CN103647504B - 太阳能电池接地装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池接地装置及方法，该方法包括以下步骤：A、利用直流电源检测光伏组件的直流输出电压；B、当光伏组件的直流输出电压高于预定阈值时，执行步骤C；当光伏组件的直流输出电压低于预定阈值时，执行步骤D；C、使光伏组件的直流输出负极通过电阻接地；D、使光伏组件的直流输出负极直接接地。本发明利用直流电源检测光伏组件的工作状态，当光伏组件不工作时，直流电源的输出电压不能使继电器动作，光伏组件的直流输出负极直接接地，消除静电荷，保证光伏组件不发生衰减。当光伏组件正常工作时，直流电源的输出电压使继电器动作，光伏组件的直流输出负极通过电阻接地，保障光伏组件正常运行。

Description

太阳能电池接地装置及方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池接地装置及方法。
背景技术
光伏组件使用一段时间后，发电功率会出现一定幅度的衰减，因为晶体硅组件会产生电位诱发衰减（PID）效应，薄膜组件会产生透明导电氧化物（TCO）层损坏，如果不采取纠正措施，组件的发电功率就会大幅下降，严重影响光伏系统的收益。
目前业界主要采用逆变器负极接地方式，消除组件上的静电荷，来阻止这种情况的发生。但是这种接地方式，由于逆变器的拓扑结构原理不同，有些场合不适用，而且费用较高：
1、由于早期的光伏工程没有意识到光伏组件会有衰减，很多逆变器没有负极接地装置，而在逆变器里面重新加装负极接地装置，费用非常高。而且有的逆变器结构布局没有空间和电路设有备用接口，也不能加装负极接地装置。
2、逆变器正常时工作电压很高，从安全角度出发，采用负极接地方式要求逆变器必须是电气隔离性的，目前国内中小功率组串式逆变器，大部分都不是电气隔离的，不能加装负极接地装置。
3、采用三电平拓扑结构的逆变器，逆变器输入有三个电位，正极和负极不能接地，也不能加装负极接地装置。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种能够消除光伏组件上静电荷的太阳能电池接地装置及方法，适合于旧项目改造、非隔离型逆变器系统、三电平逆变器系统等光伏电站项目。
为实现上述目的，本发明提供一种太阳能电池接地装置，包括光伏组件直流输出正极、光伏组件直流输出负极、直流电源、继电器和接地电阻；所述直流电源具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述继电器具有电磁铁、常闭触点、常开触点和开关；所述光伏组件输出正极与直流电源的第一输入端电连接，所述光伏组件直流输出负极与直流电源的第二输入端电连接，所述继电器的电磁铁电连接于直流电源的第一输出端和第二输出端之间；所述继电器的常开触点通过接地电阻与光伏组件直流输出负极电连接，所述继电器的常闭触点直接与光伏组件直流输出负极电连接，所述继电器的开关一端在电磁铁的作用下可在常闭触点和常开触点之间切换，开关另一端接地。
其中，所述接地电阻为1兆欧5瓦的大阻值接地电阻。
其中，所述直流电源为输入直流电压大于等于100V时输出直流24V且输入直流电压小于100V时输出直流小于24V的直流电源，所述继电器为工作电压为24V的继电器。
为实现上述目的，本发明还提供一种太阳能电池接地方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用直流电源检测光伏组件的直流输出电压；
B、当光伏组件的直流输出电压高于预定阈值时，执行步骤C；当光伏组件的直流输出电压低于预定阈值时，执行步骤D；
C、使光伏组件的直流输出负极通过电阻接地；
D、使光伏组件的直流输出负极直接接地。
其中，在所述步骤B中，所述预定阈值为100V。
其中，所述步骤C中，所述电阻为1兆欧5瓦的大阻值接地电阻。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池接地装置，利用直流电源检测光伏组件的工作状态，当光伏组件不工作时，直流电源的输出电压不能使继电器动作，光伏组件的直流输出负极直接接地，消除静电荷，保证光伏组件不发生衰减。当光伏组件正常工作时，直流电源的输出电压使继电器动作，光伏组件的直流输出负极通过电阻接地，保障光伏组件正常运行。
本装置可以做为一个产品单独运行，也可以集成在光伏汇流箱，直流配电柜，光伏逆变器里面，不影响原有设备的正常运行。
附图说明
图1为本发明的太阳能电池接地装置的电路结构图；
图2为本发明的太阳能电池接地方法的步骤流程图。
主要元件符号说明如下：
10、光伏组件直流输出正极  11、光伏组件直流输出负极
12、直流电源              13、继电器
14、接地电阻
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明的太阳能电池接地装置，包括光伏组件直流输出正极10、光伏组件直流输出负极11、直流电源12、继电器13和接地电阻14；直流电源12具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，继电器13具有电磁铁、常闭触点、常开触点和开关；光伏组件输出正极10与直流电源12的第一输入端电连接，光伏组件直流输出负极11与直流电源12的第二输入端电连接，继电器13的电磁铁电连接于直流电源12的第一输出端和第二输出端之间；继电器13的常开触点通过接地电阻14与光伏组件直流输出负极11电连接，继电器13的常闭触点直接与光伏组件直流输出负极11电连接，继电器13的开关一端在电磁铁的作用下可在常闭触点和常开触点之间切换，开关另一端接地。
相较于现有技术的情况，本发明提供的太阳能电池接地装置，利用直流电源检测光伏组件的工作状态，当光伏组件不工作时，直流电源的输出电压不能使继电器动作，光伏组件的直流输出负极直接接地，消除静电荷，保证光伏组件不发生衰减。当光伏组件正常工作时，直流电源的输出电压使继电器动作，光伏组件的直流输出负极通过电阻接地，保障光伏组件正常运行。
在本实施例中，上述接地电阻14为1兆欧5瓦的大阻值接地电阻。当然，本案并不局限于接地电阻14的具体阻值，只要是利用大阻值电阻接地保证光伏组件正常运行，并利用继电器切换直接接地消除静电荷的实施方式，均落入本案的保护范围。
在本实施例中，上述直流电源为输入直流电压大于等于100V时输出直流24V且输入直流电压小于100V时输出直流小于24V的直流电源，所述继电器为工作电压为24V的继电器。当然，本案设定100V为光伏组件正常运行的阈值，仅仅是一种典型的实施方式，并不局限于这一阈值点，只要是利用直流电源判定光伏组件的运行状态，并驱动继电器切换工作状态，第一工作状态为利用大阻值电阻接地保证光伏组件正常运行，第二工作状态为利用负极直接接地消除静电荷的实施方式，均落入本案的保护范围。
为实现上述目的，本发明还提供一种太阳能电池接地方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用直流电源检测光伏组件的直流输出电压；
B、当光伏组件的直流输出电压高于预定阈值时，执行步骤C；当光伏组件的直流输出电压低于预定阈值时，执行步骤D；
C、使光伏组件的直流输出负极通过电阻接地；
D、使光伏组件的直流输出负极直接接地。
本实施例中，在所述步骤B中，预定阈值为100V。所述步骤C中，所述电阻为1兆欧5瓦的大阻值接地电阻。当然，本案并不局限于接地电阻14的具体阻值，也不局限于具体阈值的大小。只要是利用大阻值电阻接地保证光伏组件正常运行，并利用继电器切换直接接地消除静电荷的实施方式，均落入本案的保护范围。
本发明的优势在于：提供了一种组件接地装置，在组件正常发电时，通过一个高阻值的电阻让组件的负极接地，组件无电压工作时，负极直接接地。光伏组件直流输出正极和光伏组件直流输出负极分别接光伏组件的正极和负极，直流电源12为DC-DC直流电源，当组件两端电压达到100Vdc时，直流电源输出24V，继电器动作。继电器13常开触点接大阻值电阻14，在光伏系统运行时，组件负极通过大阻值电阻14接地，不会影响原系统的安全系统，绝缘电阻检测功能。组件两端电压小于100Vdc时，光伏系统停止工作，继电器13断开，光伏组件直流输出负极通过继电器13常闭触点直接接地，完全消除组件上的静荷。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种太阳能电池接地装置，其特征在于，包括光伏组件直流输出正极、光伏组件直流输出负极、直流电源、继电器和接地电阻；所述直流电源具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述继电器具有电磁铁、常闭触点、常开触点和开关；所述光伏组件输出正极与直流电源的第一输入端电连接，所述光伏组件直流输出负极与直流电源的第二输入端电连接，所述继电器的电磁铁电连接于直流电源的第一输出端和第二输出端之间；所述继电器的常开触点通过接地电阻与光伏组件直流输出负极电连接，所述继电器的常闭触点直接与光伏组件直流输出负极电连接，所述继电器的开关一端在电磁铁的作用下可在常闭触点和常开触点之间切换，开关另一端接地；利用直流电源检测光伏组件的工作状态，当光伏组件不工作时，直流电源的输出电压不能使继电器动作，光伏组件的直流输出负极直接接地，消除静电荷，保证光伏组件不发生衰减；当光伏组件正常工作时，直流电源的输出电压使继电器动作，光伏组件的直流输出负极通过电阻接地，保障光伏组件正常运行。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池接地装置，其特征在于，所述接地电阻为1兆欧5瓦的大阻值接地电阻。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池接地装置，其特征在于，所述直流电源为输入直流电压大于等于100V时输出直流24V且输入直流电压小于100V时输出直流小于24V的直流电源，所述继电器为工作电压为24V的继电器。
4.一种太阳能电池接地方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用直流电源检测光伏组件的直流输出电压；
B、当光伏组件的直流输出电压高于预定阈值时，执行步骤C；当光伏组件的直流输出电压低于预定阈值时，执行步骤D；
C、使光伏组件的直流输出负极通过电阻接地；
D、使光伏组件的直流输出负极直接接地；
利用直流电源检测光伏组件的工作状态，当光伏组件不工作时，直流电源的输出电压不能使继电器动作，光伏组件的直流输出负极直接接地，消除静电荷，保证光伏组件不发生衰减；当光伏组件正常工作时，直流电源的输出电压使继电器动作，光伏组件的直流输出负极通过电阻接地，保障光伏组件正常运行。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池接地方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述预定阈值为100V。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池接地方法，其特征在于，所述步骤C中，所述电阻为1兆欧5瓦的大阻值接地电阻。
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