一种光伏数据采集系统的制作方法

本实用新型涉及被测光伏组件领域，尤其涉及一种光伏数据采集系统。

背景技术：

在这个急需开发太阳能、水能、风能等新清洁能源的时代，被测光伏组件得到了广泛应用。对于被测光伏组件产品的电性能参数，基本上都是通过室内太阳模拟器测量出来的，但是真正考量被测光伏组件性能好与坏，是在项目现场或户外条件下进行的，那么，研究组件性能的参数中，户外环境参数必不可少。

目前，国内并没有专门针对被测光伏组件设置的气象站支架，大多使用传统的便携式气象站，来进行户外环境参数的采集。但是，传统的便携式气象站中各个传感器需要固定在支架上，或针对每个单独的传感器设计横梁进行固定，这种方式组装起来非常麻烦，并且携带起来也不是很方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种光伏数据采集系统，以实现方便安装和携带的目的。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种光伏数据采集系统，包括：被测光伏组件、用于采集被测光伏组件当前所处环境的环境数据的环境采集单元、用于采集被测光伏组件的电气数据的电气采集单元、用于存储电气数据和环境数据的数据存储单元以及用于至少为所述环境采集单元和所述电气采集单元供电的系统供电单元；其中，所述环境采集单元以免支架的方式设置于支撑面，所述电气采集单元与所述被测光伏组件连接，所述环境采集单元和所述电气采集单元分别与所述数据存储单元连接，所述系统供电单元分别与所述环境采集单元和所述电气采集单元连接；所述各单元之间通过线缆可拆卸地插接。

在本实用新型实施例中，所述环境采集单元通过连接件固定于所述支撑面。

在本实用新型实施例中，所述被测光伏组件以层压的方式固定于所述支撑面。

在本实用新型实施例中，所述环境采集单元包括：用于采集太阳光的瞬时辐照度和/或累计辐照量的便携式辐照计、环境温度传感器、用于采集被测光伏组件表面温度的组件温度传感器中的一个或多个的组合。

在本实用新型实施例中，所述便携式辐照计与所述被测光伏组件之间的距离小于或者等于1米；所述环境温度传感器与所述被测光伏组件之间的距离小于或者等于1米。

在本实用新型实施例中，所述便携式辐照计、所述环境温度传感器和所述被测光伏组件共面设置。

在本实用新型实施例中，所述组件温度采集器黏贴于所述被测光伏组件的表面。

在本实用新型实施例中，所述电气采集单元包括：电流采集传感箱和/或电压采集传感箱；其中，所述电流采集传感箱的输入端分别与所述被测光伏组件的输出端和所述被测光伏组件的充放电控制器的输出端连接，所述电流采集箱用于采集所述被测光伏组件的输出电流和所述充放电控制器的输出电流；所述电压采集传感箱的输入端分别与所述被测光伏组件的输出端和所述被测光伏组件的充放电控制器的输出端连接，所述电压采集箱用于采集所述被测光伏组件的输出电压和所述充放电控制器的输出电压。

在本实用新型实施例中，所述系统供电单元具体为所述被测光伏组件。

在本实用新型实施例中，所述光伏数据采集系统还包括：数据通信单元，与所述数据存储单元连接，所述数据通信单元用于将所述电气数据和所述环境数据以无线通信的方式发送至数据分析设备。

本实用新型实施例提供一种光伏数据采集系统，包括：被测光伏组件、用于采集被测光伏组件当前所处环境的环境数据的环境采集单元、用于采集被测光伏组件的电气数据的电气采集单元、用于存储电气数据和环境数据的数据存储单元以及用于至少为环境采集单元和电气采集单元供电的系统供电单元；其中，环境采集单元以免支架的方式固定于支撑面，电气采集单元与被测光伏组件连接，环境采集单元和电气采集单元分别与数据存储单元连接，系统供电单元分别与环境采集单元和电气采集单元连接；各单元之间通过线缆可拆卸地插接。可见，在本实用新型实施例所提供的光伏数据采集系统中并没有用于固定环境采集单元的支架，而是将环境采集单元以免支架的方式直接固定于支撑面，这样，工程人员在项目现场或者户外就可以很方便的进行光伏数据采集系统的安装；进一步地，由于各个单元的体积较小，那么，上述光伏数据采集系统方便携带。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的光伏数据采集系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例提供了一种光伏数据采集系统，该光伏数据采集系统可以应用于被测光伏组件的测试或者光伏电站的检测的场景。当然，该光伏数据采集系统还可以与其他使用被测光伏组件的装置，如太阳能汽车、太阳能热水器、太阳能路灯等结合，来对这些装置上的被测光伏组件进行检测，本实用新型不作具体限定。

图1为本实用新型实施例中的光伏数据采集系统的结构示意图，参见图1所示，该光伏数据采集系统100可以包括：被测光伏组件101、环境采集单元102、电气采集单元103、数据存储单元104以及系统供电单元105；

其中，上述环境采集单元，用于采集被测光伏组件当前所处环境的环境数据；上述电气采集单元，用于采集被测光伏组件的电气数据；上述数据存储单元，用于存储电气数据和环境数据；上述系统供电单元，用于至少为环境采集单元和电气采集单元供电。这里，被测光伏组件与电气采集单元连接，环境采集单元和电气采集单元分别与数据存储单元连接，系统供电单元分别与环境采集单元和电气采集单元连接；各单元之间通过线缆可拆卸地插接。

具体来说，为了在项目线程或者户外方便携带和安装光伏数据采集系统，光伏数据采集系统中并不包括如传统气象站一般的专门用于固定和支撑环境采集单元的支架，环境采集单元可以免支架的方式设置在一支撑面上。

举例来说，在进行被测光伏组件静态测试时，工程人员可以将被测光伏组件和环境采集单元在不借助任何支架的情况下，直接设置在户外的地面上。此时，电气采集单元、数据存储单元以及系统供电单元也可以直接放置于被测光伏组件周围的地面上，电气采集单元通过线缆与被测光伏组件可拆卸地插接，数据存储单元分别与环境采集单元和电气采集单元通过线缆可拆卸地插接，系统供电单元分别与环境采集单元和电气采集单元通过线缆可拆卸地插接。

或者，在对被测光伏组件进行动态测试时，工程人员可以将被测光伏组件安装在汽车的车厢顶部的表面上，将环境采集单元在不借助任何支架的情况下，也直接固定在车厢顶部的表面上，此时，为了行车安全，电气采集单元、数据存储单元以及系统供电单元可以设置在汽车的车厢里，电气采集单元通过线缆与被测光伏组件可拆卸地插接，数据存储单元分别与环境采集单元和电气采集单元通过线缆可拆卸地插接，系统供电单元分别与环境采集单元和电气采集单元通过线缆可拆卸地插接。

当然，上述各单元还可以根据被测光伏组件所处位置的不同，设置在其他地方，只要环境采集单元在不借助任何支架的情况下直接固定在一支撑面上即可，本实用新型不作具体限定。

在本实用新型实施例中，各单元之间插接的线缆的规格需要根据各单元之间传输电流的大小进行选择，本实用新型不做具体限定。同时，各单元之间的线缆的长度要尽可能短，以减小测试的误差。

下面对上述各单元进行详细说明。

首先，介绍被测光伏组件。

在本实用新型实施例中，上述被测光伏组件可以为晶硅被测光伏组件，也可以为薄膜被测光伏组件，其中，晶硅被测光伏组件可以分为单晶硅被测光伏组件、多晶硅被测光伏组件；薄膜被测光伏组件可以分为硅基薄膜被测光伏组件、铜铟镓硒(CIGS)薄膜被测光伏组件、砷化镓(GaAs)薄膜被测光伏组件、碲化镉(CdTe)薄膜被测光伏组件等，本实用新型不作具体限定。

上述被测光伏组件可以设置在一个支撑面上，该支撑面可以为设置环境采集单元的支撑面，也可以为其他的支撑面。在不同的应用场景下，被测光伏组件可以通过固定件固定于支撑面上，还可以通过层压的方式固定于支撑面上。例如，当工程人员将被测光伏组件固定在汽车的车厢顶部时，可以通过螺丝、铆钉、双面胶条等固定件将被测光伏组件固定在车厢顶部的表面上，也可以通过将被测光伏组件与汽车车厢顶部的壳体进行层压来将被测光伏组件固定在车厢顶部的表面上。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，上述被测光伏组件至少可以包括光伏电池和充放电控制器。

其次，介绍环境采集单元。

在本实用新型实施例中，上述环境采集单元可以通过连接件固定于支撑面。这里，连接件可以为螺丝、铆钉、卡扣、双面胶条等，只要能够固定环境采集单元即可，本实用新型不作具体限定。

在本实用新型实施例中，仍参见图1所示，上述环境采集单元102可以包括：便携式辐照计1021、环境温度传感器1022、组件温度传感器1023中的一个或多个的组合。

这里，便携式辐照计，用于采集太阳光的瞬时辐照度和/或累计辐照量；环境温度传感器，用于采集当前所处环境的温度；组件温度传感器，用于采集被测光伏组件的表面温度。

在实际应用中，为了保证采集到的环境数据的准确性，上述便携式辐照计、环境温度传感器以及被测光伏组件三者之间的距离要尽量小一些，也就是说上述便携式辐照计、环境温度传感器以及被测光伏组件三者要离的近一些。例如，上述便携式辐照计、环境温度传感器以及被测光伏组件三者位于一个大小为1m²的区域内，或者，便携式辐照计与被测光伏组件之间的距离小于或者等于1m；环境温度传感器与被测光伏组件之间的距离小于或者等于1m。当然，便携式辐照计、环境温度传感器以及被测光伏组件三者之间的距离还可以为50cm、30cm、10cm等，本实用新型不作具体限定。

另外，为了进一步地保证采集到的环境数据的准确性，便携式辐照计、环境温度传感器和被测光伏组件共面设置，也就是说，便携式辐照计、环境温度传感器和被测光伏组件三者设置于同一平面，比如，便携式辐照计、环境温度传感器和被测光伏组件三者均设置于户外的地面上，或者均设置于汽车的车厢顶部的表面上。

在本实用新型实施例中，组件温度传感器可以设置于被测光伏组件的表面，例如，组件温度传感器可以黏贴于被测光伏组件的表面，当然还可以存在其他的设置方式，只要保证组件温度传感器在测试过程中不会脱离即可，本实用新型不作具体限定。进一步地，为了不影响被测光伏组件接收太阳光辐射，组件温度传感器可以设置于被测光伏组件的背板表面。

再次，介绍电气采集单元。

在本实用新型实施例中，仍参见图1所示，上述电气采集单元103可以包括：电流采集传感箱1031和/或电压采集传感箱1032；

其中，电流采集传感箱的输入端分别与被测光伏组件的输出端和被测光伏组件的充放电控制器的输出端连接，这样，电流采集箱就可以采集被测光伏组件的输出电流和其充放电控制器的输出电流；相应地，电压采集传感箱的输入端分别与被测光伏组件的输出端和被测光伏组件的充放电控制器的输出端连接，这样，电压采集箱就可以采集被测光伏组件的输出电压和充放电控制器的输出电压。接下来，电流采集传感箱和电压采集传感箱分别将采集到的输出电流和输出电压输出给数据存储单元。

接着，介绍数据存储单元。

在本实用新型实施例中，数据存储单元可以设置于如笔记本电脑、智能手机等具有数据存储能力的电子设备，数据存储单元分别与环境采集单元和电气采集单元通过线缆连接，环境采集单元在采集到环境数据后，或者电气采集单元在采集到电气数据后，可以实时地将环境数据和电气数据传输给数据存储单元，当然，也可以周期性将环境数据和电气数据传输给数据存储单元，例如，每间隔30s传输一次数据，或者每间隔1min、3min、5min等传输一次数据，具体传输数据的频率可以根据实际应用的需求设定，本实用新型不作具体限定。

在本实用新型实施例中，光伏数据采集系统还包括系统供电单元，该系统供电单元至少可以为环境采集单元和电气采集单元供电，以驱动环境采集单元和电气采集单元工作，当然，当系统供电单元的输出功率满足数据存储单元的供电需求时，系统供电单元也可以为数据存储单元，若系统供电单元的输出功率无法满足数据存储单元的供电需求，数据存储单元可以通过外接电源或者内置电池供电。

进一步地，上述系统供电单元可以为上述被测光伏组件，由被测光伏组件产生的电能至少为环境采集单元和电气采集单元供电；或者，上述系统供电单元可以为汽车的内部电源，这样，在进行被测光伏组件的动态测试时，可以通过汽车的内部电源至少为环境采集单元和电气采集单元供电。可见，光伏数据采集系统中单元数量减少，光伏数据采集系统的整体体积减小，进一步提升光伏数据采集系统的便携性。

进一步地，数据存储单元在获得环境数据和电气数据之后，可以将这些数据发送给后端的数据分析设备，数据分析设备就可以根据环境数据和电气数据对被测光伏组件的性能进行分析。此时，上述光伏数据采集系统还可以包括：数据通信单元，该数据通信单元与数据存储单元连接。数据通信单元用于将电气数据和环境数据以无线通信的方式发送至数据分析设备。

这里，上述无线通信的方式可以为卫星通信、移动网络通信、近场通信等方式，本实用新型不作具体限定。

当然，数据通信单元还可以将环境数据和电气数据发送给数据存储服务器进行存储，数据通信单元与数据存储服务器之间通信仍采取上述无线通信的方式。

在实际应用中，数据通信单元与数据存储单元在物理上合设，例如，数据通信单元设置在上述具有数据存储能力的电子设备上，此时，该电子设备具有无线通信能力，通过无线通信网络将环境数据和电气数据发送给数据分析设备或者数据存储服务器。当然，数据通信单元还可以将环境数据和电气数据发送给其他设备，本实用新型不作具体限定。

下面对上述光伏数据采集系统的工作过程进行说明。

当工程人员在需要对被测光伏组件进行静态测试时，工程人员将光伏数据采集系统中的各个单元放置于被测光伏组件周围的地面上，并用线缆连接好。此时，被测光伏组件受到太阳光辐射，开始产生电能。工程人员开启系统供电单元，为环境采集单元和电气采集单元供电，此时，境采集单元和电气采集单元上电工作，开始采集数据，即环境数据和电气数据。接下来，环境采集单元和电气采集单元通过线缆将环境数据和电气数据传递给数据通信单元进行存储。或者，数据通信单元将接收到的环境数据和电气数据通过数据通信单元发送给数据分析设备或者数据存储服务器。

当工程人员在需要对被测光伏组件进行动态测试时，工程人员将光伏数据采集系统中的被测光伏组件和环境采集单元分别固定于汽车的车厢顶部的表面上，其他单元固定于汽车的车厢内部，各单元之间用线缆连接好。此时，被测光伏组件受到太阳光辐射，开始产生电能。工程人员开启系统供电单元，为环境采集单元和电气采集单元供电，此时，境采集单元和电气采集单元上电工作，开始采集数据，即环境数据和电气数据。接下来，环境采集单元和电气采集单元通过线缆将环境数据和电气数据传递给数据通信单元进行存储。或者，数据通信单元将接收到的环境数据和电气数据通过数据通信单元发送给数据分析设备或者数据存储服务器。

由上述可知，本实用新型实施例提供的光伏数据采集系统，包括：被测光伏组件、用于采集被测光伏组件当前所处环境的环境数据的环境采集单元、用于采集被测光伏组件的电气数据的电气采集单元、用于存储电气数据和环境数据的数据存储单元以及用于至少为环境采集单元和电气采集单元供电的系统供电单元；其中，环境采集单元以免支架的方式固定于支撑面，电气采集单元与被测光伏组件连接，环境采集单元和电气采集单元分别与数据存储单元连接，系统供电单元分别与环境采集单元和电气采集单元连接；各单元之间通过线缆可拆卸地插接。可见，在本实用新型实施例所提供的光伏数据采集系统中并没有用于固定环境采集单元的支架，而是将环境采集单元以免支架的方式直接固定于支撑面，这样，工程人员在项目现场或者户外就可以很方便的进行光伏数据采集系统的安装；进一步地，由于各个单元的体积较小，那么，上述光伏数据采集系统方便携带。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。