CN104821783B - 一种提高光伏电站发电效率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高光伏电站发电效率的方法和装置，所述方法包括步骤：电压检测模块首先检测光伏电板的电压；而后逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压后，若是则输出第一信号至旁路控制模块；而后旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路；而后电流检测模块检测光伏电板的电流；而后逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流后，若是则输出第二信号至旁路控制模块；而后旁路控制模块接收第二信号，并关闭旁路模块，将光伏电板恢复至被旁路前的状态。本发明可以用于解决光伏电站在进行发电时，由于部分光伏电板被遮挡而导致功耗大、发电效率低等问题。

Description

一种提高光伏电站发电效率的方法和装置

技术领域

本发明涉及电路控制领域，尤其涉及一种提高光伏电站发电效率的方法和装置。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，能源已成为发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础。化石燃料作为不可再生能源，由于人类大量开采使用，储量正在逐渐下降。此外，化石燃料大量使用对人类生存环境造成的危害日益突出，导致生态进一步恶化，对人类的生存构成了极大威胁。因而发展可再生能源，改变目前的能源结构，实现人类社会的可持续发展，就成为了未来社会发展的一个重要主题。其中，太阳能无疑是符合可持续发展的理想的绿色能源，必将成为21世纪最重要的能源之一。

光伏电站是将太阳能转换为电能的重要设施，光伏电站的规模大的有兆瓦级别的，规模小的也有千瓦级别的，但这些光伏电站通常包括有多块光伏电板，这些光电电板之间相互串联形成光伏电板组，而后再将光伏电板组相并联形成分布式的光伏发电网络。光伏电板置于光照较强的区域，可以用于将太阳能转换为电能予以输出，将电能通过汇流箱汇流后并入公共电网，进而提供电力。由于光伏电板的数量众多，因而在接收太阳光照中，部分光伏电板难免会出现太阳光无法完全照射的情况，如果长期得不到阳光照射，那么这部分光伏电板本身存在着电阻，会不断地消耗其他与该光伏电板串联的光伏电板所产生的电能，从而导致光伏电站的发电效率整体下降。而一但将这些被遮挡的光伏电板从光伏电板组中旁路出来，虽然可以暂时缓解被遮挡的光伏电板对电能的损耗，但若这些光伏电板重新恢复光照时，由于仍然处于旁路状态，因而会产生大量的热，这些热量如果不及时的导出去，严重的情况下，会引起光伏电板发生爆炸。

综上所述，如何解决光伏电站在进行发电时，由于部分光伏电板被遮挡而导致功耗大、发电效率低等问题，是电路控制领域一个亟需解决的问题。

发明内容

为此，需要提供一种提高光伏电站发电效率的技术方案，用于解决光伏电站在进行发电时，由于部分光伏电板被遮挡而导致功耗大、发电效率低等问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种提高光伏电站发电效率的装置，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块，旁路模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接；

所述电压检测模块用于检测光伏电板的电压；

所述逻辑电路模块用于判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块；

所述旁路控制模块用于接收第一信号，并启动旁路模块；

所述旁路模块用于将光伏电板旁路；

所述电流检测模块用于检测光伏电板的电流；

所述逻辑电路模块还用于判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则输出第二信号至旁路控制模块；

所述旁路控制模块用于接收第二信号，关闭旁路模块，并将光伏电板恢复至被旁路前的状态。

进一步地，所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定。

进一步地，“所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：

预设电压为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电压。

进一步地，所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定。

进一步地，“所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括:

预设电流为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电流。

发明人还提供了一种提高光伏电站发电效率的方法，所述方法应用于提高光伏电站发电效率的装置，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块，旁路模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接；则所述方法包括以下步骤：

电压检测模块检测光伏电板的电压；

逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块；

旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路；

电流检测模块检测光伏电板的电流；

逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则输出第二信号至旁路控制模块；

旁路控制模块接收第二信号，关闭旁路模块，并将光伏电板恢复至被旁路前的状态。

进一步地，所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定。

进一步地，“所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：

预设电压为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电压。

进一步地，所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定。

进一步地，“所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括:

预设电流为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电流。

区别于现有技术，上述技术方案所述的提高光伏电站发电效率的方法和装置，所述方法应用于提高光伏电站发电效率的装置，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接。则所述方法包括：电压检测模块首先检测光伏电板的电压；而后逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块；而后旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路；而后电流检测模块检测光伏电板的电流；而后逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则输出第二信号至旁路控制模块；而后旁路控制模块接收第二信号，并关闭旁路模块，将光伏电板恢复至被旁路前的状态。通过设置预设电压，并用逻辑电路模块进行判断，可以准确地把握光伏电板被旁路的时机，使得光伏电板在被大幅度遮挡时被旁路，从而保证被旁路的这部分光伏电板不消耗其他正常状态下的光伏电板所提供的电能，因而整体提升光伏电站的效率。通过设置预设电流，并用逻辑电路模块进行判断，可以在被遮挡的这部分光伏电板在恢复光照后，又重新恢复旁路前的状态，重新接入光伏电板组中，一方面可以保证这部分光伏电板的安全性，另一方面可以重新提供电力，提供光伏电站的发电效率。因而在电路控制领域具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明一实施例涉及的提高光伏电站发电效率的装置示意图；

图2为本发明一实施例涉及的光伏电板的示意图；

图3为本发明一实施例涉及的提高光伏电站发电效率的方法流程图；

图4为本发明另一实施例涉及的提高光伏电站发电效率的方法流程图。

附图标记说明：

101、电压检测模块；

102、电流检测模块；

103、逻辑电路模块；

104、旁路控制模块；

105、旁路模块；

106、光伏电板；

107、汇流箱；

108、光伏并网器；

109、公共电网。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，为本发明一实施例涉及的提高光伏电站发电效率的装置示意图。所述装置包括多个光伏电板106，所述光伏电板106与光伏电板106串联，互相串联的光伏电板形成一光伏电板组，一个光伏电站包括有一个或多个光伏电板组，当具有多个光伏电板组时，光伏电板组与光伏电板组之间相互并联，光伏电板组产生的电能通过汇流箱107后传输至光伏并网器108，而后光伏并网器再将电能传输至公共电网109，为公共电网提供电力。

如图2所示，所述光伏电板106包括电流检测模块102，电压检测模块101，逻辑电路模块103，旁路控制模块104，旁路模块105；所述电流检测模块102与逻辑电路模块103连接，所述电压检测模块101与逻辑电路模块103连接，所述逻辑电路模块103与旁路控制模块104连接，旁路控制模块104与旁路模块105连接；所述电压检测模块101用于检测光伏电板的电压；所述逻辑电路模块103用于判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块；所述旁路控制模块104用于接收第一信号，并启动旁路模块；所述旁路模块105用于将光伏电板旁路；所述电流检测模块102用于检测光伏电板的电流；所述逻辑电路模块103还用于判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流后，若是则输出第二信号至旁路控制模块；所述旁路控制模块104用于接收第二信号，并关闭旁路模块，将光伏电板恢复至被旁路前的状态。

在使用提高光伏电站发电效率的装置时，首先电压检测模块检测光伏电板的电压。光伏电板在工作状态时，其表面接收太阳光线照射，并将太阳能转化为电能进行输出。在太阳光线的辐射强度、光线强度一定的情况下，某一块光伏电板所能产生的电能就与该光伏电板被太阳光照射的面积密切相关。也就是说，当光伏电板被太阳光照射的面积越大，其所产生的电能就越大，光伏电板两端的电压也就是越大。当光伏电板被太阳光照射的面积减小(也即光伏电板被遮挡)时，其两端的电压相应减少，其所能提供的电能也相应变少。当光伏电板被遮挡的面积很大时，由于其自身存在着电阻，且又与其他光伏电板相串联，不仅会消耗与之串联的光伏电板所产生的电能，同时由于热效应会产生大量的热，减缓光伏电板电板的使用寿命。

在检测到光伏电板两端的电压后，所述逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块。预设电压可以是自定义的一数值，也可以是根据光伏电板被遮挡的面积所确定的数值。当光伏电板两端的电压低于预设电压，说明该光伏电板所产生的电能较低，如果继续将该光伏电板与其他光伏电板串联工作，则会影响光伏电站整体的发电效率，因而逻辑电路模块会输出第一信号至旁路控制模块。所述第一信号可以电信号，也可以是数字信号。旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路。旁路是指因光伏电板的发电功率降低而将该被遮挡的光伏电板旁路。在本实施方式中，旁路控制模块为IGBT驱动，旁路模块为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，因而被广泛应用于电力工程、可再生能源和智能电网等领域。当光伏电板被旁路后，电流将不再从该光伏电板经过，而是通过IGBT直接传输至下一光伏电板(类似于物理学中，导线连接于一电阻两端，使得电阻处于短路状态，电流经过时将直接从导线构成回路传输，而不再经过该电阻)。如果逻辑电路模块判定电压检测模块检测到光伏电板的电压不低于预设电压，说明此时光伏电板并未被遮挡或者被遮挡面积在误差范围以内，光伏电板将继续处于正常工作状态，将太阳能转换为电能。通过设置预设电压，并用逻辑电路模块进行判断，可以准确地把握光伏电板被旁路的时机，使得光伏电板在被大幅度遮挡时被旁路，从而保证被旁路的这部分光伏电板不消耗其他正常状态下的光伏电板所提供的电能，降低了功耗，且提升光伏电站的效率。

当被遮挡的光伏电板，恢复阳光照射后，此时由于光伏电板被旁路，通过光伏电板的电流会急速增大，如果不将光伏电板重新恢复至工作状态，与其他光伏电板相串联，则光伏电板会因为热量过高而烧毁，对于串联的光伏分布式网络而言，后果不堪设想。而由于此时，被遮挡的光伏电板处于旁路状态，无法检测其两端电压(相当于被短路，导线电阻忽略不计情况下，导线两端电压恒为0)，但可以通过检测光伏电板的电流进行判断光伏电板是否已经恢复光照，不再被遮挡。首先电流检测模块检测光伏电板的电流。此时电流检测模块检测到的为光伏电板的短路电流，当被遮挡的光伏电板恢复光照，其所能产生的电能会快速增加，且由于此时光伏电板仍处于旁路状态(电阻相对于正常工作状态要小很多)，因而光伏电板两端的电流也会急速增加。

在检测到光伏电板两端的电流后，逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则输出第二信号至旁路控制模块。预设电流可以是自定义的一数值，也可以是根据光伏电板被遮挡的面积所确定的数值。当光伏电板两端的电流高于预设电压，说明该光伏电板所产生的电能较高，如果继续让该光伏电板处于旁路状态，一方便该光伏电板容易因为热斑效应而烧毁，另一方面也会影响光伏电站整体的发电效率。所述第二信号可以电信号，也可以是数字信号。旁路控制接收第二信号，关闭旁路模块，并将光伏电板恢复至被旁路之前的状态。所述被旁路之前的状态为光伏电板接收太阳光大面积照射，正常工作状态，也即与其他光伏电板相互串联，可以将太阳能转换为电能的状态。如果逻辑电路模块判定电流检测模块检测到光伏电板的电流不高于预设电流，则说明此时光伏电板依然处于被遮挡的面积依然较大，光伏电板将继续处于被旁路状态。通过设置预设电流，并用逻辑电路模块进行判断，可以在被遮挡的这部分光伏电板在恢复光照后，又重新恢复旁路前的状态，重新接入光伏电板组中，一方面可以保证这部分光伏电板的安全性，另一方面可以重新提供电力，提供光伏电站的发电效率。因而在电路控制领域具有广阔的市场前景。

在本实施方式中，所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定。“所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：预设电压为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电压。在光照条件一定的情况下，光伏电板的接收阳光照射的面积与其所能产生的电能为正相关关系。例如某一光伏面板在全部面积都接收阳光照射的情况下(完全不被遮挡)，工作时所产生的电压为10V，工作电流为0.5A。当被遮挡面积占总面积比例为10％时，由于该10％面积无法被阳光照射，也就无法产生电能，因而光伏电板两端的电压会随之下降，假设电压与遮挡面积的关系为线性关系，则电压也相应减少10％，此时光伏电板两端的电压为9V，此时可以将预设电压设为9V，若检测到光伏电板两端的电压小于9V，则说明光伏电板被遮挡的面积占总面积的比例超过了10％，需要将该光伏电板旁路。同理，当被遮挡面积占总面积比例为20％时，由于该20％面积无法被阳光照射，也就无法产生电能，因而光伏电板两端的电压会随之下降，假设电压与遮挡面积的关系为线性关系，则电压也相应减少20％，此时光伏电板两端的电压为8V，此时可以将预设电压设为9V，若检测到光伏电板两端的电压小于8V，则说明光伏电板被遮挡的面积占总面积的比例超过了20％，需要将该光伏电板旁路。预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定，不仅易于逻辑电路模块进行分析判断，同时也有利于实际生产应用的需要。

在本实施方式中，所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定。“所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：预设电流为光伏电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光伏电板的电流。下面以预设电流为光伏电板被遮挡面积占总面积比例为10％光伏电板的电流，对上述情况进行说明。例如某一光伏面板在全部面积都接收阳光照射的情况下(完全不被遮挡)，工作时所产生的电压为10V，工作电流为0.5A，额定电流(在工作状态下所允许通过的最大电流)为5A，预设电压设置为5V。当光伏面板被遮挡的面积逐渐增加，其两端所检测到的电压的大小也在不断下降，当电压检测电路检测到电压低于5V后，就会对该面板进行旁路。例如遮挡面积为10％时光伏电板被旁路，旁路状态下的光伏面板，由于其电阻较小，因而检测到的电流会随之增大，例如增大为2A，但此时由于光伏电板处于被遮挡状态，其所产生的电压并未达到额定电压，因而检测到的电流也依然低于额定电流。当旁路状态下的光伏电板恢复光照，光伏电板所产生的电能也在增加，此时光伏电板由于依然处于旁路状态(电阻很小)，其两端的电流会急速增加，逼近额定电流的值，如为4.6A。例如在本实施方式中，电流与遮挡面积呈线性相关，那么遮挡面积为10％时，短路电流为额定电流的90％，为4.5A，所述额定电流为光伏电板完全不被遮挡状态下所产生的电流。也就是说，此时电流检测电流所检测到的电流要大于预设电流，因而需要将该光伏电板恢复至其被旁路前的状态，也即将其恢复至正常的工作状态。

逻辑电路模块在判定电压检测模块检测到光伏电板的电压低于预设电压后，会输出第一信号至旁路控制模块；或者，在判定电流检测模块检测到光伏电板的电流高于预设电流后，输出第二信号至旁路控制模块。所输出的第一信号和第二信号若过于微弱，不利于旁路控制模块接收分析，因而在本实施方式中，所述光伏电板还包括信号放大模块。所述信号放大模块用于放大第一信号和第二信号。通过信号放大模块的设置，可以保证旁路控制模块可以准确捕捉到逻辑电路模块所传输的第一信号和第二信号，使得光伏电板被旁路或恢复旁路前状态的时机更加准确。

在本实施方式中，所述光伏电板还包括电源保持模块，所述电源保持模块用于为电压检测模块、电流检测模块、逻辑电路模块、旁路控制模块以及旁路模块提供工作电源。电源保持模块为具有输出电能的电子元件，可以为蓄电池、发电机等。在本实施方式中，电压检测模块、电流检测模块、逻辑电路模块、旁路控制模块以及旁路模块可以安装在光伏电板的背面电源引出线盒内。一方面可以有效地将这些电路模块保护起来，延长这些电路的使用寿命，另一方面可以节约光伏电板的占用体积，使得光伏电板整体美观。

请参阅图3，以及发明人还提供了一种提高光伏电站发电效率的方法。所述方法应用于提高光伏电站发电效率的装置，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块，旁路模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接。所述方法可以用于提高光伏电站的发电效率，并降低功耗。则所述方法包括以下步骤：

首先进入步骤S301电压检测模块检测光伏电板的电压。光伏电板在工作状态时，其表面接收太阳光线照射，并将太阳能转化为电能进行输出。在太阳光线的辐射强度、光线强度一定的情况下，某一块光伏电板所能产生的电能就与该光伏电板被太阳光照射的面积密切相关。也就是说，当光伏电板被太阳光照射的面积越大，其所产生的电能就越大，光伏电板两端的电压也就是越大。当光伏电板被太阳光照射的面积减小(也即光伏电板被遮挡)时，其两端的电压相应减少，其所能提供的电能也相应变少。当光伏电板被遮挡的面积很大时，由于其自身存在着电阻，且又与其他光伏电板相串联，不仅会消耗与之串联的光伏电板所产生的电能，同时由于热效应会产生大量的热，减缓光伏电板电板的使用寿命。

而后进入步骤S302逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则进入步骤S303输出第一信号至旁路控制模块。预设电压可以是自定义的一数值，也可以是根据光伏电板被遮挡的面积所确定的数值。当光伏电板两端的电压低于预设电压，说明该光伏电板所产生的电能较低，如果继续将该光伏电板与其他光伏电板串联工作，则会影响光伏电站整体的发电效率，因而逻辑电路模块会输出第一信号至旁路控制模块。所述第一信号可以电信号，也可以是数字信号。而后进入步骤S304旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路。旁路是指因光伏电板的发电功率降低而将该被遮挡的光伏电板旁路。在本实施方式中，旁路控制模块为IGBT驱动，旁路模块为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，因而被广泛应用于电力工程、可再生能源和智能电网等领域。当光伏电板被旁路后，电流将不再从该光伏电板经过，而是通过IGBT直接传输至下一光伏电板(类似于物理学中，导线连接于一电阻两端，使得电阻处于短路状态，电流经过时将直接从导线构成回路传输，而不再经过该电阻)。如果逻辑电路模块判定电压检测模块检测到光伏电板的电压不低于预设电压，说明此时光伏电板并未被遮挡或者被遮挡面积在误差范围以内，光伏电板将继续处于正常工作状态，将太阳能转换为电能。通过设置预设电压，并用逻辑电路模块进行判断，可以准确地把握光伏电板被旁路的时机，使得光伏电板在被大幅度遮挡时被旁路，从而保证被旁路的这部分光伏电板不消耗其他正常状态下的光伏电板所提供的电能，降低了功耗，且提升光伏电站的效率。

当被遮挡的光伏电板，恢复阳光照射后，此时由于光伏电板被旁路，通过光伏电板的电流会急速增大，如果不将光伏电板重新恢复至工作状态，与其他光伏电板相串联，则光伏电板会因为热量过高而烧毁，对于串联的光伏分布式网络而言，后果不堪设想。而由于此时，被遮挡的光伏电板处于旁路状态，无法检测其两端电压(相当于被短路，导线电阻忽略不计情况下，导线两端电压恒为0)，但可以通过检测光伏电板的电流进行判断光伏电板是否已经恢复光照，不再被遮挡或遮挡面积所占比例较小。如图4所示，首先进入步骤S401电流检测模块检测光伏电板的电流。此时电流检测模块检测到的为光伏电板的短路电流，当被遮挡的光伏电板恢复光照，其所能产生的电能会快速增加，且由于此时光伏电板仍处于旁路状态(电阻相对于正常工作状态要小很多)，因而光伏电板两端的电流也会急速增加。

而后进入步骤S402逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则进入步骤S403输出第二信号至旁路控制模块。预设电流可以是自定义的一数值，也可以是根据光伏电板被遮挡的面积所确定的数值。当光伏电板两端的电流高于预设电压，说明该光伏电板所产生的电能较高，如果继续让该光伏电板处于旁路状态，一方便该光伏电板容易因为热斑效应而烧毁，另一方面也会影响光伏电站整体的发电效率。所述第二信号可以电信号，也可以是数字信号。而后进入步骤S404旁路控制接收第二信号，关闭旁路模块，并将光伏电板恢复至被旁路前的状态。所述被旁路前的状态为光伏电板接收太阳光大面积照射，正常工作状态，也即与其他光伏电板相互串联，可以将太阳能转换为电能的状态。如果逻辑电路模块判定电流检测模块检测到光伏电板的电流不高于预设电流，则说明此时光伏电板依然处于被遮挡的面积依然较大，光伏电板将继续处于被旁路状态。通过设置预设电流，并用逻辑电路模块进行判断，可以在被遮挡的这部分光伏电板在恢复光照后，又重新恢复旁路前的状态，重新接入光伏电板组中，一方面可以保证这部分光伏电板的安全性，另一方面可以重新提供电力，提供光伏电站的发电效率。因而在电路控制领域具有广阔的市场前景。

在本实施方式中，所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定。“所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：预设电压为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电压。在光照条件一定的情况下，光伏电板的接收阳光照射的面积与其所能产生的电能为正相关关系。例如某一光伏面板在全部面积都接收阳光照射的情况下(完全不被遮挡)，工作时所产生的电压为10V，工作电流为0.5A。当被遮挡面积占总面积比例为10％时，由于该10％面积无法被阳光照射，也就无法产生电能，因而光伏电板两端的电压会随之下降，假设电压与遮挡面积的关系为线性关系，则电压也相应减少10％，此时光伏电板两端的电压为9V，此时可以将预设电压设为9V，若检测到光伏电板两端的电压小于9V，则说明光伏电板被遮挡的面积占总面积的比例超过了10％，需要将该光伏电板旁路。同理，当被遮挡面积占总面积比例为20％时，由于该20％面积无法被阳光照射，也就无法产生电能，因而光伏电板两端的电压会随之下降，假设电压与遮挡面积的关系为线性关系，则电压也相应减少20％，此时光伏电板两端的电压为8V，此时可以将预设电压设为9V，若检测到光伏电板两端的电压小于8V，则说明光伏电板被遮挡的面积占总面积的比例超过了20％，需要将该光伏电板旁路。预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定，不仅易于逻辑电路模块进行分析判断，同时也有利于实际生产应用的需要。

在本实施方式中，所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定。“所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：预设电流为光伏电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光伏电板的电流。下面以预设电流为光伏电板被遮挡面积占总面积比例为10％光伏电板的电流，对上述情况进行说明。例如某一光伏面板在全部面积都接收阳光照射的情况下(完全不被遮挡)，工作时所产生的电压为10V，工作电流为0.5A，额定电流(在工作状态下所允许通过的最大电流)为5A，预设电压设置为5V。当光伏面板被遮挡的面积逐渐增加，其两端所检测到的电压的大小也在不断下降，当电压检测电路检测到电压低于5V后，就会对该面板进行旁路。例如遮挡面积为10％时光伏电板被旁路，旁路状态下的光伏面板，由于其电阻较小，因而检测到的电流会随之增大，例如增大为2A，但此时由于光伏电板处于被遮挡状态，其所产生的电压并未达到额定电压，因而检测到的电流也依然低于额定电流。当旁路状态下的光伏电板恢复光照，光伏电板所产生的电能也在增加，此时光伏电板由于依然处于旁路状态(电阻很小)，其两端的电流会急速增加，逼近额定电流的值，如为4.6A。例如在本实施方式中，电流与遮挡面积呈线性相关，那么遮挡面积为10％时，短路电流为额定电流的90％，为4.5A，所述额定电流为光伏电板完全不被遮挡状态下所产生的电流。也就是说，此时电流检测电流所检测到的电流要大于预设电流，因而需要将该光伏电板恢复至其被旁路前的状态，也即将其恢复至正常的工作状态。

逻辑电路模块在判定电压检测模块检测到光伏电板的电压低于预设电压后，会输出第一信号至旁路控制模块；或者，在判定电流检测模块检测到光伏电板的电流高于预设电流后，输出第二信号至旁路控制模块。所输出的第一信号和第二信号若过于微弱，不利于旁路控制模块接收分析，因而在本实施方式中，所述光伏电板还包括信号放大模块。所述信号放大模块用于放大第一信号和第二信号。通过信号放大模块的设置，可以保证旁路控制模块可以准确捕捉到逻辑电路模块所传输的第一信号和第二信号，使得光伏电板被旁路或恢复旁路前状态的时机更加准确。

在本实施方式中，所述光伏电板还包括电源保持模块，所述电源保持模块用于为电压检测模块、电流检测模块、逻辑电路模块、旁路控制模块以及旁路模块提供工作电源。电源保持模块为具有输出电能的电子元件，可以为蓄电池、发电机等。在本实施方式中，电压检测模块、电流检测模块、逻辑电路模块、旁路控制模块以及旁路模块可以安装在光伏电板的背面电源引出线盒内。一方面可以有效地将这些电路模块保护起来，延长这些电路的使用寿命，另一方面可以节约光伏电板的占用体积，使得光伏电板整体美观。

上述技术方案所述的提高光伏电站发电效率的方法和装置，所述方法应用于提高光伏电站发电效率的装置，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接。则所述方法包括：电压检测模块首先检测光伏电板的电压；而后逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压后，若是则输出第一信号至旁路控制模块；而后旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路；而后电流检测模块检测光伏电板的电流；而后逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流后，若是则输出第二信号至旁路控制模块；而后旁路控制模块接收第二信号，并关闭旁路模块，将光伏电板恢复至被旁路前的状态。通过设置预设电压，并用逻辑电路模块进行判断，可以准确地把握光伏电板被旁路的时机，使得光伏电板在被大幅度遮挡时被旁路，从而保证被旁路的这部分光伏电板不消耗其他正常状态下的光伏电板所提供的电能，因而整体提升光伏电站的效率。通过设置预设电流，并用逻辑电路模块进行判断，可以在被遮挡的这部分光伏电板在恢复光照后，又重新恢复旁路前的状态，重新接入光伏电板组中，一方面可以保证这部分光伏电板的安全性，另一方面可以重新提供电力，提供光伏电站的发电效率。因而在电路控制领域具有广阔的市场前景。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高光伏电站发电效率的装置，其特征在于，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块，旁路模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接；

所述电压检测模块用于检测光伏电板的电压；

所述逻辑电路模块用于判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块；所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定；

所述旁路控制模块用于接收第一信号，并启动旁路模块；

所述旁路模块用于将光伏电板旁路；

所述电流检测模块用于检测光伏电板的电流；

所述逻辑电路模块还用于判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则输出第二信号至旁路控制模块；所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定；

所述旁路控制模块用于接收第二信号，关闭旁路模块，并将光伏电板恢复至被旁路前的状态。

2.根据权利要求1所述的提高光伏电站发电效率的装置，其特征在于，“所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：

预设电压为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电压。

3.根据权利要求1所述的提高光伏电站发电效率的装置，其特征在于，“所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括:

预设电流为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电流。

4.一种提高光伏电站发电效率的方法，其特征在于，所述方法应用于提高光伏电站发电效率的装置，所述装置包括多个光伏电板，所述光伏电板与光伏电板串联，所述光伏电板包括电流检测模块，电压检测模块，逻辑电路模块，旁路控制模块，旁路模块；所述电流检测模块与逻辑电路模块连接，所述电压检测模块与逻辑电路模块连接，所述逻辑电路模块与旁路控制模块连接，旁路控制模块与旁路模块连接；则所述方法包括以下步骤：

电压检测模块检测光伏电板的电压；

逻辑电路模块判断电压检测模块检测到光伏电板的电压是否低于预设电压，若是则输出第一信号至旁路控制模块；所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定；

旁路控制模块接收第一信号，并启动旁路模块，旁路模块将光伏电板旁路；

电流检测模块检测光伏电板的电流；

逻辑电路模块判断电流检测模块检测到光伏电板的电流是否高于预设电流，若是则输出第二信号至旁路控制模块；所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定；

旁路控制模块接收第二信号，关闭旁路模块，并将光伏电板恢复至被旁路前的状态。

5.根据权利要求4所述的提高光伏电站发电效率的方法，其特征在于，“所述预设电压根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括：

预设电压为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电压。

6.根据权利要求4所述的提高光伏电站发电效率的方法，其特征在于，

“所述预设电流根据光伏电板被遮挡的面积确定”具体包括:

预设电流为光电电板被遮挡面积占总面积比例为10～20％时光电电板的电流。