CN105375876A - 一种智能型光伏组件及其接线盒 - Google Patents

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邬超慧
张大炜
曹利敏
高学义
谭精浩
韩晓亮
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

提出了一种智能型光伏组件及其接线盒,所述接线盒内设置有智能控制器,所述智能控制器包括电流电压采集模块、温度采集模块和通信模块;所述接线盒内还设置有电流检测元件和电压检测元件用于检测光伏组件的电流、电压,并将检测信号发送至电流电压采集模块;接线盒内和光伏组件的背板均设置有温度传感器,温度传感器将检测信号发送至温度采集模块;通信模块将智能型光伏组件的信息上送至光伏监控系统。相比较于常规的光伏组件及其接线盒,本发明具备数据采集、通信等功能,增强了对光伏组件的管理功能,为光伏组件问题分析提供了数据依据。

Description

一种智能型光伏组件及其接线盒
技术领域
[0001] 本发明属于光伏发电技术领域,具体涉及一种智能型光伏组件及其接线盒。
背景技术
[0002] 太阳能(光伏)电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴一电子对。在p-n结电场的作用下,空穴由η区流向p区,电子由Ρ区流向η区,接通电路后就形成电流。当前主要分为单晶硅、多晶硅、和非晶硅太阳能电池。因为单个太阳能电池的电流和电压都较小,所以需要将光伏电池通过串、并联后,获得较高的和较大的电流后才能直接使用,将多个光伏电池封装在一起的器件叫光伏组件。光伏组件由盖板玻璃、胶质密封材料(常用EVA)、背板材料(常用TPE、TPT或玻璃)、边框和接线盒组成。由于逆变器的直流输入电压范围常规为300V〜900V,所以需将多个光伏组件串联形成光伏组串,才能达到逆变器要求的电压水平。
[0003] 光伏组件接线盒是将太阳能电池片产生的电力与外部线路连接的器件。接线盒由三部分组成:盒底、盒盖、旁路二极管。在串联支路中被局部遮蔽的太阳能电池,将被当作负载消耗其他有光照的太阳能电池所产生的能量,被遮蔽的太阳能电池此时会发热,这就是热斑效应,热斑效应会严重破坏太阳能电池。为了防止太阳能电池由于热斑效应而遭受破坏,通常在太阳能电池串联支路的正负极间并联一个旁路二极管,以避免被遮挡太阳能电池作为负载持续升温,发生热斑效应。
[0004] 图1所示为常规光伏组件原理图。图1中的太阳能电池1’由60片电池片组成,常规光伏组件接线盒2’的主要元件有旁路二极管3’和接线端子,常规光伏组件不具备任何的检测功能,仅是电流汇集及旁路二极管的作用。光伏组件在使用中可能出现的主要问题有:隐裂、汇流条与焊带接触不良或断裂、接线盒散热不良、接线盒接线柱接触不良等。这些问题产生的原因有很多种,但是对电池组件影响主要有发电效率降低和发热烧毁。因为光伏组件没有检测电流和温度的措施,所以在使用中只能待问题发生后才能发现,不能提前米取措施进行处理。
[0005] 由此可见,已有的常规光伏组件具有以下缺陷:1)不能检测组件温度。当接线盒内部灌胶不足或接线柱接触不良时,对引起接线盒烧毁和组件烧毁;2)效率衰减过程无检测手段。光伏组件的衰减是个渐进的过程,接线盒不具备电流、电压的检测元件,无法对组件进行检测,不能提前发生问题,并进行处理。
发明内容
[0006] 针对上述技术问题,本发明提出了一种智能型光伏组件接线盒,包括旁路二极管和接线端子,所述接线盒内还设置有智能控制器,所述智能控制器包括电流电压采集模块、温度采集模块和通信模块;所述接线盒内还设置有电流检测元件和电压检测元件用于检测光伏组件的电流、电压,并将检测信号发送至电流电压采集模块;接线盒内和光伏组件的背板均设置有温度传感器,温度传感器将检测信号发送至温度采集模块;通信模块将智能型光伏组件的信息上送至光伏监控系统。
[0007] 优选地,通过接线盒对电流、电压信息的采集,实时的对每个组件的运行状态进行监视,结合光伏电站的气象数据评估光伏组件的发电效率,并同历史曲线进行比较,发现光伏组件的衰减过程及衰减速度,对光伏组件存在的问题进行分析。
[0008] 优选地,通过接线盒对温度信息的采集可以及时的进行预警,以避免光伏组件的烧毁及火灾的发生。
[0009] 优选地,通信模块与光伏监控系统7之间的通信模式采用载波的方式或RS485的方式。
[0010] 本发明还提出了一种智能型光伏组件,其具有上述智能型光伏接线盒。
[0011] 本发明的有益效果:相比较于常规的光伏组件,本发明具有以下优点:1)具备数据采集功能;2)具备通信功能;3)增强了对光伏组件的管理功能,为光伏组件问题分析,提供了数据依据。
附图说明
[0012] 图1为常规光伏组件原理图。
[0013] 图2为智能型光伏组件接线盒。
具体实施方式
[0014] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0015]图2所示为本发明的智能型光伏组件接线盒,智能型光伏组件接线盒2除了有旁路二极管3和接线端子,还有一个智能控制器4,负责电流、电压和温度的采集单元和通信管理。如图2所示,太阳能电池1由60片电池片组成;智能型光伏组件接线盒2除了设置有旁路二极管3和接线端子,还包括智能控制器4,智能控制器4包括电流电压采集模块41、温度采集模块42和通信模块43。智能型光伏组件接线盒2内设置有电流检测元件和电压检测元件用于检测光伏组件的电流、电压,并将检测信号发送至电流电压采集模块41。接线盒2内设置有温度传感器5,光伏组件的背板设置有温度传感器6,温度传感器5和温度传感器6将检测信号发送至温度采集模块42。智能型光伏组件接线盒具备了电流、电压的采集功能,可以实时的对每个组件的运行状态进行监视,还可以结合光伏电站的气象数据评估光伏组件的发电效率,并同历史曲线进行比较,发现光伏组件的衰减过程及衰减速度,以便对光伏组件存在的问题进行分析;对温度的检测可以及时的进行预警,以避免光伏组件的烧毁及火灾的发生。光伏组件的通信模块43可以将智能型光伏组件的信息上送至光伏监控系统7,其通信模式可以采用载波的方式或RS485的方式。
[0016] 本文所提出的上述具体实现方式仅为示例性的,并不作为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员可根据具体情况对上述实现方式做出相应调整和改变,这些调整和改变也落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能型光伏组件接线盒,包括旁路二极管和接线端子,其特征在于:所述接线盒内还设置有智能控制器,所述智能控制器包括电流电压采集模块、温度采集模块和通信模块;所述接线盒内还设置有电流检测元件和电压检测元件用于检测光伏组件的电流、电压,并将检测信号发送至电流电压采集模块;接线盒内和光伏组件的背板均设置有温度传感器,温度传感器将检测信号发送至温度采集模块;通信模块将智能型光伏组件的信息上送至光伏监控系统。
2.根据权利要求1所述的智能型光伏组件接线盒,其特征在于:通过接线盒对电流、电压信息的采集,实时的对每个组件的运行状态进行监视,结合光伏电站的气象数据评估光伏组件的发电效率,并同历史曲线进行比较,发现光伏组件的衰减过程及衰减速度,对光伏组件存在的问题进行分析。
3.根据权利要求1或2所述的智能型光伏组件接线盒,其特征在于:通过接线盒对温度信息的采集可以及时的进行预警,以避免光伏组件的烧毁及火灾的发生。
4.根据权利要求1所述的智能型光伏组件接线盒,其特征在于:通信模块与光伏监控系统之间的通信模式采用载波的方式或RS485的方式。
5.一种智能型光伏组件,至少包括太阳能电池和如权利要求1-4中任意一项所述的光伏组件接线盒。
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