一种超高海拔光伏组件发电效率诊断装置及其诊断方法与流程

本技术涉及光伏组件发电效率诊断的领域，尤其是涉及一种超高海拔光伏组件发电效率诊断装置及其诊断方法。

背景技术：

1、随着能源需求的不断增长和对清洁能源的重视，光伏发电作为一种可持续的能源解决方案，受到了广泛关注。特别是在超高海拔地区，由于光照资源丰富，具备良好的光伏发电条件，使得超高海拔地区的光伏产业得到了一定的发展。光伏组件作为光伏发电系统的核心部件，其发电效率直接影响着整个发电系统的性能和经济效益。因此，对光伏组件发电效率进行准确诊断具有重要意义。这不仅有助于及时发现光伏组件存在的问题，保障发电系统的稳定运行，还能为光伏电站的运维管理提供有力依据，促进光伏产业的健康发展。

2、在现有技术中，对于光伏组件发电效率的诊断，通常是采用单一传感器进行数据采集，例如只使用电学参数采集器来获取组件的电压、电流等信息。或者依靠远程监控系统，通过有线通信方式将采集的数据传输到监控中心进行分析。还有一些方法是在实验室环境下对光伏组件进行测试，模拟不同的工况来评估其发电效率。

3、然而实验室为实现设置的正常使用，在实验室的侧壁上设有常开的通风孔，在恶劣天气时，易通过通风孔影响实验室内部的设备，故有待改善。

技术实现思路

1、为了改善通风口常开，无法应对恶劣天气，使得设备易损坏的问题，本技术提供一种超高海拔光伏组件发电效率诊断装置及其诊断方法。

2、第一方面，本技术提供的一种超高海拔光伏组件发电效率诊断装置采用如下的技术方案：

3、一种超高海拔光伏组件发电效率诊断装置，包括工作室和连接半筒，所述工作室内设有边缘计算单元、多传感器集成模块和通信接口，所述工作室的侧壁上开设有连接孔，所述连接半筒设于所述工作室上，所述连接半筒包括过滤板和封板，所述过滤板设于所述工作室上，所述过滤板能够遮盖所述连接孔，所述封板固定在所述过滤板的一侧，所述工作室上设有驱动组件，所述驱动组件与过滤板连接，用于驱使封板封堵住所述连接孔。

4、通过采用上述技术方案，边缘计算单元作为核心处理单元，集成了高性能处理器和专用存储器，可用于部署诊断算法；多传感器集成模块包括高精度气象站、电学参数采集器以及红外热成像仪，高精度气象站能够监测辐照度、温度、风速等，电学参数采集器可实时读取组件电压、电流，红外热成像仪能检测局部热点；通信接口支持工业以太网或无线协议，实现与监控系统的数据交互。

5、初始状态下，过滤板遮盖住连接孔，使得工作室外部的气体需要穿过过滤板上的孔隙到达连接孔处，随后通过连接孔进入工作室内，而气体穿过过滤板时，较大直径的杂质无法通过过滤板上的孔隙，从而将杂质隔绝在工作室外，避免杂质进入影响设备的正常工作。而当雨天时，启动驱动组件，驱使连接半筒转动，使得封板移动至封堵连接孔，使得连接孔位关闭状态，避免雨水通过连接孔进入工作室中，防止设备进水，延长设备的使用寿命。

6、可选的，所述连接半筒的端壁上同轴固定有转动杆，所述转动杆的转动连接在所述工作室上，所述驱动组件包括转动齿轮和转动齿条，所述转动齿轮同轴套设在所述转动杆的一端上，且所述转动齿轮与转动杆固定，所述转动齿条滑动连接在工作室上，且所述转动齿条与转动齿轮相啮合。

7、通过采用上述技术方案，当转动齿条滑动时，通过与转动齿轮的啮合，带动转动杆转动，进而使连接半筒转动，实现封板对连接孔的封堵或过滤板对连接孔的遮盖，实现连接孔开闭的转换。

8、可选的，所述工作室的侧壁上设有控制组件，所述控制组件包括控制盒、海绵和卷簧，所述控制盒位于连接半筒上方，且所述控制盒的顶部开口，所述海绵设于所述控制盒中，所述转动齿条的一端与海绵连接，海绵吸水向下移动时，用于驱使封板封住所述连接孔，所述卷簧位于转动杆远离转动齿轮的一端上，且所述卷簧嵌设在工作室上，所述卷簧用于驱使所述过滤板遮盖所述连接孔。

9、通过采用上述技术方案，当下雨时，暴雨情况下，进入控制盒中的雨水较多，使得海绵吸水后重量增加，向下移动带动转动齿条滑动，此时海绵的重力能够克服卷簧的回复的弹力，使得卷簧处于拉紧状态，实现转动杆的自转，直至带动封板封堵连接孔，实现连接孔在暴雨天气下的自动关闭。当小雨或晴天时，海绵水分较少，卷簧的弹力使转动杆反向转动，过滤板重新遮盖连接孔，以使得连接孔在晴天或小雨时的自动的打开。

10、可选的，所述控制盒的顶部设有挡板，所述挡板穿设所述工作室的侧壁，并能够在所述工作室上移动，所述挡板的顶端位于控制盒的上方，所述挡板的底端位于工作室内，所述过滤板远离封板的一侧上设有推板，所述推板与挡板的侧壁抵接，所述推板转动，用于驱使所述挡板移动。

11、通过采用上述技术方案，初始状态下，推板位于控制盒的下方，过滤板遮盖连接孔，此时连接孔为打开状态。当雨天时，海绵驱使连接半筒转动，使得封板转至封堵连接孔，此过程中，使得推板穿过连接孔，并转进工作室内，而推板进入工作室时，推板抵推挡板的底端倾斜向上移动，使得挡板在工作室上滑移，而挡板的顶端倾斜向下移动，实现对控制盒顶部开口的遮挡，使得控制盒的开口变小，以此减小进入控制盒中的雨水量，

12、可选的，所述控制盒的底部开口，所述推板能够封堵所述控制盒的底部开口，所述工作室的内壁上设有蓄水盒，所述蓄水盒的顶部开口，且与所述连接孔相连通，当所述过滤板遮盖所述连接孔时，所述封板位于工作室内并遮盖所述蓄水盒的顶部开口。

13、通过采用上述技术方案，当雨水进入控制盒中，海绵吸饱水变重驱使连接半筒转动，使得封板封住连接孔，此时过滤板由侧方移动至上方，即位于控制盒的底部开口处。雨水不断进入控制盒中，海绵无法吸收，则雨水穿过海绵到达控制盒的底部，再通过过滤板上的孔隙流出控制盒，使得控制盒中的雨水能够及时排出。

14、而穿过过滤板的雨水会落在连接半筒内，此时封板的内壁起到导向作用，便于雨水流入蓄水盒中储存，以此实现循环利用，减少资源浪费。其中雨水穿过海绵时，海绵还起到过滤作用，使得较为洁净的雨水进入蓄水盒中储存。

15、当过滤板遮盖连接孔时，推板位于控制盒的底部，封堵控制盒的底部开口，当连接半筒转动时，使得过滤板紧随推板移动至控制盒的底部，从而使得控制盒的底部开口始终受遮挡，进而使得使得控制盒中的杂质不会下落出控制盒。

16、工作室外部的气体穿过过滤板后，通过连接孔，以及封板和推板之间的间隙进入工作室中，此时封板位于工作室中并封堵蓄水盒的开口，避免气体中的灰尘等杂质进入蓄水盒中，避免蓄水盒中的水被污染。

17、可选的，所述控制盒中设有网格板，所述网格板位于控制盒的顶部，所述海绵位于网格板的下方。

18、通过采用上述技术方案，网格板过滤杂物的作用，使得进入控制盒中的雨水较为洁净，由网格板、海绵和过滤板的多重过滤，提高从控制盒流出最终进入蓄水盒中储存的雨水的洁净程度。

19、可选的，所述控制盒的侧壁上穿设有移动杆， 所述移动杆的一端插入控制盒并固定有挤压板，所述挤压板能够与海绵抵接，所述移动杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧用于驱使所述挤压板抵贴在所述控制盒的内壁上。

20、通过采用上述技术方案，当停止下雨时，为加快海绵的排出，可推动移动杆使挤压板挤压海绵，松开后复位弹簧使挤压板回到初始位置。

21、可选的，所述工作室上设有安装环，所述安装环套设在工作室上，所述安装环上设有若干导向板，若干所述导向板沿安装板的周长方向均匀布设，所述导向板通过转轴转动连接在所述安装环上，所述安装环上设有旋转组件，所述旋转组件与转轴连接，用于驱使所述转轴自转。

22、通过采用上述技术方案，在强风天气下，启动旋转组件，驱使若干导向板转动，使得导向板倾斜，以配合风向，引导气流沿其表面滑过，而非直接冲击，以此减少涡流和负压抽吸效应，提高了安装环内工作室结构的稳定性。

23、可选的，所述旋转组件包括旋转齿轮和若干从动齿轮，所述旋转齿轮同轴固定在安装环上，若干所述从动齿轮与转轴一一对应，所述从动齿轮套设在对应的转轴上，且与对应的所述转轴固定，所述从动齿轮与旋转齿轮相啮合。

24、通过采用上述技术方案，当旋转齿轮转动时，通过与从动齿轮的啮合带动转轴转动，从而使若干导向板同步转动相同的角度，可对工作室周围的气流进行调节，提高设备的稳定性和可靠性。

25、第二方面，本技术提供的一种超高海拔光伏组件发电效率诊断装置的诊断方法，包括以下步骤：

26、s1、通过多传感器集成模块同步采集光伏组件的电学参数、环境变量及图像数据；

27、s2、在边缘计算单元中对所述数据进行特征提取，包括利用快速傅里叶变换分析电流-电压曲线的畸变特征，以及通过计算机视觉算法识别图像中的隐裂或污秽缺陷；

28、s3、基于所述特征提取结果，计算光伏组件的实际发电效率并引入海拔修正系数校正稀薄空气影响；

29、s4、将实际发电效率与标准测试条件下的理论效率对比；

30、s5、采用自适应阈值算法识别效率骤降或缺陷，完成异常诊断；

31、s6、将诊断结果通过通信接口上传至云端；

32、s7、过滤板遮盖住连接孔，使得气体能够穿过过滤板上的孔隙，再通过连接孔进入工作室中，以供设备的正常运行，在雨天时，利用控制组件，驱使连接半筒自动转动，使得封板转至封堵连接孔，实现连接孔的自动关闭。

33、综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：

34、1、初始状态下，过滤板遮盖住连接孔，使得工作室外部的气体需要穿过过滤板上的孔隙到达连接孔处，随后通过连接孔进入工作室内，而气体穿过过滤板时，较大直径的杂质无法通过过滤板上的孔隙，从而将杂质隔绝在工作室外，避免杂质进入影响设备的正常工作。而当雨天时，启动驱动组件，驱使连接板转动，使得封板移动至封堵连接孔，使得连接孔位关闭状态，避免雨水通过连接孔进入工作室中，防止设备进水，延长设备的使用寿命；

35、2、当下雨时，暴雨情况下，进入控制盒中的雨水较多，使得海绵吸水后重量增加，向下移动带动转动齿条滑动，此时海绵的重力能够克服卷簧的回复的弹力，使得卷簧处于拉紧状态，实现转动杆的自转，直至带动封板封堵连接孔，实现连接孔在暴雨天气下的自动关闭。当小雨或晴天时，海绵水分较少，卷簧的弹力使转动杆反向转动，过滤板重新遮盖连接孔，以使得连接孔在晴天或小雨时的自动的打开。