太陽能發(fā)電機的電路裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了太陽能發(fā)電機的電路裝置。一種用于提高太陽能發(fā)電機（100）的壽命的電路裝置，其特征在于，該電路裝置被構(gòu)造為向太陽能發(fā)電機（100）的負極端子（120）提供正電位。
【專利說明】太陽能發(fā)電機的電路裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及用于提高太陽能發(fā)電機的壽命的電路裝置，尤其是涉及用于提高薄膜型太陽能發(fā)電機的壽命的電路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能發(fā)電機中，諸如陽光之類的入射光被轉(zhuǎn)換為直流電(DC)，該直流電可以被轉(zhuǎn)換為交流電(AC)并且隨后被饋送至公共電網(wǎng)中。到DC的轉(zhuǎn)換在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)進行，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與正面電極和背面電極電接觸。正面電極，即在入射陽光一側(cè)的電極，通常由諸如透明導(dǎo)電氧化物(TCO)(例如，銦錫氧化物(ITO))之類的透明導(dǎo)電層形成。在潮濕和熱的影響下，這樣的TCO層受到腐蝕，導(dǎo)致光性能和/或電性能的退化。這將導(dǎo)致太陽能發(fā)電機的退化直至完全失效。這種現(xiàn)象被稱為“TC0腐蝕”。
[0003]在實際應(yīng)用中，TCO腐蝕取決于存在于TCO層的位置處的電場的強度和方向。例如，與在存在于發(fā)電機電極附近的基準電位下操作相比，當(dāng)在負電極電位下操作時薄膜型發(fā)電機腐蝕得特別快。即使還不清楚有效腐蝕機理的詳情，也懷疑帶正電荷的鈉離子從太陽能發(fā)電機的防護玻璃板向TCO電極遷移。為了抑制此過程，專家建議將發(fā)電機負極接地或者連接至該發(fā)電機經(jīng)由逆變器連接至的電網(wǎng)的中性導(dǎo)體。
[0004]然而，長期研究已經(jīng)表明，即使負極端子接地或者連接至電網(wǎng)的中性端子的太陽能發(fā)電機也受到TCO腐蝕，上述建議并不足以防止退化。
實用新型內(nèi)容
[0005]因此，本實用新型的一方面提供了一種電路裝置，該電路裝置允許在沒有TCO腐蝕所引起的退化或相關(guān)影響的情況下操作太陽能發(fā)電機。這種電路裝置被構(gòu)造為向太陽能發(fā)電機的負極端子提供正電位。該電路裝置可以被集成到與太陽能發(fā)電機連接的逆變器中，并因此形成逆變器的組成部分?？梢允褂秒妷涸磥硖峁┱娢?。電壓源可以通過第一端子與太陽能發(fā)電機的負極端子連接。第二電壓源端子可以接地或連接至電網(wǎng)的中性端子。為了防止由接觸引起的人身傷害，優(yōu)選地將在發(fā)電機負極端子處提供的正電位限制為相對于地的50V以下的值。然而，可以對電壓源進行防護以不被接觸，在此情況下也允許超過50V的限制。
[0006]在本實用新型的一方面中，電壓源可以配備有過電流傳感器。過電流傳感器被構(gòu)造為在發(fā)生接地故障的情況下，檢測接地故障，并且觸發(fā)諸如將逆變器從電網(wǎng)斷開之類的適當(dāng)措施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本申請還通過附圖來說明，其中:
[0008]圖1示出太陽能發(fā)電機的示意性截面圖；
[0009]圖2示出本領(lǐng)域已知的電路裝置；[0010]圖3示出根據(jù)本實用新型的一種電路裝置；以及
[0011]圖4示出根據(jù)本實用新型的另一種電路裝置。
【具體實施方式】
[0012]圖1示出太陽能發(fā)電機100的截面。有源半導(dǎo)體30中面向入射光80的方向的正面被TCO層20覆蓋，TCO層20連接至發(fā)電機負極端子。在背面，背面接觸50向相應(yīng)的發(fā)電機正極端子提供電連接。有源半導(dǎo)體被嵌入乙烯醋酸乙烯酯共聚物EVA裝填物70中，并且被層疊在正面玻璃板10和背面玻璃板60之間。整個堆疊由框架40保持，框架40通常由金屬形成。從框架40到TCO層20的電流取決于這兩個電極之間的電場的強度和方向，并且受到諸如濕度和溫度之類的環(huán)境參數(shù)的強烈影響。電流通路可以至少部分穿過正面玻璃板10，使得遷移的鈉離子對電流有貢獻，因而作為腐蝕源向TCO層20傳輸。
[0013]圖2示出本領(lǐng)域中已知的電路裝置。包括串聯(lián)連接為串的多個太陽能電池、并且可選地包括多個并聯(lián)連接電池串的太陽能發(fā)電機100通過正極端子110和負極端子120連接至逆變器140的DC輸入，以將所產(chǎn)生的DC電轉(zhuǎn)換為AC電，以便饋送到與逆變器140的AC輸出相連的電網(wǎng)130中。在此，逆變器140是連接至電網(wǎng)130的相位端子L和中性端子N的單相逆變器。然而，也可以使用諸如三相逆變器之類的多相逆變器。負極端子120和電網(wǎng)130的中性端子N之間的連接確保發(fā)電機負極端子處在或接近地電位。
[0014]在圖3中，負極端子120和電網(wǎng)130的中性端子N之間的直接連接被電壓源150和過電流傳感器160的串聯(lián)連接所取代。電壓源150為發(fā)電機負極端子120提供相對于中性端子電位的預(yù)定正電位。當(dāng)在太陽能發(fā)電機100的完美絕緣條件下時，過電流傳感器160應(yīng)該檢測到實質(zhì)上為零的電流，任何接地故障將使檢測到的電流增大，因此，當(dāng)超過預(yù)定電流閾值時將提供可靠的接地故障檢測。
[0015]在圖4的實施例中，電壓源150連接至地電位而不是電網(wǎng)130的中性端子N，與圖3的實施例相比，也實質(zhì)上不變地向發(fā)電機負極端子120有效提供正電位以及有效提供接地故障檢測。
[0016]附圖標記列表:
[0017]10 玻璃板
[0018]20 TCO 層
[0019]30 半導(dǎo)體
[0020]40 框架
[0021]50 背面接觸
[0022]60 玻璃板
[0023]70 EVA 裝填物
[0024]80 入射光
[0025]100太陽能發(fā)電機
[0026]110正極端子
[0027]120負極端子
[0028]130 電網(wǎng)
[0029]140逆變器[0030]150 電壓源
[0031]160過電流傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能發(fā)電機(100)的電路裝置，其特征在于，該電路裝置被構(gòu)造為向太陽能發(fā)電機(100)的負極端子(120)提供正電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，包括電壓源(150)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述電壓源(150)的輸出電壓限于50V以下的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述電壓源(150)通過第一端子連接至所述太陽能發(fā)電機(100)的負極端子(120)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路裝置，其中，所述電壓源(150)通過第二端子接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路裝置，其中，所述電壓源(150)通過第二端子連接至電網(wǎng)(130)的中性端子(N)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述電壓源(150)受保護以不被接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述電壓源(150)包括用于接地故障檢測的過電流傳感器(160)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其形成連接至所述太陽能發(fā)電機(100)的逆變器(140)的組成部分。
【文檔編號】H02H3/17GK203481786SQ201320268462
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】約阿希姆·拉斯欽斯基 申請人:艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司