一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能领域，尤其是一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置。
【背景技术】
[0002] 目前，随着太阳能技术的不断发展和国家新能源政策的刺激，国内兴建了众多的 太阳能光伏电站，包括大型地面光伏电站、建筑屋面光伏电站等。如果太阳能光伏组件在使 用的过程中出现隐裂、碎片、焊接不良等缺陷，或被其它物体（如鸟粪、树荫、光伏方阵阴影 等）长时间遮挡时，太阳能光伏组件此时将会严重发热，产生热斑效应。在实际使用太阳电 池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线， 从而导致整个太阳电池组件的报废。这种效应对太阳能光伏组件会造成很严重地破坏，从 而降低发电效率并影响太阳能系统使用寿命，严重时组件温度升高造成火灾事故，造成重 大损失。据统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。所以，对太阳能 光伏电站进行必要日常巡检，及时发现有热斑缺陷的组件模块，并进行维护或更换对于提 高电站运行效率和使用寿命至关重要。
[0003] 当光伏组件产生热斑缺陷后，局部温度要高于其他正常的部位，就说明此电池片 可能有问题，已经由正常光能转电能的工作状态，变为电池组件的负载消耗电能发热。基于 这个特征，利用红外热像仪可以方便地检测出带有热斑缺陷的光伏组件。目前，常采用手持 式红外热像仪对太阳能电站光伏组件进行热斑缺陷检测。而这种检测方式存在以下方面的 缺点：（1)大型地面电站或屋面电站通常是将光伏组件安装在光伏支架上，由于支架高度 等因素影响，操作者只能从一个较高的位置或通过升降装置进行整体红外热成像检测，有 的还不具备拍摄条件，可操作性差；(2)太阳能电站光伏组件数量众多，有的拥有成千上万 块光伏组件，人工红外热像检测工作量极大，效率低、检测周期长；（3)光伏电站的检测一 般都是在发电工作状态下，直流输出端为强电压，检测人员近距离操作存在较大的安全问 题。因此，有必要设计一种太阳能光伏组件热斑缺陷的自动巡检系统，提高检测效率和操作 安全性，保障太阳能电站的正常运营具有重要的意义。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本实用新型提供一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，解决了现 有技术在检测效率、操作性、安全性等方面存在的不足，能满足各种太阳能电站光伏组件热 斑缺陷的快速检测要求。
[0005] 本实用新型的目的通过以下技术方案实现。
[0006] 通过一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，用于监测光伏组件的热斑缺陷， 包括：无人机；红外热像仪，其设置在所述无人机下方，用于拍摄所述光伏组件，并形成拍 摄数据信息；地面工作站，所述地面工作站能够显示所述拍摄数据信息。
[0007] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，所述无人机上设有通过电路连接 的测量组件、机载传递组件和第一控制器；所述测量组件用于测量无人机的飞行方向和倾 斜角度数据信息；所述机载传递组件用于将所述拍摄数据信息、所述飞行方向和倾斜角度 数据信息传递给地面工作站；所述第一控制器配置成按照地面工作站提供的飞行方式数据 控制所述无人机飞行的控制器。
[0008] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，所述地面工作站包括地面接收 端、第二控制器和显示终端；所述地面接收端接收所述机载传递组件传递的数据信息；所 述第二控制器配置成向所述第一控制器提供飞行方式数据的控制器；所述拍摄数据信息通 过所述显示终端进行显示。
[0009] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，所述第二控制器为带有摇杆的操 作台，或多通道飞行器遥控器，或电脑。
[0010] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，在所述无人机上设有相机云台， 所述地面工作站还包括第三控制器，所述第三控制器用于向所述相机云台提供转动方式数 据信息，所述相机云台根据所述第三控制器提供的转动方式数据信息控制所述红外热像仪 的镜头角度。
[0011] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，所述无人机为多旋翼无人机、固 定翼无人机或无人直升机。
[0012] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，所述无人机上设有全球定位系统 单元。
[0013] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，所述无人机上设有存储设备，所 述存储设备与所述红外热像仪连接，所述存储设备用于存储所述拍摄数据信息。
[0014] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，还包括可见光摄像机，所述可见 光摄像机设置在所述无人机下方，所述可见光摄像机拍摄的图片数据信息传递至所述地面 工作站。
[0015] 前述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置中，在所述无人机上设有激光测距单 元，所述激光测距单元与所述红外热像仪设置在同一平面上。
[0016] 借由上述技术方案，本实用新型提出的一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置 至少具有下列优点：
[0017] 1)本实用新型可以对任意安装高度、位置的光伏组件进行快速高空巡检；
[0018] 2)本实用新型检测效率高，节约了大量的人工成本，性价比高；
[0019] 3)操作人员不必近距离靠近太阳能电站光伏组件，保障了人员的人身安全。
[0020] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技 术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详 细说明如后。
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型的实施例提供的一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置的 结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下 结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装 置的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的"一实施例" 或"实施例"指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点 可由任何合适形式组合。
[0023] 如图1所示的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，用于监测光伏组件的热斑缺 陷，包括：无人机1 ;红外热像仪2,其设置在所述无人机1下方，用于拍摄所述光伏组件，并 形成拍摄数据信息；地面工作站3,所述地面工作站3用于显示所述拍摄数据信息。
[0024] 本实施例中，所述红外热像仪2与所述地面工作站3可以通过电路进行数据传输。
[0025] 作为可以变换的实施方式，所述红外热像仪2与所述地面工作站3还可以通过无 线装置进行数据传输。
[0026] 所述无人机1带动所述红外热像仪2在所述光伏组件上方飞行，所述红外热像仪 2能够拍摄所述光伏组件并形成摄数据信息，所述摄数据信息包括红外热像图和红外视频。 通过拍摄得到的红外热像图和红外视频可检测出太阳能光伏组件是否发生热斑缺陷，产生 热斑缺陷的光伏组件的位置，进一步进行判断是否需要维修。
[0027] 所述光伏组件巡检拍照设备控制方式为：测量光伏组件倾斜边的长度b和光伏组 件的倾斜角度α ;2)通过调整组件调整红外热像仪2与所述光伏组件倾斜面平行；3)控 制无人机1以水平方式飞行，飞行方向为所述太阳能光伏组件倾斜边延伸方向，测量所述 无人机1飞行高度H ;4)所述地面工作站3计算所述拍照组件至光伏组件的垂直距离L，
【主权项】
1. 一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，用于监测光伏组件的热斑缺陷，其特征 在于包括： 无人机； 红外热像仪，其设置在所述无人机下方，用于拍摄所述光伏组件，并形成拍摄数据信 息； 地面工作站，所述地面工作站能够显示所述拍摄数据信息。
2. 根据权利要求1所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征在于， 所述无人机上设有通过电路连接的测量组件、机载传递组件和第一控制器； 所述测量组件用于测量无人机的飞行方向和倾斜角度数据信息； 所述机载传递组件用于将所述拍摄数据信息、所述飞行方向和倾斜角度数据信息传递 给地面工作站； 所述第一控制器配置成按照地面工作站提供的飞行方式数据控制所述无人机飞行的 控制器。
3. 根据权利要求2所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征在于， 所述地面工作站包括地面接收端、第二控制器和显示终端； 所述地面接收端接收所述机载传递组件传递的数据信息； 所述第二控制器配置成向所述第一控制器提供飞行方式数据的控制器； 所述拍摄数据信息通过所述显示终端进行显示。
4. 根据权利要求3所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征在于， 所述第二控制器为带有摇杆的操作台，或多通道飞行器遥控器，或电脑。
5. 根据权利要求2所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征在于， 在所述无人机上设有相机云台， 所述地面工作站还包括第三控制器，所述第三控制器用于向所述相机云台提供转动方 式数据信息， 所述相机云台根据所述第三控制器提供的转动方式数据信息控制所述红外热像仪的 镜头角度。
6. 根据权利要求2所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征在于， 所述无人机为多旋翼无人机、固定翼无人机或无人直升机。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征 在于， 所述无人机上设有全球定位系统单元。
8. 根据权利要求1至6中任一项所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征 在于， 所述无人机上设有存储设备，所述存储设备与所述红外热像仪连接，所述存储设备用 于存储所述拍摄数据信息。
9. 根据权利要求1至6中任一项所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征 在于， 还包括可见光摄像机，所述可见光摄像机设置在所述无人机下方，所述可见光摄像机 拍摄的图片数据信息传递至所述地面工作站。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，其特征 在于， 在所述无人机上设有激光测距单元，所述激光测距单元与所述红外热像仪设置在同一 平面上。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置。所述基于无人机的光伏组件热斑巡检装置，用于监测光伏组件的热斑缺陷，包括：无人机；红外热像仪，其设置在所述无人机下方，用于拍摄所述光伏组件，并形成拍摄数据信息；地面工作站，所述地面工作站能够显示所述拍摄数据信息。本实用新型的特点是自动化程度高、检测范围广。
【IPC分类】H02S50-10
【公开号】CN204304922
【申请号】CN201420703581
【发明人】刘正权, 邱岩, 张志强, 唐荣宽, 王旭阳, 罗泱, 肖鹏军, 魏晨光, 包亦望, 陈璐, 张庆华, 杜大艳, 吴蔚, 梁慧超
【申请人】中国建材检验认证集团股份有限公司, 北京信息科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月20日