CN102157586B - 具有避雷装置的光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有避雷装置的光伏组件，包括一端与光伏组件的输出端电连接的放电管，且放电管的另一端接地。如此设置，光伏组件能够有效避免雷电的破坏。本发明的优选方案中，还包括电连接于放电管和光伏组件的输出端之间的压敏电阻，且压敏电阻与放电管串联。如此设置，可有效延长放电管及压敏电阻的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域，更具体的涉及一种具有避雷装置的光伏组件。
背景技术
随着人类文明的不断进步，世界上能源的消耗越来越严重。近年来随着能源危机的爆发，新能源的开发和利用成为社会发展进步的重要环节。
太阳能作为一种热辐射能源，是一种无污染的清洁能源，对于太阳能的开发利用已经成为世界各国索取和利用新能源的重要项目之一。近些年，太阳能发电技术取得了较大的进展并已进入实用阶段。
光伏组件是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，当许多个光伏组件串联、并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
光伏组件包括若干太阳能电池片，若干太阳能电池片用EVA或PVB胶封装在玻璃和背板之间，然后加铝合金边框，即可形成光伏组件。
光伏组件都是安装在比较开阔的地段或者较高的位置，以获得较充足的光源。由于，光伏组件的导线和边框为金属材料，光伏组件容易受到雷电的侵扰。现有技术中，每个独立的光伏组件未设置避雷装置，因此，光伏组件经常遭遇雷电的破坏。
因此，如何使光伏组件避免雷电的破坏，成为本技术领域人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有避雷装置的光伏组件，其能够有效避免雷电的破坏。
本发明提供的一种具有避雷装置的光伏组件，包括一端与所述光伏组件的输出端电连接的放电管，且所述放电管的另一端接地。
优选地，还包括电连接于所述放电管和所述光伏组件的输出端之间的压敏电阻，且所述压敏电阻与所述放电管串联。
优选地，所述放电管具体为陶瓷气体放电管。
优选地，所述光伏组件的输出端为所述光伏组件的正极输出端。
优选地，所述光伏组件的输出端为所述光伏组件的负极输出端。
优选地，还包括通过导线连接于所述光伏组件的正极输出端与负极输出端的二极管，且所述二极管的负极与所述光伏组件的正极输出端相连接，所述二极管的正极与所述光伏组件的负极输出端相连接。
优选地，所述二极管为肖特基二极管。
本发明提供的一种具有避雷装置的光伏组件，包括一端与光伏组件的输出端电连接的放电管，且所述放电管的另一端接地。需要指出的是，上述“电连接”系指光伏组件与放电管可通电的连接。应当理解，放电管是一种高压保护元件，若其两端的电压高过其保护规格值时，其内部出现短路现象，并吸收掉输入的过高压。因此，本发明提供的光伏组件遭遇雷电的侵扰时，光伏组件的输出端产生瞬间的高压，且该高压高于放电管的保护规格值，放电管内部短路，雷电产生的高压被吸收并传导至大地。如此设置，光伏组件有效避免了遭遇雷电破坏的问题。
本发明的优选方案中，本发明提供的具有避雷装置的光伏组件还包括电连接于所述放电管和所述光伏组件的输出端之间的压敏电阻，且所述压敏电阻与所述放电管串联。需要指出的是，压敏电阻最大的特点是当加在它上面的电压低于它的阀值时，流过它的电流极小，相当于一个关闭的“阀门”；当电压超过其阀值时，流过它的电流激增，相当于“阀门”打开。如此设置，光伏组件遭遇雷电时，光伏组件产生的瞬间高压超过压敏电阻的阀值，“阀门”打开，同时，放电管内部短路，高压传导于大地。当雷电停止时，光伏组件的电压低于压敏电阻的阀值，“阀门”关闭，电流无法通过压敏电阻，且放电管内部断路，恢复为正常工作状态。处于正常工作状态时，电流无法通过压敏电阻，放电管不受光伏组件的电流冲击。同时，放电管处于断路状态，可有效避免电流对压敏电阻的冲击。如此设置，放电管和压敏电阻可避免光伏组件的电流冲击，有效延长了放电管及压敏电阻的使用寿命。
附图说明
图1为具体实施方式中所述光伏组件的结构示意图；
图2为具体实施方式中所述太阳能电池方阵的串联支路示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种具有避雷装置的光伏组件，其能够避免雷电的破坏。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为具体实施方式中所述光伏组件的结构示意图。
本具体实施方式中所提供的光伏组件包括若干依次连接的太阳能电池片11，且光伏组件具有两个输出端，分别为正极输出端和负极输出端。本具体实施方式所提供的光伏组件还包括电连接于其输出端与大地之间的放电管12。需要指出的是，光伏组件的输出端系指光伏组件的正极输出端或者负极输出端。应当理解，上述“电连接”系指电池组件的输出端可通电的与放电管12相连接。
需要指出的是，放电管12是一种高压保护元件，若其两端的电压高过其保护规格值时，其内部出现短路现象，并吸收掉输入的过高压。
如此设置，本具体实施方式中提供的光伏组件遭遇雷电的侵扰时，光伏组件的输出端产生瞬间的高压，且该高压高于放电管12的保护规格值，放电管12内部短路，雷电产生的高压被吸收并传导至大地。如此设置，光伏组件有效避免遭遇雷电破坏的问题。
本具体实施方式的优选方案中，本具体实施方式所提供的光伏组件还包括电连接于放电管12和光伏组件的输出端之间的压敏电阻13，且压敏电阻13与放电管12为串联关系。
需要指出的是，压敏电阻12最大的特点是当加在它上面的电压低于它的阀值时，流过它的电流极小，相当于一个关闭的“阀门”；当电压超过其阀值时，流过它的电流激增，相当于“阀门”打开。
如此设置，光伏组件遭遇雷电时，光伏组件产生的瞬间高压超过压敏电阻13的阀值，“阀门”打开，同时，放电管12内部短路，高压传导于大地。当雷电停止时，光伏组件的电压低于压敏电阻13的阀值，“阀门”关闭，电流无法通过压敏电阻13，且放电管12内部断路，恢复为正常工作状态。处于正常工作状态时，电流无法通过压敏电阻13，放电管12不受光伏组件的电流冲击。放电管12处于断路状态时，同时可使压敏电阻13避免光伏组件电流的冲击。如此，放电管12及压敏电阻13可避免受光伏组件的电流冲击，有效延长了放电管12及压敏电阻13的使用寿命。
本具体实施方式中，放电管12可具体为陶瓷气体放电管，当然，也可为其它类型的放电管，只需光伏组件受到雷电干扰时，其能满足放电需求即可。需要指出的是，陶瓷气体放电管为陶瓷绝缘体与电极采用焊接技术加工而成，可有效保证其外壳与放电间隙的气密性，其受外界环境参数的影响较小。本具体实施方式中的陶瓷气体放电管内的气体可以为氖气，当然也可以为其它气体，比如，氩气等。
如此设置，本具体实施方式中的放电管12采用陶瓷气体放电管，避免了其受环境参数的影响，有效提高了其工作稳定性。
需要说明的是，太阳能电池方阵的串联支路中，个别的光伏组件被遮蔽时，将被当作负载消耗其它有光照的光伏组件所产生的电能。此时，被遮蔽的光伏组件会产热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏光伏组件。
本具体实施方式中，为了防止光伏组件由于热斑效应而遭受破坏，本具体实施方式所提供的光伏组件的正极输出端和负极输出端之间并联有二极管14，该二极管14的负极与光伏组件的正极输出端通过导线相连接，二极管14的正极与光伏组件的负极输出端相连接。
请参考图2，图2为具体实施方式中所述太阳能电池方阵的串联支路示意图。
需要指出的是，二极管14在反向电压的作用下，电阻很大，处于截止状态，相当于一个断开的开关。
如此设置，当光伏组件正常工作时，二极管14反向截止，对电路不产生任何作用。当某个光伏组件出现上述热斑效应不能发电时，二极管14可起到旁路的作用，其它光伏组件产生的电流从二极管14流出。太阳能电池方阵可继续发电，不会因为某一光伏组件出现问题二产生发电电路不通的情况。
本具体实施方式的优选方案中，二极管14可具体为肖特基二极管，当然，也可以为其它型号的二极管，只需能起正向导通、逆向截止的作用即可。
需要说明的是，肖特基二极管不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作而成的，而是利用金属与半导体接触而形成的金属-半导体结原理制作而成。其反向恢复时间极短，且正向导通性能好，具有不错的优良特性。
以上对本发明所提供的一种具有避雷装置的光伏组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种具有避雷装置的光伏组件，其特征在于，包括一端与所述光伏组件的正极输出端电连接的放电管，且所述放电管的另一端接地；还包括通过导线连接于所述光伏组件的正极输出端与负极输出端的二极管，且所述二极管的负极与所述光伏组件的正极输出端相连接，所述二极管的正极与所述光伏组件的负极输出端相连接。
2.如权利要求1所述的具有避雷装置的光伏组件，其特征在于，还包括电连接于所述放电管和所述光伏组件的输出端之间的压敏电阻，且所述压敏电阻与所述放电管串联。
3.如权利要求2所述的具有避雷装置的光伏组件，其特征在于，所述放电管具体为陶瓷气体放电管。
4.如权利要求3所述的具有避雷装置的光伏组件，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
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