CN102570912A - 太阳能光伏发电模块和检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了太阳能光伏发电模块和检查方法。该太阳能光伏发电模块包括多个电池和多个旁路部分，该多个电池彼此串联连接并且根据所接收的光生成电功率，该多个旁路部分根据从外部作出的操作来分别旁路多个电池。
Description
技术领域
本公开涉及太阳能光伏发电(solar photovoltaic power generation)模块和检查该太阳能光伏发电模块的检查方法。更具体地，本公开涉及能更加有效地抑制发电特性的降低的太阳能光伏发电模块和检查该太阳能光伏发电模块的检查方法。
背景技术
一般而言，太阳能光伏发电设备包括太阳能光伏发电模块，其中，多个电池(太阳能电池元件，其中每个电池都接收光并生成电功率)被彼此相连接。
图1A至图1C是各自示出一般电池的结构的示例的示图。图1A是电池10的俯视图，图1B是电池10的前示图，图1C是电池10处于布线被连接到电池10的状态中的侧边正视图。
如在图1A和图1B中所示，在电池10中，两个正极11-1和11-2被设置在电池10的表面上，而两个负极12-1和12-2被设置在电池10的后表面上。以下注意，当不需要彼此区分正极11-1和11-2时，正极11-1和11-2中的每一个将被合适地称为正极11，并且当不需要彼此区分负极12-1和12-2时，负极12-1和12-2中的每一个将被合适地称为负极12。
电池10的正极11通过布线13-1被连接到另一电池10的负极12(未示出)，而电池10的负极12通过布线13-2被连接到另一电池10的正极11(未示出)。
一般而言，电池10的电动势大约是0.5V。出于该原因，很难将大约是0.5V的电动势转换成商用电压。为了应对该情形，太阳能光伏发电模块采用如下配置：多个电池10被串联地彼此电连接，从而使得可以输出电功率，通过该电功率，电压被推高到大约180到360V，该大约180到360V的电压被高效地转换成商用电压。因此，通常情况下，上百个电池10被彼此串联连接以配置成太阳能光伏发电模块，从而可获得这样高的电压。
此处，将上百个电池10彼此串联连接意味着即便当这些电池10中的一个有缺陷的电池10被生成时，电流也被该有缺陷的电池10所切断，并且因此，很难输出从其他电池10生成的电功率。出于该原因，以下旁路二极管(bypass diode)被设置在通过彼此串联连接20到100个电池10所配置的每个太阳能光伏发电模块中，从而具有其中有缺陷的电池10的太阳能光伏发电模块被旁路。
图2是示出现有的太阳能光伏发电模块的配置示例的示图。
图2中所示的太阳能光伏发电模块21包括20个电池10-1到10-20以及旁路二极管22。
在太阳能光伏发电模块21中，电池10-1的正极被连接到旁路二极管22的阴极电极，电池10-1的负极被连接到电池10-2的正极，电池10-2的负极被连接到电池10-3的正极。同样地，串联组合被一直实施到电池10-20，并且，电池10-20的负极被连接到旁路二极管22的阳极电极。
例如，当太阳光被云、建筑物等遮蔽以在部分太阳能光伏发电模块21中生成影子时，由于影子的作用，来自彼此串联连接的电池10-1到10-20的输出被减少。此时，太阳能光伏发电模块21被旁路二极管22旁路，并且由此，仅有来自太阳能光伏发电模块21的输出被减少。结果，就整个太阳能光伏发电设备而言，可以防止输出的极大减少。
另外，例如，日本早期公开No.2000-174308公开了太阳能光伏发电模块，其中，金属氧化半导体场效应晶体管(MOS-FET)被用作对由于较差的太阳照射而不生成电功率的电池进行旁路的部件。
发明内容
如上所述，在现有的太阳能光伏发电设备中，旁路二极管被按每一太阳能光伏发电模块设置。当在部分电池中产生缺陷时，以具有有缺陷的电池的太阳能光伏发电模块为单位实施旁路。出于该原因，在所关注的太阳能光伏发电模块中的除有缺陷的电池之外的电池所生成的电功率也没有被输出，因此效率很低。
一般而言，组成太阳能光伏发电模块的多个电池具有密封的结构。因此，在完成构造之后，很难通过从外部仅旁路有缺陷的电池而避免就整个太阳能光伏发电模块而言的输出的减少。
为了解决上述问题而做出了本公开，并且因此，本发明希望提供一种能够有效地抑制发电特性的降低的太阳能光伏发电模块和用于检查太阳能光伏发电模块的检查方法。
根据本公开的实施例，提供了一种太阳能光伏发电模块，其包括多个电池和多个旁路部分，该多个电池彼此串联连接并且根据所接收的光生成电功率，该多个旁路部分根据从外部作出的操作来分别旁路多个电池。
在本公开的实施例中，多个彼此串联连接并根据所接收的光来生成电功率的电池由多个旁路部分旁路，这多个旁路部分根据从外部作出的操作来实施旁路。
根据本公开的另一实施例，提供了一种用于太阳能光伏发电模块自动检查系统的检查方法，该系统包括太阳能光伏发电模块，该太阳能光伏发电模块具有多个电池和多个旁路部分，该多个电池彼此串联连接并且根据所接收的光生成电功率，该多个旁路部分根据从外部作出的操作来分别旁路多个电池，该系统还包括电压测量部分、电流测量部分和控制部分，该电压测量部分测量从太阳能光伏发电模块输出的电功率的电压，该电流测量部分测量从太阳能光伏发电模块输出的电功率的电流，该控制部分监视电压和电流并且控制由多个旁路部分所作出的旁路，该检查方法包括：依次选择变成检查对象的多个电池中的每个电池；由对应于所选电池的旁路部分旁路所选的电池；以及基于电压和电流确定被旁路的电池是否是正常的，并且记录被确定为不正常的电池。
如上所述，根据本公开，可更加高效地抑制发电特性的降低。
附图说明
图1A、1B和1C分别是各自示出一般电池的结构示例的俯视图、前视图和侧边正视图；
图2是示出现有的太阳能光伏发电模块的配置示例的示图；
图3是示出根据本公开的第一实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图；
图4A和图4B分别是示出图3中所示的旁路开关处于断开状态中的构造的示图，以及示出图3中所示的旁路开关处于连接状态中的构造的示图；
图5A和图5B分别是示出对图4A和图4B中所示的旁路开关变更后的旁路开关处于断开状态中的构造的示图，以及示出对图4A和图4B中所示的旁路开关变更后的旁路开关处于连接状态中的构造的示图；
图6是示出根据本公开的第二实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图；
图7是示出根据本公开的第三实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图；
图8A和图8B分别是在图3中所示的太阳能光伏发电模块的前表面的示图，以及在图3中所示的太阳能光伏发电模块的后表面的示图；
图9是示出在用于驱动旁路开关的驱动电路中的布线的电路图；
图10是示出根据本公开的第四实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图；
图11是示出用于自动检查太阳能光伏发电模块的自动检查系统的配置示例的框图；
图12是说明用于检查太阳能光伏发电模块的处理的流程图；以及
图13是说明用于最佳地控制太阳能光伏发电模块的处理的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本公开的实施例。
图3是示出根据本公开的第一实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图。
如在图3中所示，太阳能光伏发电模块21A与图2中所示的太阳能光伏发电模块的配置的相同之处在于，20个电池10-1到10-20被彼此串联连接，并且旁路二极管22被连接在太阳能光伏发电模块21A的两端。但是，太阳能光伏发电模块21A与太阳能光伏发电模块21的配置的不同之处在于，太阳能光伏发电模块21A包括分别对应于电池10-1到10-20的旁路开关23-1到23-20。
也就是说，在太阳能光伏发电模块21A中，旁路开关23-1被以可断开且可闭合的方式布置在电池10-1的正极和负极之间。另外，旁路开关23-2被以可断开且可闭合的方式布置在电池10-2的正极和负极之间。同样地，旁路开关23-20被以可断开且可闭合的方式布置在电池10-20的正极和负极之间。
电池10-1到10-20和旁路开关23-1到23-20都被包括在太阳能光伏发电模块21A的机壳内。旁路开关23-1到23-20中的每一个还被以如下这种方式配置：其接触点通过从机壳的外部施加磁力而被彼此相连接。例如，在太阳能光伏发电模块21A中，用户实施操纵，用于使磁体从外部靠近旁路开关23-1到23-20中的每一个，这导致电池10-1到10-20的正极和负极被各自短路。此处，当不需要彼此区分旁路开关23-1到23-20时，以下旁路开关23-1到23-20中的每一个将被合适地称为旁路开关23。同样地，电池10-1到10-20中的每一个将被合适地称为电池10。
因此，当在太阳能光伏发电模块21A的电池中的任一个中产生缺陷时，用户使得磁体靠近对应于有缺陷的电池10的旁路开关23，从而可以使得有缺陷的电池10被旁路。结果，有缺陷的电池10被旁路，从而从其他电池10所生成的电功率可被从太阳能光伏发电模块21A输出，并且可以防止来自太阳能光伏发电模块21A的输出作为整体被减少。也就是说，可以抑制太阳能光伏发电模块21A的发电特性的降低。
接下来，将给出关于旁路开关23的构造的描述。
一般的磁性邻近开关(magnetic proximity switch)可被用作旁路开关23。但是，当考虑到旁路开关23被布置在太阳能光伏发电模块21A之内时，旁路开关23的高度应尽可能地等于电池10的高度。也就是说，作为旁路开关23，具有若干毫米或更少的高度的低高度类型旁路开关23是优选的。在另一方面，由于用于旁路开关23的面积的自由度很大，因此由磁性材料(诸如，铁或镍)构成的接触点的大小可以很大，该磁性材料被磁体所吸引而靠近接触点。因此，磁性材料被制成很大，这导致旁路开关23可无需利用强磁体而操作。
图4A和图4B是各自示出旁路开关23的构造的示图。图4A示出了处于断开状态中的旁路开关23，而图4B示出了处于连接状态中的旁路开关23。
如在图4A和图4B中所示，旁路开关23包括螺旋弹簧(coil spring)31、固定接触部件32-1到32-2、可移动接触部件33-1和33-2以及磁性构件34。
另外，旁路开关23被固定到背板(back sheet)41的内壁表面，该背板被布置在太阳能光伏发电模块21A的后表面侧作为用于容纳电池10的机壳。也就是说，固定接触部件32-1和32-2二者都被固定到背板41，并且螺旋弹簧31的一端被固定在固定接触部件32-1和32-2之间。另外，磁性构件34被安装到螺旋弹簧31的另一端，并且可移动接触部件33-1和33-2被相应地固定到磁性构件34的两端附近。可移动接触部件33-1和33-2也被布置在磁性构件34的两端附近，以便分别面对固定接触部件32-1和32-2。
连接到电池10的正端子的布线42-1被例如电连接到固定接触部件32-1。连接到电池10的负端子的布线42-2被例如电连接到固定接触部件32-2。磁性材料34由诸如响应磁力的铁所构成，并且背板41由并不阻塞磁力的诸如树脂或玻璃之类的材料构成。
旁路开关23被以这种方式构造。在正常状态(其中，未实施任何来自外界的操纵)中，如在图4A中所示，固定接触部件32-1和32-2以及可移动接触部件33-1和33-2分别彼此不接触的状态被螺旋弹簧31的敦促力所维护。结果，旁路开关23被保持在断开状态中。
另一方面，如在图4B中所示，当用户使得磁体43靠近背板41的外壁表面时，在旁路开关23被布置在太阳能光伏发电模块21A的外部的部分中，磁性构件34由磁体43的磁力被吸引到磁体43。结果，获得了固定接触部件32-1和32-2以及可移动接触部件33-1和33-2分别彼此接触的状态，并且因此，可导致电流流经磁性构件34。结果，旁路开关23被保持在连接状态中。
磁体43被使得靠近背板41的外壁表面，以将旁路开关23保持在连接状态中，从而使得可以短路电池10的正端子和负端子。结果，例如，与其中具有缺陷的电池10相对应的旁路开关23被保持在连接状态中，从而可以防止来自整个太阳能光伏发电模块21A的电功率通过有缺陷的电池10(通过旁路该电池10)而输出。
也就是说，在太阳能光伏发电模块21A中，即便在完成旁路开关23被容纳在机壳中的状态的构造之后，也可从外部实施针对旁路开关23的操纵，从而可以旁路其中具有缺陷的电池10，并且可以实施维护。也就是说，由于太阳能光伏发电模块一般充满有树脂等，因此在完成之后，很难实施以电池为单位的补充，并且因此，必须用另一模块来替换整个太阳能光伏发电模块。另一方面，在太阳能光伏发电模块21A中，对每一电池10实施维护，从而可以避免整个太阳能光伏发电模块21A被另一个模块所替换。因此，即便当太阳能光伏发电模块21A被用于建筑材料，也可最小地减轻当在完成构造之后产生缺陷的风险。
另外，诸如螺旋弹簧31之类的简单部件被用作敦促部件，这导致旁路开关23可以简单构造的形式并以低成本被构造。注意，除螺旋弹簧31之外的任何其他合适部件都可被用作敦促部件。
也就是说，图5A和图5B示出了对旁路开关23的变更。图5A示出了处于断开状态的旁路开关23’，而图5B示出了处于连接状态的旁路开关23’。
如在图5A和图5B中所示，旁路开关23’包括板簧(plate spring)35、固定接触部件32’、可移动接触部件33’以及磁性构件34’。也就是说，在旁路开关23’中，使用板簧35来替代用在图4A和图4B所示的旁路开关23中的螺旋弹簧31。
连接到电池10的正端子的布线42-1例如被电连接到固定接触部件32’。另外，连接到电池10的负端子的布线42-2例如被电连接到板簧35的一端。另外，可移动接触部件33’和磁性构件34’二者被安装在板簧35的另一端。
在旁路开关23’中，在如图5A所示的正常状态中，固定接触部件32’和可移动接触部件33’彼此不接触的状态被板簧35的敦促力所维护。结果，旁路开关23’被保持在断开状态中。另外，如在图5B中所示，当用户使磁体43靠近旁路开关23’时，磁性构件34’由磁体43的磁力被吸引到磁体43。结果，获得了固定接触部件32’和可移动接触部件33’彼此接触的状态，从而使得导致电流流经板簧35。结果，旁路开关23’被保持在连接状态中。
注意，在图4A和图4B以及图5A和图5B中，采用了这样的构造，该构造使得旁路开关23和23’中的每一个通过背板41被从太阳能光伏发电模块21A的后表面侧被操纵。但是，可替换地，还可采用这样一种构造，使得旁路开关23被从太阳能光伏发电模块21A的前表面操纵。
此处，关于在图3中所示的太阳能光伏发电模块21A，该配置是理想的，使得针对组成太阳能光伏发电模块21A的所有电池10-1到10-20，设置了相应的旁路开关23-1到23-20。但是，从内部布线的复杂度、减少制造成本以及增强制造阶段的可加工性等来看，优选的是简化太阳能光伏发电模块21A的配置。
接下来，图6是示出根据本公开的第二实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图。
图6中所示的太阳能光伏发电模块21B包括20个彼此串联连接的电池10’-1到10’-20、连接在太阳能光伏发电模块21B的两端之间的旁路二极管22以及16个旁路开关23-1到23-16。另外，在太阳能光伏发电模块21B中所使用的电池10’被以如下这种方式配置：正极被布置在其一侧表面的附近，并且负极被布置在其另一侧表面的附近。
在太阳能光伏发电模块21B中，电池10’-1的负极和电池10’-2的正极被彼此相连接。另外，旁路开关23-1被布置在电池10’-1的正极和电池10’-2的负极之间。另外，电池10’-2的负极和电池10’-3的正极被彼此相连接。另外，旁路开关23-2被布置在电池10’-2的正极和电池10’-3的负极之间。同样地，在太阳能光伏发电模块21B中，旁路开关23以在电池10’的正极和邻近电池10’的负极之间的连接形式被交替布置。
太阳能光伏发电模块21B被以这种方式配置。因而，当在电池10’中的任一个中产生缺陷时，在有缺陷的电池10’的两侧中的任一侧上的旁路开关23被使得处于连接状态，这导致有缺陷的电池10’可被旁路。在该情形中，在处于连接状态中的旁路开关23的一侧上的电池10’(其与有缺陷的电池10’相邻)也可被旁路。也就是说，在太阳能光伏发电模块21B中，以相邻的两个电池10’为单位实施旁路。注意，针对其中具有缺陷的电池10’，可以任意选择旁路开关23的哪一侧以使之处于连接状态中。
通过这种方式，太阳能光伏发电模块21B被配置为使得旁路开关23被布置为能够以相邻的两个电池10’为单位被旁路。结果，与太阳能光伏发电模块21A相比，可在太阳能光伏发电模块21B中更简单地进行布线。另外，在太阳能光伏发电模块21B中，旁路开关23的数量可被从20个减少到16个。
接下来，图7是示出根据本公开的第三实施例的太阳能光伏发电模块的示图。
图7中所示的太阳能光伏发电模块21C与图6中所示的太阳能光伏发电模块21B的配置的相同之处在于，20个电池10’-1到10’-20被彼此串联连接，并且旁路二极管22被连接在太阳能光伏发电模块21C的两端之间。但是，太阳能光伏发电模块21C具有10个旁路开关23-1到23-10，并且旁路开关23-1到23-10的连接形式不同于图6中所示的太阳能光伏发电模块21B中的旁路开关23-1到23-16的连接形式。
也就是说，在太阳能光伏发电模块21C中，电池10’-1的负极和电池10’-2的正极彼此相连接，并且旁路开关23-1被布置在电池10’-1的正极和电池10’-2的负极之间。另外，电池10’-2的负极和电池10’-3的正极彼此相连接。此处，电池10’-2的正极和电池10’-3的负极并未彼此相连接。
在太阳能光伏发电模块21C中，电池10’-3的负极和电池10’-4的正极彼此相连接，并且旁路开关23-2被布置在电池10’-3的正极和电池10’-4的负极之间。同样地，在太阳能光伏发电模块21C中，旁路开关23被按照彼此相邻的每一组电池10’布置。
太阳能光伏发电模块21C被以这种方式配置。因而，当在电池10’中的任一个中产生缺陷时，被布置在有缺陷的电池10’和其相邻电池10’之间的旁路开关23被使得处于连接状态，这导致有缺陷的电池10’可被旁路。在该情形中，与有缺陷的电池10’相邻的电池10’也可被旁路。也就是说，太阳能光伏发电模块21C具有这样的配置，其使得当在某一电池10’中产生缺陷时，与有缺陷的电池10’一起被旁路的电池10’被预先确定，而不会产生被旁路的电池10’的组合的重叠。
通过这种方式，太阳能光伏发电模块21C被配置为使得旁路开关23被布置为能够以相邻的两个电池10’为单位被旁路。结果，与太阳能光伏发电模块21A相比，在太阳能光伏发电模块21C中，可更简单地进行布线。另外，在太阳能光伏发电模块21C中，旁路开关23的数量可从20个减少到10个。注意，被旁路的电池10’的设置可被自由地设计，例如，可以是每隔一个电池10’或多个电池10’(两个或更多个电池10’也是可能的)，并且由此，取决于使用的应用或成本，可适当地使用各种设置。
接下来，将参考图8A和图8B给出关于当第一实施例的太阳能光伏发电模块21A被实际使用时实施维护的情形的描述。图8A示出了太阳能光伏发电模块21A的前表面，而图8B示出了太阳能光伏发电模块21A的后表面。
太阳能光伏发电模块21A的前表面被前板(front sheet)44覆盖，前板44由诸如玻璃或聚丙酸树脂之类的透明板材料制成。另外，太阳能光伏发电模块21A的后表面被之前如参考图4A和4B以及图5A和5B所描述的背板41覆盖。另外，太阳能光伏发电模块21A的侧表面由构件(未示出)围绕，并且电池10-1到10-20被包括在太阳能光伏发电模块21A的机壳内。
另外，如在图3中所示，太阳能光伏发电模块21A包括分别对应于电池10-1到10-20的旁路开关23-1到23-20。另外，标记24-1到24-20被标记于布置在背板41中的太阳能光伏发电模块21A内的、分别对应于旁路开关23-1到23-20的部分中。
例如，用户使得永磁体按顺序靠近标记24-1到24-20，以便监视来自希望被检查的太阳能光伏发电模块21A的输出电压和输出电流。当用户使永磁体靠近对应于正常电池10的旁路开关23的标记24并实施用于旁路正常电池10的操纵时，与由所关注的正常电池10所生成的电功率的能量相对应地，来自太阳能光伏发电模块21A的输出电压和输出电流二者都减小。另一方面，当用户使永磁体靠近对应于其中具有缺陷的电池10的旁路开关23的标记24并实施用于旁路有缺陷的电池10的操纵时，避免了由有缺陷的电池10所引起的电流切断，并且由此，来自太阳能光伏发电模块21A的输出电流增大。
通过这种方式，输出电流增大，这导致当来自太阳能光伏发电模块21A的输出电流增大时，用户可轻易地检测出在变成操纵对象的电池10中产生了缺陷。
因此，例如，当用户通过检查太阳能光伏发电模块21A来检测有缺陷的电池10时，用户可实施以下处理，以通过利用粘接剂等来将永磁体固定到与有缺陷的电池10相对应的标记24的部分。结果，其中具有缺陷的电池10可以总是被对应于有缺陷的电池10的旁路开关23所旁路，并且由此，就整个太阳能光伏发电模块21A而言，可以防止发电特性的降低。也就是说，在太阳能光伏发电模块21A中，仅其中具有缺陷的电池10可被最小地旁路，因此维持了来自其他电池的输出。通过这种方式，可以容易并可靠地实施维护。
另外，由于在太阳能光伏发电模块21A的外部环境中的变更(例如，由于在安装场所附近新近建造了建筑物)，太阳照射条件发生变更，因此，在某些情形中，太阳光永远都照射不到太阳能光伏发电模块21A的电池10的某些部分。即便在这种情形中，用户也可从外部实施操纵，使得太阳光永远照射不到的电池10被对应于所关注的电池10的旁路开关23所旁路。结果，就整个太阳能光伏发电模块21A而言，可以防止发电特性的降低。
注意，例如，当背板41由透明树脂或玻璃构成并且由此布置在太阳能光伏发电模块21A内部的旁路开关23-1到23-20可从外部被可视地识别时，没有必要标注标记24-1到24-20。
注意，图3中所示的太阳能光伏发电模块21A被以如下方式配置：当磁体被使得从外部按顺序靠近旁路开关23-1到23-20时，旁路开关23-1到23-20被按顺序保持在连接状态中。但是，可利用磁性线圈来实施在旁路开关23-1到23-20中的每一个的断开和连接之间的切换。例如，如在标记24-1到24-20中所标记的，在太阳能光伏发电模块21A中，旁路开关23-1到23-20分别被布置的位置是预先决定的。然后，磁性线圈被设置在分别对应于旁路开关23-1到23-20的部分中，并且旁路开关23-1到23-20可分别被这些磁性线圈所电驱动。
图9是示出用于驱动旁路开关23-1到23-20的驱动电路的布线的电路图。
如图9中所示，驱动电路51包括20个磁性线圈52-1到52-20以及四个控制开关53-1到53-4。
磁性线圈52-1到52-20被设置在与布置在太阳能光伏发电模块21A内的旁路开关23-1到23-20相对应的部分(例如，图8B中所示的标记24-1到24-20的部分)中。
另外，磁性线圈52-1到52-20的一端被连接到电源VL，并且其另一端通过控制开关53-1到53-4接地。也就是说，磁性线圈52-1到52-5的另一端通过控制开关53-1接地。磁性线圈52-6到52-10的另一端通过控制开关53-2接地。磁性线圈52-11到52-15的另一端通过控制开关53-3接地。同样地，磁性线圈52-16到52-20的另一端通过控制开关53-4接地。
例如，用户通过操纵控制开关53-1到53-4来分别选择磁性线圈52-1到52-20并将其接地，从而使得电流流经所选的磁性线圈52。结果，在所选的磁性线圈52中生成电磁力，并且由此，位于设置有所选的磁性线圈52的部分中的旁路开关23变为闭合状态。结果，与处于闭合状态中的旁路开关23相对应的电池10可被旁路。
通过以这种方式利用驱动电路51，用户可自由地选择任意旁路开关23，从而断开或闭合这样选择的任意旁路开关23。因此，与如上所述使得磁体按顺序靠近旁路开关23的检查方法相比，可以更加容易地检查太阳能光伏发电模块21A。
注意，磁性线圈52-1到52-20可被预先固定到太阳能光伏发电模块21A的后表面，并且另外，可采用这种构造，以便能够按所需地被卸载。另外，优选地，仅当太阳能光伏发电模块21A被检查时，磁性线圈52-1到52-20才被安装。例如，在该情形中，可以采用这样一种构造，其使得磁性线圈52-1到52-20被安装到框架上等，通过该框架等，磁性线圈52-1到52-20的布置被固定，并且，包括整个框架在内的磁性线圈52-1到52-20被设置在太阳能光伏发电模块21A的后表面上。
例如，除了使用旁路开关23之类的开关之外，还可使用场效应晶体管(FET)作为用于旁路电池10的旁路部件。
图10是示出根据本公开的第四实施例的太阳能光伏发电模块的配置的示图。在图10中，示出了太阳能光伏发电模块21D的布线图。
图10中所示的太阳能光伏发电模块21D与图3中所示的太阳能光伏发电模块21A的配置的相同之处在于，太阳能光伏发电模块21D包括20个电池10-1到10-20以及旁路二极管22。
另一方面，太阳能光伏发电模块21D与太阳能光伏发电模块21A的配置的不同之处在于，太阳能光伏发电模块21D包括20个FET 61-1到61-20、四个I/O端口(I/O)62-1到62-4以及绝缘电路63。也就是说，在太阳能光伏发电模块21D中，设置了FET 61-1到61-20以便分别对应于电池10-1到10-20，而非设置旁路开关23-1到23-20。
FET 61-1到61-20的源极端子被分别连接到电池10-1到10-20的正极，而FET 61-1到61-20的漏极端子被分别连接到电池10-1到10-20的负极。另外，FET 61-1到61-5的栅极端子通过I/O端口62-1被连接到绝缘电路63，并且FET 61-6到61-10的栅极端子通过I/O端口62-2被连接到绝缘电路63。FET 61-11到61-15的栅极端子通过I/O端口62-3被连接到绝缘电路63，并FET 61-16到61-20的栅极端子通过I/O端口62-4被连接到绝缘电路63。
例如，代表FET 61-1到61-20中的任一个被选择的切换选择串行数据被提供到绝缘电路63。绝缘电路63根据向其提供的切换选择串行数据而通过I/O端口62-1到62-4分别将FET 61-1到61-20绝缘。结果，对应于根据切换选择串行数据而选择的FET 61的电池10被旁路。
通过这种方式，在太阳能光伏发电模块21D中，FET 61-1到61-20被分别用作电池10-1到10-20的旁路部件。结果，与每个具有机械接触的开关的情形相比，FET 61-1到61-20在延长保存和使用的时间方面是优异的，因为FET 61-1到61-20没有氧化和腐蚀的危险。另外，FET 61-1到61-20在导通(ON)电阻方面是优异的并且会产生更少的发散。
另外，在太阳能光伏发电模块21D中，栅极线被在内部布线，并且电源线变得很必要，因为设置了FET 61-1到61-20。但是，太阳能光伏发电模块21D采用这样一种配置，其使得来自太阳能光伏发电模块21D的输出被用作参考电源，并且FET 61-1到61-20利用在控制侧上绝缘的栅极端子进行操作，从而使得这些布线不会变得复杂。
注意，例如，当用户检查来自太阳能光伏发电模块21D的输出时，他/她操纵预定的检查装置，因而切换选择串行数据被提供到绝缘电路63。或者，可设置有通过按顺序切换FET 61-1到61-20来自动实施检查的控制部件，并同时监视来自太阳能光伏发电模块21D的输出电压和输出电流二者。在该情形中，切换选择串行数据可从控制部件被提供到绝缘电路63。
图11是示出用于自动检查太阳能光伏发电模块的自动检查系统的配置示例的框图。
如在图11中所示，自动检查系统71包括太阳能光伏发电模块21E、电压测量部分72、电流测量部分73、控制电路74、绝缘电路75以及转换电路76。
例如，与图10中所示的太阳能光伏发电模块21D类似的太阳能光伏发电模块21E包括20个电池10-1到10-20、旁路二极管22以及20个FET61-1到61-20。也就是说，在太阳能光伏发电模块21E中，电池10-1到10-20被彼此串联地电连接，旁路二极管22被设置在电池10-1和10-20之间，并且FET 61-1到61-20被设置以便分别对应于电池10-1到10-20。
电压测量部分72测量太阳能光伏发电模块21E输出的电功率的电压(相对地电平的电势差)。因此，电压值由控制电路74在预定定时处采样。电流测量部分73测量从太阳能光伏发电模块21E输出的电功率的电流。然后，电流值由控制电路74在预定定时处采样。
控制电路74监视由电压测量部分72所测量的电压值和由电流测量部分73所测量的电流值二者。控制电路74将切换选择串行数据(根据该切换选择串行数据，包括在太阳能光伏发电模块21E中的FET 61-1到61-20被按顺序选择)提供到绝缘电路75。
绝缘电路75根据提供自控制电路74的切换选择串行数据来通过转换电路76将FET 61-1到61-20按顺序绝缘。从绝缘电路75输出用以绝缘FET 61-1到61-20的信号是串行信号。转换电路76将信号转换成并行信号。
如上所述，当对应于其中具有缺陷的电池10的FET 61被绝缘时，由于有缺陷的电池10被旁路，因此从太阳能光伏发电模块21E输出的电功率的电流增大。因此，在自动检查系统71中，绝缘电路75在控制电路74测量电压值和电流值二者的同时将FET 61-1到61-20按顺序绝缘，从而可以检测其中具有缺陷的电池。
注意，在图11所示的自动检查系统71中，已经给出了关于FET 61被用作用于旁路电池10的旁路部件的情形。但是，例如，还可采用这样一种配置，其使得如参考图3所描述的开关23被用作旁路部件，并且如参考图9所描述的磁性线圈52被控制电路74控制，从而控制旁路开关23的断开和闭合。
接下来，图12是说明用于在自动检查系统71中检查太阳能光伏发电模块21E的处理的流程图。
在步骤S11中，作为检查的初始设置，控制电路74将指定变为检查对象的电池10的地址的变量n设置为1。控制电路74还在初始阶段(在电池10未被旁路的状态中)对电压值和电流值二者进行采样，然后，操作进行到在步骤S12中的处理。
在步骤S12中，控制电路74将切换选择串行数据提供到绝缘电路75，该切换选择串行数据代表地址n中的电池10-n被选择。绝缘电路75根据切换选择串行数据通过转换电路76来绝缘FET 61-n，从而接通FET61-n。在完成对在步骤S12中的处理的执行之后，操作进行到在步骤S13中的处理。
在步骤S13中，控制电路74对由电压测量部分72所测量的电压值进行采样，然后，操作进行到在步骤S14中的处理。在步骤S14中，控制电路74对由电流测量部分73所测量的电流值进行采样。
在完成对在步骤S14中的处理的执行之后，操作进行到在步骤S15中的处理。在步骤S15中，控制电路74确定在地址n中的电池10-n是否正常。例如，当来自太阳能光伏发电模块21E的输出电压和输出电流中的每一个通过接通FET 61-n而减小一个电池10的量时，控制电路74确定在地址n中的电池10-n是正常的。另一方面，当来自太阳能光伏发电模块21E的输出电流通过接通FET 61-n而增大时，控制电路74确定在地址n中的电池10-n不是正常的(在电池10-n中产生了缺陷)。
当在步骤S15中控制电路74确定在地址n中的电池10-n是正常的(是)时，操作跳过在步骤S16中的处理以进行到在步骤S17中的处理。
另一方面，当在步骤S15中控制电路74确定在地址n中的电池10-n不是正常的(否)时，操作进行到在步骤S16中的处理。在步骤S16中，控制电路74将关于被确定为是正常的电池10的地址n的数据(即，关于当前地址n的数据)记录在内置的记录区域中。然后，操作进行到在步骤S17中的处理。
在步骤S17中，控制电路74确定是否已经实施了对所有电池10的检查。例如，在包括在太阳能光伏发电模块21E中的电池10的数目是N的情形中，当当前变量n等于或大于N时，控制电路74确定已经实施了对所有电池10的检查(是)。在另一方面，当当前变量n小于N时，控制电路74确定还未实施对所有电池10的检查。
当在步骤S17中控制电路74确定还未实施对所有电池10的检查(否)时，操作进行到在步骤S18中的处理，并且，控制电路74递增变量n(n＝n+1)。然后，操作返回到在步骤S12中的处理。
在另一方面，当在步骤S17中控制电路74确定已经实施了对所有电池10的检查(是)时，操作结束。
控制电路74按上述方式按顺序旁路包括在太阳能光伏发电模块21E中的所有电池10，并且确定每个单独的电池10是否是正常的。结果，可以检测被确定为不正常的电池，即，其中具有缺陷的电池。
程序(根据该程序来执行这样的检查)被记录在控制电路74中。因此，控制电路74可自动执行一系列处理，并且控制电路74还可定期检查太阳能光伏发电模块21E。另外，即便当考虑到电池10的响应速度时，针对每个电池10可在一秒内实施检查。例如，检查包括50个电池10的一块太阳能光伏发电模块21E所需的时间可被压缩到一分钟内。因此，即便当每天实施对太阳能光伏发电模块21E的检查时，也不会对一天所生成的电功率的能量产生很大的影响。
另外，一天内可实施这种检查若干次，这导致可以检测由于例如取决于时区的对太阳照射的阻挡而变为有缺陷的电池10。另外，这种检查被在遍及一年中实施，这导致可以检测由于取决于季节的对太阳照射的阻挡而变为有缺陷的电池10。通过这种方式，关于由于时区和季节之类的外部环境而变为有缺陷的电池10的信息被在控制电路74中积累。因此，通过参考电池10的历史，以如下方式实施设置，从而使得有缺陷的电池10在电池10变为有缺陷的时区或季节中被旁路，从而可以最优地控制太阳能光伏发电模块21E。
接下来，图13是说明用于实施用于在图11中所示的自动检查系统71中最优地控制太阳能光伏发电模块21E的设置的处理的流程图。
在步骤S21中，作为检查的初始设置，控制电路74将指定变为检查对象的电池10的地址的变量n设置为1。然后，操作进行到在步骤S22中的处理。
在步骤S22中，控制电路74参考存储在内置的存储区域中的地址n中的电池10-n的历史。
在完成对在步骤S22中的处理的执行之后，操作进行到在步骤S23中的处理。在步骤S23中，控制电路74根据在步骤S22中所参考的历史来确定在地址n中的电池10-n是否总是有缺陷的。
当在步骤S23中控制电路74确定在地址n中的电池10-n总是有缺陷的(是)时，操作进行到在步骤S24中的处理。在步骤S24中，控制电路74设置：在地址n中的电池10-n总是被旁路。
在另一方面，当在步骤S23中控制电路74确定在地址n中的电池10-n并不总是有缺陷的(否)时，操作进行到在步骤S25中的处理。在步骤S25中，控制电路74根据在步骤S22中参考的历史来确定在地址n中的电池10-n是否由于外部环境而变为有缺陷的。
当在步骤S25中控制电路74确定在地址n中的电池10-n由于外部环境而变为有缺陷的(是)时，操作进行到在步骤S26中的处理。在步骤S26中，控制电路74根据在步骤S22中所参考的历史来设置定时，在该定时处，在地址n中的电池10-n被旁路。也就是说，控制电路74以如下这种方式实施设置，其使得电池10-n取决于时区和季节(在任一者中电池10-n变为有缺陷的)而被旁路。
当完成对在步骤S24或S26或在步骤S25中的处理的执行之后，控制电路74确定在地址n中的电池10-n未由于外部环境而变为有缺陷的(在地址n中的电池10-n总是正常的)(否)时，操作进行到在步骤S27中的处理。
在步骤S27中，控制电路74确定是否已经实施了对所有电池10的设置。当在步骤S27中控制电路74确定还未实施对所有电池10的设置(否)时，操作进行到在步骤S28中的处理。在步骤S28中，控制电路74递增变量n(n＝n+1)。然后，操作返回到在步骤S22中的处理。然后，相同的处理被重复执行。
另一方面，当在步骤S27中控制电路27确定已经实施了对所有电池10的设置时，操作结束。
如上所述，控制电路74可设置其中具有缺陷的电池10总被旁路，并且还可设置电池10由于外部环境而变为有缺陷的定时(时区和季节)(在该定时电池10被旁路)。结果，例如，当电池10变为有缺陷的条件满足时，FET 61被接通，这导致可以高效地防止由太阳能光伏发电模块21E所生成的电功率的能量的减少。
另外，用于实施用于最优地控制太阳能光伏发电模块21E的设置的处理被以预定间隔执行，这导致即便当外部环境变化，例如，当在安装地方的附近地方处新近建造了建筑物从而太阳照射条件变更，而新近导致有缺陷的电池10产生的情况下，可以如下方式实施设置，其使得有缺陷的电池10被适当地旁路。因此，可以适当地抑制太阳能光伏发电模块21E的发电特性的降低。
注意，当太阳能光伏发电设备包括多个太阳能光伏发电模块21时，已经参考图12和图13所描述的预定处理可针对每个太阳能光伏发电模块21执行，并且每个太阳能光伏发电模块21的历史被记录在控制电路74中。也就是说，控制电路74可针对每个太阳能光伏发电模块21实施最优控制。
注意，已经参考上述流程图所描述的预定处理不必以所描述的流程图的形式的次序按时序来执行，并且因此包括并行或单独执行的给定处理(诸如，并行处理或按对象的处理)。另外，程序可以是由一个CPU(中央处理单元)所执行的程序，或可以是由多个CUP以分布式的方式所执行的程序。
另外，在该说明书中，系统指由多个设备(单元)所组成的整个装置。
注意，上述一系列处理可由硬件或软件执行。当一系列处理由软件执行时，组成软件的程序从程序记录介质安装，程序记录介质位于集成了专用硬件的计算机中或者例如可通过向其安装各种程序来实施各种功能的通用计算机等中。
在计算机中，存储在只读存储器(ROM)中的程序，存储在由硬盘、非易失性存储器等组成的存储部分中的程序被载入到随机访问存储器(RAM)中，并且被CPU执行。结果，上述一系列处理被执行。
另外，这些程序可被预先存储在存储部分中，并且另外，可通过由网络接口等组成的通信部分或通过用于驱动可移除介质(诸如，磁盘(包括柔性盘)、光盘(诸如，紧致盘只读存储器(CD-ROM)或数字通用盘(DVD)、磁光盘或半导体存储器))的驱动器而被安装在计算机中。
注意，计算机执行的程序可以是按照在本说明书中所描述的次序以时序方式执行的预定处理的程序，也可以是并行执行或在必要定时(诸如当做出调用时)执行的预定处理的程序。另外，程序可以是由一个CPU所执行的程序，也可以是由多个CPU以分布式方式执行的程序。
注意，本公开的实施例绝不限于上述实施例，并且，在不偏离本公开的主题内容的前提下，可做出各种变更。
本申请包括与2010年12月27日向日本专利局递交的日本优先权专利申请JP 2010-291082公开的内容有关的主题，其全部内容通过引用被结合于此。
Claims (8)
1.一种太阳能光伏发电模块，包括：
多个电池，该多个电池彼此串联连接，并且根据所接收的光生成电功率；以及
多个旁路部分，该多个旁路部分根据从外部作出的操作来分别旁路所述多个电池。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电模块，其中，所述旁路部分是按每一电池布置的。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电模块，其中，所述旁路部分是按至少每两个电池布置的，以便能够有选择地旁路相邻的两个电池。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电模块，其中，所述多个旁路部分中的每一个由开关组成，该开关具有由磁体断开和闭合的接触点，该磁体被从容纳所述多个电池的面板的外部靠近所述多个旁路部分中相对应的一个旁路部分。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏发电模块，其中，代表所述开关被布置的位置的标记被标记在容纳有所述多个电池的所述面板上。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电模块，还包括：
电压测量部分，该电压测量部分测量从所述太阳能光伏发电模块输出的电功率的电压；
电流测量部分，该电流测量部分测量从所述太阳能光伏发电模块输出的电功率的电流；以及
控制部分，该控制部分监视电压和电流，并且控制由所述多个旁路部分所作出的旁路，
其中，所述控制部分按顺序选择成为检查对象的所述多个电池中的每个电池，使得对应于所选电池的旁路部分旁路所选的电池，根据电压和电流来确定被旁路的电池是否正常，以及记录被确定为不正常的电池。
7.根据权利要求6所述的太阳能光伏发电模块，其中，所述控制部分通过参考被确定为不正常的电池的历史，来设置被确定为不正常的电池被旁路的定时。
8.一种用于太阳能光伏发电模块自动检查系统的检查方法，该系统包括太阳能光伏发电模块，该太阳能光伏发电模块具有多个电池和多个旁路部分，该多个电池彼此串联连接并且根据所接收的光生成电功率，该多个旁路部分根据从外部作出的操作来分别旁路所述多个电池，该系统还包括电压测量部分、电流测量部分和控制部分，该电压测量部分测量从所述太阳能光伏发电模块输出的电功率的电压，该电流测量部分测量从所述太阳能光伏发电模块输出的电功率的电流，该控制部分监视电压和电流并且控制由所述多个旁路部分所作出的旁路，所述检查方法包括：
依次选择变成检查对象的所述多个电池中的每个电池；
由对应于所选电池的旁路部分旁路所选的电池；以及
基于电压和电流确定被旁路的电池是否是正常的，并且记录被确定为不正常的电池。
Applications Claiming Priority (2)
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120711 |