一种光伏环境监测仪的制作方法

一种光伏环境监测仪
1.技术领域：
2.本实用新型涉及一种监测仪器，特别是一种光伏环境监测仪。
3.

背景技术：

4.目前光伏电站建站的特点是地区偏远、以分布式居多、同一个电站电池组件多为一到两种倾角，这样就需要有一到两块不同角度的太阳辐射传感器来探测与组件同平面的太阳辐照量，根据使用场合的不同，很多情况下需要对降雨量和风速、风向等诸多因素进行监测。而目前在光伏电站多采取分别安装多个太阳辐射传感器，并且单独安装雨量传感器和测风传感器来进行监测，其集成度低，各个监测传感器、采集器、供电系统、支架等各自独立这就造成安装工序复杂、维护难度和工作量较大的问题。
5.

技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对上述技术中存在的缺陷，提供一种光伏环境监测仪，产品高度集成，能够同时满足对多个角度太阳辐射量及对降雨量、风速风向、温湿度、大气压的监测工作。
7.本实用新型的目的是这样实现的：包括太阳辐射传感器一、太阳辐射传感器二、连接杆、雨量传感器、支架、壳体、电路板、多功能传感器仓和保护盖，其特征是，太阳辐射传感器一和太阳辐射传感器二可旋转的安装在连接杆两端，连接杆上设置有雨量传感器，雨量传感器下部连接支架，支架下部设有壳体，壳体内部设置有电路板，电路板与太阳辐射传感器一、太阳辐射传感器二及雨量传感器通过电路连接，；
8.进一步地，太阳辐射传感器一和太阳辐射传感器二均通过接头与连接杆连接，接头与太阳辐射传感器之间通过螺钉固定，接头与连接杆之间设有防脱销和锁紧螺丝，太阳辐射传感器一和太阳辐射传感器二的安装角度可以任意调节；
9.进一步地，壳体和支架之间设置有多功能传感器舱，多功能传感器舱安装在壳体上，其上部设置有保护罩，保护罩与壳体之间设有间隙，多功能传感器舱内设有温湿度传感器和气压传感器；
10.进一步地，雨量传感器是光学雨量传感器；
11.进一步地，太阳辐射传感器一和太阳辐射传感器二是光热原理太阳辐射传感器；
12.进一步地，壳体上部设置有多个超声波测风探头；
13.进一步地，壳体和支架采用镁铝合金材料；
14.进一步地，壳体底部设有快接头，快接头通过电线连接组件温度传感器，组件温度传感器安装在光伏板背面。
15.本实用新型的有益效果：克服现有技术弊端，产品高度集成，具有以下优点：
16.1、一体化结构，没有任何移动部件，高度集成，体积小、重量轻携带方便，便于随时随地监测，也可以长期固定监测使用，简化安装过程.方便安装及维护；
17.2、太阳辐射采用光热原理，提高了测试的精度；
18.3、集成了两个可调角度的太阳辐射传感器，可满足目前分布式光伏电站现场两种倾角组件对太阳辐射量的测试需求；
19.4、监测要素多元化，采用超声波测风、光学测雨量等技术，精准免维护，同时又能监测温湿度及大气压。
20.附图说明：
21.图1本实用新型的立体图；
22.图2是本实用新型的主视图；
23.图3是本实用新型的左视图；
24.图4是图2的b—b向剖视图；
25.图5是接头的立体图；
26.图6是接头的主视图；
27.图7是连接杆的主视图；
28.图8是本实用新型电路流程图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实施案例进行进一步说明
30.由图1—图8可知，本实用新型包括太阳辐射传感器一1、太阳辐射传感器二2、连接杆4、雨量传感器3、支架5、壳体6、电路板10。太阳辐射传感器一1和太阳辐射传感器二2可旋转的安装在连接杆4两端，连接杆4上设置有雨量传感器3，雨量传感器3下部连接支架5，支架5下部设有壳体6，壳体6内部设置有电路板10，附图中电路板10为示意图，只表示安装位置，不表述外形结构，电路板10与太阳辐射传感器一1、太阳辐射传感器二2及雨量传感器3通过电路连接。
31.进一步地，太阳辐射传感器一1和太阳辐射传感器二2均通过接头7与连接杆4连接，接头7与太阳辐射传感器之间通过螺钉固定，接头7与连接杆4之间设有防脱销8和锁紧螺丝9，锁紧螺丝9穿过接头上的长条孔14，并与连接杆4上的螺纹孔16配合，用于调整好太阳辐射传感器后将其固定，防止角度发生变化。接头上设有螺纹孔二13，螺纹孔二13与防脱销8通过螺纹配合，防脱销8端部与连接杆4上的凹槽15配合，在调整太阳辐射传感器角度时，防脱销8防止太阳辐射传感器掉落，从而降低太阳辐射传感器调整角度时的操作难度。
32.进一步地，壳体6和支架5之间设置有多功能传感器舱12，多功能传感器舱12安装在壳体6上，多功能传感器舱12采用透气性材料制成，或者在舱体上设置有气孔，保证空气能够顺利进入到舱体内部即可，其上部设置有保护罩19，保护罩19与壳体6之间设有间隙，多功能传感器舱12内设有温湿度传感器17和气压传感器18。其中温湿度传感器17优选我公司自主生产的pts-3型号传感器，内部核心部件为瑞士sht11，二次开发集成；气压传感器优选我公司生产的型号qa-1传感器，内部核心部件为瑞士ms5534c，二次开发集成。
33.进一步地，雨量传感器3是光学雨量传感器，其采用红外光学原理，免维护，不需要现场校准，测量数据准确可靠，优选我公司自主生产的l301型号雨量传感器。
34.进一步地，太阳辐射传感器一1和太阳辐射传感器二2是光热原理太阳辐射传感器，优选我公司自主生产的tbq-2型号的太阳辐射传感器。目前市面上很多太阳辐射传感器是光电原理，其工作原理是采用硅光电二极管传感器，直接将光能转化为电能，测量的波谱范围在400—1100nm，不包含红外部分光谱，其监测范围由于没有半球的玻璃积分球，水平的塑料扩散器只能接收水平面的太阳辐射，测量精度
±
10%，阴天时误差更大。而我公司生
产的tbq-2型号的太阳辐射传感器采用光热原理，其工作原理是采用绕线电镀式多接点热电锥及高吸收率的黑色涂层，将光能均匀地转化为热，再转化为电能；其波谱测试范围280—3000nm，包含了太阳短波全波段；由于其配有双层半球玻璃积分球，确保2π立体角范围内的太阳辐射均匀地透射到辐射仪内部，测量精度普通表小于5%，标准表小于2%。
35.进一步地，壳体6上部设置有多个超声波测风探头11，优选采用四组超声波测风探头11，均匀的布置在支架5的圆周方向上，可以同时测量风速、风向等多种数据，精确灵敏，优选我公司自主生产的ec-a2型号超声波测风探头。
36.进一步地壳体6和支架5采用镁铝合金材料，目前市面上的同类产品多采用塑料等材质作为壳体，作为日常使用一般是没有问题的，但是随着海上光伏电站的兴起，由于海水的腐蚀性较强，所以对监测仪器的防腐性要求日益提升，本技术方案中采用镁铝合金采用，其材料本身便具有一定防腐性能，并且防爆抗撞击，能够适应各种恶劣环境中使用。
37.进一步地，壳体6底部设有快接头20，快接头20通过电线连接组件温度传感器，组件温度传感器安装在光伏板背面。组件温度传感器优选我公司生产的ptwd-2a型号组件温度传感器，其核心部件为日本进口pt100，自行封装。
38.电路组成：
39.本技术中的光伏环境监测仪的电路组成主要包括热电感应测太阳辐射电路、超声波测风向风速电路、光电测雨量电路、温湿度、气压、组件温度等数字采集电路、ad转换电路、单片机处理电路、数据存储电路、数据通讯电路。
40.其工作原理为:两路太阳辐射传感器、超声波风向风速传感器、光学雨量传感器、环境温湿度、气压、组件温度传感器各一路，同时各自探测太阳不同倾角的太阳辐射、风向、风速、雨量、环境温湿度、气压、组件温度，探测到的这些环境信号，分别以数字或模拟的信号传输给线路板的ad转换电路或数字采集电路，ad转换电路或数字采集电路再将处理后的信号传给单片机处理中心进行处理，单片机处理电路采集到被放大的电信号，经过处理、过滤、计算后再分别通过存储电路将数据存储在存储器中，通过数据通讯电路将数据上传给上位机。
41.使用方法：
42.1、光伏环境监测仪适用于分布式光伏电站对环境参数的监测；
43.2、首先将光伏环境监测仪安装在周围无遮挡，且临近光伏电站组件的区域，也可直接将监测仪固定在组件的固定托架旁边；
44.3、将光伏环境监测仪的供电输出线缆接好；
45.4、根据现场组件的角度调整好太阳辐射传感器的角度，之后拧开辐射表的保护盖；
46.5、给环境监测仪通电（dc12v或ac220v）；
47.6、根据现场使用需求设置好数据的采样频率、存储频率等参数，配置好通讯的各项参数；
48.7、以上步骤都调试好之后，就可以进行户外长时间监测了，在后台实时都可以直接查看瞬时的监测数据，也可以通过上位机软件进行存储数据的下载。