一种光伏检测用辐照组件背板温度采集传输系统的制作方法

本实用新型涉及一种传输系统，尤其涉及一种光伏检测用辐照组件背板温度采集传输系统，属于光伏发电领域，适用于光伏组件I-V测试的新型辐照—温度采集传输系统。

背景技术：

随着近年来光伏发电的飞速发展，光伏组件现场I-V测试，作为电站质量控制的一种有效手段，便于实施、操作简单，又能为运维人员提必要供组件性能参数、运行状态等必要信息，得到了广泛认可和推广。

光伏组件现场I-V测试方法是，通过便携式I-V测试仪测量组件的I-V特性，并根据现场的光强和组件背板温度加以修正。目前，辐照度测量一般采用将辐照传感器平行放置于光伏组件表面，实现对倾斜面辐照度的测量；背板温度往往采用接触式热敏传感器测量；二者通过有线方式与I-V测试主机实现连接和同步传输。该模式结构简单，容易实现，但在测量过程中会导致以下问题：

1）辐照传感器固定困难，且需要频繁移动。现场测试中，辐照度传感器必须平行放置于某组件表面，由于传输线度限制以及对放置位置处组件的遮挡，测试时必须频繁移动以配合检测；另外，由于I-V测试中其它操作主要位于光伏支架后方，反复在光伏支架前后穿梭，势必影响测试的进度和安全性；

2）温度测量缓慢，影响测试进度。光伏电站组件数量大，检测任务繁重，而目前方法中，从粘贴温度传感器到温度趋于稳定，一般需要5分钟以上，严重拖累了测试进度，造成时间和人力的浪费。现场实际操作中，一般以一块组件的背板温度近似代表附近所有组件温度，避免了频繁拆装传感器和长时间等待升温，然而由于温度采集采用有线传输，该方法的测试范围极大地受制于传输线长度，测试效率仍难以大幅提升；

3）测温结果难以代表组件背板实际温度。现场实测中，无法事先了解组件背板温度分布，粘贴温度传感器时存在盲目性，所粘贴位置的温度往往不能代表组件背板实际温度。通过红外热成像仪观察可知，组件背板温度随位置不同而不同，个别组件（如热斑组件）甚至存在较大差异，传统单点测温方法对背板温度的反映存在片面性，势必会在功率修正的过程中造成较大误差。

现有I-V测试中，温度/辐照度测量操作繁琐、效率低、测试结果可信度差的不足，设计了一种光伏检测用辐照—温度采集传输系统。

中国专利201510133528.0公开了一种无线温度采集系统，其特征在于，包括：放置在各楼层房间内的无线温度传感器，放置在楼宇的顶层和底层、将无线信号转换成有线信号的信号转换器，放置在监控室的数据采集器，以及用于实现数据采集器与信号转换器传输数据的RS-485通讯总线。虽然该方案采用无线方式进行温度数据采集，但是无法应用于太阳能组件上。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，测温效率更快更准的光伏检测用辐照组件背板温度采集传输系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种光伏检测用辐照组件背板温度采集传输系统，其特征在于：包括无线红外测温模块、辐照度测量模块和无线数据采集传输基座；无线红外测温模块安装在组件的背板上，无线红外测温模块由测温传感器、一号朝向倾角测量模块和无线传输模块三部分组成，无线传输模块与无线数据采集传输基座连接；辐照度测量模块由标准电池片、二号朝向倾角测量模块和数据传输模块三部分组成，数据传输模块与无线数据采集传输基座连接；无线数据采集传输基座由数据采集传输模块和上方旋转模块组成，上方旋转模块与辐照度测量模块连接，一号朝向倾角测量模块内设置有一号电子罗盘、一号重力传感器和一号陀螺仪，二号朝向倾角测量模块内设置有一号电子罗盘、二号重力传感器和二号陀螺仪。无线红外测温模块的作用是同时、快速地进行多点的温度、组件朝向和倾角信息采集，并无线数据采集传输基座；辐照度测量模块的作用是测量组件所在平面上的辐照度，并通过与无线红外测温模块的硬连接实现内部二号朝向倾角测量模块的自校准；无线数据采集传输基座的作用是采集温度和辐照信息并无线传输至I-V测试主机，并根据无线红外测温模块传来的组件朝向和倾角信息调整辐照度测量模块的方向至与组件完全平行。一号电子罗盘测量一号朝向倾角测量模块的南北朝向，二号电子罗盘测量二号朝向倾角测量模块的南北朝向；一号重力传感器测量一号朝向倾角测量模块的倾角，二号重力传感器测量二号朝向倾角测量模块的倾角；一号陀螺仪测量一号朝向倾角测量模块的位移，二号陀螺仪测量二号朝向倾角测量模块的位移，以便在系统发生突然移位后及时重新校准方向。

本实用新型所述上方旋转模块由三个转轴组成，三个转轴分别为一号转轴、二号转轴和三号转轴。三个转轴实现辐照度测量模块三百六十度球面旋转。

本实用新型无线数据采集传输基座连接有I-V测试主机，数据采集传输模块与I-V测

试主机无线连接。

本实用新型所述数据传输模块与无线数据采集传输基座有线连接，数据传输模块上设置有microUSB接口，数据传输模块通过microUSB接口与无线红外测温模块连接。

本实用新型底部安装有支架。

本实用新型所述测温传感器为红外测温探头。

相比现有技术，本实用新型的优点是：1）采用无线数据传输避免了由于线缆长度限制造成的频繁装/拆无线红外测温模块和辐照度测量模块问题，提高了测试效率；2）辐照度测量模块独立布置，并能自动调整朝向，避免了模块对组件的遮挡。3）红外测温实现组件背板的快速温度采集，有效加快I-V测试进度；4）多点测温和数据分析处理保证了测得的温度数据客观、全面地反映组件实际的背板温度。

附图说明

图1是本实用新型实施例无线红外测温模块的立体结构示意图。

图2是本实用新型实施例立体结构示意图（安装系统支架）。

图3是本实用新型实施例无线数据采集传输基座的立体结构示意图。

图4是本实用新型实施例无线红外测温模块主视结构示意图。

图5是本实用新型实施例无线红外测温模块仰视结构示意图。

图6是本实用新型实施例无线红外测温模块另一立体结构示意图。

图7是本实用新型实施例辐照度测量模块主视结构示意图。

图8是本实用新型实施例辐照度测量模块与无线红外测温模块安装方法示意图。

图9是本实用新型实施例使用流程示意图。

图中：无线红外测温模块1、辐照度测量模块2、无线数据采集传输基座3、系统支架4、一号转轴5、二号转轴6、三号转轴7、显示屏8、电源开关9、方向校准按钮10、数据采集/传输按钮11、温度模块连接指示灯12、方向校准状态指示灯13、仪器正常工作指示灯14、固定片15、温度显示屏16、测量点温度异常报警17、红外测温探头18、测温模块microUSB接口19、标准电池片20、辐照模块microUSB接口21、I-V测试主机22。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图9。

本实施例为一种光伏检测用辐照组件背板温度采集传输系统，包括无线红外测温模块1、辐照度测量模块2和无线数据采集传输基座3三部分。无线数据采集传输基座3采集到的温度和/或辐照信号通过无线方式传送至I-V测试主机22。

作为优选，无线数据采集传输基座3的下方安装有系统支架4。

无线红外测温模块1安装在组件的背板上，无线红外测温模块1由测温传感器、一号朝向倾角测量模块、无线传输模块三部分组成，无线传输模块与无线数据采集传输基座3无线连接。测温传感器选用红外测温探头18，红外测温探头18安装在无线红外测温模块1的底部。

作为优选，无线红外测温模块1上还设置有固定片15、温度显示屏16、测量点温度异常报警17和测温模块microUSB接口19。

无线红外测温模块1平行附着于组件的背板之上，无线红外测温模块1的下底面与背板完全接触，采集背板温度，同时测量组件的朝向和/或倾角信息，并将采集到的信息通过无线信号传输至无线数据采集传输基座3。

无线红外测温模块1的作用如下：1测温传感器采用红外测温探头18，实现温度的快速测量；红外测温探头18附近通过碗状结构遮光，防止外界光线干扰，避免外界光线影响测温准确性；无线红外测温模块1数量为多个，以便实现多点测温，排除温度异常点，保证测量的准确性；作为优选，本实施例中无线红外测温模块1数量为三个；2一号朝向倾角测量模块由一号电子罗盘和一号重力传感器组成，其中一号电子罗盘测量组件的南北朝向，一号重力传感器测量组件倾角，测得信息用来修正辐照度测量模块2朝向。3无线传输模块负责将采集到的信息传输给无线数据采集传输基座3。

辐照度测量模块2由标准电池片20、二号朝向倾角测量模块和数据传输模块三部分组成，数据传输模块与无线数据采集传输基座3连接。其中二号朝向倾角测量模块还可以测量位移。

作为优选，辐照度测量模块2上还设置有辐照模块microUSB接口21。辐照模块microUSB接口21可以与测温模块microUSB接口19实现硬链接。

辐照度测量模块2在与光伏组件平行的方向上采集光照强度数据，其作用如下：1标准电池片20用于测量组件所在倾斜面的光照强度；2二号朝向倾角测量模块内置了二号电子罗盘、二号重力传感器和二号陀螺仪，二号电子罗盘测量辐照度测量模块2的南北朝向；二号重力传感器测量辐照度测量模块2的倾角；二号陀螺仪测量辐照度测量模块2位移，以便在系统发生突然移位后及时重新校准方向；3数据传输模块一方面通过有线方式与无线数据采集传输基座3进行数据交换，传输辐照和朝向信息；另一方面可通过机身上的辐照模块microUSB接口21，可与无线红外测温模块1实现直接的硬连接，连接后，二者处于相同平面，随着无线数据采集传输基座3上转轴的转动，可实现二者内部一号朝向倾角测量模块和二号朝向倾角测量模块的自校准。

无线数据采集传输基座3由数据采集传输模块和上方旋转模块组成，上方旋转模块与辐照度测量模块2连接。

作为优选，本实施例中无线数据采集传输基座3上安装有显示屏8、电源开关9、方向校准按钮10、数据采集/传输按钮11、温度模块连接指示灯12、方向校准状态指示灯13和仪器正常工作指示灯14。显示屏8用于观测温度与角度调整状态信息。方向校准按钮10用于控制转轴旋转，将辐照度测量模块2调整至与组件完全平行的朝向和倾角。数据采集/传输按钮11用于控制无线数据采集传输基座3与无线红外测温模块1之间的数据交换，以及与辐照度测量模块2之间的数据交换。

无线数据采集传输基座3的作用是采集温度和/或辐照信息并无线传输至I-V测试主机22，同时调整其上方辐照度测量模块2的倾角直至与组件方向相同，其作用如下：1数据采集传输模块的作用是收集无线红外测温模块1和辐照度测量模块2测得的温度辐照信息，并通过无线方式传输给I-V测试主机22；同时实现无线红外测温模块1和辐照度测量模块2两模块朝向和/或倾角信息的传递和比较；2上方旋转模块与辐照度测量模块2直接相连；作为优选，上方旋转模块由三个各自旋转的转轴按图3的方式组合而成，可实现八个方向的旋转，以便将辐照度测量模块2调整至与组件完全平行的朝向和倾角，其中三个各自旋转的转轴分别为一号转轴5、二号转轴6和三号转轴7，一号转轴5、二号转轴6和三号转轴7的各自旋转方向按图3中箭头所示。

本实施例的设备具体操作步骤如下：

1.无线红外测温模块1内部一号朝向倾角测量模块和辐照度测量模块2内部二号朝向倾角测量模块的自校准，具体步骤为：1将辐照度测量模块2固定于无线数据采集传输基座3的转轴上，并按图8的方式与无线红外测温模块1连接，将辐照模块microUSB接口21插入测温模块microUSB接口19实现硬链接；2按下无线数据采集传输基座3上的方向校准按钮10，一号转轴5、二号转轴6和三号转轴7缓慢自动旋转，开始运行仪器的方向自校准功能；3待无线数据采集传输基座3上的方向校准状态指示灯13变为绿色，校准完成，然后取下无线红外测温模块1；

2.温度和辐照度的测量，具体步骤为：1打开无线红外测温模块1的电源，将其放置于组件背板之上，要求无线红外测温模块1的下底面与组件背板完全贴合，用胶带在无线红外测温模块1的固定片15处加以固定，并开始采集组件背板温度及组件朝向和/或倾角；2按下数据采集/传输按钮11，无线数据采集传输基座3首先完成与无线红外测温模块1的连接，待无线数据采集传输基座3上三盏温度模块连接指示灯12均变为绿色，表示无线数据采集传输基座3与三个无线红外测温模块1均完成了匹配和数据通信；3无线数据采集传输基座3对无线红外测温模块1和辐照度测量模块2传达的朝向和/或倾角信息做自动比较，并以此为依据调整辐照度测量模块2的倾角，直至与组件完全平行，在此基础上，采集辐照数据；4无线数据采集传输基座3与I-V测试主机22建立连接，当无线数据采集传输基座3上的仪器正常工作指示灯14变为绿色时，表示本光伏检测用辐照组件背板温度采集传输系统与I-V测试主机22实现了正常的数据通信，可开展现场的I-V测试。

相比现有技术，本实施例具有以下优点：

1）通过无线数据传输代替了传统的有线传输，避免了由于线缆长度问题造成的频繁装/拆无线红外测温模块1和辐照度测量模块2的问题，提高了测试效率；

2）辐照度测量模块2独立布置，并通过朝向/倾角校准功能调整模块朝向，摆脱了传统测量中，辐照度测量模块2必须放置于组件表面的情况，避免了辐照度测量模块2对组件的遮挡；

3）利用红外测温探头18实现了组件背板的快速测温，避免了传统组件I-V测试中长时间等待模块升温，有助于加快测试进度；

4）通过多点测温和数据分析处理，保证了测得温度客观地反映组件实际的背板温度，避免了盲目的单点测量造成的偏差，有效提高了测温的可信度。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。