CN203481786U

CN203481786U - 太阳能发电机的电路装置

Info

Publication number: CN203481786U
Application number: CN201320268462.2U
Authority: CN
Inventors: 约阿希姆·拉斯钦斯基
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-05-16

Abstract

本实用新型提供了太阳能发电机的电路装置。一种用于提高太阳能发电机（100）的寿命的电路装置，其特征在于，该电路装置被构造为向太阳能发电机（100）的负极端子（120）提供正电位。

Description

太阳能发电机的电路装置

技术领域

本申请涉及用于提高太阳能发电机的寿命的电路装置，尤其是涉及用于提高薄膜型太阳能发电机的寿命的电路装置。

背景技术

在太阳能发电机中，诸如阳光之类的入射光被转换为直流电（DC），该直流电可以被转换为交流电（AC）并且随后被馈送至公共电网中。到DC的转换在半导体结构内进行，该半导体结构与正面电极和背面电极电接触。正面电极，即在入射阳光一侧的电极，通常由诸如透明导电氧化物（TCO）（例如，铟锡氧化物（ITO））之类的透明导电层形成。在潮湿和热的影响下，这样的TCO层受到腐蚀，导致光性能和/或电性能的退化。这将导致太阳能发电机的退化直至完全失效。这种现象被称为“TCO腐蚀”。

在实际应用中，TCO腐蚀取决于存在于TCO层的位置处的电场的强度和方向。例如，与在存在于发电机电极附近的基准电位下操作相比，当在负电极电位下操作时薄膜型发电机腐蚀得特别快。即使还不清楚有效腐蚀机理的详情，也怀疑带正电荷的钠离子从太阳能发电机的防护玻璃板向TCO电极迁移。为了抑制此过程，专家建议将发电机负极接地或者连接至该发电机经由逆变器连接至的电网的中性导体。

然而，长期研究已经表明，即使负极端子接地或者连接至电网的中性端子的太阳能发电机也受到TCO腐蚀，上述建议并不足以防止退化。

实用新型内容

因此，本实用新型的一方面提供了一种电路装置，该电路装置允许在没有TCO腐蚀所引起的退化或相关影响的情况下操作太阳能发电机。这种电路装置被构造为向太阳能发电机的负极端子提供正电位。该电路装置可以被集成到与太阳能发电机连接的逆变器中，并因此形成逆变器的组成部分。可以使用电压源来提供正电位。电压源可以通过第一端子与太阳能发电机的负极端子连接。第二电压源端子可以接地或连接至电网的中性端子。为了防止由接触引起的人身伤害，优选地将在发电机负极端子处提供的正电位限制为相对于地的50V以下的值。然而，可以对电压源进行防护以不被接触，在此情况下也允许超过50V的限制。

在本实用新型的一方面中，电压源可以配备有过电流传感器。过电流传感器被构造为在发生接地故障的情况下，检测接地故障，并且触发诸如将逆变器从电网断开之类的适当措施。

附图说明

本申请还通过附图来说明，其中：

图1示出太阳能发电机的示意性截面图；

图2示出本领域已知的电路装置；

图3示出根据本实用新型的一种电路装置；以及

图4示出根据本实用新型的另一种电路装置。

具体实施方式

图1示出太阳能发电机100的截面。有源半导体30中面向入射光80的方向的正面被TCO层20覆盖，TCO层20连接至发电机负极端子。在背面，背面接触50向相应的发电机正极端子提供电连接。有源半导体被嵌入乙烯醋酸乙烯酯共聚物EVA装填物70中，并且被层叠在正面玻璃板10和背面玻璃板60之间。整个堆叠由框架40保持，框架40通常由金属形成。从框架40到TCO层20的电流取决于这两个电极之间的电场的强度和方向，并且受到诸如湿度和温度之类的环境参数的强烈影响。电流通路可以至少部分穿过正面玻璃板10，使得迁移的钠离子对电流有贡献，因而作为腐蚀源向TCO层20传输。

图2示出本领域中已知的电路装置。包括串联连接为串的多个太阳能电池、并且可选地包括多个并联连接电池串的太阳能发电机100通过正极端子110和负极端子120连接至逆变器140的DC输入，以将所产生的DC电转换为AC电，以便馈送到与逆变器140的AC输出相连的电网130中。在此，逆变器140是连接至电网130的相位端子L和中性端子N的单相逆变器。然而，也可以使用诸如三相逆变器之类的多相逆变器。负极端子120和电网130的中性端子N之间的连接确保发电机负极端子处在或接近地电位。

在图3中，负极端子120和电网130的中性端子N之间的直接连接被电压源150和过电流传感器160的串联连接所取代。电压源150为发电机负极端子120提供相对于中性端子电位的预定正电位。当在太阳能发电机100的完美绝缘条件下时，过电流传感器160应该检测到实质上为零的电流，任何接地故障将使检测到的电流增大，因此，当超过预定电流阈值时将提供可靠的接地故障检测。

在图4的实施例中，电压源150连接至地电位而不是电网130的中性端子N，与图3的实施例相比，也实质上不变地向发电机负极端子120有效提供正电位以及有效提供接地故障检测。

附图标记列表：

10 玻璃板

20 TCO层

30 半导体

40 框架

50 背面接触

60 玻璃板

70 EVA装填物

80 入射光

100 太阳能发电机

110 正极端子

120 负极端子

130 电网

140 逆变器

150 电压源

160 过电流传感器。

Claims

1.一种太阳能发电机（100）的电路装置，其特征在于，该电路装置被构造为向太阳能发电机（100）的负极端子（120）提供正电位。

2.根据权利要求1所述的电路装置，包括电压源（150）。

3.根据权利要求2所述的电路装置，其中，所述电压源（150）的输出电压限于50V以下的值。

4.根据权利要求2所述的电路装置，其中，所述电压源（150）通过第一端子连接至所述太阳能发电机（100）的负极端子（120）。

5.根据权利要求4所述的电路装置，其中，所述电压源（150）通过第二端子接地。

6.根据权利要求4所述的电路装置，其中，所述电压源（150）通过第二端子连接至电网（130）的中性端子（N）。

7.根据权利要求2所述的电路装置，其中，所述电压源（150）受保护以不被接触。

8.根据权利要求2所述的电路装置，其中，所述电压源（150）包括用于接地故障检测的过电流传感器（160）。

9.根据权利要求1所述的电路装置，其形成连接至所述太阳能发电机（100）的逆变器（140）的组成部分。