气条件包括晴天、多云天、阴雨天，所述组件类型包括单玻单面单体光伏组件、双玻单面单体光伏组件。进一步地，还包括将所求取的第二光伏组件的电池层温度传输至客户终端，所述客户终端包括手机APP或/和Web页面。为达到上述目的，本专利技术还提供了一种光伏组件温度监测系统，包括运算处理单元以及分别与其通信连接的光伏组件温度测试平台、自动气象站、测温模块；所述光伏组件温度测试平台：用于获取第一光伏组件的电池层温度，所述第一光伏组件包括本专利技术提供的一种光伏组件；所述自动气象站：用于获取与第一光伏组件和第二光伏组件的电池层温度相关的气象因素，所述气象因素包括总辐射、散射辐射、环境温度、风速、风向、相对湿度中的至少任一项；所述测温模块：用于获取第一光伏组件和第二光伏组件的下垫面温度；所述运算处理单元：用于运用多元线性回归分析建立电池层温度与气象因素、下垫面温度之间的关系函数，将所获取的第二光伏组件的下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素代入所述关系函数，求取第二光伏组件的电池层温度。进一步地，还包括与运算处理单元电性连接的无线传输模块；所述无线传输模块：用于建立运算处理单元与光伏组件温度测试平台、自动气象站、测温模块之间的通信连接；以及将所求取的第二光伏组件的电池层温度传输至客户终端，所述客户终端包括手机APP或/和Web页面。进一步地，所述无线传输模块包括NB-IOT模块。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术光伏组件在电池层内设有温度传感单元，可直接获取第一光伏组件的电池层温度。本专利技术方法及系统基于第一光伏组件的电池层温度，运用多元线性回归分析建立电池层温度与气象因素、下垫面温度之间的关系函数，将易于获取的下垫面温度、气象因素代入该关系函数，便可准确求取不具备温度传感单元的第二光伏组件的电池层温度。根据线性回归结果与试验实测温度对比，两者的相关性系数可达0.99。附图说明图1是本专利技术方法实施例的流程示意图；图2是本专利技术系统实施例的运行示意图；图3是本专利技术方法实施例中晴天、多云、阴天单面电池温度测试数据与回归拟合结果对比图；图4是本专利技术方法实施例中气象参数与电池温度实时数据传输图；图5是本专利技术光伏组件实施例的结构示意图；图6是本专利技术方法实施例中光伏组件温度测试平台的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。针对现有技术中无法准确监测光伏组件电池层温度的技术问题，本专利技术提出如下技术思路：首先，设计一种能够直接监测获取电池层温度的光伏组件；然后，采集与电池层温度相关的各种因素，如下垫面温度、气象参数等；接着，拟合电池层温度与各种因素之间的函数关系；最后，基于该函数关系，便能够快速计算出普通光伏组件的电池层温度，能够显著增强光伏组件温度监测的准确性和时效性。基于上述原理，本专利技术具体实施方式提供了一种光伏组件，具体如图5所示，是本专利技术光伏组件实施例的结构示意图。本实施例中，该光伏组件为单体光伏组件，规格为260mm*182mm，制作材料与生产由60片/72片电池组成的普通单面组件所用材料相同，单体光伏组件内仅含1片电池片。单体光伏组件的制作方法如下：首先，将规格为156mm*156mm的标准电池片正负极焊上焊带并焊接汇流条引出；然后，用高温胶带固定热电偶探针，热电偶触点位置位于电池中心；接着，分别把560g和500g的乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinylacetatecopolymer，EVA)薄膜紧贴电池正、反面放置，然后把高透光玻璃置于最上层，即正对太阳面，超白玻璃/TPT板置于最底层，其中双玻组件最底层为超白玻璃，单玻组件最底层为TPT等复合材料，再后样件边角用普通胶带固定，最后放置层压机里加热层压。层压完成后进行常规的装框、清洗以及电性能测试。在制作过程中，为避免普通热电偶感温线体积过粗，层压时会导致电池片破碎的问题，单体组件的热电偶探针采用了0.08mm的超细T型测温线，而为使多路温度测试仪顺利读取数据，仍采用与其配套的热电偶感温线转接头。使用过程中将配套的热电偶感温线剪除，保留转接头，并把超细T型测温线与转接头焊接。本实施例中，由于作为温度传感单元的热电偶与电池层内的电池片直接连接，因而轻易便能采集到电池片的温度。本专利技术具体实施方式还提供了一种光伏组件温度监测方法，用于监测普通光伏组件中电池层的温度，实施该专利技术方法需要采用前述专利技术光伏组件。具体如图1所示，是本专利技术方法实施例的流程示意图，包括如下步骤：步骤一，搭建单体光伏组件温度测试平台，收集前述专利技术光伏组件的电池层工作温度和下垫面温度；步骤二，利用自动气象站搜集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏组件，其特征是，包括设于电池层内的温度传感单元，所述温度传感单元包括热电偶。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件，其特征是，包括设于电池层内的温度传感单元，所述温度传感单元包括热电偶。


2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征是，所述温度传感单元通过EVA薄膜与电池层内的电池片固定连接。


3.一种光伏组件温度监测方法，其特征是，包括如下步骤：
获取第一光伏组件的电池层温度、下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素，所述第一光伏组件包括权利要求1或2所述的光伏组件，所述气象因素包括总辐射、散射辐射、环境温度、风速、风向、相对湿度中的至少任一项；
运用多元线性回归分析建立电池层温度与气象因素、下垫面温度之间的关系函数；
获取第二光伏组件的下垫面温度、与电池层温度相关的气象因素，代入所述关系函数，求取第二光伏组件的电池层温度。


4.根据权利要求3所述的光伏组件温度监测方法，其特征是，第一光伏组件的电池层温度的获取方法，包括：通过温度传感单元获取与其固定连接的电池片的温度，作为电池层温度。


5.根据权利要求3所述的光伏组件温度监测方法，其特征是，所述关系函数对应不同的天气条件或／和第一光伏组件的组件类型，所述天气条件包括晴天、多云天、阴雨天，所述组件类型包括单玻单面单体光伏组件、双玻单面单体光伏组件。


6.根据权利要求3所述的光伏组件温度监测方法，其特征是，还包括将所求取的第二光伏组件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍敏燕，张臻，邵玺，唐启阳，刘富光，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32