[发明专利]一种屋顶光伏发电系统及其能效提升管控策略

说明书

本发明提出一种屋顶光伏发电系统及其能效提升管控策略，适用于屋顶分布式光伏发电，属于新能源发电技术领域。本发明主要包括考虑微气象和光伏发电系统参数监测的屋顶光伏发电系统基本结构和系统工作原理，还包括系统整体的能效提升管控策略，基于以上特征最终形成一种屋顶光伏发电系统及其能效提升管控策略。本发明可以有效解决在高寒地区屋顶光伏发电系统中，发电效率容易受到气象条件影响进而导致的系统能效特性降低的问题。

技术领域

本发明涉及新能源发电领域，具体涉及一种屋顶光伏发电系统及其能效提升管控策略。

背景技术

随着化石燃料的大肆开采，人类正面临着化石燃料枯竭和环境污染的严峻挑战，新能源技术的发展成熟为解决这些问题创造了可能。太阳能作为可再生能源的一支，凭借其储量充足、清洁环保、维护便捷、可再生等显著优势在新能源开发过程中展现出巨大的潜能。随着人类对于可再生资源的重视，光伏发电技术得到不断完善，提出了屋顶光伏发电，它能够巧妙地把光伏电站与建筑物屋顶合二为一，不占用额外场地，节约空间，使之达到高效利用。光伏发电系统可以实现自身用电以及并网工作，可以做到自发自用、余电上网功能。电能就近输送和利用使其损失率达到最小，利用率达到最大。但是由于部分地区温度变化大，且偶有落叶等异物落在光伏组件之上，屋顶光伏发电系统运行性能易受到异物遮挡以及环境温度的影响。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种屋顶光伏发电系统及其能效提升管控策略，通过对屋顶光伏发电系统装置的优化，并提出响应的能效提升管控策略，提升屋顶光伏发电系统应对复杂环境高效稳定运行的能力。

为实现上述目的，首先提出了一种屋顶光伏发电系统结构。该系统包括光伏板阵列、光伏阵列分区电流检测模块、微气象监测模块、升降可控型通风挡板、微控制器、无线通信室外发射模块、无线通信室内接收模块以及室内监控主机系统。

进一步地，所述的光伏板阵列具有分区电流检测的功能，光伏阵列分区大小相同，通过光伏阵列分区电流检测模块实现检测，电流检测位置为个分区的输出端。

进一步地，所述的微气象监测模块包括测量光伏阵列所在地的实时温度和实时风速，并且周期性向微控制器发送监测数据。

进一步地，所述的升降可控型通风挡板包括可升降挡板以及控制电机组成，可通过微控制器发送命令，控制其调整升降高度，控制光伏阵列架空空间的通风程度。

进一步地，所述的无线通信室外发射模块和无线通信室内接收模块共同组成室外信息采集传输通道，将相关信息传送至室内监控主机系统。

进一步地，能效提升管控策略包括光伏组件遮挡异物主动辨识运维，基于微气象监测和升降可控型通风挡板的光伏组件运行温度主动控制，通过以上两方面的主动管控，实现光伏阵列的能效提升。

进一步地，在光伏组件遮挡异物主动辨识运维中，光伏板阵列的分区电流检测模块通过实时监测光伏阵列发电情况，当出现单个分区电流检测出现明显跌落的情况时，室内监控主机系统显示具体对应的光伏阵列分区，通过异常输出电流的检测，主动辨识存在异物遮挡的光伏阵列分区。主机系统将相关异常信息发送至运维人员，定期运维清理遮挡光伏板的异物。

进一步地，在基于微气象监测和升降可控型通风挡板的光伏组件运行温度主动控制中，微气象监测模块采集到温度和风速，当风速超过一定阈值时，为了保护系统安全，需降低通风挡板高度，防止毁坏。当实时温度超过光伏组件最佳工作温度25℃时，控制升降可控型通风挡板，降低通风挡板至最低，使光伏阵列底部通风程度达到最大，最大程度降低组件温度。当实时温度低于光伏组件最佳工作温度25℃时，通过控制升降可控型通风挡板，调整挡板高度至最大，降低光伏组件底部通风量，最大程度保留组件温度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。

图1是本发明首选实施方式的屋顶光伏发电系统示意图。