TWI479162B - Method of Life Test for Solar Module - Google Patents

Description

太陽能模組使用壽命檢測方法

本發明係有關於一種太陽能模組使用壽命檢測方法，尤其是比較整體太陽能模組及部分太陽能板的輸出電力而檢測出太陽能模組的使用壽命。

具潔淨能源功能的太陽能板一直以來都是業界最受矚目的焦點，尤其是隨著生產技術的不斷進步，已廣泛應用於發電模組，同時也併聯到現有的輸配線，提供一般用電所需。且由於太陽能板本身為玻璃材質做成，因此可直接當作建築物外觀的建材，比如建材一體型太陽電池模板(Building-integrated photovoltaic，BIPV)，目前已被應用於窗戶、帷幕外牆等領域。

一般是將多個太陽能板組成大型的太陽能模組而運作，比如以並聯增加發電電流及/或以串聯增加發電電壓，藉以達到所需的電力要求，並大量安置於日光充足且土地成本低廉的地點，藉以達成較佳的經濟規模。通常，安置太陽能模組的地點大多屬於偏遠、危險的區域，比如沙漠、海上或高山。因此，如何隨時檢測太陽能模組的使用壽命是否已達到而需更換或維修，一直都是業界相當費工費時的工作。

在習知技術中，通常是量測整個太陽能模組的輸出電力，藉以判斷太陽能模組的使用壽命是否達到，因此需要使用額外的電力量測裝置，並在使用壽命達到時進行更換。但是太陽能模組的電力下降有可能是少部分太陽能板或連接線路故障、受損而引起，亦即大部分太陽能板仍能正常運作而發電，所以一次更換整個太陽能模組是很不經濟的作法，然而，習知技術要找出是那些 太陽能板或那一部分線路損壞卻是很耗時費工的工作。因此，需要一種太陽能模組使用壽命檢測方法，可大幅節省人力及檢測時間，達到遠距檢測的功能，藉以解決上述習用技術的問題。

本發明之主要目的在於提供一種太陽能模組使用壽命檢測方法，主要係包括：由複數個太陽能板所構成的太陽能模組中選取目標群組，且目標群組係包括多個太陽能板；分別量測目標群組及太陽能模組的電氣特性；以及依據預設的使用壽命檢測原則，檢測太陽能模組目前的使用壽命。尤其是，本發明方法可進一步在太陽能模組達到使用壽命時，產生警示信號，並由指示裝置顯示所產生的警示信號。

上述的警示信號可利用指示裝置顯示而顯示，比如發光二極體燈條，藉以通知操作者，必須更換太陽能模組，或進一步詳細檢查是否零組件故障，比如部分太陽能板被塵土遮蔽而須清洗，或部分電氣線路因導電性灰塵或懸浮微粒的外來雜物而發生短路或斷路不通。

因此，本發明方法可持續性有效檢測並即時得知太陽能模組的目前使用壽命，藉以達到遠距檢測的功能，可大幅節省人力及檢測時間。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第一圖，本發明太陽能模組使用壽命檢測方法的操作流程示意圖。如第一圖所示，本發明的太陽能模組使用壽命檢測方法包括依序進行的多個步驟，亦即選取目標群組S10、量測並比較電氣特性S20以及檢測目前使用壽命S30，用以自動檢測太陽能模 組的使用壽命，其中太陽能模組是由複數個太陽能板所構成。

首先，本發明是由步驟S10開始，在太陽能模組中選取包括多個太陽能板的目標群組，亦即目標群組所包含的太陽能板數目是少於太陽能模組所有太陽能板的數目，比如在包含100片太陽能板的太陽能模組中，選取其中三片太陽能板當作目標群組。接著進入步驟S20，分別量測目標群組及太陽能模組的電氣特性，比如輸出的電力、電壓、電流以及目標群組及太陽能模組本身電阻的至少其中之一。最後在步驟S30中，依據預設的使用壽命檢測原則，利用步驟S20所量測到的目標群組及太陽能模組的電氣特性，藉以檢測太陽能模組的目前使用壽命。

為方便說明起見，以下利用輸出電壓當作所需的電氣特性。

具體而言，步驟S30中的使用壽命檢測原則是包括步驟31、S33及S35。在步驟31，先檢視目標群組的電氣特性是否符合預設範圍，比如每片太陽能板的正常輸出電壓為10V，而包含三片太陽能板的目標群組正常輸出電壓為30V，因此，目標群組的預設範圍可設定為比如30V±3V，所以如果目標群組的輸出電壓被量測為20V，則表示目標群組本身的輸出電壓發生異常，可能的原因是部分太陽能板破損而無法輸出可用的電壓，比如強風或異物撞擊，或是太陽能板的電氣連接線路發生短路或斷路而影響輸出電壓。因此，這種目標群組不能當作檢測使用壽命檢測之使用壽命的依據，而須選取能產生正常輸出電壓的另一目標群組。

如果目標群組的電氣特性是在預設範圍內，則進入步驟S33，判斷太陽能模組以及目標群組的輸出電壓是否符合預設的輸出範圍，或比較該太陽能模組及該目標群組的電氣特性之比值是否符合預設的比值範圍，藉以判斷並檢測太陽能模組的使用壽命是否已達到。例如，可利用輸出電壓比值當作具體比較數據，其中包 含100片太陽能板的太陽能模組的正常輸出電壓範圍為100V，而如果目前太陽能模組的輸出電壓為93V，亦即上述的輸出電壓比值為93V/30V=3.1，而如果預設的比值範圍為90V/30V至110V/30V，亦即3.0至3.67，則因目前的輸出電壓比值3.1落在預設的比值範圍之內，所以可表示太陽能模組還未達到預設的使用壽命，太陽能模組仍可正常操作。但是，如果目前太陽能模組的輸出電壓為83V，亦即上述的輸出電壓比值為83V/30V=2.77，落在預設的比值範圍之外，則表示太陽能模組已達到預設的使用壽命，而無法輸出正常的可用電力，或是太陽能模組已經部分損壞或故障。

接著，在步驟S35中，依據步驟S33的判斷結果而產生警示信號，亦即，利用警示信號顯示太陽能模組已達到預設的使用壽命，可用以通知操作者更換部分太陽能模組，或進行更詳細的檢查以找出確實的原因，比如是否部分太陽能板被塵土遮蔽而須清洗，或是否部分電氣線路因導電性灰塵或懸浮微粒的外來雜物而發生短路或斷路不通。

上述本發明的方法可利用電子裝置配合適當的軟體或韌體操作而實現，比如微處理機或電腦之類的電子裝置。

此外，警示信號可利用指示裝置顯示而顯示，比如發光二極體燈條，以方便通知操作者。警示信號還可進一步利用無線發射模組接收警示信號，並進一步以無線方式傳送至遠方的接收裝置，比如中央控制主機，使得工作人員不需到太陽能模組的安置現場，即可得知太陽能模組的目前使用壽命，進而達到遠距檢測的功能。

綜上所述，本發明方法的特點在於可達到遠距自動即時檢測太陽能模組之使用壽命的功能，進而能節省大量人力工時，降低 整體操作成本，尤其是太陽能模組被安置於偏遠地區、地形惡劣或天候危險的地區而不適合工作人員經常性進行現場檢測時，比如沙漠、海上、高山、陡坡。

本發明方法的另一特點在於並不直接利用整體模組及目標群組的絕對電氣特性，而是利用其電氣特性之間的比較特性，亦即在正常狀態時，當陽光變強或變弱時，整體模組及目標群組的輸出電壓也會同步變大或變小，使得其間的比值仍維持不變，而只有在某些太陽能板無法正常輸出電壓、或被破壞、故障而影響輸出電壓時，才會被判定太陽能模組達到使用壽命或發生異常，因而能不受外在陽光強弱影響，可避免檢測錯誤發生。

本發明方法的再一特點在於可應用於防盜保全上，例如設置有太陽能模組的窗戶、門板、帷幕外牆，可利用本發明方法在太陽能模組因遭人為惡意破壞或外物意外撞擊而破裂時所產生的警示信號，立即通知相關人員，比如大樓或社區的警衛或保全人員，藉以進行必要的防盜保全措施。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

S10‧‧‧選取目標群組

S20‧‧‧量測電氣特性

S30‧‧‧檢測目前使用壽命

S31‧‧‧檢視目標群組的電氣特性

S33‧‧‧判斷電氣特性

S35‧‧‧產生警示信號

第一圖顯示本發明太陽能模組使用壽命檢測方法的操作流程示意圖。

S10‧‧‧選取目標群組

S20‧‧‧量測電氣特性

S30‧‧‧檢測目前使用壽命

S31‧‧‧檢視目標群組的電氣特性

S33‧‧‧判斷電氣特性

S35‧‧‧產生警示信號

Claims (6)

1. 一種太陽能模組使用壽命檢測方法，係用以檢測一太陽能模組的使用壽命，而該太陽能模組是由複數個太陽能板所構成，該太陽能模組使用壽命檢測方法包括以下步驟：在該太陽能模組中選取包括多個太陽能板的目標群組，且該目標群組所包含的太陽能板之數目係少於該太陽能模組中所有太陽能板之數目；分別該量測目標群組及該太陽能模組的電氣特性；以及依據預設的一使用壽命檢測原則，利用所量測到的該目標群組及該太陽能模組的電氣特性，藉以檢測該太陽能模組的目前使用壽命。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能模組使用壽命檢測方法，其中該電氣特性包括輸出的電力、電壓、電流以及該目標群組及該太陽能模組本身電阻的至少其中之一。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能模組使用壽命檢測方法，其中該使用壽命檢測原則係包括：檢視該目標群組的電氣特性是否符合一預設範圍；如果該目標群組的電氣特性不符合該預設範圍，則選取能產生符合該預設範圍之電氣特性的一另一目標群組，而如果該目標群組的電氣特性符合該預設範圍，則判斷該太陽能模組及該目標群組的電氣特性是否符合預設的輸出範圍，或比較該太陽能模組及該目標群組的電氣特性之比值是否符合預設的比值範圍；以及在該太陽能模組的電氣特性不符合預設的輸出範圍時，判斷該太陽能模組的使用壽命已達到，並產生一警示信號。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之太陽能模組使用壽命檢測方法，其中該比較並判斷該太陽能模組及該目標群組的電氣特性係利用該太陽能模組及該目標群組的電氣特性之間的比值，且該預設的輸出範圍為預設的該太陽能模組及該目標群組的電氣特性之間的比值範圍。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之太陽能模組使用壽命檢測方法，進一步包括一指示裝置，用以接收並顯示該警示信號，且該指示裝置為發光二極體燈條。
6. 依據申請專利範圍第3項所述之太陽能模組使用壽命檢測方法，進一步包括一無線發射模組，用以接收該警示信號，並以無線方式傳送至遠方的一接收裝置。