CN1389931A - 太阳能电池组和光电发电系统 - Google Patents

太阳能电池组和光电发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1389931A
CN1389931A CN02141080A CN02141080A CN1389931A CN 1389931 A CN1389931 A CN 1389931A CN 02141080 A CN02141080 A CN 02141080A CN 02141080 A CN02141080 A CN 02141080A CN 1389931 A CN1389931 A CN 1389931A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery group
solar battery
solar
maximum
earthed voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN02141080A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1223012C (zh
Inventor
都筑英寿
高林明治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN1389931A publication Critical patent/CN1389931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1223012C publication Critical patent/CN1223012C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
    • Y10S136/291—Applications
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
    • Y10S136/291—Applications
    • Y10S136/293—Circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/906—Solar cell systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

公开了包括许多太阳能电池的太阳能电池组,其特征是满足V2< 0和V1+V2> 0的关系,式中V1是太阳能电池组最大输出时正极端的接地电压,V2是太阳能电池组最大输出时负极端的接地电压,还公开了有这种太阳能电池组的光电发电系统,当你碰到太阳能电池组的任何电路时,能减小电击对人体的影响。

Description

太阳能电池组和光电发电系统
技术领域
本发明涉及有许多太阳能电池的太阳能电池组，和有这种太阳能电池组的光电发电系统。
背景技术
近年来光电发电系统作为清洁的新供能装置引起了人们的关注。当它们被用作户外标志的电源，或手表或钟表的电源时，某些情况下单个太阳能电池单元(或太阳能电池模块)和蓄电池组合构成光电发电系统。但是，当光电发电系统用于公共建筑，大厦，发电厂等处时，通常要将光电发电系统设计成有几千瓦(kW)或几千瓦以上的电功率。另一方面，每个太阳能电池单元或太阳能电池模块的电功率只有几瓦(W)到几百瓦。因此，在要产生几千瓦或几千瓦以上电功率的光电发电系统中，通常使用由许多太阳能电池组成的太阳能电池组。
而且，其中的多个太阳能电池串联连接成通称的太阳能电池串，多个太阳能电池或太阳能电池串并联连接成通常狭义地称作太阳能电池组。本说明书中，简称“太阳能电池组”是指太阳能电池串。
而且，本说明书中简称“太阳能电池”是指太阳能电池单元和太阳能电池模块。本说明书中，“太阳能电池单元”是有光电转换功能的装置的最小构成单元，它是在不损坏单元的光电转换部件(通常是多层半导体层)的情况下，基本上无法除去有较小电动力的光电转换装置的单元。本说明书中，术语“太阳能电池模块”是指其中有多个电连接(例如串联或并联连接)成一个整体的太阳能电池单元的元件。本说明书所描述的发明中“太阳能电池单元”与“太阳能电池模块”大多数情况下没有本质上的区别。因此，术语“太阳能电池”用作总概念。而下面将说明在本发明中的“太阳能电池单元”与“太阳能电池模块”之间的区别。
目前，在上述大功率光电发电系统中，存在碰到电路发生电击的危险。常用的光电发电系统中，这样的电路被覆盖或严禁进入环绕发电系统的环境，以防范电击。但是，如果覆盖电路的任何覆盖材料发生破损，或在施工维修时，你可能会碰到电路。
其间，当你碰了太阳能电池组的电路时，减小电路对人体的影响的方法是，例如用变压器(绝缘变压器)使电池组的总电路与地之间完全绝缘(使它们进入浮置状态)，当你碰到电路时不会形成电流回路。但是，即使在这种情况下，在电路的某些部分无意间形成了接地缺陷的状态下，如果你碰到电路的不同部分，则不能控制对人体的影响。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种太阳能电池组和一种光电发电系统，当你碰到电路时，它能减小人体电击的影响。
为实现上述发明目的，本发明提供一种有许多太阳能电池的太阳能电池组，该太阳能电池组满足V2＜0和V1+V2＞0的关系，式中V1是太阳能电池组最大输出时(太阳能电池组的)正极端的接地电压，V2是太阳能电池组的最大输出时(太阳能电池组的)负极端的接地电压。
在电池组的优选实施例中，该电池组满足V1+2V2＝0的关系。下述情况下的实施例也是优选的，即不在太阳能电池内的电路上存在接地电压为0的点，V1+2V2的绝对值不超过当不在太阳能电池内的电路上的其它点的接地电压为0时，即被设置为0时V1+2V2的绝对值。换句话说，本实施例是不在太阳能电池内的电路上的点的接地电压为0的条件下，可使V1+2V2的绝对值设置到最小值的实施例。而且，下述情况下的实施例也是优选的，即单个太阳能电池的最大输出时的正负极之间的电位差为V3，满足V1+2V2-2V3≤0≤V1+2V2+V3的关系。电池组最好在接地电压为0的点接地。
本发明还提供有上述太阳能电池组的光电发电系统，它有负载和/或逆变器，以改变太阳能电池组的输出电流，以直流变交流输出电流；负载和/或逆变器连接到太阳能电池组的正极端和负极端。
本发明还提供一种光电发电系统，它有包括许多太阳能电池的太阳能电池组和逆变器，逆变器连接到太阳能电池，将太阳能电池组的直流输出改变成交流输出，其中太阳能电池组具有这样的点，即在太阳能电池组最大输出时，该点上的接地电压为0V；该点位于太阳能电池组最大输出时的太阳能电池的负极端与电中间点之间。
附图说明
图1是太阳能电池串的一个实例的示意图，它描述本发明的概况；
图2是作为本发明太阳能电池组一个实例的太阳能电池串的一个实例的示意图；
图3是本发明的光电发电系统的一个实例的示意图；
图4是本发明的光电发电系统的另一实例的示意图；
图5是本发明的太阳能电池组的一个实例的示意图；
图6是本发明的太阳能电池组的另一个实例的示意图；
图7是作为本发明太阳能电池组一个实例的太阳能电池串的一个实例的示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例是太阳能电池组或光电发电系统，它们被设计成当人手碰到太阳能电池组的电路的某些部分时，能减小电击对人体心脏的影响。于是，能够使这种影响保持最小的太阳能电池组或光电发电系统是本发明的最优实施例。
按IEC(国际电工委员会)标准60479-1，从动物实验结果确认，直流电流从动物的上部流到下部引起纤维性颤动的电流阈值是从动物的下部流向上部引起纤维性颤动的电流阈值的两倍。本发明人认为这种关系也适用于人体。
太阳能电池串100中的多个太阳能电池串联连接，如图1所示的太阳能电池组实例。图1所示的太阳能电池串100中，用V1表示最大输出时正极端101的接地电压，用V2表示最大输出时负极端102的接地电压。这里研究当太阳能电池串100保持最大输出时，站在地上，手碰着电路的正极端与负极端之间的任何一点(或碰着正极端101或负极端102上的点)时，流过人体的直流电流和直流电流对心脏的影响。
R代表人体的手与脚底之间的直流电阻值，其中满足V1≥0≥V2(假定V1＞V2)的关系，从脚底至手流过人体的直流电流的最大值(即从下部至上部流过的直流电流最大值)变成-V2/R，从手至脚底(即从上至下)流过人体的直流电流最大值变成V1/R。这里，用虚拟参数Eff分别表示各种情况下直流电流对心脏的影响值，每种情况下Eff分别被定义为aV1/R和-2aV2/R(式中a是比例常数)
本发明优选实施例的结构使Eff的最大值设定为小值。Eff的最大值是当你的手碰到太阳能电池串中Eff最高的点时的Eff值。
假设使正极端101接地，正极端的接地电压V1设置成0，当你的手碰到负极端时Eff变成最大，Eff的最大值变成-2aV2/R。另一方面，如果使负极端102接地，负极端的接地电压V2设置成0，当你的手碰到正极端时Eff变成最大，Eff的最大值变成aV1/R。此外，如果正极端与负极端之间的电中间点接地并且该电中间点的接地电压为0，则表明V1＝-V2。因此，当你的手碰到负极端时Eff变成最大，Eff的最大值变成-2aV2/R(＝2aV1/R)。
综上所述，在满足关系kV1+(1-k)V2＝0(0≤k≤1)的情况下，Eff的最大值当0≤k≤1/3时变成aV1/R，当1/3≤k≤1时变成-2aV2/R。
通常太阳能电池串被设计成当最大输出时，电池串100的正极端101与负极端102之间的电位差(＝V1-V2)变成常数(＝Vc)。按该方式设计时，kVc+V2＝0(0≤k≤1)和V1-(1-k)Vc＝0(0≤k≤1)。因此，当0≤k≤1/3时Eff的最大值变成a(1-k)Vc/R，当1/3≤k≤1时，变成2akVc/R。之后，在设定为0＜k＜1/2处Eff的最大值可以小于a VcR(换句话说，小于在电池串的端部或电中间点的接地电压设为0时出现的Eff值)。之后，从0＜k＜1/2，kV1+(1-k)V2＝0和V1＞V2得出V1+V2＞0和V2＜0。
因此，如果用V1和V2分别表示太阳能电池串最大输出时的正极端接地电压和负极端接地电压，太阳能电池串被设计成满足V1＞0，V2＜0和V1+V2＞0的关系(但是，只要能满足V2＜0和V1+V2＞0的关系，则必须V1＞0)。换句话说，这样设计的太阳能电池串，使得位于(i)正极端与负极端之间的电中间点和(ii)负极端之间(除电中间点与负极端之外)的电路上的点的接地电压变成0。
这样设计成的太阳能电池串满足这样的关系，即当你的手碰到太阳能电池串的电路时电击对心脏的影响，大大小于只把电池串100的端点或电中间点的接地电压设为0时电击对心脏的影响。
把电路上规定的点的接地电压设为0的最简单的方法是，把电路上接地电压要设为0的点接地。
另一种方法是，提供把电路上的一个点(可以是电池串外的点)的接地电压固定到不是0的电压上，以使电路上的规定点的接地电压可以被控制到0。为了能这样做，在一个方法中，连接到电池串的逆变器的直流边上的一个输入端(即电池串输入端)固定到恒定的接地电压。
本发明的最优实施例中，确定接地电压变成0的点，以满足k＝1/3，即V1+2V2＝0。这能使Eff的最大值最小。
但是，可能出现这样的情况，即不能选择为满足V1+V2＝0使接地电压为0的点，其原因是在构成太阳能电池串的单个太阳能电池(即太阳能电池模块或太阳能电池单元)的最大输出时，正极与负极(没画)之间的电位差不一致，或者因为串联的太阳能电池数不是3的倍数。这种情况下，本发明最优实施例中，从太阳能电池(太阳能电池模块或太阳能电池单元)外边的电路上的多个点中选择接地电压变成0的一个点，使得V1+2V2的绝对值可变成最小。例如，在不考虑任何制造误差时，如果在构成太阳能电池串的单个太阳能电池的最大输出时电池的正负极之间的电位差为恒定值V3，这样设计的太阳能电池串最好满足V1+2V2-2V3≤0≤V1+2V2+V3的关系。
上述思路同样也能用于单个太阳能电池处于最大输出时正负极之间的电位差极不一致的情况。更具体地说，可以计算太阳能电池串输出最大时电位变成(V1+2V2)/3的点，并且不考虑任何制造误差，有该点的太阳能电池在最大输出时的正负极之间的电位差，可以认为是V3，该V3代替以上的关系。
这里描述了电路上的点接地的情况，其中在概念上区分开太阳能单元与太阳能电池模块。
如上所述，太阳能电池模块是其中有多个电连接成一个整体的太阳能电池单元的元件。那么，为了改善安全性和耐气候性，很多情况下用树脂，玻璃板或钢板覆盖太阳能电池模块中的电路。这种情况下，很难使太阳能电池模块在模块中的电路的点上接地以便将接地电压设置为0。
因此，在这样确定接地点以便在具有多个太阳能电池模块的太阳能电池串中满足V1+2V2-2V3≤0≤V1+2V2+V3的关系的情况下，不考虑任何制造误差，把在太阳能电池模块的最大输出时正负极之间的电位差简单地设计为V3。
其间，如果不用太阳能电池组(即太阳能电池单元本身连接成太阳能电池串)，不考虑制造误差，在太阳能电池单元最大输出时，正负极之间的电位差应设计为V3。
甚至在设计包括多个太阳能电池块的太阳能电池串的情况下，在模块中电路上的点使太阳能电池模块容易接地时，或在预先确定模块中的接地点并且接地线连接到接地点后设置模块时，不考虑任何制造误差，在太阳能电池单元最大输出时，正负极之间的电位差也设计为V3。由于Eff的最大值能做得很小，所以这是优选的。
而且，按照与前面完全相同的思路不仅能设计太阳能电池串，也完全能设计有并联连接部分的太阳能电池组。
(实施例1)
图2示出本发明的优选实施例。在图2所示的太阳能电池串200中，6个被设计成具有相似输出特征的太阳能电池模块103被串联连接，并且有正极端101和负极端102。最好用有旁路二极管的模块作为太阳能电池模块103。而且，正极端101和负极端102可任意连接到直流边一端或负载(它们均没画出)。
本实施例中，在位于从电池串负极端数的第2模块与第3模块之间的电路上的点104处使太阳能电池串200接地。
更具体地说，该实施例中，只要各个太阳能电池模块的输出一致，不考虑任何制造误差，就满足V1+2V2＝0。
因此，在最大输出时的Eff最大值能做到最小，当你的手碰到太阳能电池串200的电路的某些部分时，电击对心脏的任何影响也可以做到最小。
如果太阳能电池串的构造使得电路上的一个点像本实施例一样接地，即使电池串不为最大输出时，只要全部太阳能电池模块的输出电压相等，Eff的最大值就能做到最小。而且，即使某些太阳能电池模块被局部遮盖等造成输出电压下降时，Eff最大值也会小于在太阳能电池串最大输出时的Eff最大值。
如果电路上的一个点象本实施例那样接地，并且太阳能电池串(或组)的正极端连接到逆变器的直流边一端，最好用内置于逆变器(绝缘型逆变器)的变压器(绝缘变压器)，或在逆变器的交流边上提供变压器(绝缘变压器)。其原因是，如果不用变压器，必然要固定在直流边上的正极端或负极端的接地电压。其间，通过提供变压器可把电路上的规定点的接地电压设定为0。
(实施例2)
图3示出本发明的另一优选实施例。图3中数字300指包括多个太阳能电池模块的太阳能电池串；303指非绝缘型逆变器；304指有漏电断路器的电路断路器；305指负载；306指工业电源系统。参考数字301指逆变器303的直流边负极端；302指逆变器303的直流边正极端；它分别与太阳能电池串300的负极端和正极端连接。
本实施例中用的优选逆变器是使直流边正极端302或直流边负极端301的接地电压保持控制到恒定值的逆变器。
例如，如果直流边负极端301的接地电压保持控制到V4，太阳能电池串300最大输出时正负极端之间的电位差是V5，太阳能电池串被设计成满足V4＜0和2V4+V5＞0的关系(该情况下，显然必须满足V4+V5＞0的关系)。另一方面，如果直流边正极端302的接地电压保持控制到V6，太阳能电池串300最大输出时正负极端之间的电位差是V5，太阳能电池串被设计成满足V6-V5＜0和2V6-V5＞0的关系(该情况下，显然应满足V6＞0的关系)。
因此，在太阳能电池串300最大输出时，无意间经地和人体形成闭和的直流回路产生的Eff的最大值可做得很小。
本实施例中，在电池串不是最大输出时的Eff最大值小于太阳能电池串最大输出时的Eff最大值。
本实施例中，使用三相交流电系统的逆变器。但也可用例如两相交流电系统的逆变器代替(同样也能用于以下的实施例中)。
(实施例3)
图4示出本发明的另一优选实施例。本实施例是对实施例2的改型，它与实施例2相同，只是图3所示太阳能电池串300变成太阳能电池组400(狭义的太阳能电池组)。
该实施例中，如果直流边负极端301的接地电压保持控制到V4，太阳能电池组400最大输出时正负极端之间的电位差是V5，太阳能电池组被设计成满足V4＜0和2V4+V5＞0的关系。另一方面，如果直流边正极端302的接地电压保持控制到V6，太阳能电池组400最大输出时正负极端之间的电位差是V5，太阳能电池组被设计成满足V6-V5＜0和2V6-V5＞0的关系。
(实施例4)
图5示出本发明的又一优选实施例。该实施例是对实施例1的改型，是太阳能电池组500(狭义上的)的实例。
如图5所示，本实施例的太阳能电池组500是由一个太阳能电池串200和两个太阳能电池串100并联连接构成的太阳能电池组。那么，该电池组500仅在电池串200中的一个点104接地，在其它电池串中的其它点(这些点的接地电压为0)不接地。而且，该接地点104象实施例1中那样是位于从电池串的负极边数的第2与第3模块之间的电路上的点。电池组500中只有一个点接地的原因是，如果有多个点接地，那么之后当单个模块的输出变化时，就有可能经地形成直流闭合回路。
设计成图5所示的结构可使最大输出时的Eff的最大值做到最小，并且当你的手碰到太阳能电池组500的电路的某些部分时，电击对心脏的影响也能最小。甚至当电池组不在最大输出时，只要全部太阳能电池块的输出电压相等，Eff的最大值也能做到最小。
但是，假若太阳能电池串200中只有某些太阳能电池模块因为局部遮光作用或模块故障造成输出电压下降，那么正极端101的接地电压和负极端102的接地电压会变化，造成Eff的最大值较大。因此，太阳能电池串200最好安装在与其它太阳能电池模块串相比不容易被遮光的位置。而且，可在正极端101与地之间，和负极端102与地之间设电压计(没画)，相应的输出可输入到(计算机的)运算装置，以便用运算装置计算Eff的最大值，当计算值超过预定值时，报警装置(没画)会发出报警声或报警灯亮。而且，在运算装置上可找到正极端接地电压和负极端接地电压的总和，以便在和为0或小于0时报警装置报警。或者，在电池串的电路上设开关(没画)，以断开构成电池串的太阳能电池之间的电互连，发出警报被取代为开关断开。
与实施例1中的电池串200相同，电池组500可连接到逆变器，负载等。而且，本实施例的电池组500中，一个太阳能电池串200和两个太阳能电池串100并联连接。并联连接的电池串100的数量不限于两个。
(实施例5)
图6示出本发明的另一优选实施例。该实施例是实施例4的改型。
图6所示电池组600中，太阳能电池串200a和太阳能电池串200b并联连接。前者中的点204a经开关608a接地，后者中的点204b经开关608b接地。
该电池组中，通常开关608a闭合，开关608b打开。而且，用电压计609a监测正极端101的接地电压，用电压计609b监测负极端102的接地电压。这些电压输入开关控制单元607。之后，开关控制单元607中计算正极端接地电压和负极端接地电压之和。当该值为0或0以下时，进行控制，打开开关608a和关闭开关608b。与开关608b关闭的状态相反，当正极端接地电压和负极端接地电压之和变成0或0以下时，进行相反控制，关闭开关608a，打开开关608b。
甚至进行了这种控制后，当正极端接地电压和负极端的接地电压的总和仍小于0时，可以从报警装置(没画)发出警报。而且，在用机械开关作开关的情况下，短时间内多次打开和关闭有可能损坏开关。因此，在开关操作一次后，至少10秒钟内不要操作开关。而且，当你的手根本不可能碰到电路时，控制单元607会保持停止不动。
本实施例中，两个电池串并联连接构成电池组。也可用更多电池串并联连接构成电池组。后一种情况下，控制保证多个开关中只有一个保持打开。而且，设置开关608a，608b，608c和608d作为开关，当正极端接地电压和负极端接地电压的总和为0或0以下时，可以选择按顺序关闭的开关(例如，选择608a后是608b，608b之后是608c，608c之后是608d，608d后是608a)。为了及时找到正极端接地电压和负极端接地电压的总和超过0的点，这样处理是较优的。而且，用机械开关时，这种顺序选择可使开关保持不受损。
(实施例6)
本实施例中，如图7所示，设计成有相同输出特性(最大输出电压为V3)的10个太阳能电池模块703串联连接构成太阳能电池串700。
在试图确定满足V1+2V2＝0的关系的接地点时，显然太阳能电池串在它的模块内的点接地，其中用V1表示该太阳能电池串最大输出时的正极端接地电压，V2表示太阳能电池串最大输出时负极端的接地电压。这样做很困难。因而，为了在电池串的电池模块内的任何点不接地的条件下使Eff的最大值最小，确定模块之间电路上的多个点中满足V1+2V2-2V3＜0＜V1+2V2+V3的关系的点作为接地点。
具体地说，如果图7所示太阳能电池串在它的电路上从正极端101一边开始数的第n与第n+1模块之间的点接地，则表明V1＝nV3，V2＝(n-10)V3。因此，V1+2V2-2V3≤0≤V1+2V2+V3变成nV3+2(n-10)V3-2V3≤0≤nV3+2(n-10)V3+V3，式中，由于V3＞0，所以19≤3n≤22。由于n是自然数，所以n＝7。
因而，本实施例中，太阳能电池串在从正极端101一边开始数的第7与第8模块之间的点704接地。
按与前面同样的思路，上述实施例也能简单地用于其它太阳能电池组或系统。例如，实施例3、4和5的思路能用于并联连接的太阳能电池串，也能用于还有串联连接的附加太阳能电池串的太阳能电池组中。而且，实施例6的思路还容易用于有不同输出的多个太阳能电池模块彼此相连的情况。而且，不用说，实施例6的思路也能用于构成实施例1、4和5的太阳能电池组的太阳能电池串中串联连接的模块数不是3的倍数的情况。
所述的各个实施例中，用太阳能电池模块构成太阳能电池组。也能用被装入模块的太阳能电池单元代替，以构成太阳能电池组，除此之外，所述的这些实施例有不同的改型。
如上所述，按本发明，当你的手碰到太阳能电池组的电路时，能减轻电击对心脏的影响。

Claims (16)

1.一种太阳能电池组，包括许多太阳能电池，太阳能电池组满足V2＜0和V1+V2＞0的关系，其中，V1是太阳能电池组最大输出时正极端的接地电压，V2是太阳能电池组最大输出时的负极端的接地电压。
2.按权利要求1的太阳能电池组，它满足V1+2V2＝0的关系。
3.按权利要求1的太阳能电池组，其中，不在太阳能电池内的电路上有接地电压为0的点，而且V1+2V2的绝对值不大于当不在太阳能电池内的电路上的其它点的接地电压为0，即被设定为0时的V1+2V2的绝对值。
4.按权利要求1的太阳能电池组，其中，构成太阳能电池组的单个太阳能电池最大输出时正极与负极之间的电位差是V3，满足V1+2V2-2V3≤0≤V1+2V2+V3的关系。
5.按权利要求1的太阳能电池组，其中，构成太阳能电池组的单个太阳能电池中，有最大输出时电位是(V1+2V2)/3的点的太阳能电池，在最大输出时正极与负极之间的电位差是V3，并满足V1+2V2-2V3≤0≤V1+2V2+V3的关系。
6.按权利要求1的太阳能电池组，在接地电压为0的点接地。
7.按权利要求6的太阳能电池组，其中，存在多个接地电压为0的点，太阳能电池组只在其中的一个点接地。
8.按权利要求1的太阳能电池组，至少具有这样一部分，其中包括多个串联连接的太阳能电池的多个太阳能电池串并联连接。
9.按权利要求8的太阳能电池组，其中，多个太阳能电池串分别有在电路上的多个点，在这些点太阳能电池串经多个开关接地，这些开关中只有一个开关保持关闭。
10.按权利要求9的太阳能电池组，它还包括测太阳能电池组的正极端和负极端的接地电压的电压计，和根据电压计的测量值控制开关打开或关闭的开关控制单元。
11.一种光电发电系统，包括太阳能电池组和负载，太阳能电池组有许多太阳能电池，负载连接到太阳能电池组的正极端和负极端，
其中，太阳能电池组满足V2＜0和V1+V2＞0的关系，式中V1是太阳能电池组最大输出时正极端的接地电压，V2是太阳能电池组最大输出时负极端的接地电压。
12.一种光电发电系统，包括有多个太阳能电池的太阳能电池组，和逆变器，逆变器连接到太阳能电池组的正极端和负极端，并把太阳能电池组的直流输出变为交流输出。
其中，太阳能电池组满足V2＜0和V1+V2＞0的关系，式中V1是太阳能电池组最大输出时正极端的接地电压，V2是太阳能电池组最大输出时负极端的接地电压。
13.按权利要求12的光电发电系统，它还包括设在逆变器内部或外部的变压器。
14.一种光电发电系统，包括有多个太阳能电池的太阳能电池组，和逆变器，逆变器连接到太阳能电池组，并把太阳能电池组的直流输出变为交流输出，
其中，太阳能电池组有太阳能电池组最大输出时接地电压为0V的点，该点位于电池组最大输出时太阳能电池组的负极端与电中间点之间。
15.按权利要求14的光电发电系统，其中，太阳能电池组在接地电压为0的点接地。
16.按权利要求14的光电发电系统，其中，逆变器的一个直流边端有恒定的接地电压。
CNB021410801A 2001-05-31 2002-05-31 太阳能电池组和光电发电系统 Expired - Fee Related CN1223012C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001164355A JP4829424B2 (ja) 2001-05-31 2001-05-31 太陽電池アレイ及び太陽光発電システム
JP164355/2001 2001-05-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1389931A true CN1389931A (zh) 2003-01-08
CN1223012C CN1223012C (zh) 2005-10-12

Family

ID=19007187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021410801A Expired - Fee Related CN1223012C (zh) 2001-05-31 2002-05-31 太阳能电池组和光电发电系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6884934B2 (zh)
EP (1) EP1263113B1 (zh)
JP (1) JP4829424B2 (zh)
CN (1) CN1223012C (zh)
AT (1) ATE307413T1 (zh)
AU (1) AU783510B2 (zh)
DE (1) DE60206692T2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106655444A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 华为终端（东莞）有限公司 一种电子设备及其充电方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002359386A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Canon Inc 太陽電池ストリング、太陽電池アレイ及び太陽光発電システム
JP2004079997A (ja) * 2002-06-19 2004-03-11 Canon Inc 発電システム及び発電装置
US7612283B2 (en) * 2002-07-09 2009-11-03 Canon Kabushiki Kaisha Solar power generation apparatus and its manufacturing method
JP2004165394A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Canon Inc 積層型光起電力素子
JP4401649B2 (ja) * 2002-12-13 2010-01-20 キヤノン株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
JP2004288898A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Canon Inc 太陽電池モジュールの製造方法
US7534956B2 (en) * 2003-04-10 2009-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module having an electric device
JP2004335823A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Canon Inc 光起電力素子及び光起電力素子の形成方法
JP4681806B2 (ja) * 2003-12-19 2011-05-11 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール
US20050139259A1 (en) * 2003-12-30 2005-06-30 Robert Steigerwald Transformerless power conversion in an inverter for a photovoltaic system
US7565968B2 (en) * 2006-03-13 2009-07-28 Lindley Michael B Portable survival kit
CN101208846B (zh) * 2006-04-12 2010-05-19 三菱电机株式会社 功率贮存装置
WO2008064605A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Beijing Hi-Tech Wealth Investment & Development Co., Ltd A method, an apparatus and a system for supplying power with photovoltaic cells
US9172296B2 (en) 2007-05-23 2015-10-27 Advanced Energy Industries, Inc. Common mode filter system and method for a solar power inverter
US8324857B1 (en) * 2008-09-23 2012-12-04 SolarLego Inc. Portable stackable solar batteries
US20100126567A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Lightwave Power, Inc. Surface plasmon energy conversion device
JP4612731B1 (ja) * 2009-09-29 2011-01-12 富士フイルム株式会社 太陽電池モジュール
US8294303B2 (en) * 2010-03-11 2012-10-23 First Solar, Inc Photovoltaic grounding
US9502904B2 (en) 2010-03-23 2016-11-22 Eaton Corporation Power conversion system and method providing maximum efficiency of power conversion for a photovoltaic system, and photovoltaic system employing a photovoltaic array and an energy storage device
US20120050924A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Current collecting box for photovoltaic power generation
DE102011017362A1 (de) * 2011-04-16 2012-10-18 Adensis Gmbh Drei-Schalter Überspannungsschutz
JP5802076B2 (ja) * 2011-08-01 2015-10-28 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラム
RU2014138122A (ru) * 2012-02-20 2016-04-10 Адс Телекоммьюникейшнз, Инк. Волоконно-оптический соединитель, узел волоконно-оптического соединителя и кабеля и способы их изготовления
WO2014092677A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 Alliance For Sustainable Engery, Llc Monolithic tandem voltage-matched multijunction solar cells
DE102016100758A1 (de) * 2016-01-18 2017-07-20 Sma Solar Technology Ag Trennvorrichtung für einen photovoltaischen String, Solaranlage und Betriebsverfahren für eine Solaranlage mit photovoltaischem String
CN110634980A (zh) * 2019-09-26 2019-12-31 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种高性能晶硅电池组件及太阳能电池板
CN110620162A (zh) * 2019-09-26 2019-12-27 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种新型晶硅电池组件及太阳能电池板
US11287580B1 (en) 2020-09-16 2022-03-29 Berk-Tek Llc Armored cable and connection for the same
CN113489354B (zh) * 2021-05-27 2022-05-31 华为数字能源技术有限公司 一种光伏发电系统及变换电路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3151379A (en) * 1959-03-23 1964-10-06 Int Rectifier Corp Solar battery and method of making it
US3330700A (en) * 1963-06-17 1967-07-11 Electro Optical Systems Inc Solar-cell panels
US4341607A (en) * 1980-12-08 1982-07-27 E:F Technology, Inc. Solar power system requiring no active control device
JPS58148472A (ja) * 1982-02-26 1983-09-03 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池の故障検出装置
JPH0239506A (ja) * 1988-07-29 1990-02-08 Daihen Corp 配電用変圧器装置
JPH03153008A (ja) * 1989-11-10 1991-07-01 Daihen Corp 配電用変圧器装置
CA2108539C (en) * 1993-10-15 1999-01-26 Constantinos J. Joannou Ionizing type air cleaner
JPH07115218A (ja) * 1993-10-18 1995-05-02 Tonen Corp 避雷素子付太陽電池
US5627414A (en) * 1995-02-14 1997-05-06 Fordyce M. Brown Automatic marine cathodic protection system using galvanic anodes
US5590495A (en) * 1995-07-06 1997-01-07 Bressler Group Inc. Solar roofing system
JP2000114567A (ja) * 1998-08-03 2000-04-21 Canon Inc 太陽電池モジュ―ルおよび太陽光発電システム
US6280344B1 (en) * 1998-10-22 2001-08-28 Ebonite International, Inc. Luminous bowling ball
JP2000174307A (ja) * 1998-12-01 2000-06-23 Toshiba Corp 太陽電池発電モジュール及びモジュール接続台数診断装置
JP2000312019A (ja) * 1999-02-25 2000-11-07 Canon Inc 太陽電池モジュールアレイ、太陽電池モジュールアレイの設置構造、太陽電池モジュールの設置方法及び太陽光発電システム
JP2001275259A (ja) * 2000-03-29 2001-10-05 Canon Inc 系統連系インバータおよび分散形発電システム
JP2002359386A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Canon Inc 太陽電池ストリング、太陽電池アレイ及び太陽光発電システム
JP2003158282A (ja) * 2001-08-30 2003-05-30 Canon Inc 太陽光発電システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106655444A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 华为终端（东莞）有限公司 一种电子设备及其充电方法
CN106655444B (zh) * 2015-10-28 2019-05-10 华为终端（东莞）有限公司 一种电子设备及其充电方法
US10756564B2 (en) 2015-10-28 2020-08-25 Huawei Technologies Co., Ltd. Electronic device and charging method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE60206692T2 (de) 2006-07-13
US6884934B2 (en) 2005-04-26
DE60206692D1 (de) 2005-11-24
EP1263113A2 (en) 2002-12-04
EP1263113B1 (en) 2005-10-19
CN1223012C (zh) 2005-10-12
EP1263113A3 (en) 2004-01-21
JP2002359385A (ja) 2002-12-13
AU783510B2 (en) 2005-11-03
JP4829424B2 (ja) 2011-12-07
US20030010373A1 (en) 2003-01-16
ATE307413T1 (de) 2005-11-15
AU4444602A (en) 2002-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1223012C (zh) 太阳能电池组和光电发电系统
EP3017520B1 (en) Solar cell assembly
US8248021B2 (en) Solar energy storing system and method with changeable electrical connections between rechargeable batteries
CN105264671B (zh) 用于发电电池的电子管理系统、发电系统和用于电子地管理能量流的方法
CN101390177A (zh) 能量收集
JP7266444B2 (ja) 太陽電池モジュール、及び太陽電池システム
CN104980103A (zh) 一种光伏组件及其制作方法
CN108281499A (zh) 一种新型电路设计的光伏电池组件
CN208889743U (zh) 一种续航能力强的电池
US9246330B2 (en) Photovoltaic device
CN201181708Y (zh) 一种用于点支式玻璃栏杆的光伏组件装置
JP2000089841A (ja) 太陽光発電装置
CN1558526A (zh) 小型太阳能集成光伏电源
GB2564123A (en) Multi-purpose off-grid PV module design
CN204632785U (zh) 一种光伏组件
CN207834325U (zh) 一种全串联型的半片光伏电池组件
Jayannada et al. Supercapacitor Assisted LED lighting (SCALED) for DC-micro grids
EP2870635A1 (en) An ac solar panel system
CN206041615U (zh) 太阳能智慧监控供电系统与太阳能智慧监控系统
JP2024067607A (ja) 太陽電池ユニット及び太陽電池ユニットの設置方法
JP2018129949A (ja) 制御装置
CN1052120C (zh) 用于具有电池端子的电池驱动设备的电源
CN103247705A (zh) 太阳能板
CN202261087U (zh) 一种分布式的离网太阳能电站
CN205580523U (zh) 一种基于小型风光互补供电技术的气象与环境监测系统

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20051012

Termination date: 20140531