一种基于无人机的光伏板件清洗系统及方法与流程

本发明涉及光伏板件清洗，特别是涉及一种基于无人机的光伏板件清洗系统及方法。

背景技术：

1、在光伏电站中，光伏板件是关键的组成部分，由于其长期暴露在自然环境中，不可避免地会发生赃污，而附着在光伏板件表面的赃污物会阻挡、吸收和散射光线，从而降低光伏板件的发电效率，为了确保光伏电站的正常运行，需要监测光伏板件表面的清洁度，及时的发现光伏板件赃污物，并对其进行及时的处理。

2、目前，传统的光伏板件表面清洁通常是需要人工登高清洗，费时费力且效率低下，并且人工登高操作存在着高空作业的风险，而通过设置自动清洗装置对光伏板件上的赃污物进行清洗，需要设置多组清洗装置，这无疑提高了光伏电站的运维成本，从而无法满足现代化光伏发电企业的使用需求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于无人机的光伏板件清洗系统，包括：

2、无人机，用于对所述光伏板件进行赃污巡检，并在发现赃污后进行清洗；

3、赃污检测组件，设置在所述无人机上，所述赃污检测组件用于在所述无人机赃污巡检过程中检测所述光伏板件上的赃污；

4、清洁组件，设置在所述无人机上，所述清洁组件用于对所述光伏板件进行清洗；

5、控制单元，设置在所述无人机上，所述控制单元用于根据监测到的温度数据和流量数据控制所述清洁组件的工作条件。

6、进一步的，所述赃污检测组件包括：

7、高分辨率摄像头，用于拍摄所述光伏板件的高分辨率图像；

8、红外热成像摄像头，用于拍摄所述光伏板件的热成像图像；

9、光谱摄像头，用于拍摄所述光伏板件的光谱图像。

10、进一步的，所述控制单元包括：

11、采集模块，分别与所述高分辨率摄像头、红外热成像摄像头、光谱摄像头电性连接，所述采集模块用于采集所述高分辨率摄像头、红外热成像摄像头和光谱摄像头的监测到的图像；

12、处理模块，与所述采集模块连接，所述处理模块用于对检测到的图像进行处理得到所述光伏板件的赃污程度，并根据赃污程度设定所述清洁组件的工作条件；

13、控制模块，与所述处理模块连接，并与所述清洁组件电性连接，所述控制模块用于控制所述清洁组件根据设定的工作条件进行清洗。

14、进一步的，所述采集模块用于采集检测到的高分辨率图像、热成像图像和光谱图像；

15、所述处理模块内置有赃污检测模型，所述处理模块用于将高分辨率图像、热成像图像和光谱图像输入到赃污检测模型中进行处理，识别出所述光伏板件上的赃污，并对赃污的赃污程度进行计算，得到所述光伏板件的赃污程度值。

16、进一步的，所述处理模块用于设定所述光伏板件的赃污程度值为△s；

17、所述处理模块还用于设定标准赃污程度值s0，所述处理模块还用于设定第一赃污程度值的差值s1、第二赃污程度值的差值s2、第三赃污程度值的差值s3和第四赃污程度值的差值s4，且s1＜s2＜s3＜s4；所述处理模块还用于设定有第一预设工作条件矩阵a1(a1，b1)、第二预设工作条件矩阵a2(a2，b2)、第三预设工作条件矩阵a3(a3，b3)和第四预设工作条件矩阵a4(a4，b4)，其中，a1－a4依次为第一至第四预设冲洗压力，且a1＜a2＜a3＜a4，b1－b4依次第一至第四预设清洗时长，b1＜b2＜b3＜b4；

18、根据采集到的温度△s与设定温度预设值s0的差值，来选定预设工作条件矩阵ai作为所述清洁组件的工作条件；

19、当△s－s0≤s1时，选定所述第一预设工作条件矩阵a1作为所述清洁组件的工作条件；

20、当s1＜△s－s0≤s2时，选定所述第二预设工作条件矩阵a2作为所述清洁组件的工作条件；

21、当s2＜△s－s0≤s3时，选定所述第三预设工作条件矩阵a3作为所述清洁组件的工作条件；

22、当s3＜△s－s0≤s4时，选定所述第四预设工作条件矩阵a4作为所述清洁组件的工作条件；

23、其中，当选定第i预设工作条件矩阵ai作为所述清洁组件的工作条件时，所述控制模块控制所述清洁组件以第i预设冲洗压力ai工作，所述控制模块还将控制所述清洁组件以第i预设清洗时长bi工作，i＝1，2，3，4。

24、进一步的，所述清洁组件包括：

25、喷枪，设置在所述无人机的下端，所述喷枪用于喷射清洗液对所述光伏板件上的赃污进行清洗；

26、刷子，设置在所述无人机的下端，所述刷子用于在所述喷枪工作过程中对赃污进行清扫。

27、本发明还提供了一种基于无人机的光伏板件清洗方法，包括：

28、无人机对光伏板件进行进行巡检，并获取的若干个光伏板件上的实时状态图像，所述实时状态图像包括高分辨率图像、热成像图像和光谱图像；

29、对所述高分辨率图像、热成像图像和光谱图像进行预处理，得到预处理后的图像数据；

30、将所述预处理后图像数据输入到赃污检测模型中进行纹理分析、温度分析和颜色分析，得到光伏板件的赃污程度值；

31、将所述赃污程度值与预设赃污程度值进行比较，若所述赃污程度值超过预设赃污程度值，则需无人机对光伏板件进行清洗，若所述赃污程度值未超过预设赃污程度值，则无需无人机对光伏板件进行清洗；

32、无人机获取需要进行清洗的光伏板件的位置，并飞往该位置，以一定的工作条件对光伏板件上的赃污进行清洗。

33、进一步的，所述赃污检测模型的建立方法为：

34、对检测到的高分辨率图像、热成像图像和光谱图像进行预处理；

35、通过图像处理算法从预处理后的高分辨率图像、热成像图像和光谱图像中提取纹理特征、温度统计特征和颜色特征；

36、根据纹理特征、温度统计特征和颜色特征对高分辨率图像、热成像图像和光谱图像进行分类和标注得到样本数据集；

37、通过机器学习算法对包含样本数据集的模型进行训练和测试，最终得到赃污检测模型。

38、本发明实施例一种基于无人机的光伏板件清洗系统及方法与现有技术相比，其有益效果在于：

39、本发明通过无人机搭载多种检测装置对光伏板件进行巡检，能够精准的识别出光伏板件上的赃污物，并判断出其脏污程度，并由控制单元根据脏污程度控制无人机上的清洁组件选择一定的工作条件对其进行及时的清洗，确保了每个光伏板件都能得到适当的清洗，进一步的节约了能源成本，同时也保证了光伏电站能够维持正常运行，避免出现故障，提高光伏板件的发电效率。

技术特征：

1.一种基于无人机的光伏板件清洗系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的光伏板件清洗系统，其特征在于，所述赃污检测组件包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的光伏板件清洗系统，其特征在于，所述控制单元包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的光伏板件清洗系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的光伏板件清洗系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的光伏板件清洗系统，其特征在于，所述清洁组件包括：

7.一种基于无人机的光伏板件清洗方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于无人机的光伏板件清洗方法，其特征在于，所述赃污检测模型的建立方法为：

技术总结
本发明公开了一种基于无人机的光伏板件清洗系统及方法，其包括：无人机用于对光伏板件进行赃污巡检，并在发现赃污后进行清洗；赃污检测组件用于在无人机赃污巡检过程中检测光伏板件上的赃污；清洁组件用于对光伏板件进行清洗；控制单元用于根据监测到的温度数据和流量数据控制清洁组件的工作条件。本发明通过无人机搭载多种检测装置对光伏板件进行巡检，能够精准的识别出光伏板件上的赃污物，并判断出其脏污程度，并由控制单元根据脏污程度控制无人机上的清洁组件选择一定的工作条件对其进行及时的清洗，确保了每个光伏板件都能得到适当的清洗，节约了能源成本，同时也保证了光伏电站能够维持正常运行，避免出现故障，提高光伏板件的发电效率。

技术研发人员：管轩玉,王雪亮,郭海全,吴琼,刘文超
受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司安徽风电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10