CN102593217A - 一种防热斑智能光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防热斑智能光伏组件，其包括接线盒，接线盒的正负极之间串联若干太阳能电池片组，太阳能电池片组包括若干个太阳能电池片，直流可调变压器：每个太阳能电池片组均通过一个直流可调变压器与其它太阳能电池片组串联；控制单元：连接所有直流可调变压器，负责采集直流可调变压器输入电压和电流信息，并根据系统输出电流调节直流可调变压器的调压比使其输出电流和系统输出电流相同；信息处理单元：连接所有控制单元，并根据控制单元所采集的信息计算系统输出电流。本发明其整体输出功率大于普通含旁路二极管的组件，且被遮挡电池板不会出现反向偏压，从而从根本上消除了热斑现象，具有输出功率大、安全可靠等优点。

Description

一种防热斑智能光伏组件
技术领域
本发明属于太阳能领域，具体涉及一种防热斑智能光伏组件。
背景技术
太阳能电池组件大多由多片电池片串联而成，而组件又通过串并联的方式组成阵列以达到所需的电压及电流。在光伏阵列实际运行的过程中，会因为环境条件如云层、鸟粪、树叶、周围遮挡物等的影响而造成阵列的输出性能不匹配，从而造成光伏阵列的功率损失，甚至会引起热斑效应造成组件不可恢复的损毁。热斑效应指的是在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池，同时有光照的太阳电池所产生的能量，也可能会被遮蔽的电池所消耗。为了减小因阴影及失配等现象对组件造成的影响，目前通常的做法是在太阳电池组件的正负极间并联多个旁路二极管，以减少受遮蔽电池所消耗的的能量。虽然这种方法能在一定程度上提升组件的发电功率，但不能完全避免热斑现象的发生。
本发明的目的是为了解决光伏阵列在实际运行中，由于失配而造成的损失在极大的影响了光伏阵列功率输出问题的同时消除因此亦可能造成热斑效应对组件的可靠性及安全性带来影响的问题。
 
发明内容
本发明提供了一种解决上述问题的方案，提供一种输出功率大、安全可靠的一种防热斑智能光伏组件。
本发明的技术方案是提供一种防热斑智能光伏组件，其包括接线盒，所述接线盒的正负极之间串联若干太阳能电池片组，所述太阳能电池片组包括若干个太阳能电池片，其特征在于：其还包括：
直流可调变压器：每个所述太阳能电池片组均通过一个所述直流可调变压器与其它所述太阳能电池片组串联；
控制单元：连接所有所述直流可调变压器，负责采集所述直流可调变压器输入电压和电流信息，并根据系统输出电流调节所述直流可调变压器的调压比使其输出电流和所述系统输出电流相同；
信息处理单元：连接所有所述控制单元，并根据所述控制单元所采集的信息计算所述系统输出电流，并将所述系统输出电流传送给各所述控制单元。
优选的，所述信息处理单元的工作流程为：
1）根据所述控制单元采集的所述直流可调变压器输入电压和电流，计算得到各所述太阳能电池片组的最大功率点时的最大功率；
2）将步骤1）中计算得到的所述太阳能电池片组的最大功率点时的最大功率，所述信息处理单元将各功率累加，得到系统的最大功率P；
3) 所述信息处理单元根据系统设定的输出电压V，计算得到所述系统输出电流I，其计算公式为：I=P/V;
4)所述控制单元根据其采集的各个所述直流可调变压器的输入的所连接电池片组的最大功率点电流及步骤3）中计算得到的所述系统输出电流I，计算所连接的各个所述直流可调变压器各自的调压比，并根据此调压比调节所述直流可调变压器。
本发明的一种防热斑智能光伏组件通过智能控制的直流可调变压器控制太阳能电池片组的输出电流，当太阳能电池片在受到局部遮挡时，各太阳能电池片组输出互不影响，均输出该太阳能电池片组最大功率点功率。因此，其整体输出功率大于普通含旁路二极管的组件，且被遮挡电池板不会出现反向偏压，从而从根本上消除了热斑现象。本发明的一种防热斑智能光伏组件具有输出功率大、安全可靠等优点。
附图说明
图1是本发明的一种防热斑智能光伏组件的结构示意图；
图2是本发明的控制流程图；
图3是现有技术中含二极管的组件在局部遮挡情况下的I-V曲线；
图4是本发明的一种防热斑智能光伏组件的一个太阳电池片组在未被遮挡情况下的I-V曲线；
图5是本发明的一种防热斑智能光伏组件一个太阳电池片组在局部遮挡情况下的I-V曲线。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1所示，本发明的一种防热斑智能光伏组件包括接线盒3，接线盒3的正负极之间串联若干太阳能电池片组1，每个太阳能电池片组1都是由若干个太阳能电池片2组成的阵列。
每个太阳能电池片组1均通过一个可调变压器4与其它太阳能电池片组1串联；可调变压器4是一种直流可调变压器。
所有的可调变压器4都连接控制单元5，控制单元负责采集可调变压器4输入电压和电流信息、并可根据信息处理单元发出的系统电流调节可调变压器4输出电压和电流。
如图2所示，本发明的一种防热斑智能光伏组件在运行过程中，各太阳能电池片组均工作在最大功率点处。控制单元收集各支路最大功率点电压及电流，将此信息传送给信息处理单元。信息处理单元根据各支路最大功率点电压及电流计算各太阳能电池片组分别工作在最大功率点时系统最大功率P，并根据系统设定的电压V计算出此时系统工作电流I=P/V，并以此作为输出的标准电流。信息处理单元将所得到的标准电流I传送给控制单元，控制单元根据各太阳能电池片组此时电流及系统工作电流的比例来控制直流可调变压器的变压比，从而使得各太阳能电池片组输出电流与系统的标准电流I一致。
如图3所示，现有技术中含旁路二极管的组件在局部阴影遮挡的情况下会出现多峰现象，若组件工作在点A处，则其被遮挡电池出现反偏，消耗功率造成电池温升，易产生热斑效应，对组件的安全性带来威胁。
如图4和图5所示，本发明的一种防热斑智能光伏组件在受到局部遮挡时，各太阳能电池片组输出互不影响，均输出该太阳能电池片组最大功率点功率，即某太阳能电池片组被局部遮挡时，其输出功率为PA+PB+PB（以三个太阳能电池片组为例,其中A为局部遮挡）,其整体输出功率仍大于含旁路二极管组件（其输出功率<2* PB），且在各太阳能电池片组中被遮挡电池板不会出现反向偏压，从根本上消除了热斑现象。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (2)

1.一种防热斑智能光伏组件，其包括接线盒，所述接线盒的正负极之间串联若干太阳能电池片组，所述太阳能电池片组包括若干个太阳能电池片，其特征在于：其还包括：
直流可调变压器：每个所述太阳能电池片组均通过一个所述直流可调变压器与其它所述太阳能电池片组串联；
控制单元：连接所有所述直流可调变压器，负责采集所述直流可调变压器输入电压和电流信息，并根据系统输出电流调节所述直流可调变压器的调压比使其输出电流和所述系统输出电流相同；
信息处理单元：连接所有所述控制单元，并根据所述控制单元所采集的信息计算所述系统输出电流，并将所述系统输出电流传送给各所述控制单元。
2.根据权利要求1所述的一种防热斑智能光伏组件，其特征在于：所述信息处理单元的工作流程为：
1）根据所述控制单元采集的所述直流可调变压器输入电压和电流，计算得到各所述太阳能电池片组的最大功率点时的最大功率；
2）将步骤1）中计算得到的所述太阳能电池片组的最大功率点时的最大功率，所述信息处理单元将各功率累加，得到系统的最大功率P；
3) 所述信息处理单元根据系统设定的输出电压V，计算得到所述系统输出电流I，其计算公式为：I=P/V;
4)所述控制单元根据其采集的各个所述直流可调变压器的输入的所连接电池片组的最大功率点电流及步骤3）中计算得到的所述系统输出电流I，计算所连接的各个所述直流可调变压器各自的调压比，并根据此调压比调节所述直流可调变压器。
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