光伏组件的降温控制方法、系统及计算机存储介质与流程

1.本发明涉及光伏组件技术领域，尤其涉及光伏组件的降温控制方法、系统及计算机存储介质。


背景技术：

2.光伏电站的组件发电功率受温度影响较大，温度过高会对组件会造成发电功率的损失，例如，光伏组件的规格参数一般为25℃，而在夏季等季节环境温度通常在40℃以上，甚至可达60℃～70℃，温度过高，光伏组件的发电功率会降低，降低了光伏组件的经济性。由温度引起的发电功率损耗主要有两个因素：组件功率温度系数以及电池片温度。从整体来看，给光伏组件降温，能有效提升光伏组件的发电量。
3.在给光伏组件降温时，目前通常是在组件表面喷水，通过水的蒸发来降温，但这种方式会在组件表面形成水幕或者水珠，水幕或者水珠会影响组件对光线的吸收，降低组件接收到的辐照量，反而会减小光伏组件的发电量。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种光伏组件的降温控制方法、系统及计算机存储介质，旨在对光伏组件降温的同时，保证光伏组件的发电量。
5.为实现上述目的，本发明提供一种光伏组件的降温控制方法，所述光伏组件的降温控制方法包括以下步骤：
6.获取光伏组件的背板温度；
7.在所述背板温度大于高温阈值时，获取储水装置中的水温；
8.在所述水温小于所述背板温度时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置，以通过所述喷水装置向所述光伏组件背面喷水。
9.可选地，所述在所述水温小于所述背板温度时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置的步骤包括：
10.在所述水温小于所述背板温度时，获取所述背板温度与所述水温的差值；
11.在所述差值小于或等于预设差值时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置。
12.可选地，所述获取所述背板温度与所述水温的差值的步骤之后，还包括：
13.在所述差值大于预设差值时，提高所述储水装置中的水温；
14.在所述储水装置中的水温提高后，返回执行所述获取所述背板温度与所述水温的差值的步骤。
15.可选地，所述提高所述储水装置中的水温的步骤包括：
16.获取所述储水装置连接的水源的水源温度；
17.在所述水源温度大于所述水温时，将所述水源中的水输送至所述储水装置，以提高所述储水装置中的水温。
18.可选地，所述获取所述储水装置连接的水源的水源温度的步骤之后，还包括：
19.在所述水源温度小于或等于所述水温时，通过加热组件加热所述储水装置中的水，以提高所述储水装置中的水温。
20.可选地，所述在所述水源温度小于或等于所述水温时，通过加热组件加热所述储水装置中的水的步骤包括：
21.在所述水源温度小于或等于所述水温时，获取通过加热组件加热所述储水装置中的水所需的电能；
22.获取通过所述喷水装置向所述光伏组件背面喷水前后，所述光伏组件的发电量的预测增加量；
23.在所述预测增加量大于所述电能时，通过加热组件加热所述储水装置中的水。
24.可选地，所述获取储水装置中的水温的步骤之后，还包括：
25.在所述水温大于或等于所述背板温度时，获取所述储水装置连接的水源的水源温度；
26.在所述水源温度小于所述背板温度时，将所述水源中的水输送至所述储水装置，以降低所述储水装置中的水温；
27.在所述储水装置中的水温降低后，返回执行所述获取储水装置中的水温的步骤。
28.可选地，所述在所述水温小于所述背板温度时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置的步骤包括：
29.在所述水温小于所述背板温度时，获取所述光伏组件的发电功率；
30.在所述发电功率大于预设功率时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置。
31.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种光伏组件的降温控制系统，所述光伏组件的降温控制系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的光伏组件的降温控制程序，所述光伏组件的降温控制程序被所述处理器执行时实现如上所述中任一项所述的光伏组件的降温控制方法的步骤。
32.可选地，所述光伏组件的降温控制系统包括：
33.喷水装置，设置于所述光伏组件背面，用于向所述光伏组件背面喷水；
34.储水装置，所述储水装置的入水口与水源连接，所述储水装置的排水口与所述喷水装置连接；
35.加热组件，设置于所述储水装置中，用于加热所述储水装置中的水。
36.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有光伏组件的降温控制程序，所述光伏组件的降温控制程序被处理器执行时实现如上所述中任一项所述的光伏组件的降温控制方法的步骤。
37.本发明实施例提出的光伏组件的降温控制方法、系统及计算机存储介质，获取光伏组件的背板温度；在背板温度大于高温阈值时，获取储水装置中的水温；在水温小于背板温度时，将储水装置中的水输送至设置于光伏组件背面的喷水装置，以通过喷水装置向光伏组件背面喷水。本发明通过获取光伏组件的背板温度，并在背板温度较高，且大于储水装置的水温时，向光伏组件背面喷水，实现对于光伏组件的降温，同时也不会影响到光伏组件对于光线的吸收，保证了光伏组件的发电量。
附图说明
38.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
39.图2为本发明光伏组件的降温控制方法的一实施例的流程示意图；
40.图3为本发明光伏组件发电功率随背板温度变化时的变化曲线图；
41.图4为本发明光伏组件的降温控制方法另一实施例的流程示意图；
42.图5为本发明光伏组件的降温控制方法的主要流程图；
43.图6为本发明光伏组件的降温控制方法再一实施例的流程示意图；
44.图7为本发明光伏组件的降温控制系统的架构图；
45.图8为本发明光伏组件在不同背板温度下的发电功率曲线图；
46.图9为本发明光伏组件的背板温度变化曲线图。
47.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
48.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
49.本发明实施例提供一种解决方案，通过获取光伏组件的背板温度，并在背板温度较高，且大于储水装置的水温时，向光伏组件背面喷水，实现对于光伏组件的降温，同时也不会影响到光伏组件对于光线的吸收，保证了光伏组件的发电量。
50.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
51.本发明实施例终端为光伏组件的降温控制系统。
52.如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu、dsp、mcu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi
‑
fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
53.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
54.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括网络通信模块、用户接口模块以及光伏组件的降温控制程序。
55.在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，并执行以下操作：
56.获取光伏组件的背板温度；
57.在所述背板温度大于高温阈值时，获取储水装置中的水温；
58.在所述水温小于所述背板温度时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置，以通过所述喷水装置向所述光伏组件背面喷水。
59.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
60.在所述水温小于所述背板温度时，获取所述背板温度与所述水温的差值；
61.在所述差值小于或等于预设差值时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置。
62.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
63.在所述差值大于预设差值时，提高所述储水装置中的水温；
64.在所述储水装置中的水温提高后，返回执行所述获取所述背板温度与所述水温的差值的步骤。
65.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
66.获取所述储水装置连接的水源的水源温度；
67.在所述水源温度大于所述水温时，将所述水源中的水输送至所述储水装置，以提高所述储水装置中的水温。
68.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
69.在所述水源温度小于或等于所述水温时，通过加热组件加热所述储水装置中的水，以提高所述储水装置中的水温。
70.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
71.在所述水源温度小于或等于所述水温时，获取通过加热组件加热所述储水装置中的水所需的电能；
72.获取通过所述喷水装置向所述光伏组件背面喷水前后，所述光伏组件的发电量的预测增加量；
73.在所述预测增加量大于所述电能时，通过加热组件加热所述储水装置中的水。
74.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
75.在所述水温大于或等于所述背板温度时，获取所述储水装置连接的水源的水源温度；
76.在所述水源温度小于所述背板温度时，将所述水源中的水输送至所述储水装置，以降低所述储水装置中的水温；
77.在所述储水装置中的水温降低后，返回执行所述获取储水装置中的水温的步骤。
78.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的光伏组件的降温控制程序，还执行以下操作：
79.在所述水温小于所述背板温度时，获取所述光伏组件的发电功率；
80.在所述发电功率大于预设功率时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置。
81.参照图2，在一实施例中，光伏组件的降温控制方法包括以下步骤：
82.步骤s10，获取光伏组件的背板温度；
83.步骤s20，在所述背板温度大于高温阈值时，获取储水装置中的水温；
84.在本实施例中，光伏组件的背板设置有温度传感器，用于检测光伏组件的背板温度。在背板温度大于高温阈值时，表明背板温度过高，此时可获取储水装置中的水温，以通过水温判断储水装置中的水是否可以用于光伏组件的降温。
85.可选地，在背板温度大于或等于低温阈值，且小于高温阈值时，则认为光伏组件的背板温度合适，不进行光伏组件的降温控制。
86.可选地，如图3所示，图3示出了高温影响的光伏组件发电功率曲线以及具有降温控制系统的光伏组件发电功率曲线，可以看出，在温度较高时，光伏组件的发电功率会受温度影响而降低，因此可根据高温影响的光伏组件发电功率曲线来确定低温阈值以及高温阈值，减少高温对于光伏组件发电的影响。可选地，低温阈值可根据水源温度来设置，例如可设置为与水源温度保持一致，其中，低温阈值一般大于零。
87.可选地，储水装置可存储用于光伏组件降温的水，储水装置可从水源获取水并存储。例如，光伏组件可设置于池塘、湖泊等水面环境，储水装置可从池塘、湖泊等水源中直接获取水，并用于对光伏组件的降温，以就近采用现有水资源，降低了光伏组件的降温成本。
88.步骤s30，在所述水温小于所述背板温度时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置，以通过所述喷水装置向所述光伏组件背面喷水。
89.在本实施例中，光伏组件的背面设置有喷水装置，喷水装置可向光伏组件的背面喷水。可以理解的是，光伏组件具有正面和背面，正面用于接收太阳光线并发电，背面的背板密封性一般可达到ip65级别及以上，可承受水冲洗要求，因此向光伏组件背面喷水不会对光伏组件的功能以及安全性造成影响。在储水装置的水温小于背板温度时，表明储水装置中的水可用于光伏组件的降温，因此可通过水泵将储水装置中的水输送至喷水装置，以使喷水装置将水喷在光伏组件背面。
90.可选地，由于在水喷到光伏组件的背板上后，光伏组件的降温具有滞后性，因此可在光伏组件背面设置湿度传感器，在湿度传感器检测到的湿度大于第一预设湿度时，停止喷水装置的喷水动作，或者，在喷水装置的喷水动作持续设定时长后，停止喷水装置的喷水动作。可选地，在停止喷水装置的喷水动作之后，可在湿度传感器检测到的湿度小于第二预设湿度时，认为光伏组件背面的水已蒸发完毕，因此可检测背板温度是否小于低温阈值。或者，在停止喷水装置的喷水动作持续一段时间后，检测背板温度是否小于低温阈值。可选地，若检测到背板温度小于低温阈值，则停止执行将储水装置中的水输送至喷水装置，以通过喷水装置向光伏组件背面喷水的步骤，否则，返回执行步骤s30。该方式可提高光伏组件的降温控制系统的运行经济性。
91.在本实施例公开的技术方案中，通过获取光伏组件的背板温度，并在背板温度较高，且大于储水装置的水温时，向光伏组件背面喷水，实现对于光伏组件的降温，同时也不会影响到光伏组件对于光线的吸收，保证了光伏组件的发电量。
92.在另一实施例中，如图4所示，在上述图2所示的实施例基础上，步骤s30包括：
93.步骤s31，在所述水温小于所述背板温度时，获取所述背板温度与所述水温的差值；
94.在本实施例中，在储水装置的水温小于背板温度时，还可获取背板温度与水温的差值，以通过差值确定是否需要对储水装置中的水温进一步调节，实现水源、储水装置以及光伏组件之间的阶梯式温度调控，例如，实现阶梯式降温。
95.可选地，在水温小于背板温度时，还可先获取光伏组件的发电功率，在发电功率大于预设功率时，则执行步骤s31，或者将储水装置中的水输送至喷水装置。而在发电功率小于或等于预设功率时，则认为光伏组件的发电功率过小，光伏组件的降温成本过高，因此可不执行将储水装置中的水输送至喷水装置的步骤，即不进行光伏组件的降温控制。其中，预设功率可以是零，或者事先设定的较小功率值。
96.步骤s32，在所述差值小于或等于预设差值时，将所述储水装置中的水输送至设置于所述光伏组件背面的喷水装置。
97.在本实施例中，如图5所示，在差值小于或等于预设差值时，表明无需对储水装置中的水温进一步调节，因此可直接将储水装置中的水输送至喷水装置，实现光伏组件的降温。
98.可选地，在差值大于预设差值时，表明需要对储水装置中的水温进一步调节。可选地，在对储水装置中的水温进一步调节之后，再将储水装置中的水输送至喷水装置。
99.可选地，预设差值表征对应的光伏组件的喷水耐受温差
△
t。具体地，可根据光伏组件的背板材料的散热系数、光伏组件电池片的散热系数综合计算总散热系数修正值λ。根据总散热系数修正值λ，以及组件背板和电池片耐受短时温度阶跃最大值t0，计算喷水耐受温差
△
t，
△
t＝λt0。在差值小于或等于预设差值时，表明光伏组件对于储水装置中的水的温差耐受较好，而在差值大于预设差值时，表明光伏组件对于储水装置中的水的温差耐受较差。可以理解的是，不同材料以及类型的光伏组件对于温差的耐受不同，通过设置对应的预设温度，考虑到光伏组件的温度耐受程度，可有效避免光伏组件在降温过程中出现的玻璃隐裂，提高光伏组件的寿命。
100.可选地，如图5所示，在差值大于预设差值时，对储水装置中的水温进一步调节。具体地，可提高储水装置中的水温，以减小差值，在储水装置中的水温提高后，再返回执行步骤s31。可选地，在减小差值时，可在差值小于或等于预设差值时，停止提高储水装置中的水温。
101.可选地，在提高储水装置中的水温时，可通过从水源取水和/或对储水装置中的水进行加热的方式来实现。
102.可选地，可获取储水装置连接的水源的水源温度，在水源温度大于水温时，表明可通过从水源取水来提高储水装置中的水温，因此可将水源中的水输送至储水装置，以提高储水装置中的水温。在将水源中的水输送至储水装置之后，可在储水装置中的水温接近或者等于水源温度时，再采用加热方式继续提高储水装置的水温。
103.可选地，可获取储水装置连接的水源的水源温度，在水源温度小于或等于水温时，表明无法通过从水源取水来提高储水装置中的水温，因此可通过加热组件加热储水装置中的水，以提高储水装置中的水温。可选地，加热组件设置于储水装置内部，可通过对加热组件通电，实现对于储水装置中的水的加热。
104.可选地，由于在光照弱，光伏组件的发电量较低，但光伏组件的背板温度较高时，降温带来的增益可能小于降温成本，因此可采集逆变器功率，根据光伏组件的温度功率曲线，判断逆变器的发电量收益与温度差导致的水泵、加热组件等装置的理论电能消耗是否平衡，当发电量收益小于理论电能消耗时，则不进行降温控制。即在水源温度小于或等于水温时，可检测加热动作和/或水泵将水从储水装置输送至喷水装置付出的成本是否低于光
伏组件降温所提高的发电量收益。具体地，可获取通过加热组件加热储水装置中的水和/或通过水泵输送水所需的电能，以及获取通过喷水装置向光伏组件背面喷水前后，光伏组件的发电量的预测增加量。在预测增加量大于电能时，则表明加热动作和/或水泵输送水付出的成本低于光伏组件降温所提高的发电量收益，此时可执行通过加热组件加热储水装置中的水，以及通过水泵输送水的步骤。在预测发电量或等于电能时，则表明加热动作和/或水泵输送水付出的成本高于光伏组件降温所提高的发电量收益，此时不通过加热组件加热储水装置中的水，以及不通过水泵输送水，即不对光伏组件进行降温控制，以节省降温成本。
105.可选地，通过加热组件加热储水装置中的水所需的电能，可通过检测储水装置中的水位，根据水位计算储水量，根据储水量、当前水温以及提高水温后需要达到的目标水温来计算对应的电能。可选地，水泵输送水所需的电能，可根据送水量、储水装置与喷水装置的高度差等数据来计算。
106.可选地，光伏组件降温所提高的发电量收益，可通过储水装置的水温提高后达到的目标水温预测光伏组件降温后的背板温度，根据光伏组件降温后的背板温度、当前背板温度、光伏组件背板温度与发电量之间的对应关系、辐照等因素综合确定光伏组件降温所提高的发电量收益。
107.在本实施例公开的技术方案中，在水温小于背板温度时，考虑到光伏组件的温度耐受程度，可提升光伏组件在降温控制中的寿命。
108.在再一实施例中，如图6所示，在图2或图4任一实施例所示的基础上，步骤s20之后，还包括：
109.步骤s40，在所述水温大于或等于所述背板温度时，获取所述储水装置连接的水源的水源温度；
110.在本实施例中，如图5所示，在水温大于或等于背板温度时，表明储水装置中的水不可用于光伏组件的降温，此时可尝试对储水装置中的水进行降温。具体地，可获取储水装置连接的水源的水源温度，根据水源温度，判断是否可以通过从水源取水实现储水装置的降温，以将储水装置的水温降低至等于背板温度，或者，小于背板温度且与背板温度的差值小于预设差值。
111.步骤s50，在所述水源温度小于所述背板温度时，将所述水源中的水输送至所述储水装置，以降低所述储水装置中的水温；
112.步骤s60，在所述储水装置中的水温降低后，返回执行所述获取储水装置中的水温的步骤。
113.在本实施例中，如图5所示，在水源温度小于背板温度时，表明可以通过从水源取水实现储水装置的降温，此时可将水源中的水输送至储水装置，通过水的中和降低储水装置中的水温。在储水装置的水温降低至等于背板温度时，或者在储水装置的水温降低至小于背板温度，且与背板温度的差值小于预设差值时，即可停止储水装置的降温，并返回执行获取获取储水装置中的水温的步骤，以通过储水装置中的水对光伏组件进行降温。
114.可选地，如图5所示，在水源温度大于或等于背板温度时，若将水源中的水输送至储水装置，无法实现储水装置的降温，反而会额外消耗水泵送水的电能，因此可不将水源中的水输送至储水装置，即不对储水装置中的水温进行降温。
115.在本实施例公开的技术方案中，在水温大于或等于背板温度，且水源温度小于背
板温度时，将水源中的水输送至储水装置，以降低储水装置中的水温，再通过储水装置中的水对光伏组件进行降温，实现阶梯式的降温控制，提高了光伏组件的发电量。
116.此外，本发明实施例还提出一种光伏组件的降温控制系统，所述光伏组件的降温控制系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的光伏组件的降温控制程序，所述光伏组件的降温控制程序被所述处理器执行时实现如上各个实施例所述的光伏组件的降温控制方法的步骤。
117.可选地，光伏组件的降温控制系统包括：
118.喷水装置，设置于所述光伏组件背面，用于向所述光伏组件背面喷水；
119.储水装置，所述储水装置的入水口与水源连接，所述储水装置的排水口与所述喷水装置连接；
120.加热组件，设置于所述储水装置中，用于加热所述储水装置中的水。
121.例如，如图7所示，喷水装置可包括锥形喷头，储水装置可包括蓄水箱，其中，锥形喷头为防堵雾化喷头，可实时调节喷洒角度和范围，均匀降低组件背板和组件背板的环境温度，进而提高光伏组件的发电量，例如，可将喷头倾角设置为与光伏组件的倾角保持一致。该喷头可承受较大颗粒杂质，水塘、湖泊等水源内的水直接或简单过滤便可直接使用，以避免水中杂质较多而导致水渍，在光伏组件表面形成热斑而影响发电量。光伏组件设置于池塘、湖泊等水面环境，储水装置可通过水泵01从水源中直接取水，并可通过水泵02向喷水装置输送水。
122.可选地，储水装置内设置有液位传感器，用于检测储水装置内的水位。在水位较低时，可通过水泵01从水源中取水并进行存储。
123.可选地，如图8所示，图8示出了不同环境温度条件下，光伏组件的发电功率，可以看出，温度对于光伏组件发电功率存在较大影响。
124.可选地，如图9所示，图9示出了采用光伏组件的降温控制后，背板温度的变化曲线，其中，th为高温阈值，tl为低温阈值。
125.此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有光伏组件的降温控制程序，所述光伏组件的降温控制程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的光伏组件的降温控制方法的步骤。
126.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
127.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
128.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
129.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。