CN203590148U - 智能太阳能光伏组件接线盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能太阳能光伏组件接线盒，包括盒体，所述的盒体中嵌入有微型MPPT控制器。本实用新型将微型MPPT控制器嵌入到传统的接线盒中，整个微型MPPT控制器由于没有高压的直流-交流转换部分，因而其电路成本相比微型逆变器可以低很多，体积也可以小很多；而且可以省去微型逆变器所必需用到的昂贵的外壳和高压交流接线部件。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能应用领域，尤其是一种用于连接太阳能电池组件的的智能太阳能光伏组件接线盒。
背景技术
光伏发电系统的最基本的单元是光伏组件，一个典型的光伏组件则是有太阳能电池板（硅晶体或其他的光电转换器件），组件框，保护玻璃和接线盒组成。太阳能电池组件接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器，是一门集电气设计、机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计。太阳能电池组件接线盒在太阳能组件的组成中非常重要，主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路连接。接线盒通过硅胶与组件的背板粘在一起，组件内的引出线通过接线盒内的内部线路连接在一起，内部线路与外部线缆连接在一起，使组件与外部线缆导通。接线盒内通常还接有旁路二极管（可以是1～3个）以保证组件在被挡光时能正常工作。有的接线盒还带有防反冲二级管以防止蓄电池电流方向倒送。
一个太阳能光伏发电系统是有许多的上述太阳能光伏电池组件按照一定的组件排列规则组成太阳能光伏组件阵列并在阵列末端经汇流箱汇流形成光伏发电系统。按照用电设备的需求，光伏发电系统可以分为直流独立发电系统、交流独立发电系统和(交流)并网发电系统。交流光伏发电系统须将每块光伏组件产生的直流电经逆变器转换成交流电供交流用电设备使用。一个典型的太阳能光伏并网发电系统主要是有太阳能光伏组件阵列，逆变器及发电功率控制系统等组成。
光伏组件阵列则是由许多紧密相连的太阳能电池板按一定规则串/并联组成。由太阳能电池板阵列产生的直流电汇流到位于电池板阵列侧的逆变器，一个直流-交流变换器将太阳能组件发出的直流电转换成可并网的交流电。逆变器通常还会带有最大功率点跟踪（MPPT）控制功能。
在自然环境中，在这样串并联的电池组件阵列中任何一个电池组件发生故障就会导致整个电池组阵列失效或发电效率大大下降。此外，当所处环境不好时如有局部阴影或杂物等遮蔽某些电池版组件时，这种情况也会发生。因此，对于这样一种光伏组件阵列的组合方式是无法有效地实现MPPT以使每一个太阳能电池板组件都工作于最大功率输出状态。
采用光伏电站组网单元的渐次最小化，可以有效地减少因个别电池组件发生故障或环境造成的影响，并能有效的使每一个电池板都处于最大功率输出状态，因而能有效地提高系统的整体光伏资源利用率。微型逆变器技术就是一种比较新型的采用光伏电站组网单元最小化的技术。它可以有效的控制每一块电池组件进行MPPT以使电池组件工作于最大功率输出状态。
可是，一个微型逆变器就是一个完整的逆变控制系统。它为了提高逆变效率通常都要包含一个MPPT控制，直流-直流转换，直流-交流转换，孤岛检测和保护及通信等功能块。
这样一个完整的逆变器系统和集中逆变器的结构基本相同，其成本也和小型逆变器接近。因而采用微型逆变器的太阳能光伏电站的建站成本很难和集中逆变器竞争。虽然它可以有效的提高光伏电站的发电效率，但是由于建站成本比集中逆变电站高很多因此其投资回报通常要比采用集中逆变器的电站多很多年才能收回。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种智能太阳能光伏组件接线盒，可以使电站组网拓扑结构最小化以达到提高光伏电站的发电效率的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能太阳能光伏组件接线盒，包括盒体，所述的盒体中嵌入有微型MPPT控制器；所述的微型MPPT控制器包括太阳能电池控制器MPPT、DC/DC转换器、监控保护装置以及通讯接口装置；所述的监控保护装置的输出端分别与太阳能电池控制器MPPT以及DC/DC转换器连接；所述的太阳能电池控制器MPPT的输出端连接DC/DC转换器；DC/DC转换器的输出端连接监控保护装置的输入端；所述的通讯接口装置的输出端连接监控保护装置；所述的太阳能电池控制器MPPT与的输入端连接太阳能电池板；所述的DC/DC转换器的输出端还连接接线盒外部的汇流箱。
本实用新型解所述的微型MPPT控制器的输出电流为直流输出；接线盒内还设置有旁路二极管以及保护装置。DC/DC转换器可将太阳能电池板所产生的不稳定的直流电压/电流转换成稳定的电压（并联连接）。或稳定的电流（串连连接）。监控保护电路主要用于监控太阳能电池板及微型充电器的工作状态及在出现非正常工作情况下提供保护。通讯接口电路用于传送太阳能电池板及微型充电器的工作状态数据，以便于远程监视和接受远程控制中心发出的控制命令，以便调整太阳能电池板和微型充电器的工作状态。该通信模块是可选项。
根据不同的需要，本实用新型所述的微型MPPT控制器与太阳能光伏组件集成在一起或放置在同一个控制柜中集中维护。
本实用新型的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，将微型MPPT控制器嵌入到传统的接线盒中，整个微型MPPT控制器由于没有高压的直流-交流转换部分，因而其电路成本相比微型逆变器可以低很多，体积也可以小很多；而且可以省去微型逆变器所必需用到的昂贵的外壳和高压交流接线部件。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型接线盒的结构示意图；
图2是微型MPPT的原理框图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。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所示的一种智能太阳能光伏组件接线盒，包括盒体，所述的盒体中嵌入有微型MPPT控制器；所述的微型MPPT控制器的原理结构如图2所示，包括太阳能电池控制器MPPT、DC/DC转换器、监控保护装置以及通讯接口装置；所述的监控保护装置的输出端分别与太阳能电池控制器MPPT以及DC/DC转换器连接；所述的太阳能电池控制器MPPT的输出端连接DC/DC转换器；DC/DC转换器的输出端连接监控保护装置的输入端；所述的通讯接口装置的输出端连接监控保护装置；所述的太阳能电池控制器MPPT与的输入端连接太阳能电池板；所述的DC/DC转换器的输出端还连接接线盒外部的汇流箱。
组件太阳能光伏储能电站时，每块基本光伏组件都配置一个独立的微型充电器，进行独立的太阳能电池MPPT控制；多个微型充电器的输出电流通过控制柜或控制盒汇流后向蓄电池组充电。所述的微型控制器与太阳能光伏组件集成在一起或放置在同一个控制柜中集中维护。
其中太阳能电池控制器，用于控制太阳能电池的最大功率跟踪（MPPT）使得太阳能电池能始终处于最大光电转换效率；DC/DC转换器，用于把太阳能电池输出的直流电压转换成适合蓄电池充电的电压；监控保护，主要用于充电器过载保护；通讯功能接口则可用于远程监控太阳能电池板和微型充电器的工作状态以便及时调整。
整个微型MPPT控制器由于没有高压的直流-交流转换部分，因而其电路成本相比微型逆变器可以低很多，体积也可以小很多。因此它可以很方便的嵌入到传统的接线盒中。这样就又可以省去微型逆变器所必需用到的昂贵的外壳和高压交流接线部件。
太阳能光伏组件不限于单指光伏组件生产商销售的商品组件，也可以是指商品组件内部的由若干块晶片组成的一个部分，直至每个单体晶片，甚至一个单体晶片的一部分。；所述的储能装置为蓄电池组；所述的发电功率控制装置为控制柜或控制盒。
每块基本光伏组件配置一个独立的充电控制器，进行独立的MPPT控制；多个充电控制器的输出通过控制柜或控制盒汇流后向蓄电池组或其它储能装置充电。在这种情况下，控制柜或控制盒不再需要MPPT控制。
一个商品组件中所有包含MPPT功能的单体组件的输出相互汇流后，就是该商品组件的直流输出；任意n个商品组件的直流输出按照一定方式汇流后向蓄电池充电。
以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。
Claims (4)
1.一种智能太阳能光伏组件接线盒，包括盒体，其特征在于：所述的盒体中嵌入有微型MPPT控制器；所述的微型MPPT控制器包括太阳能电池控制器MPPT、DC/DC转换器、监控保护装置以及通讯接口装置；所述的监控保护装置的输出端分别与太阳能电池控制器MPPT以及DC/DC转换器连接；所述的太阳能电池控制器MPPT的输出端连接DC/DC转换器；DC/DC转换器的输出端连接监控保护装置的输入端；所述的通讯接口装置的输出端连接监控保护装置；所述的太阳能电池控制器MPPT与的输入端连接太阳能电池板；所述的DC/DC转换器的输出端还连接接线盒外部的汇流箱。
2.如权利要求1所述的智能太阳能光伏组件接线盒，其特征在于：所述的微型MPPT控制器的输出电流为直流输出。
3.如权利要求1所述的智能太阳能光伏组件接线盒，其特征在于：所述的接线盒内还设置有旁路二极管以及保护装置。
4.如权利要求1所述的智能太阳能光伏组件接线盒，其特征在于：所述的微型MPPT控制器与太阳能光伏组件集成在一起或放置在同一个控制柜中集中维护。
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