一种面向客户的光伏板的管理软件

本发明属于光伏设备，尤其涉及一种面向客户的光伏板的管理软件。

背景技术：

1、目前，人类所利用的能源以煤、石油、天然气等化石燃料为主，但是随着人口的不断增长和经济的发展，有限的化石能源逐渐减少，能源危机产生，而化石燃料燃烧产生的有害气体对生存环境和人体均造成了伤害，环境恶化问题日益加重。因此太阳能、风能等可再生清洁能源逐渐发展壮大，而太阳能光伏发电凭借其无污染、无噪声、可再生、建设周期短等优势得到了快速发展。应国家双碳战略的发展需求，加快推进低碳安全高效的发展能源，太阳能发电也在不断发展壮大，在新农村发展的背景下，尤其是对于西部太阳资源丰富的地区，政府实行一定政策鼓励发展光伏产业。然而科学合理地安装光伏板方面仍然存在改进空间。光伏板的安装角度、排列间距是影响发电效率的主要因素，若太阳电池方阵按最佳倾角进行安装，全年受到的太阳辐射量比按水平角度要增加18.6％-20.9％，因此通过太阳辐射等多种因素寻找最佳倾角和最佳排列距离，对提高太阳能的利用率有着重要的意义。同时，光伏板发电成本较高，据统计光伏发电成本均大于火力发电、水力发电以及风力发电，想要提高光伏发电的性价比，必须从光伏组件的材料与制作工艺、光伏阵列的配置优化等方面来降低成本，以实现资源利用的最大化。

2、目前，对于一些小公司或农户，在选购和安装的过程中，缺乏专业知识，存在一定的盲区，导致光伏板发电效率下降，成本升高。因此为更普遍的客户提供最优的安装和采购方案可以提高能源的利用率，降低使用成本，也能刺激光伏板市场的不断发展，有利于节约能源。

3、正对上述的一些问题和需求，需要对现有的光伏板的管理方案进行革新，通过软件进行深入浅出的专业指导。

4、研究表明，与最佳倾角的固定式安装相比，水平单轴跟踪的辐射量提升了17％～30％，双轴跟踪的辐射量提升了35％～43％。在此基础上相对于从气象局获得的水平面总辐射量，倾斜面上的总辐射量在纬度高的地区，提高幅度会更大一些。即，相同的水平面总辐射量，纬度较高地区的发电量更大。可以得到结论在低纬度地区，不同的季节使用不同的安装倾角，发电量几乎不会发生变化；因此，固定可调式支架在高纬度地区效果更明显，在低纬度地区性价比不高，不大适用。因此针对需要周期性调整光伏板的高纬度地区，需要机械装置辅佐软件进行智能化管理调控。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向客户的光伏板的管理软件，其特征在于，管理软件搭载于电子设备内部，光伏板设有控制光伏板倾角和朝向的电子控制单元，电子设备和电子控制单元信号连接；管理软件包括控制电子控制单元运转的控制模块、收集数据的爬虫模块、决定光伏板的安装角度和位置的决策模块以及用于人工监督的可视化模块，各模块之间信号连接且相互配合；

2、管理软件搭建有软件界面，管理软件使用软件界面结合成本分析、发电效率分析通过各模块实现光伏板的一体化管理。

3、进一步地，成本分析具体为：管理软件设有用于存储各光伏板的数据库，数据库与爬虫模块信号连接，管理软件基于数据库内信息建立成本收益模型，用户使用软件界面基于成本收益模型得到最具经济效益的光伏板规格和数量。

4、进一步地，成本收益模型通过公式一表示，公式一表示为：

5、x＝w/y；

6、公式一中，x为成本收益率；y为总价；w为总发电量；成本收益率模型的成本收益率与性价比成正比；w通过公式二计算，公式二表示为：

7、w＝n*p*t；

8、公式二中，n为数量；p为光伏板的功率。

9、进一步地，发电效率分析包括如下步骤：

10、s1：管理软件通过爬虫模块爬虫互联网上各地太阳日辐射量的数据库；

11、s2：管理软件在客户授权后自动定位客户所在地，从数据库中得到相关数据；

12、s3：以客户供地条件为限制，计算并比较同一条件下固定式光伏板和追踪式光伏板的发电量以及耗电量，得出最优解，向客户推荐最适合搭建的模式；

13、s4：建立发电量相对倾角及排列间隔的二元函数，求得极值，得出安装的最佳倾角和最佳间距。

14、进一步地，设定散射敷设和地面辐射皆为同向性，则光伏板的太阳电池方阵面上获得的散射辐射与天空状况有关；光伏板的太阳电池方阵上获得的反射辐射与地表状况有关，通过公式三和公式四计算，公式三表示为：

15、qp＝sp+dp；

16、公式三中，qp为水平面接收到的总辐射；sp为水平面接收到的散射辐射；dp为水平面接收到的直接辐射

17、公式四表示为：

18、qt＝st+dt+rt；

19、公式四中，qt为倾斜面接收到的总辐射；st为倾斜面接收到的散射辐射；dt为倾斜面接收到的直接辐射；rt为倾斜面接收到的反射辐射；倾斜面接收到的直接辐射dt通过公式五计算，公式五表示为：

20、dt＝rbdp；

21、公式五中，rb为倾斜面上的直接辐射与水平面上直接辐射的比值，rbωp的表达式为：

22、

23、rb的表达式中，β为光伏阵列倾角；为当地纬度；δ为太阳赤纬角；ωt为水平面日落角度；ωp为倾斜面日落角度；其中，δ、ωt和ωp的表达式分别为：

24、

25、

26、

27、其中，δ的表达式中，n为一年的第几天；当散射幅度为各向同性时，考虑天空散射的各项不同性，大气层外面水平面的太阳辐射数值不易获取，因此倾斜面接收到的散射辐射st通过公式六计算，公式六表示为：

28、

29、当地面的反射辐射为各向同性时，倾斜面接收到的反射辐射rt通过公式七计算，公式七表示为：

30、

31、公式七中，ρr为地面反射率，ρr＝0.2；设定qt为太阳电池一个月获得的辐射量，则太阳电池在标准辐射状态下一个月的工作时间通过公式八计算，公式八表示为：

32、

33、则，太阳电池的月发电量通过公式九计算，公式九表示为：

34、

35、公式九中，ps为阳电池的峰瓦功率；ξ1为污蚀系数；ξ2为防反二极管；ξ3为mppt系数；t为实际环境温度；25℃为太阳电池在标准工作条件下的工作温度值；0.4％表示为太阳电池工作温度每提高1℃，输出能量减少0.4％；单位面积的发电量建立后，还需建立含有排列密度变量的模型，如公式十所示，公式十表示为：

36、s＝1000×[(lj-1)×cc×l×(d×cos(a))+cc×b×l]×tm:

37、公式十中，s为总发电量；lj为光伏阵列行数；cc为光伏阵列列数；l为光伏板长；b为光伏板宽；a为光伏板距离地面倾角；d为光伏阵列间距。

38、进一步地，光伏板包括光伏板本体以及调整光伏板本体的转角和倾角的智能云台，智能云台与电子设备信号连接。

39、进一步地，包括移动平台，智能云台设于移动平台上，智能云台包括倾角调整件和可自转的移动支架，移动支架内设旋转件，旋转件与倾角调整件连接，移动支架通过铰链与移动平台铰接，且智能云台通过移动支架和铰链相配合实现于移动平台上位移。

40、进一步地，倾角调整件包括第一连接件、第二连接件和减速电机，减速电机通过第一连接件和第二连接件分别连接光伏板本体和移动支架内的第三连接件，电子控制单元设于减速电机内部，且控制减速电机运动进而实现调整光伏板本体的倾角和控制移动支架实现自转以及配合实现调整光伏板本体的朝向。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：

42、1、本发明通过数据采集和数学建模等将光伏板的专业数据集成在管理软件中，面向所有客户，为用户提供光伏板安装、应用的最优方案，从而提高能源的利用率。

43、2、本发明根据成本最优化原则，还会为客户推荐最适合的光伏板规格和购买数量，以实现光伏板安装的一体化服务，减少客户的支出成本。

44、3、对于特定用户，本发明提供配套机械装置辅助智能一体化管理，更方便使本发明的适用范围更广。