本發(fā)明涉及光伏模塊以及包括該光伏模塊的光伏系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)能夠在消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力的同時(shí)快速地中斷電力輸出的光伏模塊。

背景技術(shù)：

近來，隨著諸如石油或煤的現(xiàn)有能源耗盡，對(duì)替代能源的關(guān)注正在增加。在這些替代能源當(dāng)中，使用半導(dǎo)體器件將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池正受到關(guān)注。

光伏模塊意指用于太陽能發(fā)電的太陽能電池被串聯(lián)或并聯(lián)連接。

當(dāng)使用從多個(gè)光伏模塊輸出的dc電力來實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)時(shí)，在異常操作的情況下需要快速關(guān)斷以保護(hù)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，鑒于上述問題而做出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種當(dāng)在允許范圍之外供應(yīng)dc電力時(shí)能夠在消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力的同時(shí)快速地停止電力輸出的太陽能模塊。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，以上和其它目的可通過提供一種光伏模塊來實(shí)現(xiàn)，該光伏模包括：太陽能電池模塊，其包括多個(gè)太陽能電池；以及接線盒，其附接至太陽能電池模塊的后表面，其中，所述接線盒包括用來儲(chǔ)存來自太陽能電池模塊的直流(dc)電力的電容器單元以及關(guān)斷單元，該關(guān)斷單元被設(shè)置在電容器單元的前端，并且當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)進(jìn)行操作以消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力并暫時(shí)中斷電力輸出。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光伏模塊，該光伏模塊包括：太陽能電池模塊，其包括多個(gè)太陽能電池；以及接線盒，其附接至太陽能電池模塊的后表面，其中，所述接線盒包括用來儲(chǔ)存來自太陽能電池模塊的直流(dc)電力的電容器單元以及關(guān)斷單元，該關(guān)斷單元進(jìn)行操作以當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍內(nèi)時(shí)旁路并輸出來自太陽能電池模塊的dc電力，當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)中斷從太陽能電池模塊輸出的dc電力并消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光伏系統(tǒng)，該光伏系統(tǒng)包括：多個(gè)光伏模塊，其轉(zhuǎn)換來自太陽能電池模塊的直流(dc)電力并輸出所轉(zhuǎn)換的dc電力；以及串式逆變器，其將從所述多個(gè)光伏模塊輸出的dc電力轉(zhuǎn)換為交流(ac)電力，其中，所述多個(gè)光伏模塊中的每一個(gè)包括：太陽能電池模塊，其包括多個(gè)太陽能電池；以及電容器單元，其儲(chǔ)存來自太陽能電池模塊的dc電力，其中，所述光伏模塊中的至少一個(gè)還包括關(guān)斷單元，該關(guān)斷單元被設(shè)置在電容器單元的前端，并且當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)進(jìn)行操作以消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力并暫時(shí)中斷電力輸出。

附圖說明

從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)將更清楚地理解，附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光伏系統(tǒng)的示圖；

圖2是示出圖1的太陽能模塊中的關(guān)斷單元的示例的示圖；

圖3是示出圖2的關(guān)斷單元的操作的參考圖；

圖4是示出用于與圖1的光伏系統(tǒng)進(jìn)行比較的光伏系統(tǒng)的示圖；

圖5是示出圖4的光伏系統(tǒng)的操作的參考圖；

圖6示出圖1的光伏模塊中的接線盒內(nèi)部的示例性電路圖；

圖7a至圖7c是示出圖1的光伏模塊中的關(guān)斷單元的另一示例的示圖；

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光伏系統(tǒng)的示圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光伏模塊的正視圖；

圖10是圖9的光伏模塊的后視圖；以及

圖11是圖9的太陽能電池模塊的分解立體圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其示例示出于附圖中。只要可能，貫穿附圖將使用相同的標(biāo)號(hào)來指代相同或相似的部分。

如本文所使用的，后綴“模塊”和“單元”被增加或互換地使用以方便準(zhǔn)備本說明書，并非旨在暗示不同的含義或功能。因此，術(shù)語“模塊”和“單元”可互換地使用。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光伏系統(tǒng)的示圖。

參照?qǐng)D1，根據(jù)實(shí)施方式的光伏系統(tǒng)10可包括多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn以及串式逆變器80。

多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn可被分成多個(gè)串。

在圖中，一些光伏模塊50a1至50an在第一串中串聯(lián)連接，一些其它光伏模塊50b1至50bn在第二串中串聯(lián)連接，其它光伏模塊50c1至50cn在第三串中串聯(lián)連接。

各個(gè)太陽能模塊可輸出30v至40v的直流(dc)電力。當(dāng)10至12個(gè)光伏模塊構(gòu)成一個(gè)串時(shí)，約300v至480v的電壓被供應(yīng)至串式逆變器80。

串式逆變器80可接收幾百伏特的電壓，將其轉(zhuǎn)換為交流(ac)電力，并輸出該ac電力。

例如，串式逆變器80可包括全橋逆變器。即，上臂開關(guān)元件sa、sb串聯(lián)連接至下臂開關(guān)元件s'a，s'b以形成一對(duì)，因此兩對(duì)上臂和下臂開關(guān)元件并聯(lián)連接(sa&s'a、sb&s'b)。開關(guān)元件sa、s'a、sb、s'b中的每一個(gè)與二極管反向并聯(lián)連接。

優(yōu)選地，從串式逆變器80輸出的ac電力具有與電網(wǎng)的ac頻率相同的頻率(大約60hz或50hz)。

根據(jù)各個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)施加允許范圍之外的高電壓時(shí)，應(yīng)該立即關(guān)斷裝置以確保設(shè)備的穩(wěn)定。

根據(jù)某些國家標(biāo)準(zhǔn)，裝置的輸出電壓應(yīng)該在10秒內(nèi)降低至小于30v。

因此，本發(fā)明提出，當(dāng)在包括多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn以及串式逆變器80的光伏系統(tǒng)10中生成允許范圍之外的高電壓時(shí)，應(yīng)該立即關(guān)斷系統(tǒng)。

更具體地講，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在包括多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn以及串式逆變器80的太陽能系統(tǒng)10中，關(guān)斷單元570被設(shè)置在光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn的至少一部分中，并且當(dāng)光伏模塊中生成允許范圍之外的電壓時(shí)，關(guān)斷單元570將暫時(shí)中斷電力輸出。

具體地講，當(dāng)來自光伏模塊中的太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)，關(guān)斷單元570(參見圖6)可進(jìn)行操作以消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力，并且暫時(shí)中斷電力輸出。因此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可在消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力的同時(shí)快速地中斷電力輸出。

具體地講，與在串式逆變器80中執(zhí)行關(guān)斷時(shí)相比，可在消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力的同時(shí)更快速地中斷電力輸出。因此，可改進(jìn)整個(gè)光伏系統(tǒng)10的穩(wěn)定性。

在圖中，關(guān)斷單元570a1至570an、570b1至570bn和570c1至570cn被示出為被設(shè)置在光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn的接線盒200a1至200an、200b1至200bn和200c1至200cn中。

因此，對(duì)多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn的接線盒200a1至200an、200b1至200bn和200c1至200cn中的每一個(gè)執(zhí)行關(guān)斷，因此，可改進(jìn)整個(gè)光伏系統(tǒng)10的穩(wěn)定性以及光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn的穩(wěn)定性。

根據(jù)另一實(shí)施方式，光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn包括：太陽能電池模塊100，其具有多個(gè)太陽能電池；以及接線盒(圖6中的200)，其附接至太陽能電池模塊100的后表面。接線盒包括：電容器單元(圖6中的520)，其用于儲(chǔ)存來自太陽能電池模塊的dc電力；以及關(guān)斷單元570，其進(jìn)行操作以在來自太陽能電池模塊100的dc電力在允許范圍內(nèi)時(shí)旁路并輸出來自太陽能電池模塊100的dc電力，當(dāng)來自太陽能電池模塊100的dc電力在允許范圍之外時(shí)中斷從太陽能電池模塊100輸出的dc電力并消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力。因此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可在消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力的同時(shí)快速地中斷電力輸出。

具體地講，當(dāng)電流檢測(cè)器所檢測(cè)的檢測(cè)電流的信號(hào)電平低于使第二開關(guān)元件導(dǎo)通的電平時(shí)，關(guān)斷單元570旁路并輸出來自太陽能電池模塊的dc電力。當(dāng)檢測(cè)器所檢測(cè)的檢測(cè)電流的信號(hào)電平等于或高于使第二開關(guān)元件導(dǎo)通的電平時(shí)，關(guān)斷單元570進(jìn)行操作以消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力，同時(shí)中斷從太陽能電池模塊輸出的dc電力。由此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可在消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力的同時(shí)快速地中斷電力輸出。

圖2是示出圖1的太陽能模塊中的關(guān)斷單元的示例的示圖，圖3是示出圖2的關(guān)斷單元的操作的參考圖。

圖2的(a)示出關(guān)斷單元570的電路。

參照?qǐng)D2的(a)，關(guān)斷單元570可包括第一開關(guān)元件stt1、用于檢測(cè)流過第一開關(guān)元件stt1的電流ix的電流檢測(cè)器574以及并聯(lián)連接至第一開關(guān)元件stt1的電阻器ra和第二開關(guān)元件stt2。

電流檢測(cè)器574可檢測(cè)流過第一開關(guān)元件stt1的電流ix并輸出與所檢測(cè)的電流ix對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)idt。

第二開關(guān)元件stt2可基于電流檢測(cè)器574所檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào)idt來導(dǎo)通或截止。

例如，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)idt的電平等于或高于使第二開關(guān)元件stt2導(dǎo)通的電平時(shí)，第二開關(guān)元件stt2可導(dǎo)通。

使第二開關(guān)元件stt2導(dǎo)通的電平可以是與上述太陽能電池模塊50的dc電力電平的允許范圍對(duì)應(yīng)的值。

響應(yīng)于該電平，優(yōu)選的是匹配圖中的電阻器rb的電阻值。

由于第二開關(guān)元件stt2如上所述基于電流檢測(cè)器574所檢測(cè)的信號(hào)自動(dòng)地導(dǎo)通或截止，所以可自動(dòng)地執(zhí)行關(guān)斷，因此可改進(jìn)光伏模塊50的穩(wěn)定性。

圖2的(b)示出當(dāng)在關(guān)斷單元570的第一開關(guān)元件stt1導(dǎo)通的情況下第二開關(guān)元件stt2截止時(shí)，電流路徑形成為path1，并且輸入dc電力被旁路并輸出。

圖2的(b)還示出當(dāng)在第一開關(guān)元件stt1導(dǎo)通的情況下第二開關(guān)元件stt2導(dǎo)通時(shí)，電流路徑形成為path2，并且電阻器ra導(dǎo)通，輸入dc電力被消耗。即，可快速地消耗儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力。

圖2的(c)示出在第二開關(guān)元件stt2導(dǎo)通之后，第一開關(guān)元件stt1截止，輸入dc電力不被輸出。通過該操作，關(guān)斷單元570不輸出來自太陽能電池模塊100的dc電力。

根據(jù)圖2的關(guān)斷單元570的操作的光伏模塊50的電壓輸出波形vx可如圖3所示。

參照?qǐng)D3的(a)，當(dāng)儲(chǔ)存在光伏模塊50中的電容器單元(圖6中的520)中的dc電壓vc1是在允許范圍vallo內(nèi)的約30v至40v的電壓v1a時(shí)，第一開關(guān)元件stt1導(dǎo)通，第二開關(guān)元件stt2截止。

當(dāng)儲(chǔ)存在光伏模塊50中的電容器單元(圖6中的520)中的dc電壓vc1在時(shí)間ta1之后落在允許范圍(vallo)以下時(shí)，第二開關(guān)元件stt2可導(dǎo)通。由此，形成諸如圖2的(b)中的path2的電流路徑，因此，儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力被消耗。因此，光伏模塊50的輸出電壓如圖3的(c)所示下降。

當(dāng)如圖2的(c)所示在第二開關(guān)元件stt2導(dǎo)通之后第一開關(guān)元件stt1截止時(shí)，光伏模塊50的輸出電壓如圖3的(c)所示落至接地gnd。

對(duì)于如上所述的關(guān)斷單元570的操作，需要從允許范圍之外的時(shí)間ta1至輸出電力下降為接地gnd的時(shí)間tb1的大約pa1的周期。

因此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，光伏模塊50可快速地中斷電力輸出。

另外，當(dāng)執(zhí)行關(guān)斷時(shí)，光伏系統(tǒng)10可使電壓快速地下降。

參照?qǐng)D3的(b)，當(dāng)流向光伏模塊50中的電容器單元(圖6中的520)的dc電流ic1是允許范圍iallo內(nèi)的電壓i1a時(shí)，開關(guān)元件stt1可導(dǎo)通，第二開關(guān)元件stt2可截止。

當(dāng)如圖中所示在時(shí)間ta1之后流向光伏模塊50中的電容器單元(圖6中的520)的dc電流ic1落在允許范圍iallo以下時(shí)，第二開關(guān)元件stt2可導(dǎo)通。由此，形成諸如圖2的(b)中的path2的電流路徑，因此儲(chǔ)存在電容器單元(圖6中的520)中的dc電力被消耗。因此，光伏模塊50的輸出電壓如圖3的(c)所示下降。

當(dāng)如圖2的(c)所示在第二開關(guān)元件stt2導(dǎo)通之后第一開關(guān)元件stt1截止時(shí)，光伏模塊50的輸出電壓如圖3的(c)所示落至接地gnd。

對(duì)于如上所述的關(guān)斷單元570的操作，需要從允許范圍之外的時(shí)間ta1至輸出電力下降為接地gnd的時(shí)間tb1的大約pa1的周期。

因此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，光伏模塊50可快速地中斷電力輸出。

另外，當(dāng)執(zhí)行關(guān)斷時(shí)，光伏系統(tǒng)10可使電壓快速地下降。

圖4是示出用于與圖1的光伏系統(tǒng)進(jìn)行比較的光伏系統(tǒng)的示圖，圖5是示出圖4的光伏系統(tǒng)的操作的參考圖。

與圖1的光伏系統(tǒng)10相似，圖4的光伏系統(tǒng)10可包括多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn以及串式逆變器80。

多個(gè)光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn可被分成多個(gè)串。

圖4的光伏系統(tǒng)20的特征在于，串式逆變器80具有當(dāng)施加允許范圍之外的電壓時(shí)執(zhí)行關(guān)斷的功能。

即，串式逆變器80可包括關(guān)斷單元82。允許值可為圖1至圖3中所描述的光伏模塊的允許值的大約10至12倍。

當(dāng)串式逆變器80如圖中所示設(shè)置有關(guān)斷單元82時(shí)，花費(fèi)可觀的時(shí)間來使幾百伏特的電壓下降至接地電壓。

圖5示出串式逆變器80的輸入電壓波形vdcy。

參照?qǐng)D5，當(dāng)流過串式逆變器80的維持在允許范圍iallox內(nèi)的i1ax的電流在時(shí)間ta2之后落在允許范圍iallox以下時(shí)，開關(guān)80中的關(guān)斷單元82可進(jìn)行操作，最終電壓可落至接地電壓。

如圖中所示，從電壓開始落在允許范圍之外的時(shí)間ta2至電壓到達(dá)接地電壓的時(shí)間tsb2的周期可被舉例為pa2。

與圖3中的pa1相比，可看出圖5中的pa2相當(dāng)長。

當(dāng)供應(yīng)給串式逆變器80的電壓在允許范圍vallox之外時(shí)，串式逆變器80中的關(guān)斷單元82可進(jìn)行操作。在這種情況下，當(dāng)電壓高時(shí)，在關(guān)斷期間電壓需要可觀的時(shí)間來落至接地電壓。

結(jié)果，根據(jù)圖4和圖5所示的方法，難以應(yīng)對(duì)上述各個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)。

因此，如圖1至圖3所示，優(yōu)選的是關(guān)斷單元570被設(shè)置在光伏系統(tǒng)10中的至少一個(gè)光伏模塊中并進(jìn)行操作。

圖6示出圖1的光伏模塊中的接線盒內(nèi)部的示例性電路圖。

參照?qǐng)D6，接線盒200可轉(zhuǎn)換來自太陽能電池模塊100的dc電力并輸出所轉(zhuǎn)換的電力。

具體地講，在本發(fā)明中，接線盒200可輸出dc電力。

為此，接線盒200可包括用于儲(chǔ)存dc電力的電容器單元520、轉(zhuǎn)換器單元530以及用于控制轉(zhuǎn)換器單元530的控制器550。

接線盒200還可包括用于旁路操作的旁路二極管單元510。

接線盒200還可包括用于與其它外部光伏模塊或串式逆變器80通信的通信單元580。

關(guān)于本發(fā)明，接線盒200還可包括關(guān)斷單元570，該關(guān)斷單元570被設(shè)置在電容器單元520的前端并且當(dāng)來自太陽能電池模塊100的dc電力在允許范圍之外時(shí)進(jìn)行操作以消耗儲(chǔ)存在電容器單元520中的dc電力并暫時(shí)中斷電力輸出。

關(guān)斷單元570可被設(shè)置在旁路二極管單元510和轉(zhuǎn)換器單元530之間。

更具體地講，關(guān)斷單元570可被設(shè)置在旁路二極管單元510和電容器單元520之間。

接線盒200還可包括輸入電流感測(cè)單元a、輸入電壓感測(cè)單元b、轉(zhuǎn)換器輸出電流檢測(cè)器c、轉(zhuǎn)換器單元輸出電壓檢測(cè)器d、逆變器輸出電流檢測(cè)器e和逆變器輸出電壓檢測(cè)器f。

控制器550可控制轉(zhuǎn)換器單元530和關(guān)斷單元570。

旁路二極管單元510可包括分別設(shè)置在太陽能電池模塊100的第一至第四導(dǎo)線(未示出)之間的旁路二極管dc、db和da。這里，旁路二極管的數(shù)量大于或等于一。優(yōu)選地，旁路二極管的數(shù)量比導(dǎo)線的數(shù)量少一個(gè)。

旁路二極管dc，db和da從太陽能電池模塊100(具體地講，從太陽能電池模塊100中的第一至第四導(dǎo)線(未示出))接收太陽能dc電力。當(dāng)從來自第一至第四導(dǎo)線(未示出)中的至少一個(gè)的dc電力生成反向電壓時(shí)，旁路二極管dc、db和da可對(duì)反向電壓進(jìn)行旁路。

通過旁路二極管單元510的dc電力可被輸入至關(guān)斷單元570。

如參照?qǐng)D2描述的，當(dāng)來自太陽能電池模塊100的dc電力的電平在允許范圍之外時(shí)，關(guān)斷單元570可進(jìn)行操作以暫時(shí)中斷電力輸出。

因此，當(dāng)通過旁路二極管510供應(yīng)的dc電力在允許范圍之外時(shí)，由于可暫時(shí)中斷電力輸出，所以可進(jìn)行快速關(guān)斷。另外，可保護(hù)設(shè)置在關(guān)斷單元570的輸出端的電容器單元520以及轉(zhuǎn)換器單元530內(nèi)部的電路元件。

關(guān)斷單元570可包括第一開關(guān)元件stt1、用于檢測(cè)流過第一開關(guān)元件stt1的電流的電流檢測(cè)器574以及并聯(lián)連接至第一開關(guān)元件stt1的電阻器ra和第二開關(guān)元件stt1。第二開關(guān)元件stt2可基于電流檢測(cè)器574所檢測(cè)的信號(hào)來導(dǎo)通或截止。

通過關(guān)斷單元570的dc電力可被輸入至電容器單元520。

電容器單元520可儲(chǔ)存經(jīng)由太陽能電池模塊100和旁路二極管單元510輸入的輸入dc電力。

盡管圖中將電容器單元520示出為包括彼此并聯(lián)連接的多個(gè)電容器ca、cb和cc，多個(gè)電容器可串并聯(lián)混合連接，或者串聯(lián)連接至接地端子。另選地，電容器單元520可僅具有一個(gè)電容器。

轉(zhuǎn)換器單元530可經(jīng)由旁路二極管單元510和電容器單元520轉(zhuǎn)換來自太陽能電池模塊100的輸入電壓的電平。

具體地講，轉(zhuǎn)換器單元530可使用儲(chǔ)存在電容器單元520中的dc電力來執(zhí)行電力轉(zhuǎn)換。

例如，轉(zhuǎn)換器單元530可包括多個(gè)電阻器或變壓器，并且可基于設(shè)定的目標(biāo)電力來對(duì)輸入電壓執(zhí)行電壓分配。

盡管示出抽頭電感器轉(zhuǎn)換器單元作為轉(zhuǎn)換器單元530的示例，可采用反激轉(zhuǎn)換器單元、降壓轉(zhuǎn)換器單元、升壓轉(zhuǎn)換器單元等作為轉(zhuǎn)換器單元530。

圖中所示的轉(zhuǎn)換器單元530(即，抽頭電感器轉(zhuǎn)換器單元)可包括抽頭電感器t、連接在抽頭電感器t與接地端子之間的開關(guān)元件s1、連接至抽頭電感器的輸出端子以允許電流在一個(gè)方向上流動(dòng)的二極管d1。

此外，dc環(huán)節(jié)電容器(未示出)可連接在二極管d1的輸出端子(即，二極管d1的陰極)與接地端子之間。

具體地講，開關(guān)元件s1可連接在抽頭電感器t的抽頭與接地端子之間。抽頭電感器t的輸出端子(次級(jí)側(cè))可連接至二極管d1的陽極，dc環(huán)節(jié)電容器c1連接在二極管d1的陰極與接地端子之間。

抽頭電感器t的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)具有相反的極性。另一方面，抽頭電感器t可被稱作開關(guān)變壓器。

轉(zhuǎn)換器單元530中的開關(guān)元件s1可基于來自控制器550的轉(zhuǎn)換器單元開關(guān)控制信號(hào)來導(dǎo)通/截止。由此，可輸出轉(zhuǎn)換了電平的dc電力。

輸入電流感測(cè)單元a可感測(cè)從太陽能電池模塊100供應(yīng)至電容器單元520的輸入電流ic1。

輸入電壓感測(cè)單元b可感測(cè)從太陽能電池模塊100供應(yīng)至電容器單元520的輸入電壓vc1。這里，輸入電壓vc1可等于儲(chǔ)存在電容器單元520中的電壓。

所感測(cè)的輸入電流ic1和所感測(cè)的輸入電壓vc1可被輸入至控制器550。

轉(zhuǎn)換器輸出電流檢測(cè)器c檢測(cè)從轉(zhuǎn)換器單元530輸出的輸出電流ic2(即，dc環(huán)節(jié)電流)，轉(zhuǎn)換器單元輸出電壓檢測(cè)器d檢測(cè)從轉(zhuǎn)換器單元530輸出的輸出電壓vc2(即，dc環(huán)節(jié)電壓)。所檢測(cè)的輸出電流ic2和所檢測(cè)的輸出電壓vc2可被輸入至控制器550。

此外，控制器550可輸出用于控制轉(zhuǎn)換器單元530的開關(guān)元件s1的控制信號(hào)。具體地講，控制器550可基于輸入電流ic1、輸入電壓vc1、輸出電流ic2、輸出電壓vc2、輸出電流ic3和輸出電壓vc3中的至少一個(gè)來輸出轉(zhuǎn)換器單元530中的開關(guān)元件s1的導(dǎo)通定時(shí)信號(hào)。

控制器550可計(jì)算太陽能電池模塊100的最大電力點(diǎn)，并且相應(yīng)地控制轉(zhuǎn)換器單元530輸出與最大電力對(duì)應(yīng)的dc電力。

當(dāng)來自太陽能電池模塊100的dc電力在允許范圍之外時(shí)，例如，當(dāng)所檢測(cè)的輸入電流ic1和所檢測(cè)的輸入電壓vc1在其允許范圍之外時(shí)，控制器550可控制關(guān)斷單元570進(jìn)行操作。

例如，當(dāng)來自太陽能電池模塊100的dc電力在允許范圍之外時(shí)，如圖2的(b)所示，控制器550可首先在第一開關(guān)元件s1導(dǎo)通的情況下控制第二開關(guān)元件s2導(dǎo)通。由此，儲(chǔ)存在電容器單元520中的dc電力被消耗，因此可保護(hù)電路元件。

接下來，如圖2的(c)所示，控制器550可控制第一開關(guān)元件s1截止。結(jié)果，來自太陽能電池模塊100的dc電力不被輸出，太陽能電池模塊50的輸出電力落至接地。因此，可進(jìn)行快速關(guān)斷。

此外，通信單元580可與其它光伏模塊或串式逆變器80執(zhí)行通信。

例如，通信單元580可通過電源線通信來與其它光伏模塊或串式逆變器80交換數(shù)據(jù)。

通信單元580可從其它光伏模塊或串式逆變器80接收關(guān)斷信號(hào)。

控制器550可控制關(guān)斷單元570基于所接收到的關(guān)斷信號(hào)來操作。具體地講，控制器550可控制第一開關(guān)元件stt1截止。

通信單元580可將關(guān)于光伏模塊50的電流信息、電壓信息、功率信息等發(fā)送給其它光伏模塊或串式逆變器80。

與圖6相比，關(guān)斷單元570可被設(shè)置在轉(zhuǎn)換器單元530的輸出端子處。

當(dāng)轉(zhuǎn)換器單元530的dc電力的電平在允許范圍之外時(shí)，如參照?qǐng)D2所描述的，關(guān)斷單元570可操作以暫時(shí)中斷電力輸出。

這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)換器單元530的dc電力在允許范圍之外時(shí)，可暫時(shí)中斷電力輸出。因此，可進(jìn)行快速關(guān)斷。

圖7a至圖7c是示出圖1的光伏模塊中的關(guān)斷單元的另一示例的示圖。

圖7a至圖7c的關(guān)斷單元670可包括開關(guān)單元630，開關(guān)單元630進(jìn)行操作以通過開關(guān)操作旁路并輸出來自太陽能電池模塊100的dc電力，并且當(dāng)來自光伏模塊100的dc電力在允許范圍之外時(shí)截止以不輸出來自太陽能電池模塊100的dc電力。

圖7a至圖7c的關(guān)斷單元670還可包括：操作電力生成器610，其用于基于來自太陽能電池模塊100的dc電力生成開關(guān)操作電力；以及比較器620，其用于執(zhí)行比較操作以確定來自太陽能電池模塊的dc電力是否在允許范圍之外。

操作電力生成器610可在初始操作中生成用于smps的操作的電力，隨后在正常操作中生成用于開關(guān)單元630中的開關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)電力。

所生成的柵極驅(qū)動(dòng)電力可被供應(yīng)給開關(guān)單元630中的開關(guān)元件。

此外，比較器620可包括運(yùn)算放大器(op-amp)并且執(zhí)行比較操作以確定來自太陽能電池模塊100的dc電力是否在允許范圍之外。

當(dāng)dc電力在允許范圍之外時(shí)比較器620可輸出高電平信號(hào)，當(dāng)dc電力在允許范圍內(nèi)時(shí)可輸出低電平信號(hào)。

開關(guān)單元630中的開關(guān)元件可根據(jù)高電平信號(hào)截止，可根據(jù)低電平信號(hào)導(dǎo)通。

圖7a和圖7b示出太陽能電池模塊100的dc電壓高于或等于下限值ll并且低于或等于允許值ul的情況。在這種情況下，開關(guān)單元630導(dǎo)通，并且太陽能電池模塊100的dc電壓被旁路并輸出。

圖7c示出太陽能電池模塊100的dc電壓高于或等于允許值ul的情況。在這種情況下，開關(guān)單元630截止，因此，太陽能電池模塊100的dc電壓的輸出中斷。因此，可進(jìn)行快速關(guān)斷。

圖7a至圖7c所示的關(guān)斷單元670可被設(shè)置在旁路二極管單元510和電容器單元520之間(如圖6所示)，或者可被設(shè)置在轉(zhuǎn)換器單元530的輸出端子處(未示出)。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光伏系統(tǒng)的示圖。

圖8的光伏系統(tǒng)30與圖1的光伏系統(tǒng)10相似，不同之處在于關(guān)斷單元僅被設(shè)置到設(shè)置在各個(gè)串的末端的光伏模塊50an、50bn和50cn，而非設(shè)置到所有光伏模塊50a1至50an、50b1至50bn和50c1至50cn。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光伏模塊的正視圖，圖10是圖9的光伏模塊的后視圖。

參照?qǐng)D9和圖10，根據(jù)實(shí)施方式的光伏模塊50可包括太陽能電池模塊100以及設(shè)置在太陽能電池模塊100的后表面上的接線盒200。

接線盒200可包括至少一個(gè)旁路二極管，該至少一個(gè)旁路二極管在發(fā)生遮蔽等的情況下被旁路以便防止熱點(diǎn)。

在圖6等中，根據(jù)圖9的四個(gè)太陽能電池串設(shè)置三個(gè)旁路二極管(圖6中的da、db和dc)。

此外，接線盒200可轉(zhuǎn)換從太陽能電池模塊100供應(yīng)的dc電力。該操作將參照?qǐng)D6以及隨后的附圖來描述。

太陽能電池模塊100可包括多個(gè)太陽能電池。

附圖示出了多個(gè)太陽能電池通過條帶(圖11中的133)來串聯(lián)連接以形成太陽能電池串140。由此，形成六個(gè)串140a、140b、140c、140d、140e和140f，各個(gè)串包括十個(gè)太陽能電池?？蓪?duì)所示的示例進(jìn)行各種修改。

各個(gè)太陽能電池串可通過總線條帶電連接。圖9示出分別通過設(shè)置在太陽能電池模塊100的下部的總線條帶145a、145c和145e，第一太陽能電池串140a與第二太陽能電池串140b電連接，第三太陽能電池串140c與第四太陽能電池串140d電連接，第五太陽能電池串140e與第六太陽能電池串140f電連接。

圖9還示出分別通過設(shè)置在太陽能電池模塊100的上部的總線條帶145b和145d，第二太陽能電池串140b與第三太陽能電池串140c電連接，第四太陽能電池串140d與第五太陽能電池串140e電連接。

連接至第一串的條帶、總線條帶145b和145d以及連接至第四串的條帶可分別電連接至第一至第四導(dǎo)線(未示出)。第一至第四導(dǎo)線(未示出)可通過形成在太陽能電池模塊100中的開口來電連接至設(shè)置在太陽能電池模塊100的后表面上的接線盒200中的旁路二極管(圖6中的da、db和dc)。

圖11是圖9的太陽能電池模塊的分解立體圖。

參照?qǐng)D11，圖9的太陽能電池模塊100可包括多個(gè)太陽能電池130。太陽能電池模塊100還可包括位于多個(gè)太陽能電池130的下表面和上表面上的第一密封構(gòu)件120和第二密封構(gòu)件150、位于第一密封構(gòu)件120的下表面上的后基板110以及位于第二密封構(gòu)件120的上表面上的前基板160。

太陽能電池130是將太陽光轉(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體器件。太陽能電池130可以是硅太陽能電池、化合物半導(dǎo)體太陽能電池、串聯(lián)式太陽能電池、染料敏化、cdte或cigs型太陽能電池、薄膜太陽能電池等。

太陽能電池130包括太陽光入射在其上的光接收表面以及與光接收表面相對(duì)的表面。例如，太陽能電池130可包括硅基板，其為第一導(dǎo)電型；第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，其形成在硅基板上并具有與第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型；減反射膜，其形成在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上并具有暴露第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的表面的一部分的至少一個(gè)開口；前電極，其接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的表面的通過所述至少一個(gè)開口暴露的部分；以及后電極，其形成在硅基板的后表面上。

各個(gè)太陽能電池130可串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)電連接。具體地講，多個(gè)太陽能電池130可通過條帶133電連接。條帶133可結(jié)合至形成在太陽能電池130的光接收表面上的前電極以及形成在相鄰太陽能電池130的相對(duì)表面上的后電極。

圖11示出條帶133形成為兩行，太陽能電池130通過條帶133來連接成行以形成太陽能電池串140。

因此，如上面參照?qǐng)D9描述的，可形成六個(gè)串140a、140b、140c、140d、140e和140f，各個(gè)串可包括十個(gè)太陽能電池。

后基板110作為后板可具有防水、絕緣和紫外線屏蔽功能，并且可具有tpt(tedlar/pet/tedlar)結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。盡管在圖6中將后基板110示出為具有矩形形狀，后基板110可根據(jù)安裝太陽能電池模塊100的環(huán)境被制造成諸如圓形形狀和半圓形形狀的各種形狀。

第一密封構(gòu)件120可具有與后基板110相同的尺寸并附接至后基板110，多個(gè)太陽能電池130可彼此相鄰地設(shè)置在第一密封構(gòu)件120上，使得太陽能電池130被布置成多行。

第二密封構(gòu)件150可被設(shè)置在太陽能電池130上并通過層壓結(jié)合至第一密封構(gòu)件120。

這里，第一密封構(gòu)件120和第二密封構(gòu)件150允許太陽能電池的元件化學(xué)結(jié)合。第一密封構(gòu)件120和第二密封構(gòu)件150的示例可包括乙烯醋酸乙烯酯(eva)膜。

前基板160優(yōu)選被設(shè)置在第二密封構(gòu)件150上以透射太陽光，并且優(yōu)選由鋼化玻璃制成以便保護(hù)太陽能電池130免受外部沖擊等影響。更優(yōu)選地，前基板160由鐵含量低的鋼化低鐵玻璃制成以便防止太陽光的反射并增加太陽光的透射率。

根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊以及包括該太陽能電池模塊的光伏系統(tǒng)不限于上述實(shí)施方式的配置和方法。可通過選擇性地組合所有或一些實(shí)施方式來對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變化。

從以上描述顯而易見的是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光伏模塊以及包括該光伏模塊的光伏系統(tǒng)包括具有多個(gè)太陽能電池的太陽能電池模塊以及附接至太陽能電池模塊的后表面的接線盒，其中，所述接線盒包括儲(chǔ)存來自太陽能電池模塊的dc電力的電容器單元以及關(guān)斷單元，該關(guān)斷單元被設(shè)置在電容器單元的前端并且被配置為當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)進(jìn)行操作以消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力并暫時(shí)中斷電力輸出。由此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可在消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力的同時(shí)快速地中斷電力輸出

具體地講，在多個(gè)光伏模塊串聯(lián)連接的光伏系統(tǒng)中，由于多個(gè)光伏模塊中的至少一個(gè)設(shè)置有關(guān)斷單元，所以與在串式逆變器中執(zhí)行關(guān)斷時(shí)相比，可在消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力的同時(shí)更快速地中斷電力輸出。因此，可改進(jìn)整個(gè)光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)斷單元包括第一開關(guān)元件、檢測(cè)流過第一開關(guān)元件的電流的電流檢測(cè)器以及并聯(lián)連接至第一開關(guān)元件的電阻器和第二開關(guān)元件。由于第二開關(guān)元件基于電流檢測(cè)器所檢測(cè)的信號(hào)來導(dǎo)通和截止，所以可自動(dòng)地執(zhí)行關(guān)斷。

此外，由于關(guān)斷單元被設(shè)置在旁路二極管單元和電容器單元之間，由此保護(hù)轉(zhuǎn)換器單元中的電路元件。

關(guān)斷單元包括開關(guān)單元，該開關(guān)單元被配置為通過開關(guān)操作來旁路并輸出來自太陽能電池模塊的dc電力，并且當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)截止。由此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可快速地中斷電力輸出。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供了一種光伏模塊，該光伏模塊包括具有多個(gè)太陽能電池的太陽能電池模塊以及附接至太陽能電池模塊的后表面的接線盒，其中，所述接線盒包括儲(chǔ)存來自太陽能電池模塊的dc電力的電容器單元以及關(guān)斷單元，該關(guān)斷單元被配置為當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍內(nèi)時(shí)旁路并輸出來自太陽能電池模塊的dc電力，當(dāng)來自太陽能電池模塊的dc電力在允許范圍之外時(shí)中斷從太陽能電池模塊輸出的dc電力并消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力。因此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可快速地中斷電力輸出并且消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力。

具體地講，如果電流檢測(cè)器所檢測(cè)的檢測(cè)電流的信號(hào)電平低于使第二開關(guān)元件導(dǎo)通的電平，則關(guān)斷單元旁路并輸出來自太陽能電池模塊的dc電力。如果所檢測(cè)的電流的信號(hào)電平等于或高于使第二開關(guān)元件導(dǎo)通的電平，則關(guān)斷單元進(jìn)行操作以中斷來自太陽能電池模塊的dc電力的輸出并消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力。因此，當(dāng)供應(yīng)允許范圍之外的dc電力時(shí)，可快速地中斷電力輸出并且可消耗儲(chǔ)存在電容器單元中的dc電力。

盡管出于例示性目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離所附權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可進(jìn)行各種修改、添加和置換。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2016年5月4日提交于韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請(qǐng)no.10-2016-0055472的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。