一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置及控制方法，所述光伏電池板組件包括電池板和并聯(lián)在電池板兩端的旁路二極管組件，還包括取樣傳感器、基準(zhǔn)單元、遲滯比較器、控制單元和穩(wěn)壓?jiǎn)卧觽鞲衅鳙@取光伏電池板回路中的電流信號(hào)并轉(zhuǎn)為直流電壓信號(hào)，傳送至遲滯比較器單元，遲滯比較器單元將該直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)單元中的基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，由控制單元控制旁路二極管組件與電池板的接通與斷開。本發(fā)明能夠自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件是否發(fā)生了熱斑效應(yīng)，從而降低了發(fā)電系統(tǒng)的無(wú)功損耗，將電池板發(fā)出來(lái)的電能發(fā)揮到最大，且避免因二極管受到雷擊等原因的破壞而造成整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率下降，保證了整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于自動(dòng)控制電路領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能光伏發(fā)電的過(guò)程沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件也不消耗燃料，并且不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，具有無(wú)噪聲、無(wú)污染的特點(diǎn)；太陽(yáng)能資源沒(méi)有地域限制，分布廣泛且取之不盡，用之不竭。因此，與其它新型發(fā)電技術(shù)相比，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種具有可持續(xù)發(fā)展的可再生能源發(fā)電技術(shù)，照在地球上的太陽(yáng)能要比人類當(dāng)前耗費(fèi)的能量大6000多倍。并且太陽(yáng)能在地球上散布普遍，只要有光照的地方就可以運(yùn)用光伏發(fā)電系統(tǒng)，不受海拔、地區(qū)等因素的限制。
[0003]但是當(dāng)太陽(yáng)能組件被其他障礙物遮擋出現(xiàn)完全或者不完全遮蔽時(shí)，此時(shí)的組件將被當(dāng)著負(fù)載消耗其他有光照的太陽(yáng)能組件所產(chǎn)生的能量，被遮蔽的太陽(yáng)能組件此時(shí)會(huì)發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽(yáng)能電池板組件，為了防止組件由于熱斑效應(yīng)而遭到破壞，此時(shí)在組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以避免光照組件產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。
[0004]旁路二極管的作用是:當(dāng)電池片出現(xiàn)熱斑效應(yīng)不能發(fā)電時(shí)，起到旁路作用，讓其他電池片所產(chǎn)生的電流從二極管流出，使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電，不會(huì)因?yàn)槿我庖黄姵仄霈F(xiàn)問(wèn)題而產(chǎn)生發(fā)電電路不通的情況。
[0005]現(xiàn)行的連接方法是將旁路二極管直接安裝在電池板組件的接線盒內(nèi)，三個(gè)旁路二極管在接線盒內(nèi)部是直接并聯(lián)在電池片的正負(fù)極兩端，但這樣做的弊端是:1、二極管的反向漏電流會(huì)消耗電池片的一小部分能量，雖然可以忽略不計(jì)，但是數(shù)量多了也是一個(gè)比較大的無(wú)功能量損耗；2、從最近幾年光伏電站故障率上看，大多數(shù)的故障均為二極管擊穿后消耗電池片產(chǎn)生的能量所致，整個(gè)光伏電站發(fā)電功率因此而大幅度下降。造成二極管擊穿的主要原因是安裝接線盒、安裝組件過(guò)程中產(chǎn)生的靜電等給二極管帶來(lái)的隱形損傷，后續(xù)通電后失效所致。
[0006]因而，如何具有自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件的熱斑效應(yīng)，即電池板有遮蔽時(shí)，接通二極管，沒(méi)有遮蔽時(shí)，切斷二極管與電池片的連接的裝置，是目前亟待研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置，能夠自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)，自動(dòng)控制旁路二極管與光伏電池板組件的接通與斷開，降低光伏電池板發(fā)電系統(tǒng)的無(wú)功損耗，將電池板發(fā)出來(lái)的電能發(fā)揮到最大。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0009]一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置，所述光伏電池板組件包括電池板和并聯(lián)在電池板兩端的旁路二極管組件，所述電池板的與電源連接；所述電池板包括多組相互串并聯(lián)的電池串，旁路二極管組件包括有多個(gè)旁路二極管，每個(gè)旁路二極管受控于控制單元并聯(lián)在電池串上，所述旁路二極管的負(fù)極受控于控制單元連接電池串的正極，所述電路裝置還包括取樣傳感器、遲滯比較器和控制單元，
[0010]所述取樣傳感器，其第一輸入端連接所述電池板，輸出端連接所述遲滯比較器，用于其將所述電池板與旁路二極管組件的形成回路的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，并傳送至所述遲滯比較器中；其第二輸入端連接至所述電源的負(fù)極，用于接收電源供電；
[0011]所述遲滯比較器，其第一輸入端連接所述取樣傳感器的輸出端，且遲滯比較器的輸出端連接所述控制單元，用于對(duì)所述取樣傳感器傳來(lái)的所述直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，并將比較的信息傳送至所述控制單元；
[0012]所述控制單元，其輸入端連接所述遲滯比較器，輸出端連接至所述電池板與旁路二極管組件形成的回路上，用于控制旁路二極管組件與電池板的接通與斷開，當(dāng)檢測(cè)到所述直流電壓信號(hào)低于所述基準(zhǔn)閥值的信息時(shí)，所述控制單元使旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端相連，否則斷開旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端的連接。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0014]進(jìn)一步，所述電路裝置還包括一個(gè)用于提供基準(zhǔn)閾值的基準(zhǔn)單元，所述基準(zhǔn)單元其輸出端連接所述遲滯比較器的第二輸入端，用于提供基準(zhǔn)閥值并傳輸至所述遲滯比較器中；
[0015]進(jìn)一步，還包括穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵伺c所述電源連接，第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端分別連接所述電路裝置的取樣傳感器、遲滯比較器、控制單元和基準(zhǔn)單元，用于為整個(gè)電路裝置提供穩(wěn)定的直流電壓，當(dāng)整個(gè)電路裝置的直流電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧刂齐娫辞袛嗾麄€(gè)電路裝置的連接。
[0016]當(dāng)光伏電池板組件無(wú)光照時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)電壓輸出或輸出電壓過(guò)低的情況，為了保證整個(gè)電路裝置的正常工作，設(shè)定整個(gè)電路裝置工作電壓的下限值，其取值范圍在9?12V之間，而最高電壓就是電池板受到強(qiáng)光照時(shí)以最大功率輸出的電壓，由于有了穩(wěn)壓?jiǎn)卧罡唠妷阂矔?huì)被控制在有效的工作電壓范圍內(nèi)。
[0017]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下:一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置的控制方法，包括:
[0018]步驟1:取樣傳感器從所述電池板與旁路二極管組件所形成的回路上獲取電流信號(hào)，并將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，并傳送至遲滯比較器中；
[0019]步驟2:遲滯比較器將傳送來(lái)的直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，并將比較的信息傳送至控制單元處理；
[0020]步驟3:控制單元當(dāng)檢測(cè)到所述電壓信號(hào)低于基準(zhǔn)閥值的信息時(shí)，控制單元使旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端相連，否則斷開旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端的連接；
[0021]進(jìn)一步，所述步驟2中由基準(zhǔn)單元將基準(zhǔn)閥值傳輸至遲滯比較器中。
[0022]進(jìn)一步，還包括如下步驟，步驟4:當(dāng)整個(gè)電路裝置的電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧刂齐娫辞袛嗾麄€(gè)電路裝置的連接。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:能夠自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)，降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的無(wú)功損耗，將電池板發(fā)出來(lái)的電能發(fā)揮到最大，且避免因二極管受到雷擊等原因的破壞而造成整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率下降，保證了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了智能化的控制，同等條件下的光伏發(fā)電系統(tǒng)，運(yùn)用本發(fā)明裝置的發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沒(méi)有運(yùn)用本發(fā)明裝置的系統(tǒng)，且運(yùn)行后的維護(hù)成本更低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置的控制方法的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
[0026]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0027]1、電池板，2、旁路二極管組件，3、取樣傳感器，4、基準(zhǔn)單元，5、遲滯比較器，6、控制單元，7、穩(wěn)壓?jiǎn)卧?br> 【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0029]如圖1所示，一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置，所述光伏電池板組件包括電池板I和并聯(lián)在電池板I兩端的旁路二極管組件2，所述電池板I的與電源連接；所述電池板I包括多組相互并聯(lián)的電池串，旁路二極管組件2包括有多個(gè)旁路二極管，每個(gè)旁路二極管并聯(lián)在每個(gè)電池串上，所述旁路二極管的負(fù)極連接電池串的正極，還包括取樣傳感器3、遲滯比較器5和控制單元6，
[0030]所述取樣傳感器3，其第一輸入端連接所述電池板1，輸出端連接所述遲滯比較器5，用于其將所述電池板I與旁路二極管組件2的形成回路的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，并傳送至所述遲滯比較器5中；其第二輸入端連接至所述電源的負(fù)極，用于接收電源供電；
[0031]所述遲滯比較器5，其第一輸入端連接所述取樣傳感器3的輸出端，且遲滯比較器5的輸出端連接所述控制單元6，用于對(duì)所述取樣傳感器3傳來(lái)的所述直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，并將比較的信息傳送至所述控制單元6 ；
[0032]所述控制單元6，其輸入端連接所述遲滯比較器5，輸出端連接至所述電池板I與旁路二極管組件2形成的回路上，用于控制旁路二極管組件2與電池板I的接通與斷開，當(dāng)檢測(cè)到所述直流電壓信號(hào)低于所述基準(zhǔn)閥值的信息時(shí)，所述控制單元6使旁路二極管組件2與電池板I的正負(fù)兩端相連，否則斷開旁路二極管組件2與電池板I的正負(fù)兩端的連接。
[0033]所述電路裝置還包括一個(gè)用于提供基準(zhǔn)閾值的基準(zhǔn)單元4，所述基準(zhǔn)單元4其輸出端連接所述遲滯比較器5的第二輸入端，用于提供基準(zhǔn)閥值并傳輸至所述遲滯比較器5中；
[0034]還包括穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧?的輸入端與所述電源連接，第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端分別連接所述電路裝置的取樣傳感器、遲滯比較器、控制單元和基準(zhǔn)單元，用于為整個(gè)電路裝置提供穩(wěn)定的直流電壓，當(dāng)整個(gè)電路裝置的直流電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧?控制電源切斷整個(gè)電路裝置的連接。[0035]當(dāng)光伏電池板組件無(wú)光照時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)電壓輸出或輸出電壓過(guò)低的情況，為了保證整個(gè)電路裝置的正常工作，設(shè)定整個(gè)電路裝置工作電壓的下限值，其取值范圍在9?12V之間，而最高電壓就是電池板受到強(qiáng)光照時(shí)以最大功率輸出的電壓，由于有了穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，最高電壓也?huì)被控制在有效的工作電壓范圍內(nèi)。
[0036]如圖2所示，一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置的控制方法，包括:
[0037]步驟1:取樣傳感器從所述電池板與旁路二極管組件所形成的回路上獲取電流信號(hào)，并將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，并傳送至遲滯比較器中；
[0038]步驟2:遲滯比較器將傳送來(lái)的直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)單元傳送來(lái)的基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，并將比較的信息傳送至控制單元處理；
[0039]步驟3:控制單元當(dāng)檢測(cè)到所述電壓信號(hào)低于基準(zhǔn)閥值的信息時(shí)，控制單元使旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端相連，否則斷開旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端的連接；
[0040]步驟4:當(dāng)整個(gè)電路裝置的直流電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧刂齐娫辞袛嗾麄€(gè)電路裝置的連接。
[0041 ] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置，所述光伏電池板組件包括電池板和并聯(lián)在電池板兩端的旁路二極管組件，所述電池板與電源連接，其特征在于，所述電路裝置還包括取樣傳感器、遲滯比較器和控制單元， 所述取樣傳感器，其第一輸入端連接所述電池板，輸出端連接所述遲滯比較器，用于其將所述電池板與旁路二極管組件的形成回路的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，并傳送至所述遲滯比較器中；其第二輸入端連接至所述電源的負(fù)極，用于接收電源供電； 所述遲滯比較器，其第一輸入端連接所述取樣傳感器的輸出端，且遲滯比較器的輸出端連接所述控制單元，用于對(duì)所述取樣傳感器傳來(lái)的所述直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，并將比較的信息傳送至所述控制單元； 所述控制單元，其輸入端連接所述遲滯比較器，輸出端連接至所述電池板與旁路二極管組件形成的回路上，用于控制旁路二極管組件與電池板的接通與斷開，當(dāng)檢測(cè)到所述直流電壓信號(hào)低于所述基準(zhǔn)閥值的信息時(shí)，所述控制單元使旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端相連，否則斷開旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置，其特征在于，所述電路裝置還包括一個(gè)用于提供基準(zhǔn)閾值的基準(zhǔn)單元，所述基準(zhǔn)單元其輸出端連接所述遲滯比較器的第二輸入端，用于提供基準(zhǔn)閥值并傳輸至所述遲滯比較器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置，其特征在于，還包括穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵伺c所述電源連接，其第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端分別連接所述電路裝置的取樣傳感器、遲滯比較器、控制單元和基準(zhǔn)單元，用于為整個(gè)電路裝置提供穩(wěn)定的直流電壓，當(dāng)整個(gè)電路裝置的直流電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧刂齐娫辞袛嗾麄€(gè)電路裝置的連接。
4.一種自動(dòng)識(shí)別光伏電池板組件熱斑效應(yīng)的電路裝置的控制方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電路裝置，包括如下步驟: 步驟1:取樣傳感器從所述電池板與旁路二極管組件所形成的回路上獲取電流信號(hào)，并將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，并傳送至遲滯比較器中； 步驟2:遲滯比較器將傳送來(lái)的直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)閥值進(jìn)行比較，并將比較的信息傳送至控制單元處理； 步驟3:控制單元當(dāng)檢測(cè)到所述電壓信號(hào)低于基準(zhǔn)閥值的信息時(shí)，控制單元使旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端相連，否則斷開旁路二極管組件與電池板的正負(fù)兩端的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于， 所述步驟2中由基準(zhǔn)單元將基準(zhǔn)閥值傳輸至遲滯比較器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，還包括如下步驟: 步驟4:當(dāng)整個(gè)電路裝置的直流電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧刂齐娫辞袛嗾麄€(gè)電路裝置的連接。
【文檔編號(hào)】H02S40/30GK104009713SQ201410226392
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】方丁玉, 姚宏歧 申請(qǐng)人:揚(yáng)州虹揚(yáng)科技發(fā)展有限公司