專利名稱：用于識別和評價遮蔽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有獨立權(quán)利要求1的前序部分所述特征的用于識別和評價至少一個太陽能電池模塊(Solarmodul)的遮蔽(Verschattung)的方法。本發(fā)明主要涉及識別太陽能電池模塊的遮蔽以及在此尤其將其與太陽能電池模塊輸出的電功率與其在當日的太陽位置(Sormenstand)時最大可能電功率不同的其他原因區(qū)分開。在此，遮蔽理解為由于太陽能電池模塊與太陽之間的至少基本上不透光的、尤其是靜止的障礙物引起的陰影投射。根據(jù)這個定義，云不引起太陽能電池模塊的遮蔽。對所識別的遮蔽的可選的、接下來的評價尤其涉及檢測其影響，其方式是，例如量化在一年中由于遮蔽而沒有實現(xiàn)的能量。在此基礎(chǔ)上，隨后例如可以關(guān)于引起遮蔽的障礙物的消除做出決定。在權(quán)利要求書和說明書中，在本發(fā)明的定義中，概念“太陽能電池模塊”表示一個單元，所述單元涉及各個太陽能電池的串聯(lián)和/或并聯(lián)，這些太陽能電池的電功率被共同地——也就是說通過共同的線路導(dǎo)出并且這些太陽能電池例如可以被立體地結(jié)合在所謂的太陽能板中。這樣的太陽能電池模塊也可以分布在僅僅通過連接技術(shù)結(jié)合的多個單獨的太陽能板上。同樣，如果為此存在單獨的連接線路和用于檢測各個太陽能電池模塊的功率的相應(yīng)可能性，則太陽能板可以包括多個這樣的太陽能電池模塊。只要在權(quán)利要求書和說明書中在本發(fā)明的定義中使用概念“太陽位置”，則其應(yīng)當也包含“日間時間(Tageszeit) ”的含義。換言之，作為太陽位置的量度也可以使用相應(yīng)那天的時鐘時間(mrrzeit)，并且在此可以考慮太陽位置在連續(xù)幾天的同一時鐘時間時的變化，雖然這是不理想的。此外，在權(quán)利要求書和隨后的說明書中，在本發(fā)明的定義中，不應(yīng)如此狹義地理解表述“檢測由相應(yīng)的太陽能電池模塊輸出的電功率”強制性地必須檢測實際的電功率。而是檢測(理想地、但并不必須地)與由太陽能電池模塊輸出的電功率成比例地變化的電參數(shù)便足夠了。當這樣的參數(shù)不可以明確地轉(zhuǎn)換為所輸出的電功率時，可以在新方法中代替所輸出的電功率使用所述參數(shù)本身。但是，因為在本發(fā)明中也對由于太陽能電池模塊的遮蔽而可能發(fā)生的功率損失感興趣，所以可以由所使用的參數(shù)計算出電功率是有利的。
現(xiàn)有技術(shù)由DE 201 02 619 Ul公開了一種用于發(fā)電設(shè)備的指示器，所述指示器實現(xiàn)具有獨立權(quán)利要求1的前序部分的特征的方法。為此，首先計算由光伏設(shè)備提供的功率的日額定曲線，然后連續(xù)地通過學(xué)習無誤的實際狀態(tài)使所述日額定曲線匹配于特定的光伏設(shè)備的實際可能的功率。這種處理方式的前提條件是集成用于檢測分別實際存在的輻射強度的附加的光測量單元。根據(jù)光伏設(shè)備的地點(緯度和經(jīng)度)以及每天或每月匹配的太陽位置進行第一日額定曲線的計算。以此方式，在光伏設(shè)備的太陽能電池模塊的最佳定向下由環(huán)境決定的限制也進入到有效的日曲線中。如果在學(xué)習階段之后的實際值與經(jīng)學(xué)習的額定曲線偏離超過可調(diào)節(jié)的程度，則提示使用者。在已知的指示器中光伏設(shè)備的太陽能電池模塊的遮蔽進入到經(jīng)學(xué)習的額定曲線中，但既沒有將其識別為遮蔽也沒有在其重要性方面進行評價。由DE 10 2006 008 178 Al公開了一種用于控制具有多個太陽能電池模塊的光伏設(shè)備的方法。在此，為了持久的功率控制而在太陽能電池模塊之間進行比較測量。如果測量值之間出現(xiàn)偏差，則這被視為光伏設(shè)備需要檢查的指示。在此可以區(qū)分，是涉及由環(huán)境決定的干擾——如由云、樹木或房屋引起的遮蔽效果還是涉及不可逆的機械損壞或電損壞。但是，由DE 102006 008 178 Al無法得出所述區(qū)分的細節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，說明一種具有獨立權(quán)利要求1的前序部分所述特征的方法， 所述方法能夠以高的可靠性識別太陽能電池模塊的遮蔽，并且所述方法提供了用于有意義地評價相應(yīng)遮蔽的作用的基礎(chǔ)。解決方案本發(fā)明的任務(wù)通過具有獨立權(quán)利要求1的特征的方法解決。新方法的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求2至15中進行說明。本發(fā)明的說明從具有以下步驟的方法出發(fā)檢測由至少一個太陽能電池模塊輸出的電功率；基于在過去幾天期間對于彼此相應(yīng)的太陽位置檢測的電功率確定當日的電功率的理想功率變化曲線；以及求得由所述太陽能電池模塊在當日期間輸出的電功率與所述理想功率變化曲線的偏差。本發(fā)明提供一種用于識別和評價至少一個太陽能電池模塊的遮蔽的方法，其方式是理想功率變化曲線相當于在一整天在沒有投射陰影的障礙物的情況下太陽沒有被云遮擋并且被匹配于(anfitten)在過去幾天期間對于彼此相應(yīng)的太陽位置檢測到的電功率峰值；對于當日的每個太陽位置，定義由太陽能電池模塊輸出的電功率的期望值；對于由所述太陽能電池模塊在當日期間輸出的電功率保持在理想功率變化曲線以下的所有太陽位置，確定一個大于或等于零的遮蔽概率，所述遮蔽概率的高低取決于由太陽能電池模塊在所述太陽位置時輸出的電功率與期望值的一致程度。在新方法中，基于太陽能電池模塊的運行數(shù)據(jù)識別太陽能電池模塊的遮蔽，也就是說，不使用例如附加的輻射傳感器或遮蔽傳感器。這通過以下方式實現(xiàn)通過根據(jù)本發(fā)明的處理方式有效地將太陽能電池模塊的期望功率變化曲線與統(tǒng)計波動分離，這樣所述期望功率變化曲線僅僅還包括電功率的系統(tǒng)波動。則所述期望功率變化曲線與針對具體太陽能電池模塊求得的理想功率變化曲線的比較允許以高可靠性推斷出太陽能電池模塊在確定的太陽位置時的遮蔽。具體地，在此針對每個太陽位置的期望值可以被定義為在過去幾天期間在相應(yīng)于所述太陽位置的太陽位置時電功率的峰值，并且遮蔽概率的高低可以在這種情況下隨著由太陽能電池模塊在相應(yīng)的太陽位置時輸出的電功率與期望值的一致程度的提高而增大。在任何情況下，在新方法中確定理想功率變化曲線。為此，使用一個或多個太陽能電池模塊在過去檢測的實際功率。通過在此僅僅考慮在相應(yīng)的太陽位置時的電功率峰值， 自動地僅僅考慮在無云時或者最多在云極少時的電功率。但是，如果在確定的太陽位置時存在遮蔽，則所述峰值也具有遮蔽對太陽能電池模塊的電功率的影響。為了抑制所述遮蔽的影響，使理想功率變化曲線的理想曲線匹配于過去幾天期間的電功率的峰值，所述理想變化曲線相當于在一整天在沒有投射陰影的障礙物的情況下太陽沒有被云遮擋?？梢允褂煤唵蔚膾佄锞€作為理想曲線；但是例如也可以由太陽能電池模塊的物理學(xué)模型可選地在考慮太陽能電池模塊的位置和/或定向的情況下生成理想曲線。在此，在本發(fā)明范疇中在理想功率變化曲線的匹配之前對峰值進行平滑或濾波，其方式是，例如形成在相應(yīng)的太陽位置時最大的電功率的平均值或者甚至丟棄作為異常值(Ausreiiier)的絕對峰值并且僅考慮位于其下的最大電功率。匹配本身可以通過應(yīng)用任何一種已知的算法實現(xiàn)。使用如此確定的電功率在一天的理想功率變化曲線來檢測由相應(yīng)的太陽能電池模塊在當日期間輸出的電功率落后于理想功率變化曲線的太陽位置。只有在那時才存在遮蔽的可能性。為了識別低于理想功率變化曲線的原因，在新方法中附加地定義由太陽能電池模塊輸出的電功率的期望值。在此，如果僅觀測一個太陽能電池模塊，則涉及已經(jīng)提及的在過去幾天期間在相應(yīng)的太陽位置時電功率的峰值。當達到所述峰值——其如已經(jīng)與電功率的理想功率變化曲線的確定相關(guān)地提到地那樣可以進行平滑或濾波——但低于理想功率變化曲線時，這意味著在相應(yīng)的太陽位置時由太陽能電池模塊輸出的電功率總是落后于理想功率變化曲線，更確切地說，在無云的每一天落后相同的程度?；谶@種考慮，在新方法中，對于由太陽能電池模塊在當日期間輸出的電功率落后于理想功率變化曲線的每個太陽位置，確定一個大于或等于零的遮蔽概率，所述遮蔽概率的具體高低取決于由太陽能電池模塊在所述太陽位置時輸出的電功率與期望值的一致程度。在所述處理方式中，周期性反復(fù)的起云能夠影響一些確定的太陽位置的期望值。但是，云總是以相對理想功率變化曲線的相同百分比的電功率損失起作用的概率僅僅是極小的。在新方法中其實際上不會導(dǎo)致遮蔽的錯誤假設(shè)。這尤其適用于在僅僅一個唯一的太陽能電池模塊的情況下，對于由太陽能電池模塊在當日在所述太陽位置時輸出的電功率達到或甚至超過理想功率變化曲線的每個太陽位置的遮蔽概率設(shè)置為小于或等于零的值，因為在所述太陽位置時達到理想功率僅僅在沒有遮蔽的情況下是可能的。小于零的概率值沒有直接的邏輯意義。但是，對于不同的概率值的平均，高權(quán)重的負概率值絕對是有意義的，以便補償可能錯誤的正概率值。也可以將當日針對每個太陽位置的期望值定義為由多個相同類型的太陽能電池模塊在當日在相應(yīng)的太陽位置時輸出的標準化電功率的峰值。在此情況下，每個太陽能電池模塊的遮蔽概率的高低隨著由相應(yīng)的太陽能電池模塊在相應(yīng)的太陽位置時輸出的標準化電功率低于期望值的程度而增大。如果有多個太陽能電池模塊以及對應(yīng)的功率數(shù)據(jù)可供使用，則對于電功率期望值的確定不必動用基于過去的測量值的期望功率變化曲線。而是可以將各個太陽能電池模塊的電功率的標準化當前峰值確定為期望值，其中，所述峰值不一定是單個太陽能電池模塊的功率的看起來絕對最大的當前標準化值，而是例如也可以是第二或第三大的值或最大值的平均值。在此，太陽能電池模塊的相同類型僅僅作為其功率可以彼此相互進行標準化的前提條件。在此，功率的彼此相互映射的標準化規(guī)則可以是絕對復(fù)雜的并且不必限于比例系數(shù)。通過針對每個太陽能電池模塊的電功率的期望值動用全部太陽能電池模塊的當前電功率，在新方法的所述實施方式中不僅在無云的太陽時而且在有云時都可以獲得各個太陽能電池模塊在確定的太陽位置時的遮蔽概率值，只要盡管有云但仍產(chǎn)生陰影。但不必充分利用這種可能性。而是新方法的所述實施方式可以有意地限于確定在太陽沒有被云遮擋和相應(yīng)最大的遮蔽形成時的概率，因為僅僅在此時才由于遮蔽出現(xiàn)主要的能量損失，這對于遮蔽的評估而言是重要的。在新方法的實施方式中，由所有太陽能電池模塊的電功率確定每個太陽能電池模塊的電功率的期望值，對于由相應(yīng)的太陽能電池模塊在當日輸出的電功率達到或超過多個相同類型的太陽能電池模塊的標準化電功率的峰值的每個太陽位置——其方式是，太陽能電池模塊例如自己提供所述峰值，相應(yīng)的太陽能電池模塊的遮蔽概率可以設(shè)置為一個小于或等于零的值。如果沒有出現(xiàn)所有太陽能電池模塊同樣地檢測的遮蔽，則單個太陽能電池模塊可以僅僅當所述太陽能電池模塊在確定的太陽位置時未被遮蔽時提供在所述太陽位置時的電功率峰值。僅僅由各個太陽能電池模塊產(chǎn)生的電壓證實是用于檢測太陽能電池模塊的遮蔽的負荷能力較小的標準。此外，所述電壓也不太適合于在與遮蔽相關(guān)聯(lián)的能量損失方面評價遮蔽。但是如果檢測由每個太陽能電池模塊產(chǎn)生的電功率并且定義由太陽能電池模塊產(chǎn)生的電壓在當日針對每個太陽位置的電壓期望值，則對于由太陽能電池模塊在當日期間輸出的電功率落后于理想功率變化曲線的所有太陽位置確定用于遮蔽概率的從0至1的因數(shù)，所述因數(shù)的大小隨著由太陽能電池模塊在相應(yīng)的太陽位置時產(chǎn)生的電壓與電壓期望值之間的偏差程度的增加而增大。可以或者當存在多個太陽能電池模塊時通過各個太陽能電池模塊的電壓的平均值或中值來定義電壓期望值，或者當存在僅僅一個太陽能電池模塊時基于過去幾天期間在相應(yīng)的太陽位置時所述太陽能電池模塊在電功率峰值時刻的電壓來定義電壓期望值。在本發(fā)明的一些特別有利的實施方式中，識別和評價遮蔽的結(jié)果以直觀的形式呈現(xiàn)給相應(yīng)光伏設(shè)備的使用者。為此，可以在由每個太陽能電池模塊輸出的電功率的功率變化曲線示圖中標記得出占優(yōu)勢的(Uberwiegend)遮蔽概率的太陽位置。這例如可以在當天的功率變化曲線示圖中通過可簡單對應(yīng)的符號來實現(xiàn)，在所述功率變化曲線示圖中為了簡單的可對應(yīng)性可以代替對應(yīng)的太陽位置而給出時鐘時間。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，至少對于由太陽能電池模塊在當日期間輸出的電功率落后于理想功率變化曲線并且沒有得出占優(yōu)勢的遮蔽概率的所有太陽位置，可以確定有云的概率。在這些太陽位置時有云的概率在最簡單的情況下可以是遮蔽概率與1的差。在已經(jīng)提到的由每個太陽能電池模塊輸出的功率的功率變化曲線示圖中，也可以標記出得出占優(yōu)勢的有云概率的太陽位置?？梢酝ㄟ^這樣的方式簡單地對應(yīng)相對于理想功率變化曲線的功率損失，所述理想功率變化曲線本身也可以示出但不必須示出。附加地，在由每個太陽能電池模塊輸出的電功率的功率變化曲線示圖中可以給出相對于理想功率變化曲線未能產(chǎn)生的能量。也就是說，由功率變化曲線示圖可以看出與理想功率變化曲線相比未產(chǎn)生的功率的原因和規(guī)模。但是，在某天期間未產(chǎn)生的電功率的說服力較小。當在年度太陽位置概況圖中記錄關(guān)于太陽位置的遮蔽概率時產(chǎn)生非常有說服力的示圖。在此理想地，在一個軸上繪出太陽位置的方位角，而在另一個軸上繪出太陽位置的高度角。由此，可以直接讀出遮蔽障礙物相對于相應(yīng)的太陽能電池模塊的位置。如果沒有精確的太陽位置和類似信息可用，則可以輔助地在一個軸上關(guān)于日間時間(Tageszeit)而在另一個軸上關(guān)于年度時間(Jahreszeit)繪出遮蔽概率，其中，半年的觀測已足夠?？梢栽谶@兩個軸上例如以色階形式經(jīng)編碼地給出遮蔽概率。為了進一步在其作用方面減小統(tǒng)計偏差，可以通過相鄰值的平均來平滑遮蔽概率在年度太陽位置概況圖上的分布。接著，可以根據(jù)占優(yōu)勢的遮蔽概率對遮蔽概率在年度太陽位置概況圖上的分布進行濾波。為此，可以規(guī)定遮蔽概率的適當?shù)慕缦拗?，從所述界限值起?yīng)以占優(yōu)勢的遮蔽概率為出發(fā)點。在濾波之后，年度太陽位置概況圖表明可能出現(xiàn)相應(yīng)的太陽能電池模塊的遮蔽的太陽位置。對于年度太陽位置概況圖的具有占優(yōu)勢的遮蔽概率的區(qū)域，優(yōu)選地說明由于遮蔽引起的對應(yīng)的年度能量損失量。這樣提供了可能去除蔽障礙物或太陽能電池模塊的其他布置的判定基礎(chǔ)。在細節(jié)上，尤其是任意地確定給出對應(yīng)的能量年損失量的區(qū)域的太陽位置的下(unter)高度角。下太陽位置高度角(Sonnenstandsh5henwinkel)例如相應(yīng)于一棵樹可被縮小到的高度。對應(yīng)的年能量損失量說明由此在過去一年中可能會產(chǎn)生多少附加能量。本發(fā)明有利的擴展構(gòu)型由權(quán)利要求書、說明書和附圖得出。在說明書開始部分中所述的特征和多個特征組合的優(yōu)點僅僅是示例性的并且可以替換地或累積地起作用，而不必強制地實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施方式的優(yōu)點。其他的特征可以由附圖——尤其是所示出的多個部件彼此的幾何圖形和相對尺寸以及它們的相對布置和有效連接——中得出。本發(fā)明不同實施方式的特征組合或不同權(quán)利要求的特征組合同樣是可能的并且在此有啟示。這也涉及在單獨的附圖中示出或者在其


中提及的特征。這些特征也可與不同權(quán)利要求中的特征相結(jié)合。

以下參照附圖借助實施例詳細說明和描述本發(fā)明。圖1描繪了太陽能電池模塊在一天的真實功率變化曲線，其中，通過符號給出在一整天與太陽無云并且無遮蔽時的理想功率變化曲線的偏差的原因。圖2是用于實施新方法的流程圖。圖3對比當天由太陽能電池模塊輸出的電功率的真實變化曲線與那天的期望功率變化曲線和理想功率變化曲線；圖4在年度太陽位置概況圖中以灰度示出遮蔽概率的示圖，沿其X軸描繪了太陽位置的方位角而沿其Y軸描繪了太陽位置的高度角；并且圖5是太陽位置年度概況圖，其中，給出以遮蔽概率的界限值濾波后太陽能電池模塊的遮蔽概率，并且關(guān)于太陽位置的具有占優(yōu)勢的遮蔽概率的區(qū)域給出與其關(guān)聯(lián)的能量減少量。
具體實施例方式在圖1中繪出的太陽能電池模塊的電功率的真實變化曲線僅僅在所述太陽能電池模塊在沒有形成陰影的障礙物的情況下經(jīng)受無云的太陽時相應(yīng)于那天的理想功率變化曲線。在圖1中以太陽符號在X軸上標記出時間間隔。在觀測日的上午，太陽相反被云遮擋，由此實際輸出的電功率減少。在下午，陰影落到太陽能電池模塊上，使得盡管太陽沒有被云遮擋也沒有達到在理想狀況下可能的功率。所述區(qū)域沿X軸通過樹符號標記出。X軸上的月亮符號指示沒有光的夜間時間。圖1除太陽能電池模塊的真實功率變化曲線外還給出所述功率變化曲線的分析結(jié)果，所述分析通過根據(jù)本發(fā)明的方法實施。在圖2中作為流程圖繪出所述根據(jù)本發(fā)明的方法。所述流程圖根據(jù)對于遮蔽的識別和評價僅僅提供各一個太陽能電池模塊——所述太陽能電池模塊在此稱作串 (String)——還是提供多個相同類型的太陽能電池模塊的測量值分支為兩個步驟1和2。 所述流程圖分別向左分支用于僅僅一個太陽能電池模塊的情況而向右分支用于多個相同類型的太陽能電池模塊的情況。與此無關(guān)地，在每一種情況中在第一步驟3中測量每個太陽能電池模塊或串的當前功率P(t)。在僅僅一個串的情況下，關(guān)于這些測量值進行20天時間間隔上的統(tǒng)計，其中，雖然20天的時間間隔通常是適當?shù)?，但僅僅是示例性的并且也可以選擇得更短或者更長。由統(tǒng)計確定當日太陽能電池模塊的功率的期望值E(t)。為此，僅僅考慮太陽能電池模塊在最近20天內(nèi)在相應(yīng)的日間時間期間的電功率P(t)的峰值。由期望值E(t)通過匹配于E(t)的曲線來確定當日的理想功率變化曲線I(t)。使理想功率變化曲線I(t)匹配于由峰值確定的曲線的步驟也適用于存在多個串時的處理方式。但是，在此每個時刻的期望值E(t)被定義為串中的一個的最高的、為了可比性而標準化的功率P(t)。 關(guān)于這些期望值E(t)在20天上進行統(tǒng)計。使理想功率變化曲線I (t)匹配于所述統(tǒng)計的峰值。理想功率變化曲線I (t)在兩種情況中相應(yīng)于在不出現(xiàn)遮蔽的情況下在太陽不被云遮擋時的理想功率變化曲線。在僅僅一個太陽能電池模塊的情況下，接下來形成時刻t的實際功率值與時刻t 的期望值之間的差D(t)。如果所述差D大，也就是說不小，因為其例如最少是20%或至少是40%或最少是60%，這指示有云的一天，則丟棄D(t)的值。如果D的值小，也就是說，實際功率值P(t)相應(yīng)于期望值E(t)，這指示無云的一天，則形成與時刻t的理想功率I(t)的差V(t)。如果所述差V大，則存在高遮蔽概率。相反，如果所述差小，則認為是統(tǒng)計誤差并且丟棄所述值。在多個串的情況下，首先確定時刻t的期望值與時刻t的理想功率值I (t)之間的差D(t)。如果所述差小，則其如在僅僅一個串的情況下的并行詢問時的小的差D(t)那樣指示涉及無云的一天并且值得對D (t)的值進一步分析處理。但是如果所述差不小，則這指示多云的一天，并且丟棄D (t)的值。在小的D的情況下，隨后形成實際功率值P (t)與期望值E(t)或理想功率值I(t)之間的差。再次檢驗所述差V(t)它是否是大的，這被認為是對遮蔽的指示，而V的小的值被作為統(tǒng)計誤差丟棄。根據(jù)V的大小可以在兩種情況下，也就是說不僅在一個串時而且在多個串時定義遮蔽的概率。圖3是一天的不同功率曲線的示圖。最下部的虛曲線給出太陽能電池模塊的實際測量功率P(t)。它逐點地接近所述太陽能電池模塊的期望功率E(t)，所述期望功率由過去幾天內(nèi)功率P(t)的峰值求得。理想功率變化曲線I(t)匹配于E (t)，所述理想功率變化曲線相當于一整天在沒有形成陰影的障礙物的情況下太陽沒有被云遮擋。在圖4中，在對應(yīng)的太陽位置時在根據(jù)圖2的方法中求得的遮蔽概率記錄到太陽位置概況圖中，所述太陽位置概況圖覆蓋了一整年的太陽位置并且因此也稱為年度太陽位置概況圖。在此，沿X軸繪出了太陽位置的方位角，而沿Y軸繪出了太陽位置的高度角。灰度越暗，則遮蔽的概率越大。在此，示出的年度太陽位置概況圖已經(jīng)是通過對在各天求得的遮蔽概率的進行平均產(chǎn)生的。可以通過簡單地在年度太陽位置概況圖中示出的區(qū)域中的每一個上計算平均值來實施所述平均，其中，僅僅考慮存在的遮蔽概率，也就是說，不存在的值不會作為零遮蔽概率計入平均值計算中。 圖5給出根據(jù)圖4的、在以占優(yōu)勢的遮蔽概率的界限值進行邊緣濾波之后的太陽位置概況圖。在此，識別出兩個封閉區(qū)域，在這些封閉區(qū)域中具有一個占優(yōu)勢的遮蔽概率。 對于這些區(qū)域，給出了由于遮蔽而未能產(chǎn)生的年度能量。它與由太陽能電池模塊在所述年度期間產(chǎn)生的全部能量形成比較。由此提供一個標準去除所確定的遮蔽是否有意義。引起遮蔽的障礙物可以根據(jù)年度太陽位置概況圖被直接分配給從相應(yīng)太陽能電池模塊起的所確定的方向并且被具體識別。
權(quán)利要求
1.用于識別和評價至少一個太陽能電池模塊的遮蔽的方法，所述方法具有以下步驟檢測由所述太陽能電池模塊輸出的電功率；基于在過去幾天期間對于彼此相應(yīng)的太陽位置檢測的電功率確定當日的電功率的理想功率變化曲線；以及求得由所述太陽能電池模塊在所述當日期間輸出的電功率與所述理想功率變化曲線的偏差；其特征在于，所述理想功率變化曲線相當于在一整天在沒有投射陰影的障礙物的情況下太陽沒有被云遮擋并且使所述理想功率變化曲線匹配于在所述過去幾天期間對于彼此相應(yīng)的太陽位置檢測的電功率的峰值；對于所述當日的每個太陽位置，定義一個由所述太陽能電池模塊輸出的電功率的期望值；以及對于由所述太陽能電池模塊在所述當日期間輸出的電功率保持在所述理想功率變化曲線下方的所有太陽位置，確定一個大于或等于零的遮蔽概率，所述遮蔽概率的高低取決于由所述太陽能電池模塊在所述太陽位置時輸出的電功率與所述期望值的一致程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將針對每個太陽位置的期望值定義為在所述過去幾天期間在與其相應(yīng)的太陽位置時的電功率的峰值，并且所述遮蔽概率的高低隨著由所述太陽能電池模塊在相應(yīng)的太陽位置時輸出的電功率與所述期望值的一致程度的增加而增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將針對由所述太陽能電池模塊在一天輸出的電功率達到或超過所述理想功率變化曲線的每個太陽位置的遮蔽概率設(shè)置為小于或等于零的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將針對每個太陽位置的期望值定義為標準化電功率的峰值，所述標準化電功率由多個相同類型的太陽能電池模塊在所述當日在相應(yīng)的太陽位置時輸出，并且每個太陽能電池模塊的遮蔽概率的高低隨著由相應(yīng)的太陽能電池模塊在相應(yīng)的太陽位置時輸出的標準化電功率低于所述期望值的增加而增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對于由相應(yīng)的太陽能電池模塊在一天輸出的電功率達到或超過由多個相同類型的太陽能電池模塊的標準化電功率的峰值的每個太陽位置，將相應(yīng)的太陽能電池模塊的遮蔽概率設(shè)置為一個小于或等于零的值。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中至少一項所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下附加的步驟檢測由所述太陽能電池模塊產(chǎn)生的電壓；對于所述當日的每個太陽位置定義由所述太陽能電池模塊產(chǎn)生的電壓的電壓期望值；對于由所述太陽能電池模塊在所述當日期間輸出的電功率落后于所述理想功率變化曲線的所有太陽位置，確定一個用于遮蔽概率的從0到1的因數(shù)，所述因數(shù)的大小隨著由所述太陽能電池模塊在相應(yīng)的太陽位置產(chǎn)生的電壓與所述電壓期望值的偏差程度的增加而增大。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中至少一項所述的方法，其特征在于，在由所述太陽能電池模塊輸出的功率的功率變化曲線示圖中標記出得出占優(yōu)勢的遮蔽概率的太陽位置。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中至少一項所述的方法，其特征在于，至少對于由所述太陽能電池模塊在所述當日期間輸出的電功率落后于所述理想功率變化曲線并且沒有得出占優(yōu)勢的遮蔽概率的所有太陽位置，確定有云的概率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在由所述太陽能電池模塊輸出的功率的功率變化曲線示圖中標記出得出占優(yōu)勢的有云的概率的太陽位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的方法，其特征在于，在由所述太陽能電池模塊輸出的功率的功率變化曲線示圖中給出與所述理想功率變化曲線相比未能產(chǎn)生的能量及其可能的原因。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中至少一項所述的方法，其特征在于，將針對所述太陽位置的所述遮蔽概率記錄到年度太陽位置概況圖中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，通過取平均對所述遮蔽概率在所述年度太陽位置概況圖上的分布進行平滑。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，根據(jù)占優(yōu)勢的遮蔽概率對所述遮蔽概率在所述年度太陽位置概況圖上的分布進行濾波。
14.根據(jù)以上權(quán)利要求11至13中至少一項所述的方法，其特征在于，對于所述年度太陽位置概況圖的具有占優(yōu)勢的遮蔽概率的至少一個區(qū)域給出對應(yīng)的年度能量損失量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，尤其是任意地確定給出了對應(yīng)的年度能量損失量的區(qū)域的下太陽位置高度角。
全文摘要
為了識別和評價至少一個太陽能電池模塊的遮蔽，檢測由太陽能電池模塊輸出的電功率；對于當日的每個太陽位置，定義由太陽能電池模塊輸出的電功率的期望值；通過匹配于在過去幾天期間對于彼此相應(yīng)的太陽位置檢測到的電功率的峰值確定當日電功率的理想功率變化曲線，其相當于一整天在沒有投射陰影的障礙物情況下太陽沒有被云遮擋；求得由太陽能電池模塊在當日輸出的電功率與理想功率變化曲線的偏差；以及對于由太陽能電池模塊在當日輸出的電功率保持在理想功率變化曲線下方的所有太陽位置，確定大于或等于零的遮蔽概率，其大小取決于由太陽能電池模塊在太陽位置輸出的電功率與期望值相的一致程度。
文檔編號G05F1/67GK102364408SQ20111015982
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者A·史密斯, A·施特魯施, B·馬格努森, J·克萊因, W·加焦蒂 申請人:艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司