CN208924186U - 一种光伏组件关断设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件关断设备，包括：多个用于与光伏组件中的太阳能电池相连的连接件、设置在相邻两个连接件之间的旁路二极管，其中，连接件包括位于外侧且用于与输出电缆相连的第一连接件和第二连接件，第一连接件分为第一子连接件、第二子连接件，第二子连接件与第二连接件之间可拆卸连接有输出旁路二极管，还包括：分别与第一子连接件、第二子连接件、及除第一连接件之外的任一连接件进行可拆卸连接的关断器，其中，关断器放置在连接件的上方，且关断器与连接件之间设置有绝缘片。本申请公开的上述技术方案，上述结构的光伏组件关断设备的尺寸比较小、可靠性比较高，而且可以同时作普通接线盒和关断器接线盒使用。

Description

一种光伏组件关断设备

技术领域

本实用新型涉及光伏系统技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件关断设备。

背景技术

由于太阳能的可再性及清洁性，光伏并网发电技术得以迅猛发展。目前，通常的光伏系统是多个光伏组件串联形成光伏组件串，然后，接入逆变器中以将直流转换为交流而实现并网。考虑到光伏组件串会形成直流高压，而这种高压会导致人身危险和火灾事故，因此，现场光伏系统要求逆变器具有防电弧保护，也就是在检测到电弧的时候要马上关断逆变器的运行。但是，即使逆变器停止运行了，光伏组件串起来以后的直流电缆还是会输出高压电，有安全风险。所以，通常做法是在光伏组件后面加入关断器，关断器的输出串联，并连接逆变器，由安全控制器对关断器进行控制，以实现快速关断，从而使直流电缆上电压很低。

在现有技术中，关断器通常是一个尺寸比较大的电路板，并且多把关断器电路板安装在接线盒中。另外，因为接线盒空间限制，则通常把旁路二极管集成到关断器电路板上，由于二极管的散热和温升比较明显，而且由于关断器电路板本身是作为一个开关使用的，因此，旁路二极管的加入会使关断器电路板的温升比较明显，从而会造成可靠性风险。而且上述结构的设计只能做关断器接线盒使用，不方便同时作普通接线盒使用。其中，图1示出了现有普通接线盒的结构示意图，包括多个金属片，金属片之间设置有旁路二极管，最外侧的两个金属片PV-和PV+分别连接输出电缆OUT-和OUT+。

综上所述，如何提供一种尺寸比较小、可靠性比较高，且可以同时作普通接线盒和关断器接线盒使用的光伏组件关断设备，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种光伏组件关断设备，该光伏组件关断设备的尺寸比较小、可靠性比较高，而且可以同时作普通接线盒和关断器接线盒使用。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光伏组件关断设备，包括：多个用于与光伏组件中的太阳能电池相连的连接件、设置在相邻两个所述连接件之间的旁路二极管，其中，所述连接件包括位于外侧且用于与输出电缆相连的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件分为第一子连接件、第二子连接件，所述第二子连接件与所述第二连接件之间可拆卸连接有输出旁路二极管，还包括：

分别与所述第一子连接件、所述第二子连接件、及除所述第一连接件之外的任一所述连接件进行可拆卸连接的关断器，其中，所述关断器放置在所述连接件的上方，且所述关断器与所述连接件之间设置有绝缘片。

优选的，所述第二子连接件为负向连接件、用于与负向输出电缆相连；

所述第二连接件为正向连接件、用于与正向输出电缆相连。

优选的，所述关断器包括第一输入端、第二输入端、输出端，其中：

所述第一输入端与所述第一子连接件相连、所述第二输入端与除所述第一连接件之外的任一所述连接件相连、所述输出端与所述第二子连接件相连。

优选的，所述关断器包括电源模块、控制模块、开关管驱动模块、开关管，其中：

所述电源模块的第一端与所述开关管的第一端相连，所述电源模块的第一端与所述开关管的第一端均作为所述关断器的所述第一输入端，所述电源模块的第二端作为所述关断器的所述第二输入端；

所述开关管的第二端作为所述关断器的所述输出端，所述开关管的第三端与所述开关管驱动模块相连；

所述控制模块与所述开关管驱动模块相连、用于对所述开关管驱动模块进行控制，以实现对所述开关管的控制。

优选的，所述开关管具体为继电器或半导体开关。

优选的，所述关断器还包括与所述控制模块相连的电压检测器和/或电流检测器。

优选的，所述关断器还包括与所述控制模块、及光伏系统中所包含的安全控制器相连的通信模块：

所述通信模块用于接收所述安全控制器发送的控制信号，将所述控制信号发送给所述控制模块，以通过所述控制模块实现对所述开关管的控制，并将所述电压检测器和/或所述电流检测器所检测到的数据传输至所述安全控制器。

优选的，所述关断器还包括与所述控制模块相连的温度检测器和/或电弧检测器。

优选的，所述连接件具体为金属件，所述金属件上设置有用于通过光伏焊带与所述太阳能电池相连的通孔。

优选的，所述关断器与所述连接件之间通过所述光伏焊带相连。

本实用新型提供了一种光伏组件关断设备，包括：多个用于与光伏组件中的太阳能电池相连的连接件、设置在相邻两个连接件之间的旁路二极管，其中，连接件包括位于外侧且用于与输出电缆相连的第一连接件和第二连接件，第一连接件分为第一子连接件、第二子连接件，第二子连接件与第二连接件之间可拆卸连接有输出旁路二极管，还包括：分别与第一子连接件、第二子连接件、及除第一连接件之外的任一连接件进行可拆卸连接的关断器，其中，关断器放置在连接件的上方，且关断器与连接件之间设置有绝缘片。

本申请公开的上述技术方案，将位于外侧且用于与输出电缆相连的第一连接件分为第一子连接件和第二子连接件，并将关断器可拆卸地与第一子连接件、第二子连接件、及除第一连接件之外的任一连接件进行连接，且在第二子连接件及第二连接件之间设置输出旁路二极管，以使光伏组件关断设备作为关断器接线盒使用，当拆除关断器及输出旁路二极管时，则可以使光伏组件关断设备作为普通接线盒使用。而且将关断器放置在连接件的上方，两者之间利用绝缘片进行隔开的设置方式可以缩小光伏组件关断设备的尺寸，以降低光伏组件关断设备的成本。另外，因旁路二极管设置在连接件之间，而并未设置在关断器上，因此，则可以降低关断器的温升风险，从而可以提高光伏组件关断设备的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有普通接线盒的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种光伏组件关断设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的关断器的连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的关断器的内部结构示意图。

附图中：1-连接件、2-旁路二极管、3-输出旁路二极管、4-关断器、5-通孔、10-金属件、11-第一连接件、12-第二连接件、100-输出电缆、111-第一子连接件、112-第二子连接件、41-电源模块、42-控制模块、43-开关管驱动模块、 44-开关管、45-电压检测器、46-电流检测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图2，其示出了本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备的结构示意图，可以包括：多个用于与光伏组件中的太阳能电池相连的连接件1、设置在相邻两个连接件1之间的旁路二极管2，其中，连接件1包括位于外侧且用于与输出电缆100相连的第一连接件11和第二连接件12，第一连接件11分为第一子连接件111、第二子连接件112，第二子连接件112与第二连接件12之间可拆卸连接有输出旁路二极管3，还可以包括：

分别与第一子连接件111、第二子连接件112、及除第一连接件11之外的任一连接件1进行可拆卸连接的关断器4，其中，关断器4放置在连接件1 的上方，且关断器4与连接件1之间设置有绝缘片。

光伏组件关断设备可以包括多个连接件1、旁路二极管2、输出旁路二极管3、关断器4、绝缘片。

连接件1用于与光伏组件中的太阳能电池相连接。连接件1包括位于外侧、用于与输出电缆100相连的第一连接件11和第二连接件12，以将光伏组件中的太阳能电池所产生的电流导出来，并利用输出电缆100与安全控制器、逆变器等设备相连接，从而实现供电和并网等。其中，这里所提及的第一连接件11分为第一子连接件111和第二子连接件112两部分，这两个子连接件用于与关断器4进行可拆卸连接，或者二者之间直接进行连接。

旁路二极管2设置在相邻两个连接件1之间，输出旁路二极管3则设置在第二子连接件112与第二连接件12之间(即设置在用于与输出电缆100相连的两个连接件1上)，其中，输出旁路二极管3与第二子连接件112和第二连接件12之间所进行的连接是可拆卸连接。当某些太阳能电池因遮挡等原因成为负载而出现热斑效应时，旁路二极管2、及输出旁路二极管3则可以起到旁路的作用，从而让其他太阳能电池所产生的电流可以从旁路二极管2流出，以使整个光伏系统可以正常发电。

光伏组件关断设备中所包含的关断器4通常为一个电路板，其中，关断器4分别与第一子连接件111、第二子连接件112进行可拆卸连接，而且考虑到关断器4的功耗比较小，则可以直接利用太阳能电池为关断器4进行供电，即将关断器4与除第一连接件11之外的任一连接件1进行可拆卸连接，其中，流经这根连接线(可以为比较细的细线)的电流比较小。在光伏组件出现高压风险时，关断器4可以进行关断以降低直流电缆上的电压，从而降低与高压相关的风险。其中，当关断器4与连接件1相连时，关断器4位于连接件1 的上方，这样就可以减小光伏组件关断设备的设计尺寸，从而则可以降低光伏组件关断设备的成本。当将关断器4设置在连接件1的上方时，为了避免关断器4与连接件1之间因接触而发生短路，则可以在两者之间设置绝缘片。

需要说明的是，上述输出旁路二极管3在关断器4出现故障时，也可以起到对关断器4进行旁路的作用，从而降低因关断器4出现故障而对光伏系统所造成的损失。

当关断器4与连接件1进行连接时，此时，光伏组件关断设备则可以作为关断器接线盒使用；当将关断器4、及输出旁路二极管3从光伏组件关断设备中拆除时，则可以将光伏组件关断设备作为普通接线盒使用，此时，为了使第一连接件11可以正常发挥作用，则需要利用导电材料(如光伏焊带等) 将第一子连接件111和第二子连接件112连接在一起，具体可以参见图3，其示出了本实用新型实施例提供的另一种光伏组件关断设备的结构示意图，该结构的光伏组件关断设备则可以作为普通接线盒使用。

另外，由上述可知，旁路二极管2和输出旁路二极管3均连接在连接件1 之间，而并未设置在关断器4上，因此，关断器4的温升现象相比于现有的关断器而言可以有较为明显的降低，从而则可以提高关断器4的光伏组件关断设备的可靠性和稳定性。

需要说明的是，图2是以3串太阳能电池串为关断器4进行供电为例进行说明的，即关断器4所连接的除第一连接件11之间的任一连接件1具体指的是图2中的第二连接件12。当然，关断器4也可以与位于中间的两个连接件1中的任一连接件1进行连接，以由1串或者2串太阳能电池串为关断器4 进行供电。另外，图2是以4个连接件1为例进行说明的，当然，也可以为其他数量的连接件1，在此对连接件1的数量不做任何限定。

本申请公开的上述技术方案，将位于外侧且用于与输出电缆相连的第一连接件分为第一子连接件和第二子连接件，并将关断器可拆卸地与第一子连接件、第二子连接件、及除第一连接件之外的任一连接件进行连接，且在第二子连接件及第二连接件之间设置输出旁路二极管，以使光伏组件关断设备作为关断器接线盒使用，当拆除关断器及输出旁路二极管时，则可以使光伏组件关断设备作为普通接线盒使用。而且将关断器放置在连接件的上方，两者之间利用绝缘片进行隔开的设置方式可以缩小光伏组件关断设备的尺寸，以降低光伏组件关断设备的成本。另外，因旁路二极管设置在连接件之间，而并未设置在关断器上，因此，则可以降低关断器的温升风险，从而可以提高光伏组件关断设备的可靠性和稳定性。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，第二子连接件112可以为负向连接件、用于与负向输出电缆相连；

第二连接件12可以为正向连接件、用于与正向输出电缆相连。

在光伏组件关断设备中，位于外侧中的其中一侧的第二子连接件112可以为负向连接件，以与负向输出电缆(OUT-)相连，相应的，则位于外侧中的另外一侧的第二连接件12则可以为正向连接件，以与正向输出电缆(OUT+) 相连，从而将太阳能电池所产生的电流通过负向输出电缆(OUT-)、正向输出电缆(OUT+)导出来。

在上述状态下，第一子连接件111则作为PV-使用，第二连接件12则作为PV+使用。

请参见图4，其示出了本本实用新型实施例提供的关断器的连接示意图。本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，关断器4可以包括第一输入端input1、第二输入端input2、输出端output，其中：

第一输入端input1与第一子连接件111相连、第二输入端input2与除第一连接件11之外的任一连接件1相连、输出端output与第二子连接件112相连。

关断器4可以包括第一输入端input1、第二输入端input2、输出端output。

其中，第一输入端input1与第一子连接件111相连；第二输入端input2 与除第一连接件11之外的任一连接件1相连，以利用位于该连接件1及第一连接件11之间的太阳能电池串为关断器4进行供电，其作为供电端只需要提供很小的电流，通常可以用细线连接；输出端output与第二子连接件112相连，即与负向连接件相连。

请参见图5，其示出了本实用新型实施例提供的关断器的内部结构示意图。本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，关断器4可以包括电源模块41、控制模块42、开关管驱动模块43、开关管44，其中：

电源模块41的第一端与开关管44的第一端相连，电源模块41的第一端与开关管44的第一端均作为关断器4的第一输入端input1，电源模块41的第二端作为关断器4的第二输入端input2；开关管44的第二端作为关断器4的输出端output，开关管44的第三端与开关管驱动模块43相连；

控制模块42与开关管驱动模块43相连、用于对开关管驱动模块43进行控制，以实现对开关管44的控制。

关断器4内部可以包括电源模块41、控制模块42、开关管驱动模块43、及开关管44。

其中，电源模块41的第一端与开关管44的第一端相连，电源模块41的第一端与开关管44的第一端均作为关断器4的第一输入端input1，与第一子连接件111相连；电源模块41的第二端作为关断器4的第二输入端input2，与除第一连接件11之外的任一连接件1相连。电源模块41用于为关断器4 内部的其他模块进行供电。

开关管44的第二端作为关断器4的输出端output，与第二子连接件112 相连；开关管44的第三端与开关管驱动模块43相连；开关管驱动模块43与控制模块42相连。

控制模块42可以向开关管驱动模块43发送控制指令，以利用开关管驱动模块43实现对开关管44开通(即断开)或关闭的控制，从而实现关断器4 对光伏组件是否输出电压的控制。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，开关管44具体可以为继电器或半导体开关。

关断器4内部所设置的开关管44具体可以为继电器或者半导体开关，其中，所提及的半导体开关具体可以为MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极性晶体管)等。

当然，也可以利用其他在控制作用下具有开通、关闭功能的器件作为关断器4内部的开关管44。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，关断器4还可以包括与控制模块42相连的电压检测器45和/或电流检测器46。

还可以在关断器4内部设置电压检测器45和/或电流检测器46，其中，电压检测器45和/或电流检测器46均与控制模块42相连。

电压检测器45用于检测光伏组件所产生的电压值，电流检测器46则用于检测光伏组件所产生的电流值，并将所检测到的电压值和/或电流值发送给控制模块42，以便于控制模块42可以将光伏组件所产生的电压值和/或电流值发送给光伏系统的监控设备等，从而便于监控设备可以及时了解光伏组件的运行状况。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，关断器4还可以包括与控制模块42、及光伏系统中所包含的安全控制器相连的通信模块：

通信模块用于接收安全控制器发送的控制信号，将控制信号发送给控制模块42，以通过控制模块42实现对开关管44的控制，并将电压检测器45和 /或电流检测器46所检测到的数据传输至安全控制器。

关断器4内部还可以包括通信模块，该通信模块与控制模块42相连，并与光伏系统内部所设置的安全控制器相连，其中，安全控制器可以同时与多个关断器4相连。

通信模块可以接收安全控制器所发送的控制信号，并将控制信号发送至控制模块42，以利用控制模块42实现对开关管44开通或关闭的控制。另外，通信模块还可以通过控制模块42接收电压检测器45和/或电流检测器46所检测到的光伏组件的数据，并将所接收到的数据传输给安全控制器，以使安全控制器可以及时了解到光伏组件的情况。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，关断器4还可以包括与控制模块42相连的温度检测器和/或电弧检测器。

关断器4内部还可以设置有与控制模块42相连的温度检测器和/或电弧检测器。

温度检测器用于检测关断器4内部的温度值，并将所检测到的温度值发送给控制模块42。当控制模块42判断出关断器4内部的温度值大于预先设定的关断器4所能承受的温度值时，则控制开关管44开通，以避免温度值过高而对关断器4的正常工作造成影响；当控制模块42判断出关断器4内部的温度值未大于预先设定的关断器4所能承受的温度值时，则控制开关管44闭合，以使关断器4可以正常工作。

电弧检测器则用于检测是否有电弧产生，若有电弧产生，则与之相连的控制模块42可以控制开关管44开通，以断开光伏组件的输出电压，从而降低电弧所引发的事故发生率，进而降低电弧对光伏系统所造成的损失。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，连接件1具体可以为金属件，金属件上设置有用于通过光伏焊带与太阳能电池相连的通孔5。

上述所提及的连接件1具体可以为金属件，并且该金属件上设置有通孔5。可以利用光伏焊带穿过通孔5而将金属件与太阳能电池连接起来。

由于光伏组件内部的太阳能电池串之间多数也是通过光伏焊带相连接的，因此，利用光伏焊带将金属件与太阳能电池连接起来则可以进一步降低光伏组件关断设备的成本。

需要说明的是，为了便于第一子连接件111、及第二子连接件112与关断器4之间的连接，则可以在第一子连接件111上设置两个通孔5，其中一个通孔5与太阳能电池相连，另外一个通孔5用于与关断器4相连，并在第二子连接件112上设置一个通孔5，以与关断器4相连。

另外，也可以在关断器4上设置通孔，以便于利用通孔将金属件与关断器4连接起来。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件关断设备，关断器4与连接件1 之间可以通过光伏焊带相连。

为了便于关断器4与连接件1之间的连接，并为了降低光伏组件关断设备的成本，则可以利用光伏焊带将关断器4与连接件1连接在一起。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本实用新型实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏组件关断设备，其特征在于，包括：多个用于与光伏组件中的太阳能电池相连的连接件、设置在相邻两个所述连接件之间的旁路二极管，其中，所述连接件包括位于外侧且用于与输出电缆相连的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件分为第一子连接件、第二子连接件，所述第二子连接件与所述第二连接件之间可拆卸连接有输出旁路二极管，还包括：

分别与所述第一子连接件、所述第二子连接件、及除所述第一连接件之外的任一所述连接件进行可拆卸连接的关断器，其中，所述关断器放置在所述连接件的上方，且所述关断器与所述连接件之间设置有绝缘片。

2.根据权利要求1所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述第二子连接件为负向连接件、用于与负向输出电缆相连；

所述第二连接件为正向连接件、用于与正向输出电缆相连。

3.根据权利要求2所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述关断器包括第一输入端、第二输入端、输出端，其中：

所述第一输入端与所述第一子连接件相连、所述第二输入端与除所述第一连接件之外的任一所述连接件相连、所述输出端与所述第二子连接件相连。

4.根据权利要求3所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述关断器包括电源模块、控制模块、开关管驱动模块、开关管，其中：

所述电源模块的第一端与所述开关管的第一端相连，所述电源模块的第一端与所述开关管的第一端均作为所述关断器的所述第一输入端，所述电源模块的第二端作为所述关断器的所述第二输入端；

所述开关管的第二端作为所述关断器的所述输出端，所述开关管的第三端与所述开关管驱动模块相连；

所述控制模块与所述开关管驱动模块相连、用于对所述开关管驱动模块进行控制，以实现对所述开关管的控制。

5.根据权利要求4所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述开关管具体为继电器或半导体开关。

6.根据权利要求4所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述关断器还包括与所述控制模块相连的电压检测器和/或电流检测器。

7.根据权利要求6所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述关断器还包括与所述控制模块、及光伏系统中所包含的安全控制器相连的通信模块：

所述通信模块用于接收所述安全控制器发送的控制信号，将所述控制信号发送给所述控制模块，以通过所述控制模块实现对所述开关管的控制，并将所述电压检测器和/或所述电流检测器所检测到的数据传输至所述安全控制器。

8.根据权利要求6所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述关断器还包括与所述控制模块相连的温度检测器和/或电弧检测器。

9.根据权利要求1至8任一项所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述连接件具体为金属件，所述金属件上设置有用于通过光伏焊带与所述太阳能电池相连的通孔。

10.根据权利要求9所述的光伏组件关断设备，其特征在于，所述关断器与所述连接件之间通过所述光伏焊带相连。