CN201773167U - 光伏组件接线盒传感检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件接线盒传感监测装置，包括接线盒、与接线盒卡接的传感监测盒和终端监控器，接线盒内设有测定两电池片串之间电压的电压采集点、测定接线盒内部环境温度和二极管工作温度的温度采集点、测定二极管瞬间电磁感应的磁通量采集点以及电流检测点，传感监测盒内设有集成电路板和信号输出端口，电压采集点、温度采集点、磁通量采集点和电流检测点与集成电路板电性连接，集成电路板将采集的电参数、温度参数和磁通量参数集成处理后，由信号输出端口将处理结果传输到终端监控器。本实用新型通过对接线盒内部温度、电压、电流的实时监测，解决了目前对太阳能系统实时工作状况缺乏有效的监测控制，难以一步定位找到损坏的电池片的问题。

Description

光伏组件接线盒传感检测装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，尤其是一种可用于监测太阳能电池实时工作状况的光伏组件接线盒传感监测装置。

背景技术

目前在太阳能电池系统中所用的接线盒一般都只有单一的接线导通功能，并不能反应所连接的光伏组件的实际工作状况，当太阳能电池片串中有某个电池片出现故障时，电流就从与该电池片串相并联的接线盒中的二极管上通过，二极管持续工作后会产生热量，并损耗掉一部分电能，由于二极管长时间在高温状态下工作极易造成损坏而出现短路，从而使太阳能系统的发电功率下降，因此，需要尽快找出有故障的电池片，但目前只能采取逐步查找的方式对电池片进行检查，无法一步定位找到损坏的电池片，工作繁琐且效率低，同时，目前对太阳能系统实时工作状况缺乏有效的监测控制，难以通过对接线盒的监测，从电压、电流及温度等方面的变化来实时判断太阳能系统工作是否正常。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种光伏组件接线盒传感监测装置，通过对接线盒内部温度、电压、电流的实时监测，解决目前对太阳能系统实时工作状况缺乏有效的监测控制，难以一步定位找到损坏的电池片的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏组件接线盒传感监测装置，包括带底座和上盖的接线盒，接线盒的底座上设有至少两个接线座，两个相邻接线座之间通过二极管电性连接，还包括与接线盒卡接的传感监测盒以及终端监控器，接线盒内设有测定相邻两个接线座之间电压的电压采集点、测定接线盒内部环境温度和二极管工作温度的温度采集点、测定二极管瞬间电磁感应的磁通量采集点以及检测接线座所流过电流的电流检测点，传感监测盒内设有集成电路板和信号输出端口，电压采集点、温度采集点、磁通量采集点和电流检测点通过检测线路与集成电路板电性连接，集成电路板将从接线盒中采集的电参数、温度参数和磁通量参数集成处理后，通过信号输出端口将处理结果传输到终端监控器。

具体说，所述的电压采集点设在接线座的导电体上，温度采集点包括第一温度采集点、第二温度采集点和第三温度采集点，第一温度采集点设在二极管外表面上，第二温度采集点设在接线盒底座的内表面上，第三温度采集点设在与二极管相贴近的接线盒上盖的外侧面上，磁通量采集点设在二极管的外表面上，电流检测点设在接线座输出端的导体上。

进一步地，所述的传感监测盒包括盖板和座体，座体外侧面上具有凸插口，接线盒的底座外侧面上具有可供所述凸插口对插卡接的凹接口，所述的凸插口与凹接口的对插卡接处设有密封圈。

所述的集成电路板固定在传感监测盒的座体上，集成电路板上设有控制器、电能存储器、超低功耗处理器和无线发射器四个功能模块，控制器接收从接线盒内采集的电信号、温度信号以及磁通量信号，经稳压和防反冲处理后传输到超低功耗处理器进行集成计算，计算结果通过信号输出端口传输到终端监控器，控制器接收的电能由电能存储器储存。

所述的信号输出端口设在传感监测盒的端部，包括发射天线和有线端口，发射天线接收无线发射器发出的信号并传输到终端监控器，发射天线与终端监控器之间还设有可将信号放大和中转的中继控制器，有线端口通过专用数据线连接终端监控器。

所述的传感监测盒上还设有用于对传感监测盒进行编码识别的编码器，编码器位于集成电路板近信号输出端口一侧上方，并与集成电路板电性连接，位于编码器上部的传感监测盒的盖板上设有可开启的透明视盖，透明视盖与盖板密封装配连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用传感监测技术，通过传感监测盒对接线盒内二极管、接线座上的电压、温度、磁通量及电流的测定和集成分析计算，并将计算结果传输到终端监控器，以实现对太阳能发电系统运行状况指标的全方位实时检测和监控，可准确定位损坏的电池片，及时反馈太阳能发电系统的问题信息，从而缩短维修时间和维修成本，降低工作人员的劳动强度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A-A剖视图。

图3是本发明采用无线传输时的工作示意图。

图4是本发明采用有线传输时的工作示意图。

图中  1、接线盒  1.1、底座  1.11、凹接口  1.2、上盖  1.3、接线座1.4、二极管  2、传感监测盒  21、盖板  22、座体  221、凸插口  3、终端监控器  4、电压采集点  5、温度采集点  51、第一温度采集点  52、第二温度采集点  53、第三温度采集点  6、磁通量采集点  7、电流检测点  8、集成电路板  81、控制器  82、电能存储器  83、超低功耗处理器  84、无线发射器  9、信号输出端口  91、发射天线  92、有线端口  10、检测线路  11、密封圈  12、中继控制器  13、编码器  14、透明视盖

具体实施方式。

现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1～图4所示的一种光伏组件接线盒传感监测装置，包括接线盒1和与接线盒1卡接的传感监测盒2以及终端监控器3，接线盒1包括底座1.1和扣合在底座1.1上的上盖1.2，底座1.1上设有四个接线座1.3，相邻两个接线座1.3之间通过二极管1.4电性连接，接线盒1内设有测定相邻两个接线座1.3之间电压的电压采集点4、测定接线盒1内部环境温度和二极管1.4工作温度的温度采集点5、测定二极管1.4瞬间电磁感应的磁通量采集点6以及检测接线座1.3所流过电流的电流检测点7，传感监测盒2内设有集成电路板8和信号输出端口9，电压采集点4、温度采集点5、磁通量采集点6和电流检测点7通过检测线路10与集成电路板8电性连接，集成电路板8将从接线盒1中采集的电参数、温度参数和磁通量参数集成处理后，通过信号输出端口9将处理结果传输到终端监控器3。

具体说，所述的电压采集点4是设在接线座1.3的导电体上，由于接线座1.3是与相对应的太阳能电池片串串联连接的，即两个接线座1.3之间的电压就是对应的两电池片串两端的电压，当某个电池片串出现故障，工作失效时，两端的电压就会降低而发生变化，相应的两个接线座1.3之间的电压同时产生变化，这时电压采集点4就可将电压变化的信息传递到传感监测盒2内进行处理。

所述的温度采集点5包括设在二极管1.4外表面上的第一温度采集点51、设在接线盒1底座1.1的内表面中心线上且位于两接线座1.3之间的第二温度采集点52以及设在与二极管1.4相贴近的接线盒1上盖1.2外侧面上的第三温度采集点53，其中第一温度采集点51用于监测二极管1.4的工作状态，当与二极管1.4相并联的电池片正常工作时，电流从电池片上通过，二极管1.4处于不工作状态，也就不会发热，当电池片出现故障而断路时，电流就从二极管1.4通过，由于二极管1.4自身的电压降与内电阻而造成二极管1.4产生大量的热能导致温度升高，此时第一温度采集点51将监测到的二极管1.4的温度变化信息传递到传感监测盒2内进行处理；第二温度采集点52则用于测量接线盒1内的工作环境温度，由于接线盒1与太阳能组件在汇流条接入处是相通的，所以第二温度采集点52可以全面测定接线盒1内二极管1.4与太阳能组件的工作环境温度，并将此信息传递到传感监测盒2内进行处理；第三温度采集点53在接线盒1的上盖1.2外侧面贴近二极管1.4接触部位开孔布置，用于实时监控各个二极管1.4温度的变化，当其中某个区域的温度相对升高，则说明与其相对应的电池片串出现问题，并将此信息传递到传感监测盒2内进行处理。

所述的磁通量采集点6设在二极管1.4的外表面上，用于测定二极管1.4瞬间电磁感应，当与某个二极管1.4并联的电池片损坏的瞬间将造成该电池片串断路，同时电流将全部从对应的旁路二极管1.4上通过，在二极管1.4的电流突然增大的瞬间将产生电磁感应，利用磁通量采集点6监测二极管1.4是否产生瞬间电磁感应来判断是否有大电流通过，并将此信息传递到传感监测盒2内进行处理。

所述的电流检测点设7在接线座1.3输出端的导体上，由于接线座1.3是与相对应的太阳能电池片串串联连接的，所以电流检测点7测得的电流值即为所对应的电池片串产生的电流值，再根据测得的电压值即可计算出该太阳能电池片串所产生的功率大小，可随时为用户提供太阳能发电系统的供电信息，给出最合理的并网发电时间，为用户创造最大的经济效益。

所述的传感监测盒2包括盖板21和座体22，座体22外侧面上具有凸插口221，接线盒1的底座1.1外侧面上具有可供所述凸插口221对插卡接的凹接口1.11，当所述的凸插口221与凹接口1.11对插卡接时，既实现传感监测盒2与接线盒1的连接，也实现了检测线路10与集成电路板8上接受线路之间的对接，在凸插口221与凹接口1.11的对插卡接处还设有密封圈11，确保传感监测盒2与接线盒1的连接后的密封，并用螺钉固定保证稳固牢靠。

集成电路板8固定在传感监测盒2的座体22上，集成电路板8上设有控制器81、电能存储器82、超低功耗处理器83和无线发射器84四个功能模块，控制器81接收从接线盒1内采集的电信号、温度信号以及磁通量信号，经稳压和防反冲处理后传输到超低功耗处理器83进行集成计算，计算结果通过信号输出端口9传输到终端监控器3，而信号输出端口9设在传感监测盒2的端部，包括发射天线91和有线端口92，当计算结果以无线传输方式传输时，在发射天线91与终端监控器3之间还设有可将信号放大和中转的中继控制器12，传输时先将结果传输给无线发射器84进行编码，然后再通过发射天线91发出，其无线传输方式包括了：专用的RF传输，配合中继控制器12将每个传感监测盒2发出的无线信号进行放大和中转；GSM形式等通过电信公用网络传输；WIFI局域网络方式等传输给最终传递到终端监控器3；当计算结果通过有线端口92传输时，则借助有线的专用数据传输控制线以及UART或CAN总线等方式传输给终端监控器3进行分析控制。

电能存储器82可将接收的电能储存起来，当夜间太阳能不发电的时候，电能存储器82中的电能将提供传感监测盒2中的元件维持间断性的工作，添加了此项功能可以实现组件在白天与黑夜的全程监控，当组件发生破坏或遗失的时候传感监测盒2会及时的发送信息给终端监控器3并作出警报提醒。

所述的传感监测盒2上还设有用于对传感监测盒2进行编码识别的编码器13，编码器13位于集成电路板8近信号输出端口9一侧上方，并与集成电路板8电性连接，编码器13可对每一个传感监测盒2进行编码识别，从而使每一块组件、编码、区域位置之间实现一一映射的关系，位于编码器13上部的传感监测盒2的盖板21上设有可以开启的透明视盖14，透明视盖14与盖板21密封装配连接，在进行编码设置时可以取下透明视盖14，装配时使用橡胶密封圈可以实现透明视盖14与盖板21之间的密封装配，更进一步的讲，传感监测盒2内部的电子元件通过灌胶来实现电子元件的密封保护，传感监测盒2的座体22与盖板21之间通过超声波焊接或震动焊接的方式进行结合，以实现完全的密封，座体22的底面设计有一个“八”字形的风道，以利于传感监测盒2与太阳能电池板之间的散热。

本实用新型所述的终端监控器3可以实现对所有光伏组件进行监控和管理，通过传感监测盒2采集实时数据后，通过有限或无线的方式发送到终端监控器3，有效监控光伏组件的工作状况，能对光伏组件内各段电池片串的电压、接线盒内的电流、各二极管1.4的工作温度、接线盒1内的环境温度、二极管1.4产生的磁通量等进行实时监控，并将这些信息进过集成监控软件处理后在终端显示屏幕上及时反馈出来，当某块组件出现故障的时候显示屏上会及时显示出具体位置出现什么故障，应该采用何种方式来解决问题，从而缩短维修时间和维修成本，降低工作人员的劳动强度。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光伏组件接线盒传感监测装置，包括带底座(1.1)和上盖(1.2)的接线盒(1)，接线盒(1)的底座(1.1)上设有至少两个接线座(1.3)，两个相邻接线座(1.3)之间通过二极管(1.4)电性连接，其特征是：还包括与接线盒(1)卡接的传感监测盒(2)以及终端监控器(3)，接线盒(1)内设有测定相邻两个接线座(1.3)之间电压的电压采集点(4)、测定接线盒(1)内部环境温度和二极管(1.4)工作温度的温度采集点(5)、测定二极管(1.4)瞬间电磁感应的磁通量采集点(6)以及检测接线座(1.3)所流过电流的电流检测点(7)，传感监测盒(2)内设有集成电路板(8)和信号输出端口(9)，电压采集点(4)、温度采集点(5)、磁通量采集点(6)和电流检测点(7)通过检测线路(10)与集成电路板(8)电性连接，集成电路板(8)将从接线盒(1)中采集的电参数、温度参数和磁通量参数集成处理后，通过信号输出端口(9)将处理结果传输到终端监控器(3)。

2.根据权利要求1所述的光伏组件接线盒传感监测装置，其特征是：所述的电压采集点(4)设在接线座(1.3)的导电体上，温度采集点(5)包括第一温度采集点(51)、第二温度采集点(52)和第三温度采集点(53)，第一温度采集点(51)设在二极管(1.4)外表面上，第二温度采集点(52)设在底座(1.1)的内表面上，第三温度采集点(53)设在与二极管(1.4)相贴近的上盖(1.2)外侧面上，磁通量采集点(6)设在二极管(1.4)的外表面上，电流检测点(7)设在接线座(1.3)输出端的导体上。

3.根据权利要求1所述的光伏组件接线盒传感监测装置，其特征是：所述的传感监测盒(2)包括盖板(21)和座体(22)，座体(22)外侧面上具有凸插口(221)，接线盒(2)的底座(1.1)外侧面上具有可供所述凸插口(221)对插卡接的凹接口(1.11)，所述的凸插口(221)与凹接口(1.11)的对插卡接处设有密封圈(11)。

4.根据权利要求3所述的光伏组件接线盒传感监测装置，其特征是：所述的集成电路板(8)固定在传感监测盒(2)的座体(22)上，集成电路板(8)上设有控制器(81)、电能存储器(82)、超低功耗处理器(83)和无线发射器(84)四个功能模块，控制器(81)接收从接线盒(1)内采集的电信号、温度信号以及磁通量信号，经稳压和防反冲处理后传输到超低功耗处理器(83)进行集成计算，计算结果通过信号输出端口(9)传输到终端监控器(3)，控制器(81)接收的电能由电能存储器(82)储存。

5.根据权利要求4所述的光伏组件接线盒传感监测装置，其特征是：所述的信号输出端口(9)设在传感监测盒(2)的端部，包括发射天线(91)和有线端口(92)，发射天线(91)接收无线发射器(84)发出的信号并传输到终端监控器(3)，发射天线(91)与终端监控器(3)之间还设有可将信号放大和中转的中继控制器(12)，有线端口(92)通过专用数据线连接终端监控器(3)。

6.根据权利要求3所述的光伏组件接线盒传感监测装置，其特征是：所述的传感监测盒(2)上还设有用于对传感监测盒(2)进行编码识别的编码器(13)，编码器(13)位于集成电路板(8)近信号输出端口(9)一侧上方，并与集成电路板(8)电性连接，位于编码器(13)上部的传感监测盒(2)的盖板(21)上设有可开启的透明视盖(14)，透明视盖(14)与盖板(21)密封装配连接。

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