一种光伏辐射计安装结构及光伏辐射计监测系统的制作方法

1.本实用新型一般地涉及光辐射测量装置技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种光伏辐射计安装结构及光伏辐射计监测系统。


背景技术：

2.光伏电站系统效率是评估光伏电站的一个测量标准，光伏电站系统效率数值能够表明电站发电效率和可靠性有多高。为了计算光伏电站系统效率值，首先要获取光伏电站当地太阳光辐照度数值，当使用测量仪来测量直接入射光辐照度时，测量仪的安装角度及方向必须与光伏系统的光伏阵列安装一致，这样才能正确的计算光伏电站系统效率。另外，还需要确保测量仪安装于光伏阵列中间，以使测量仪和光伏阵列能接收到相同量的光照射和与光伏阵列处于相同的环境温度中。气象监控系统通常使用光伏辐射计以采集光伏阵列的太阳光辐照度数据。
3.采集时，光伏辐射计的安装参数，如安装方位角与所监测的光伏阵列的安装方位角的一致程度影响光伏辐射计采集数据的可靠性。若光伏辐射计的安装参数与光伏阵列的区别较大，则光伏辐射计采集的数据无法准确反应光伏阵列的效率，从而影响对整个光伏电站系统效率评估的可靠性。
4.在确定光伏辐射计的安装方位角时，目前通常一般是使用辅助设备如指南针通过磁场确定。但该方法受环境磁场影响，容易出现方位角定位精度不足、定位误差大的问题，从而影响光伏辐射计安装方位角与所监测光伏阵列方位角的一致性。在进行数据分析时，所监测的数据可信度不足，仅可进行粗略分析，影响辐射计对光伏系统评估的可靠性。
5.综上所述可知，提供一种能精确定位光辐射计安装方位角的装置对提高评估光伏阵列可靠性至关重要。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种可确定光伏辐射计方位角的光伏辐射计安装结构，以解决现有技术中需要另配磁场定位辅助设备如指南针等以实现定位光伏辐射计安装方位角的技术问题。
7.为解决上述问题，本实用新型提供了如下技术方案：
8.一种光伏辐射计安装结构，包括：
9.支架，其用于架设在固定基础上；
10.安装平台，其装配于所述支架上，用于承载所述光伏辐射计；
11.所述安装平台包括水平安装板和投影杆；
12.所述投影杆，其垂直安装在所述水平安装板上；
13.所述水平安装板，其用于固定安装所述光伏辐射计；
14.所述水平安装板绕垂直轴线可转动地装配在所述支架上，所述水平安装板上具有用于供所述投影杆光照投影的方位角指示区，该方位角指示区具有以所述投影杆和水平安
装板连接处为圆心的圆周刻度，用于标记所述投影杆光照投影位置，以在操作人员转动所述水平安装板调整所述投影杆光照投影位置时实现对所述光伏辐射计方位角的角度调整。
15.在一个具体的实施方式中，所述水平安装板包括辐射计安装区，所述辐射计安装区与所述方位角指示区在同一水平面。
16.在一个具体的实施方式中，所述方位角指示区的圆周刻度为半圆刻度。
17.在一个具体的实施方式中，所述辐射计安装区在所述方位角指示区的半圆刻度的直径侧边安装。
18.在一个具体的实施方式中，所述方位角指示区为半圆形板，所述辐射计安装区为平板，所述平板与所述半圆形板固定装配。
19.在一个具体的实施方式中，所述半圆刻度均分为18段，每段10
°
，其刻度精确到1
°
。
20.在一个具体的实施方式中，所述安装平台通过旋转轴与所述支架装配，所述旋转轴的轴向与所述安装平台的中心转动轴线平行。
21.一种光伏辐射计监测系统，包括光伏辐射计和如上述技术方案任一项所述的光伏辐射计安装结构；
22.所述光伏辐射计用于监测光伏阵列的信息，其固定装配于所述安装平台的上表面。
23.在一个具体的实施方式中，所述光伏辐射计的中心轴线与所述半圆刻度的直径边垂直。
24.在一个具体的实施方式中，所述光伏辐射计方位角的角度与所述光伏阵列方位角的角度一致。
25.有益效果：
26.本实用新型所提供的一种光伏辐射计安装结构，其包括支架和装配于所述支架的安装平台，其中光伏辐射计固定装配于所述安装平台上。所述水平安装板绕垂直轴线可转动地装配在所述支架上，所述水平安装板上具有用于供所述投影杆光照投影的方位角指示区，该方位角指示区具有以所述投影杆和水平安装板连接处为圆心的圆周刻度，用于标记所述投影杆光照投影位置，以在操作人员转动所述水平安装板调整所述投影杆光照投影位置时实现对所述光伏辐射计方位角的角度调整。光照射时，所述投影杆的投影线落入所述水平安装板的圆周刻度区，投影线指向的角度即为光伏辐射计的安装方位角的角度。本实用新型还提供了一种光伏辐射计监测系统，该监测系统包括光伏辐射计和光伏辐射计安装结构。采用本实用新型的监测系统，可以在不另配角度定位辅助装备的情况下实现定位光伏辐射计安装方位角，有助于光伏辐射计得到所要监测的光伏阵列精确的光辐照度数据，从而对整个光伏电站系统进行精确评估。
27.作为一种技术手段，
28.光伏辐射计安装结构的水平安装板上的圆周刻度区即为方位角指示区，该方位角指示区为以投影杆为圆心的半圆形板。该半圆形板上有角度范围为-90
°
至 90
°
的圆周刻度，该圆周刻度被均分为18段，每段10
°
，刻度精确到1
°
。该圆周刻度的设置使得光照射后，操作人员可以直观的根据肉眼观测到的投影杆在安装平台上的投影线指向对应的角度确定对应光伏辐射计的安装方位角，并可根据转动水平安装板实现简单快捷的对光伏辐射计的安装方位角进行调整。
29.作为一种技术手段，
30.光伏辐射计安装结构中的水平安装板包括辐射计安装区，所述辐射计安装区为与所述方位角指示区在同一水平面的平板。将光伏辐射计固定安装于辐射计安装区后，并使光伏辐射计的中心轴线与方位角指示区的半圆直径垂直，使得光伏辐射计与辐射计安装区的安装方位一致，转动安装平台所对应得到的方位角数值即为光伏辐射计的方位角数值。操作人员可实现在不使用其他工具校准即能够精确确定光伏辐射计的安装方位角。
附图说明
31.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
32.图1为本实用新型一种光伏辐射计监测系统的一种实施例的结构示意图；
33.图2为本实用新型一种光伏辐射计监测系统的使用状态示意图。
34.附图标记说明：
35.1、方位角指示区；2、圆周刻度；3、投影杆；4、辐射计安装区；5、旋转轴；6、旋转固定螺栓；7、支架；8、光伏辐射计。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.鉴于现有技术中，当需要定位光伏辐射计的安装方位角时，需要在光伏辐射计的安装结构中另配一个辅助设备，如利用磁场定位的指南针对光伏辐射计进行方位角定位。但是指南针定位通常会因为受到环境磁场干扰而影响定位的精确性。本实用新型提供了一种光伏辐射计安装结构，该安装结构中的投影杆可以在太阳照射时，投影在水平安装板的对应圆周刻度上，该投影指示刻度即为安装在水平安装板上的光伏辐射计的方位角，即人工操作时肉眼即可直观的监测所安装的光伏辐射计方位角的角度。当需要调整光伏辐射计方位角的角度时，只需转动水平安装板，调整投影杆的投影指示刻度即可实现光伏辐射计方位角的角度调整。本实用新型的光辐射计安装结构无需配备辅助设备、且不受磁场干扰即可实现光伏辐射计的精确定位。
38.在介绍了本实用新型的基本原理之后，下面具体介绍本实用新型的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
39.下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。
40.本实用新型的光伏辐射计监测系统的实施例1：
41.图1为本实用新型光伏辐射计监测系统的一个实施例的结构示意图。光伏监测系统包括光伏辐射计和本实用新型光伏辐射计的安装结构，其中光伏辐射计(图中未示出)通
过自身底部螺栓固定装配于本实用新型提供的光伏辐射计的安装结构上。光伏辐射计可以为带有黑色图层的热电偶传感器，在该热电偶传感器的外部设置有外层球形玻璃罩和内层球形玻璃罩。
42.光伏辐射计安装结构包括支架7、安装平台。支架7用于架设在固定基础上，起到稳定整个光伏辐射计安装结构的作用。在具体使用时，支架7可以是三脚架或多边形框架、u型支架。该支架7上还可以包括为光伏辐射计供能的太阳能板和蓄电池，以便以220v市电与太阳能板、蓄电池双功能方式供电。在使用过程中优先采用市电供电，当市电断电后太阳能板和蓄电池开始供电。太阳能板和蓄电池的供电方式，可在阴雨天连续工作一周，保障设备正常运行，为光伏辐射计的正常运行提供双重保障。该固定基础可以为地面，也可以是其他具有稳定支撑本实用新型光伏辐射计安装结构的物体。
43.安装平台通过旋转轴5装配于支架7上，用于承载光伏辐射计。安装平台为一个平面结构，其安装方向与所述旋转轴5的轴线垂直，并装配于旋转轴5的顶端。旋转轴5通过旋转固定螺栓6固定于支架7上。使用时，将旋转固定螺栓6拧松，此时安装平台水平转动，当转动角度达到要求时，拧紧旋转固定螺栓6，将支架7、旋转轴5、安装平台固定，使三者不可发生相对移动。
44.安装平台包括水平安装板和投影杆3。投影杆3固定在旋转轴5上并与旋转轴5的轴线重合。投影杆3垂直安装在水平安装板上并在水平安装板的上部延伸。在一个实施例中，水平安装板可以为一个整体区域，该整体区域表面划分两部分，分别为方位角指示区1和辐射计安装区4，方位角指示区1和辐射计安装区4的形状可以为圆形、方形或其他任意具有平面的形状。方位角指示区用于供所述投影杆3光照投影，该方位角指示区具有以投影杆3和水平安装板连接处为圆心的圆周刻度，用于标记投影杆3光照投影位置，以在操作人员转动所述水平安装板调整所述投影杆3光照投影位置时实现对所述光伏辐射计方位角的角度调整。
45.其中方位角指示区1上的圆周刻度可以为以投影杆3和水平安装板连接处为圆心的圆，也可以是半圆。在一个实施例中，方位角指示区1上的圆周刻度可以为以投影杆3和水平安装板连接处为圆心的半圆，该半圆的周向上设有以投影杆为圆心的圆周刻度2。将该半圆均分为18段，每段10
°
，且圆周刻度精确到1
°
。定义该半圆的对称轴方向为0
°
；自对称轴逆时针方向旋转刻度增加，逆时针旋转90
°
处定义为-90
°
；自对称轴顺时针方向旋转刻度增加，顺时针旋转90
°
处定义为 90
°
。
46.在具体使用时，将光伏辐射计通过螺栓固定安装于辐射计安装区4(安装螺栓孔未示出)，并使光伏辐射计的外层球形玻璃罩或内层球形玻璃罩的中心轴线始终垂直于方位角指示区1半圆的直径边(即保证投影杆3在方位角指示区1的投影线指向的圆周刻度2与光伏辐射计的安装方位角的角度一致)。调整光伏辐射计的安装倾角，使其安装倾角与所要监测的光伏阵列的安装倾角一致。接下来调整光伏辐射计的方位角，具体过程为：在北半球时，拧松旋转固定螺栓6，水平转动水平安装板，使辐射计安装区4位于南方(此时光伏辐射计的热电偶传感器面对南方)，方位角指示区1位于北方。此时方位角指示区1上的0
°
刻度方向对应正南方，-90
°
的刻度方向对应正西方， 90
°
刻度方向对应正东方。如所要监测的光伏阵列的方位角为南偏东10
°
，则需投影杆3在方位角指示区1的投影指示在 10
°
刻度上，即代表光伏辐射计的方位角为南偏东10
°
安装。
47.根据本实用新型的光伏辐射计安装结构的使用地区经度确认当地真太阳时与北京时间(utc/gmt 8.00)的时差，从而确定当地真太阳时正午12:00所对应的北京时间。北半球当地真太阳时正午12:00时，太阳位于正南方。
48.在一个实施例中，如使用地区为北京，则选取晴天、真太阳时正午12:00(对应北京时间正午12:00)进行方位角调整。此时投影杆3的投影将处于方位角指示区1上。若所要监测的光伏阵列的方位角为正南安装，则旋转水平安装板使投影杆3的投影与0
°
刻度重合即可。若所要监测的光伏阵列的方位角为南偏西10
°
安装，则在真太阳时正午12:00时，旋转水平安装板使投影杆3的投影与-10
°
刻度重合即可。
49.在另一个实施例中，如使用地区为河南省信阳市，该地区经度为东经112
°
，与东八区相差8
°
，则信阳地区正午晚于北京时间32min，该地区的真太阳时正午时间为北京时间12:32。选取天晴、信阳地区真太阳时12:00(对应北京时间为12:32)旋转水平安装板，根据所要监测光伏阵列的方位角，使投影杆3的投影指向方位角指示区1对应的圆周刻度2即可。调整完毕后，拧紧旋转固定螺栓6对水平安装板进行固定。
50.通过本实用新型的光伏辐射计安装结构使得光伏辐射计安装后，光伏辐射计的安装方位角与所要监测的光伏阵列的方位角保持一致，此时光伏辐射计测得的太阳光辐照度数据即为所要监测的光伏阵列的太阳光辐照度数据，进而根据计算得到该光伏阵列所属光伏电站系统的效率值。
51.图2为本实用新型的光伏辐射计监测系统使用状态示意图，其中支架7、旋转轴5、旋转固定螺栓6等省略未示出。将光伏辐射计通过螺栓固定安装于光伏辐射计8安装结构的辐射计安装区4上，根据所要监测的光伏阵列的安装倾角调整光伏辐射计的倾角，并保证光伏辐射计8的中心轴线与方位角指示区1中的半圆直径边相垂直。
52.调整光伏辐射计安装方位角与所要监测光伏阵列的方位角一致时，只需根据使用地所述的经度计算得到当地的真太阳时，并于当地真太阳时为12:00时调整光伏辐射计安装结构的安装平台，水平转动该安装平台，使投影杆3在方位角指示区1的投影线指示角度与所要监测的光伏阵列的方位角一致，即光伏辐射计与所要监测的光伏阵列的方位角一致，完成光伏辐射计的安装。
53.本实用新型的光伏辐射计监测系统中的光伏辐射计安装结构无需复杂的电气或智能设施，也无需利用磁场才能实现定位的指南针等辅助设备，仅利用投影杆和对应的刻度即可实现对辐射计安装的方位角的精确定位。因此，本实用新型的光伏辐射计监测系统中的光伏辐射计安装结构在对光伏辐射计进行方位角定位时，不会受到环境磁场等的干扰从而影响方位角的精确性。
54.将光伏辐射计安装于本实用新型的光伏辐射计安装结构上后，保证其安装参数与所要监测的光伏阵列一致，将采集到的太阳光辐照度数据通过网络上传至基站、气象监控云平台，将采集到的太阳光辐射度数据通过常用的solargis等软件进行计算，得到所监测的光伏电站系统效率值。光伏电站系统效率值对光伏电站建设与运行维护有重要的技术指导作用，提高光伏电站系统效率值的检测精确度有利于技术人员对光伏电站系统整体效率的实时了解及信息反馈，并有助于保持光伏电站系统的长期稳定高效收益。
55.本实用新型的光伏辐射计安装结构的实施例2：
56.本实施例与实施例1的区别主要在于：实施例1的光伏辐射计安装结构的水平安装
板为一个整体区域，其中方位角指示区1与辐射计安装区4为该一个整体区域中划分出来的两个部分。
57.本实施例的水平安装板为方位角指示区1与辐射计安装区4两块平板组成，该两块平板之间通过螺栓固定装配，且均平行于水平地面，二者之间不可发现相对移动。
58.本实用新型的光伏辐射计安装结构的实施例3：
59.本实施例与实施例1的区别主要在于：实施例1的光伏辐射计安装结构的方位角指示区1为水平安装板表面划分的一个部分，其可以为圆形、方形或其他任意具有平面的形状。
60.本实施例的方位角指示区1为半圆形平板，该半圆形平板以投影杆3为圆心。其中方位角指示区1上的圆周刻度与半圆形板自身的角度一致，半圆形板的直径即指向正东或正西方向。辐射计安装区固定安装于方位角指示区1半圆形板直径的一侧。
61.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
62.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。
63.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。