CN116744667B - 一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置及方法，属于光伏发电的强电磁脉冲防护领域，所述防护装置，包括：若干个一一对应设置在光伏发电平台上的盐溶液屏蔽体，信息采集模块，控制模块，盐溶箱，盐溶液箱体制冷装置，盐溶液循环泵装置。本发明信息采集模块，控制模块，盐溶液箱，盐溶液箱体制冷装置，盐溶液循环水泵装置的配合，使光伏板电磁脉冲防护装置中的氯化钠溶液在一年四季的不同温度状态下不产生结晶体，并且溶液处于氯化钠含量最高状态，从而使发防护装置中的氯化钠溶液处于饱和状态，提高光伏板电磁脉冲屏蔽装置的屏蔽效果。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电的强电磁脉冲防护领域，具体为一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置及方法。
背景技术
随着加工工艺和半导体新材料技术的不断发展，光伏板在军事和民用设施上得到了广泛的应用，但是半导体材料的电磁脉冲损伤效应也受到了广泛的关注，如何实现对于光伏板的强电磁脉冲防护成为国内外科研工作者的研究的焦点，常用的高密度金属网和透明屏蔽材料由于成本高、透光效率低下受到应用限制。盐溶液以其良好的导电特性和透光率，能在保证良好透光率的情况下，实现光伏板的强电磁脉冲的屏蔽，但是盐溶液的不同温度下的结晶问题，会严重降低防护装置的透光特性，严重影响盐溶液在光伏板强电磁脉冲发防护领域的应用。
发明内容
本发明提出了一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置及方法。
实现本发明目的的技术方案为：一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，包括：
若干个一一对应设置在光伏发电平台上的盐溶液屏蔽体，且所述盐溶液屏蔽体覆盖光伏发电平台；
信息采集模块，用于采集盐溶液屏蔽体内的结晶信息、盐溶液浓度信息以及盐溶液屏蔽体所在环境的温度信息；
控制模块，用于根据结晶信息、盐溶液浓度信息以及温度信息判断是否需要改变盐溶液屏蔽体中盐溶液浓度，当需要改变时，给出制冷驱动信号和/或盐溶液循环驱动信号；
盐溶液箱，用于放置饱和盐溶液；
盐溶液箱体制冷装置，用于响应于制冷驱动信号实现盐溶液箱中盐溶液的制冷；
盐溶液循环水泵装置，用于响应于盐溶液循环驱动信号，将盐溶液箱中满足要求的盐溶液输送至所述盐溶液屏蔽体，并将所述盐溶液屏蔽体中的部分盐溶液输送至盐溶液箱中。
优选地，所述信息采集模块包括设置在盐溶液屏蔽体中的结晶体传感器、盐溶液浓度传感器、设置在盐溶液屏蔽体上的温度传感器，所述结晶体传感器用于采集盐溶液屏蔽体内的结晶信息并传给控制模块，所述盐溶液浓度传感器用于采集盐溶液屏蔽体内的盐溶液浓度信息，所述温度传感器用于采集盐溶液屏蔽体所在环境的温度信息。
优选地，所述盐溶液箱体制冷装置包括压缩机驱动电机、空气压缩机以及制冷管，所述压缩机驱动电机与控制模块连接，所述制冷管设置在盐溶液箱中，所述压缩机驱动电机用于响应于制冷驱动信号驱动空气压缩机使压缩空气在制冷管循环实现盐溶液箱中盐溶液的制冷。
优选地，所述盐溶液循环水泵装置包括水泵驱动电机、水泵、进水连接管以及回水连接管，所示水泵设置在盐溶液箱中，所述水泵驱动电机用于响应于盐溶液循环驱动信号驱动水泵将盐溶液箱上层的盐溶液通过进水连接管输送到盐溶液屏蔽体中，所述回水连接管的一端连接在所述盐溶液屏蔽体较高的一端，另一端连接在盐溶液箱底部。
优选地，所盐溶液箱的上端设置有通气孔。
优选地，所述盐溶液屏蔽体包括侧面方形轮廓框、上压板、下压板、支撑块和上下玻璃板，其中侧面方形轮廓框、上压板、下压板、支撑块为金属良导电材料，上下玻璃板垂直安装在方形轮廓框内部且上下玻璃板平行设置，上下玻璃板的两端之间设置有支撑块，上下玻璃板与方形轮廓框形成立体容器，上下压板同时设置在方形轮廓框与玻璃杯的表面，实现玻璃板的固定，上下玻璃板的中间装有盐溶液。
优选地，所述盐溶液屏蔽体整体通过安装扣固定在光伏发电平台上。
优选地，所述盐溶液屏蔽体通过接地带以及设置在地面的接地螺栓将感生电磁脉冲能量泄放到大地。
本发明还提出了一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护方法，包括：
采集不同温度下盐溶液的饱和度绘制成表；
控制模块根据信息采集模块采集的盐溶液屏蔽体内的结晶信息、盐溶液浓度信息以及盐溶液屏蔽体所在环境的温度信息，判断当前盐溶液是否达到了饱和且析出晶体，或者盐溶液的浓度小于饱和度设定阈值；
当盐溶液屏蔽体中盐溶液达到了饱和且析出晶体，压缩机驱动电机驱动空气压缩机使压缩空气在制冷管循环实现盐溶液箱中盐溶液的制冷，水泵驱动电机驱动水泵将盐溶液箱上层的盐溶液通过进水连接管输送到盐溶液屏蔽体中，当达到设定工作时间，或者盐溶液屏蔽体中盐溶液不再析出晶体，停止输送盐溶液；
当盐溶液屏蔽体中盐溶液的浓度小于饱和度设定阈值，水泵驱动电机驱动水泵将盐溶液箱中饱和盐溶液通过进水连接管输送到盐溶液屏蔽体中，同时盐溶液屏蔽体中不饱和的盐溶液通过回水连接管输送至盐溶液箱，当达到设定工作时间，或者盐溶液屏蔽体中盐溶液浓度达到饱和度阈值，停止输送盐溶液。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
本发明实现了强电磁脉冲作用下光伏板的强电磁脉冲损伤防护，同时可以实现无结晶体工作，消除结晶体对光伏板采光能力的影响；
本发明采用变饱和度氯化钠溶液控制技术，设计光伏板氯化钠溶液变饱和度强电磁脉冲防护装置，使光伏板电磁脉冲防护装置中的氯化钠溶液在一年四季的不同温度状态下不产生结晶体，并且溶液处于氯化钠含量最高状态，从而使发防护装置中的氯化钠溶液处于饱和状态，提高光伏板电磁脉冲屏蔽装置的屏蔽效果；
本发明可以实现光伏板电磁脉冲防护装置中的氯化钠溶液在不同温度状态下处于氯化钠含量最高状态，消除了温度变化产生的结晶体对光伏板效率的影响，提升了光伏板电磁脉冲屏蔽装置的效果和发电效率。
其他部件特征是：采用光伏板和氯化钠溶液的就夹层结构，并且带有溶液饱和度调节装置。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置安装图。
图2为光伏发电单元平台。
图3为光伏板变饱和防护盐溶液平台剖面结构图。
图4为光伏板变饱和防护盐溶液平台整体图。
图5为光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置控制方法图。
具体实施方式
强电磁脉冲可以造成光伏局部损伤，盐溶液具有良好的导电性，并且可以实现强电磁脉冲的屏蔽，但是盐溶液在室外产生的饱和结晶问题会严重降低光伏板是采光能力，从而降低光伏板的发电效率，特别是针对大型光伏电场和重要的光伏电站，而本发明采用盐溶液防护的方法设计了一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，包括：
若干个一一对应设置在光伏发电平台15上的盐溶液屏蔽体7，且所述盐溶液屏蔽体7覆盖光伏发电平台15；
信息采集模块，用于采集盐溶液屏蔽体7内的结晶信息、盐溶液浓度信息以及盐溶液屏蔽体7所在环境的温度信息；
控制模块，用于根据结晶信息、盐溶液浓度信息以及温度信息判断是否需要改变盐溶液屏蔽体7中盐溶液浓度，当需要改变时，给出制冷驱动信号和/或盐溶液循环驱动信号；
盐溶液箱，用于放置饱和盐溶液；
盐溶液箱体制冷装置，用于响应于制冷驱动信号实现盐溶液箱中盐溶液的制冷；
盐溶液循环水泵装置，用于响应于盐溶液循环驱动信号，将盐溶液箱中满足要求的盐溶液输送至所述盐溶液屏蔽体7，并将所述盐溶液屏蔽体7中的部分盐溶液输送至盐溶液箱中。
为了保证整个装置的可靠性，开始应当采用控制模块实现整个***的自检，主要包括水泵驱动电机、压缩机驱动电力和各种传感器。盐溶液在不同的温度下具有不同的饱和浓度，当夏季高浓度盐溶液在冬季温度较低时会析出晶体，从而影响光伏板采光率，控制模块通过采集盐溶液屏蔽体中溶液的温度、盐溶液浓度和是否具有结晶体。
盐溶液的结晶对整个装置具有重要的意义，因此本发明在结晶的判断过程中，采用重构和直接测量的方法进行冗余设定，通过试验测试的得到不同温度下盐溶液的饱和度绘制成表格，通过温度传感器和浓度传感器的监测数据，查表判断是否达到了饱和，如果不饱和控制模块不动作，如果饱和，首先启动制冷驱动电机，降低盐溶液箱中盐溶液的温度，使盐溶液低温晶体析出沉降在底部，上部的低浓度溶液被水泵驱动送入盐溶液屏蔽体中，使盐溶液屏蔽体中盐溶液不会发生晶体析出，已经发生浸提析出的可以使析出的晶体溶解。
整个工作时长根据盐溶液屏蔽体中溶液体积的大小设定，每次工作超过设定时间T就会停止工作，再次对溶液的饱和度进行测量。当溶液处于饱和度边缘，并且不发生晶体析出是最好。当夏天由于盐溶液屏蔽体中盐溶液浓度低于饱和度，因此水泵会将盐溶液箱中的饱和盐溶液送入盐溶液屏蔽体中，同时不饱和的盐溶液进入盐溶液箱，盐溶液箱下端的沉降晶体溶解，使溶液浓度增加变成饱和溶液，从而提升装置的电磁屏蔽特性。
进一步的实施例中，所述信息采集模块包括设置在盐溶液屏蔽体7中的结晶体传感器2、盐溶液浓度传感器4、设置在盐溶液屏蔽体7上的温度传感器，所述结晶体传感器2用于采集盐溶液屏蔽体7内的结晶信息并传给控制柜14，所述盐溶液浓度传感器4用于采集盐溶液屏蔽体7内的盐溶液浓度信息，所述温度传感器用于采集盐溶液屏蔽体7所在环境的温度信息。
在某些实施例中，控制模块采用控制柜14，控制柜14通过信号线缆与结晶体传感器2、盐溶液浓度传感器4和温度传感器连接，实现盐溶液参数的测量。同时，控制柜14通过驱动电缆与水泵驱动电机8和压缩机驱动电机13相连接，可以实现溶液进给量和溶液箱中温度的控制。
具体地，盐溶液浓度传感器4为电容式传感器，用于对盐溶液的浓度进行监测，安装在盐溶液屏蔽体7上，同时结晶体传感器2为激光结晶传感器，安装在盐溶液屏蔽体7，其中温度传感器安装在如图4所示位置。
进一步的实施例中，所述盐溶液箱体制冷装置包括压缩机驱动电机13、空气压缩机12以及制冷管11，所述压缩机驱动电机13与控制模块连接，所述制冷管11设置在盐溶液箱中，所述压缩机驱动电机13用于响应于制冷驱动信号驱动空气压缩机12使压缩空气在制冷管11循环实现盐溶液箱中盐溶液的制冷。
进一步的实施例中，所述盐溶液循环水泵装置包括水泵驱动电机8、水泵10、进水连接管1以及回水连接管6，所示水泵10设置在盐溶液箱中，所述水泵驱动电机8用于响应于盐溶液循环驱动信号驱动水泵10将盐溶液箱上层的盐溶液通过进水连接管1输送到盐溶液屏蔽体7中，所述回水连接管6的一端连接在所述盐溶液屏蔽体7较高的一端，另一端连接在盐溶液箱底部。光伏发电平台15通常倾斜安装，因此盐溶液屏蔽体7也随着光伏发电平台15倾斜安装，进水连接管1的一端连接在所述盐溶液屏蔽体7较低的一端，回水连接管6的一端连接在所述盐溶液屏蔽体7较高的一端，当从进水连接管1泵入盐溶液时，多余的盐溶液从高处通过回水连接管6进入盐溶液箱。
进一步的，为了防止溶液的泄露，在盐溶液屏蔽体7边缘处设置密封圈。
进一步的实施例中，盐溶液箱的上端设置有通气孔9。
进一步的实施例中，如图2所示，所述盐溶液屏蔽体7包括侧面方形轮廓框、上压板、下压板、支撑块和上下玻璃板，其中侧面方形轮廓框、上压板、下压板、支撑块为金属良导电材料，上下玻璃板垂直安装在方形轮廓框内部且上下玻璃板平行设置，上下玻璃板的两端之间设置有支撑块，上下玻璃板与方形轮廓框形成立体容器，上下压板同时设置在方形轮廓框与玻璃杯的表面，实现玻璃板的固定，上下玻璃板的中间装有盐溶液。
进一步的实施例中，盐溶液屏蔽体7整体通过安装扣3固定在光伏发电平台15上，使得盐溶液屏蔽体7稳定安装在光伏发电平台15上。
进一步的实施例中，所述盐溶液屏蔽体7通过接地带5以及设置在地面的接地螺栓16将感生电磁脉冲能量泄放到大地。
本发明还提供了一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护方法，包括：
采集不同温度下盐溶液的饱和度绘制成表；
控制模块根据信息采集模块采集的盐溶液屏蔽体7内的结晶信息、盐溶液浓度信息以及盐溶液屏蔽体7所在环境的温度信息，判断当前盐溶液是否达到了饱和且析出晶体，或者盐溶液的浓度小于饱和度设定阈值；
当盐溶液屏蔽体7中盐溶液达到了饱和且析出晶体，压缩机驱动电机13驱动空气压缩机12使压缩空气在制冷管11循环实现盐溶液箱中盐溶液的制冷，水泵驱动电机8驱动水泵10将盐溶液箱上层的盐溶液通过进水连接管1输送到盐溶液屏蔽体7中，当达到设定工作时间，或者盐溶液屏蔽体7中盐溶液不再析出晶体，停止输送盐溶液；
当盐溶液屏蔽体7中盐溶液的浓度小于饱和度设定阈值，水泵驱动电机8驱动水泵10将盐溶液箱中上午饱和盐溶液通过进水连接管1输送到盐溶液屏蔽体7中，同时盐溶液屏蔽体7中不饱和的盐溶液通过回水连接管6输送至盐溶液箱，当达到设定工作时间，或者盐溶液屏蔽体7中盐溶液浓度达到饱和度阈值，停止输送盐溶液。
Claims (9)
1.一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，包括：
若干个一一对应设置在光伏发电平台(15)上的盐溶液屏蔽体(7)，且所述盐溶液屏蔽体(7)覆盖光伏发电平台(15)；
信息采集模块，用于采集盐溶液屏蔽体(7)内的结晶信息、盐溶液浓度信息以及盐溶液屏蔽体(7)所在环境的温度信息；
控制模块，用于根据结晶信息、盐溶液浓度信息以及温度信息判断是否需要改变盐溶液屏蔽体(7)中盐溶液浓度，当需要改变时，给出制冷驱动信号和/或盐溶液循环驱动信号；
盐溶液箱，用于放置饱和盐溶液；
盐溶液箱体制冷装置，用于响应于制冷驱动信号实现盐溶液箱中盐溶液的制冷；
盐溶液循环水泵装置，用于响应于盐溶液循环驱动信号，将盐溶液箱中满足要求的盐溶液输送至所述盐溶液屏蔽体(7)，并将所述盐溶液屏蔽体(7)中的部分盐溶液输送至盐溶液箱中。
2.根据权利要求1所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述信息采集模块包括设置在盐溶液屏蔽体(7)中的结晶体传感器(2)、盐溶液浓度传感器(4)、设置在盐溶液屏蔽体(7)上的温度传感器，所述结晶体传感器(2)用于采集盐溶液屏蔽体(7)内的结晶信息并传给控制模块，所述盐溶液浓度传感器(4)用于采集盐溶液屏蔽体(7)内的盐溶液浓度信息，所述温度传感器用于采集盐溶液屏蔽体(7)所在环境的温度信息。
3.根据权利要求1所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述盐溶液箱体制冷装置包括压缩机驱动电机(13)、空气压缩机(12)以及制冷管(11)，所述压缩机驱动电机(13)与控制模块连接，所述制冷管(11)设置在盐溶液箱中，所述压缩机驱动电机(13)用于响应于制冷驱动信号驱动空气压缩机(12)使压缩空气在制冷管(11)循环实现盐溶液箱中盐溶液的制冷。
4.根据权利要求1所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述盐溶液循环水泵装置包括水泵驱动电机(8)、水泵(10)、进水连接管(1)以及回水连接管(6)，所示水泵(10)设置在盐溶液箱中，所述水泵驱动电机(8)用于响应于盐溶液循环驱动信号驱动水泵(10)将盐溶液箱上层的盐溶液通过进水连接管(1)输送到盐溶液屏蔽体(7)中，所述回水连接管(6)的一端连接在所述盐溶液屏蔽体(7)较高的一端，另一端连接在盐溶液箱底部。
5.根据权利要求1所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，盐溶液箱的上端设置有通气孔(9)。
6.根据权利要求1所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述盐溶液屏蔽体(7)包括侧面方形轮廓框、上压板、下压板、支撑块和上下玻璃板，其中侧面方形轮廓框、上压板、下压板、支撑块为金属良导电材料，上下玻璃板垂直安装在方形轮廓框内部且上下玻璃板平行设置，上下玻璃板的两端之间设置有支撑块，上下玻璃板与方形轮廓框形成立体容器，上下压板同时设置在方形轮廓框与玻璃杯的表面，实现玻璃板的固定，上下玻璃板的中间装有盐溶液。
7.根据权利要求6所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，盐溶液屏蔽体(7)整体通过安装扣(3)固定在光伏发电平台(15)上。
8.根据权利要求6所述的光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述盐溶液屏蔽体(7)通过接地带(5)以及设置在地面的接地螺栓(16)将感生电磁脉冲能量泄放到大地。
9.基于权利要求1～8任一所述装置的防护方法，其特征在于，包括：
采集不同温度下盐溶液的饱和度绘制成表；
控制模块根据信息采集模块采集的盐溶液屏蔽体(7)内的结晶信息、盐溶液浓度信息以及盐溶液屏蔽体(7)所在环境的温度信息，查表判断当前盐溶液是否达到了饱和且析出晶体，或者盐溶液的浓度小于饱和度设定阈值；
当盐溶液屏蔽体(7)中盐溶液达到了饱和且析出晶体，压缩机驱动电机(13)驱动空气压缩机(12)使压缩空气在制冷管(11)循环实现盐溶液箱中盐溶液的制冷，水泵驱动电机(8)驱动水泵(10)将盐溶液箱上层的盐溶液通过进水连接管(1)输送到盐溶液屏蔽体(7)中，当达到设定工作时间，或者盐溶液屏蔽体(7)中盐溶液不再析出晶体，停止输送盐溶液；
当盐溶液屏蔽体(7)中盐溶液的浓度小于饱和度设定阈值，水泵驱动电机(8)驱动水泵(10)将盐溶液箱中上午饱和盐溶液通过进水连接管(1)输送到盐溶液屏蔽体(7)中，同时盐溶液屏蔽体(7)中不饱和的盐溶液通过回水连接管(6)输送至盐溶液箱，当达到设定工作时间，或者盐溶液屏蔽体(7)中盐溶液浓度达到饱和度阈值，停止输送盐溶液。
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| CN202310808596.7A Active CN116744667B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一种光伏板盐水变饱和度强电磁脉冲防护装置及方法 |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN109413982A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 南京信息工程大学 | 一种海水电磁屏蔽体 |
| KR102015952B1 (ko) * | 2018-11-13 | 2019-08-29 | 고영익 | 태양광 발전 기능을 갖는 비닐하우스형 경사 염전 |
| CN112737079A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 山西大学 | 光伏与半导体温差联合发电*** |
| KR20210047611A (ko) * | 2019-10-22 | 2021-04-30 | 주식회사 이안이엔지 | 염전 저수지용 태양광 발전 시스템 및 그 시스템의 태양광 패널 냉각방법 |
| CN215011022U (zh) * | 2021-05-31 | 2021-12-03 | 南京信息工程大学 | 一种基于NaCl溶液的可重构电磁屏蔽体及*** |
-
2023
- 2023-07-04 CN CN202310808596.7A patent/CN116744667B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102015952B1 (ko) * | 2018-11-13 | 2019-08-29 | 고영익 | 태양광 발전 기능을 갖는 비닐하우스형 경사 염전 |
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| KR20210047611A (ko) * | 2019-10-22 | 2021-04-30 | 주식회사 이안이엔지 | 염전 저수지용 태양광 발전 시스템 및 그 시스템의 태양광 패널 냉각방법 |
| CN112737079A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 山西大学 | 光伏与半导体温差联合发电*** |
| CN215011022U (zh) * | 2021-05-31 | 2021-12-03 | 南京信息工程大学 | 一种基于NaCl溶液的可重构电磁屏蔽体及*** |
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