TWI622266B - Dust detection system and method applied to solar panel - Google Patents

Abstract

本發明係一種應用於太陽能電池的落塵偵測系統及方法，其包括一控制裝置及一感測裝置，該控制裝置與該感測裝置連接，該控制裝置接收該感測裝置根據環境日照所偵測的一第一日照資訊及一第二日照資訊，並且進行處理以產生一結果資訊供參考，並於需要清洗太陽能電池板時即時通知使用者，藉由該感測裝置偵測環境日照量，以判斷是否有大量落塵影響太陽能電池板的發電，並且即時通知使用者清洗太陽能電池板，藉此達到方便使用的目的。

Description

應用於太陽能電池板的落塵偵測系統及方法

本發明係關於一種太陽能電池板的偵測系統及方法，尤指一種應用於太陽能電池板的落塵偵測系統及方法。

由於全球氣候的劇烈變化，使得人們開始重視環境保護的議題，尤其是減少碳排放量(以下簡稱減碳)更是目前環境保護的首要課題之一，對於減碳來說，首重就是改善發電的方式，以目前台灣的發電來說，佔據全台最大發電量的方式來自火力發電，其次才是核能發電，剩下少數發電量來自水利、風力、潮汐、太陽能等發電方式，由於火力發電在發電過程中會產生大量的碳排放量，進而對環境造成影響，因此，近年來一直提倡綠能發電，其中較具環保性、發電系統架設較為方便的就屬太陽能發電，所以，太陽能發電成為全球乃至台灣都重視的發電方式。

太陽能發電是透過一太陽能電池板於接收到太陽光等光線時，將光能轉換成電能儲存以供家庭使用，由於太陽能電池板裝設在戶外，所以使用一段時間後，太陽能電池板上就會覆蓋有許多落塵而影響發電量，因此，現有技術中有一種偵測落塵的方法，將一第一太陽能電池板、一第二太陽能電池板及一灑水裝置分別連接至一控制裝置上，該控制裝置於一定時間驅動該灑水裝置對該第二太陽能電池板進行清洗，而該第一太陽能電池板則不清洗，因此，該第一太陽能電池板上的落塵會越來越多，藉此來比較該第一太陽能電池板及該第二太陽能電池板的發電量，以供使用者參考何時該清潔太陽能電池板，以避免太陽能電池板的發電量受到影響。

但是現有技術在偵測落塵的方法上，需要兩塊太陽能電池板做為比較，使用上不僅不方便，還會造成使用者的成本增加，進而影響到使用者使用太陽能發電的意願，因此，現有技術存在有待改善的空間。

有鑑於上述現有技術所存在的問題，本發明的主要目的係提供一種應用於太陽能電池板的落塵偵測系統及方法，透過偵測日照量判斷太陽能電池板是否有覆蓋大量灰層，並且即時通知使用者清洗太陽能電池板，藉此達到方便使用的目的。

為達成上述目的所採取的一主要技術手段，係令前述應用於太陽能電池板的落塵偵測的偵測方法，主要係由一控制裝置連接一感測裝置，並且由該控制裝置執行以下步驟： 接收一第一日照資訊及一第二日照資訊； 根據該第一日照資訊及該第二日照資訊，產生一結果資訊供參考。

透過上述方法可知，該控制裝置將接收到的第一日照資訊及第二日照資訊進行處理，並產生該結果資訊，以即時通知使用者清潔太陽能電池板，藉此達到方便使用的目的。

為達成上述目的所採取的另一主要技術手段，係令前述應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其包括： 一感測裝置，其用以偵測環境日照量，並且輸出一第一日照資訊及一第二日照資訊； 一控制裝置，其與該感測裝置連接，該控制裝置將該第一日照資訊及該第二日照資訊進行處理，並判斷該第一日照資訊及該第二日照資訊之間的差異是否大於一設定基準值，以產生一結果資訊供參考。

透過上述構造可知，該控制裝置將該感測裝置輸出的第一日照資訊及第二日照資訊進行處理，並且判斷該第一、第二日照資訊的差異是否大於該設定基準值，以產生該結果資訊，並即時通知使用者清洗太陽能電池板，藉此達到方便使用的目的。

關於本發明應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，請參閱圖1所示，其包括一感測裝置10及一控制裝置20，該控制裝置20與該感測裝置10連接；本實施例中，進一步包括一灑水裝置30與一個以上的行動裝置40，該灑水裝置30與該控制裝置20連接，該行動裝置40與該控制裝置20連結，由該控制裝置20發送通知到該行動裝置40，以即時通知使用者清潔太陽能電池板；該控制裝置20可為一桌上型電腦或一筆記型電腦；該行動裝置40可為一智慧型手機或一平板電腦。

該感測裝置10具有一第一日照計11及一驅動模組12，該第一日照計11及該驅動模組12分別與該控制裝置20連接，該感測裝置10具有一透明外罩(圖中未示)，該第一日照計11安裝於該透明外罩內；本實施例中，該驅動模組12可用以移動該第一日照計11及該驅動模組12的透明外罩，當該驅動模組12於一固定時間如中午時間，接收到該控制裝置20發送的一驅動訊號時，則移動該第一日照計11或者該感測裝置10的透明外罩，使該第一日照計11暴露於該感測裝置10的透明外罩外，並且感測沒有該透明外罩遮蔽的環境日照量；該驅動模組12實際上可為一移動平台模組或者一馬達模組。

本實施例中，使用時會將該感測裝置10裝設於戶外，使該第一日照計11於該感測裝置10的透明外罩內，感測有該透明外罩遮蔽的環境日照量，由於會有灰塵落在該透明外罩上，因此，該第一日照計11感測到的日照強度會受灰塵的影響，該第一日照計11對應輸出一第一日照資訊至該控制裝置20。

當每隔一段時間，如每隔1天、2天或者3天等的中午時間，該段時間可依照實際環境進行設定，但不以此為限，可由使用者自行設定，本實施例中以每隔1天的中午時間舉例說明，該控制裝置20驅動該驅動模組12使該第一日照計11暴露於該透明外罩外，該第一日照計11偵測沒有該透明外罩遮蔽的環境日照量，並且對應輸出一第二日照資訊至該控制裝置20，由於該第一日照計11暴露於該透明外罩外，因此，所偵測到的日照強度不受該透明外罩上的灰塵所影響，當該第一日照計11於該透明外罩外偵測一段時間後，該控制裝置20再驅動該驅動模組12使該第一日照計11收回到該透明外罩內，讓該第一日照計11不受戶外灰塵影響，該第一日照計11收回該透明外罩內後會繼續受該透明外罩遮蔽的環境日照量；本實施例中，該第一日照計11暴露於該透明外罩外，偵測環境日照量的時間可為5分鐘或者10分鐘，但不以此為限，可依照使用者的需求自行設定。

請參閱圖2所示，該控制裝置20將接收到的第一日照資訊及第二日照資訊進行處理，並且將所接收到的第一日照資訊P1及第二日照資訊P2的變化以不同圖型方式呈現，於本實施例中，係以波形圖的方式呈現，並且藉由判斷該第一日照資訊P1及該第二日照資訊P2的變化，以當需要清洗太陽能電池板的時候，即時通知使用者清洗。

以第一天為例，由於第一天使用時，落在該感測裝置10的透明外罩上的灰塵並不多，該控制裝置20根據第一天的第一日照資訊P1與第二日照資訊P2，以產生第一天的一日照差異值G1，並且根據預設的一設定基準值判斷第一天的日照差異值G1小於該設定基準值，對應產生代表不需要清洗太陽能電池板的一第一結果資訊，並且該控制裝置20不通知使用者。

當第二天時，該控制裝置20根據第二天的第一日照資訊P1與第二日照資訊P2，以產生第二天的日照差異值G2，並且根據該設定基準值判斷第二天的日照差異值G2小於該設定基準值，同樣對應產生該第一結果資訊，因此，該控制裝置20不通知使用者；本實施例中，於第二天時已有較多灰塵落在該感測裝置10的透明外罩，因此第二天的第一日照資訊P1會低於第一天的第一日照資訊P1。

當到達第三天時，落在該感測裝置10的透明外罩上的灰塵非常多，該控制裝置20根據第三天的第一日照資訊P1與第二日照資訊P2，以產生第三天的日照差異值G3，該控制裝置20根據該設定基準值判斷第三天的日照差異值G3大於該設定基準值，對應產生代表需要清洗太陽能電池板的一第二結果資訊，並且即時通知使用者清洗太陽能電池板。

本實施例中，上述提及的變化及差異僅是舉例，並非加以限制，實際灰塵的積累狀況會受環境狀況而影響，因此要達到實際清洗的時間可能很久或者很快，而且該設定基準值可依照實際的環境進行設定，以適用不同環境，並且提升通知的效果。

本實施例中，當該控制裝置20根據接收到的第一日照資訊及第二日照資訊，產生該日照差異值，並且與該設定基準值進行比較，當該日照差異值小於該設定基準值時，則產生代表不需要清洗太陽能電池板的第一結果資訊，反之，該日照差異值大於該設定基準值時，則產生代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊，並且將該第二結果資訊經由網路發送E-mail，或者發送即時簡訊至使用者的行動裝置40，以即時通知使用者清洗太陽能電池板。

透過上述內如可知，藉由該感測裝置10感測環境的日照量，並且傳送該第一日照資訊及該第二日照資訊至該控制裝置20進行處理，以產生該日照差異值，並且當該日照差異值大於該設定基準值時，會即時以E-mail或者簡訊的方式，將代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊發送到使用者的行動裝置40，以即時通知使用者清洗太陽能電池板，藉由偵測日照量的方式判斷何時應該清洗太陽能電池板，以達到方便使用的目的。

本實施例中，當該控制裝置20以E-mail或者簡訊的方式通知使用者後，並且於使用者清洗完太陽能電池板後，該控制裝置20才會發送一控制訊號至該灑水裝置30，以令該灑水裝置30噴水並且清洗該感測裝置10的透明外罩，使該感測裝置10的透明外罩恢復沒有灰塵覆蓋的狀態。

本實施例中，也可以沒有該灑水裝置30，當使用者清洗完所有太陽能電池板後，以人工的方式直接清洗該感測裝置10的透明外罩，或者直接更換透明外罩，以提升偵測落塵的能力。

基於上述內容可歸納出一太陽能電池板的落塵偵測的偵測方法，主要係由該控制裝置20連接該感測裝置10，並且由該控制裝置20執行以下步驟： 接收該感測裝置10根據環境日照量所偵測到的一第一日照資訊及一第二日照資訊(S10)； 該控制裝置20根據該第一日照資訊及該第二日照資訊，產生一第一結果資訊供參考(S20)。

當上述步驟執行到「該控制裝置20根據該第一日照資訊及該第二日照資訊，產生一第一結果資訊供參考(S20)」的步驟時，該控制裝置20進一步執行以下次步驟： 該控制裝置20根據該第一日照資訊及該第二日照資訊之間的差異，產生一日照差異值(S201)；本實施例中，由於每一天的第一日照資訊及第二日照資訊的結果皆不相同，因此，每一天的日照差異值也不相同； 該控制裝置20根據預設的一設定基準值判斷該日照差異值是否大於該設定基準值(S202)； 若否，則產生代表不需要清洗太陽能電池板的該第一結果資訊供參考(S203)；本實施例中，當產生該第一結果資訊時，該控制裝置20不會通知使用者； 若是，則產生代表需要清洗太陽能電池板的一第二結果資訊，並且即時通知使用者清洗太陽能電池板(S204)。

本實施例中，該控制裝置20進一步連接一灑水裝置30，以及經由網路與一行動裝置40連結，當產生代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊時，該控制裝置20以E-mail或者簡訊的方式，將該第二結果資訊傳送至使用者的行動裝置40，以即時通知使用者清洗太陽能電池板，並且於使用者清洗完太陽能電池板後，該控制裝置40進一步發送一控制訊號至該灑水裝置30，以令該灑水裝置30清洗該感測裝置10的透明外罩。

關於本發明應用於太陽能電池板的落塵偵測系統的第二較佳實施例，如圖5所示，第二較佳實施例與第一較佳實施例大致上相同，惟第二較佳實施例的感測裝置10A與第一較佳實施例有所不同，第二較佳實施例的感測裝置10A沒有該驅動模組12，並且進一步設有一第二日照計13A，該第二日照計13A設置於該感測裝置10的透明外罩外，並且與該控制裝置20連接，該第一日照計11A用以感測有該透明外罩遮蔽的環境日照量，並且輸出對應的第一日照資訊P3，該第二日照計13A用以感測沒有該透明外罩遮蔽的環境日照量，並且輸出對應的第二日照資訊P4；藉由該第二日照計13A直接暴露於環境中，以直接感測沒有該透明外罩遮蔽的環境日照量。

關於該第一日照計11A所傳送的第一日照資訊P3，以及該第二日照計13A所傳送的第二日照資訊P4之間的關係變化，如圖6所示。

由於該第一日照計11A放置於該透明外罩內，因此，不會受灰塵影響，而該第二日照計13A直接裸露於戶外，會受灰塵影響，當第一天時，由於剛使用，灰塵累積量較少，因此，該第一日照資訊P3與該第二日照資訊P4之間的日照差異值H1小於預設的設定基準值，該控制裝置20對應產生代表不需要清洗太陽能電池板的第一結果資訊供參考，且不通知使用者。

當第二天時，逐漸有灰塵累積，由於該第二日照計13A裸露於戶外，受灰塵影響較明顯，因此，該第一日照資訊P3與該第二日照資訊P4之間的日照差異值H2已有明顯差異，該控制裝置20將第二天的日照差異值H2與該設定基準值進行比較，並且判斷第二天的日照差異值H2小於該設定基準值，該控制裝置20對應產生代表不需要清洗太陽能電池板的第一結果資訊供參考，且不通知使用者。

當第三天時，雖然該感測裝置10的透明外罩也會有灰塵累積，而影響該第一日照計11A所偵測到的環境日照量，但是該第二日照計13A裸露於戶外，會直接受到環境灰塵影響，因此，該控制裝置20根據第三天的第一日照資訊P3及第二日照資訊P4，得到第三天的日照差異值H3，並且與該設定基準值進行比較後，判斷第三天的日照差異值H3大於該設定基準值，因此，該控制裝置20對應產生代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊，該控制裝置20將該第二結果資訊以發送E-mail或者簡訊的方式，傳送至使用者的行動裝置40，以即時通知使用者清洗太陽能電池板。

本實施例中，該控制裝置20會於一清洗時間發送該控制訊號至該灑水裝置30，令該灑水裝置30噴水，以清洗該感測裝置10的透明外罩，使該感測裝置10的透明外罩恢復沒有灰塵覆蓋的狀態，該清洗時間可設定為1小時、3小時或6小時，但此清洗時間僅是舉例並非加以限制，該清洗時間可依照環境狀況由使用者自行設定，清洗該感測裝置10的透明外罩的目的，是要確保該透明外罩時常保持沒有灰塵的狀態，使該第一日照計11A所偵測出的日照量是沒有受到灰塵遮蔽的日照值。

本實施例中，該感測裝置10A也可以不需要設置該透明外罩，並且由該控制裝置20於該清洗時間，發送該控制訊號令該灑水裝置30直接清洗該感測裝置10的該第一日照計11A，使該第一日照計11A所偵測出的日照量是沒有受到灰塵遮蔽的日照值。

本實施例中，當使用者清洗完所有太陽能電池板後，會以人工的方式直接清潔該第二日照計13A，使該第二日照計13A恢復乾淨狀態。

藉由該控制裝置20根據該第一日照資訊及該第二日照資訊進行判斷處理，以當需要清洗太陽能電池板的時候，即時通知使用者清洗，藉由偵測日照量的方式判斷何時應該清洗太陽能電池板，以達到方便使用的目的；此外，藉由即時通知使用者清洗太陽能電池板，以方便使用者於太陽能電池板覆蓋太多灰塵時，能夠馬上清洗太陽能電池板，以使太陽能電池板的發電效率恢復到沒有灰塵覆蓋的時後，藉此優化太陽能電池的發電效率。

10,10A‧‧‧感測裝置

11,11A‧‧‧第一日照計

12‧‧‧驅動模組

13A‧‧‧第二日照計

20‧‧‧控制裝置

30‧‧‧灑水裝置

40‧‧‧行動裝置

圖1 係本發明第一較佳實施例的系統架構方塊圖。 圖2 係本發明第一較佳實施例的日照比較曲線圖。 圖3 係本發明第一較佳實施例的第一流程圖。 圖4 係本發明第一較佳實施例的第二流程圖。 圖5 係本發明第二較佳實施例的系統架構方塊圖。 圖6 係本發明第二較佳實施例的日照比較曲線圖。

Claims (9)

1. 一種應用於太陽能電池板的落塵偵測的偵測方法，主要係由一控制裝置連接一感測裝置及一灑水裝置，並且由該控制裝置執行以下步驟：接收一第一日照資訊及一第二日照資訊，該第二日照資訊的時間晚於該第一日照資訊的時間；根據該第一日照資訊及該第二日照資訊，產生一第一結果資訊或一第二結果資訊供參考；根據該第二結果資訊傳送一控制訊號至該灑水裝置，令該灑水裝置清洗該感測裝置。
2. 如請求項1所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測的偵測方法，其中當上述步驟執行到「根據該第一日照資訊及該第二日照資訊，產生一第一結果資訊或一第二結果資訊供參考」的步驟時，該控制裝置進一步執行以下次步驟：根據該第一日照資訊與該第二日照資訊之間的差異，產生一日照差異值；根據預設的一設定基準值判斷該日照差異值是否大於該設定基準值；若否，則產生代表不需要清洗太陽能電池板的該第一結果資訊，以供參考；若是，則產生代表需要清洗太陽能電池板的該第二結果資訊，並且供即時通知使用者。
3. 如請求項2所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測的偵測方法，其中進一步提供一行動裝置，該控制裝置透過網路與該行動裝置連接，該控制裝置將代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊，以E-mail或簡訊發送至該行動裝置。
4. 一種應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其包括： 一感測裝置，其用以偵測環境日照量，並且輸出一第一日照資訊及一第二日照資訊，該第二日照資訊的時間晚於該第一日照資訊的時間；一灑水裝置，用以清洗該感測裝置；一控制裝置，其與該感測裝置及該灑水裝置連接，該控制裝置將該第一日照資訊及該第二日照資訊進行處理，並判斷該第一日照資訊及該第二日照資訊之間的差異是否大於一設定基準值，以產生一第一結果資訊或一第二結果資訊供參考，並根據該第二結果資訊傳送一控制訊號至該灑水裝置，令該灑水裝置清洗該感測裝置。
5. 如請求項4所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其中該感測裝置包括一透明外罩、一第一日照計及一驅動模組，該第一日照計及該驅動模組分別與該控制裝置連接；該第一日照計偵測有該感測裝置的透明外罩所遮蔽的環境日照量，並且輸出該第一日照資訊至該控制裝置。
6. 如請求項5所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其中該控制裝置於一固定時間發送一驅動訊號至該驅動模組，以令該驅動模組移動該第一日照計或者移動該感測裝置的透明外罩，使該第一日照計裸露於該感測裝置的透明外罩外，使該第一日照計感測沒有該感測裝置的透明外罩所遮蔽的環境日照量，並且輸出該第二日照資訊至該控制裝置。
7. 如請求項4所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其中該感測裝置包括一透明外罩、一第一日照計及一第二日照計，該第一日照計安裝於該感測裝置的透明外罩內，以偵測有該感測裝置的透明外罩所遮蔽的環境日照量，並且輸出該第一日照資訊至該控制裝置；該第二日照計安裝於該感測裝置的透明外罩外，以偵測沒有該感測裝置的透明外罩所遮蔽的環境日照量，並且輸出該第二日照資訊至該控制裝置。
8. 如請求項6或7中任一項所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其中該控制裝置根據該第一日照資訊及該第二日照資訊之間的差異，產生一日照差異值，並且與該設定基準值進行比較，當該日照差異值小於該設定基準值，該控制裝置產生代表不需要清洗太陽能電池板的第一結果資訊以供參考；當該日照差異值大於該設定基準值，該控制裝置產生代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊。
9. 如請求項8所述之應用於太陽能電池板的落塵偵測系統，其中進一步包括一行動裝置，並且透過網路與該控制裝置連結，該控制裝置將代表需要清洗太陽能電池板的第二結果資訊，以E-mail或簡訊的方式發送至該行動裝置，以即時供使用者參考。