CN218976642U - 一种自保护光伏系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例是关于一种自保护光伏系统，包括：多路MPPT电路，每路MPPT电路包括多个串联的光伏组件、多个第一连接器、第二连接器和感温断路器；相邻光伏组件通过第一连接器连接；首端和尾端的光伏组件分别和第二连接器连接，第二连接器的正极输入端和负极输出端均设置有附加接头，每个附加接头均连接有温度传感器，第二连接器和感温断路器连接；感温断路器均和逆变器连接；感温断路器和逆变器连接。本实施例中，利用设置有温度传感器的第二连接器将串联的多个光伏组件通过感温断路器与逆变器连接，当温度超过设定值，控制感温断路器熔断，以剥离此路电路的汇入，由此对逆变器以及配电箱进行保护。故障识别率高，提高了光伏系统的安全性。

Description

一种自保护光伏系统

技术领域

本公开实施例涉及光伏技术领域，尤其涉及一种自保护光伏系统。

背景技术

太阳能电池组件是基于半导体的光生伏特效应，将太阳辐射直接转换为电能。作为一种可再生清洁能源，太阳能电池组件已广泛应用于国民经济的各个领域中。

太阳能电池组件在使用时常常安装在室外，但由于外界环境及天气变化的影响，不可避免的会造成电池组件表面局部出现遮挡或阴影，这些遮挡或阴影的出现，导致被遮蔽的电池片发热，产生热斑效应，严重时，甚至会烧坏电池片、逆变器、配电箱乃至整个系统。为了保护电池片、逆变器、配电箱乃至整个系统不会被烧坏，通常只会在电池组件的电池串间连接一个旁路二极管，当与该旁路二极管相连的任一个或多个电池片被遮挡时，其余所有与该旁路二极管连接的电池片则都出现旁通现象而停止工作，这样就能有效保护被遮蔽的电池片不被烧坏。

然而，相关技术中，在铺设太阳能电池片时，不能保证电池串之间的电流、电压值差异范围不大，从而影响每串组件单体之间的电流、电压值差异范围，这样导致遮挡发生的时候，不能保证组件里每两串电池片连接的旁路二极管会及时工作起到旁路作用。组件发生遮挡，遮挡部位会随着时间的推移发生发热现象，这种现象持续发展，会出现局部温度持续升高，继续下去会导致组件的内阻增大，组件输出功率降低，接着会导致组件的输出电流变大，发热加剧。这种现象很危险，轻者会局部烧毁组件，严重时会导致逆变器、配电箱乃至整个系统烧毁、着火的危险现象发生。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种自保护光伏系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开实施例提供一种自保护光伏系统，所述自保护光伏系统包括：

多路MPPT电路，每路所述MPPT电路包括：多个串联的光伏组件、多个第一连接器、第二连接器和感温断路器；每相邻两个所述光伏组件之间通过所述第一连接器连接；所述第二连接器包括正极部和负极部，所述正极部包括两个正极输入端和一个正极输出端，所述负极部包括一个负极输入端和两个负极输出端；位于所述MPPT电路首端和尾端的所述光伏组件分别和所述第二连接器的正极输出端和负极输入端对应连接，所述第二连接器的正极输入端和负极输出端均设置有附加接头，每个所述附加接头均连接有温度传感器，所述第二连接器的负极输出端和所述感温断路器连接；

逆变器，每路所述MPPT电路中的所述感温断路器均和所述逆变器连接，每路所述MPPT电路中的所述第二连接器的一个正极输入端和所述逆变器连接；

控制器，每路所述MPPT电路中的所述感温断路器以及两个所述温度传感器均与所述控制器连接；

配电箱，所述逆变器和所述配电箱连接。

本公开的一实施例中，所述第一连接器和所述第二连接器均设置在所述光伏组件的背板面上。

本公开的一实施例中，位于所述MPPT电路首端的所述光伏组件具有一正极导线，所述正极导线和所述第二连接器的正极输出端连接；位于所述MPPT电路尾端的所述光伏组件具有一负极导线，所述负极导线和所述第二连接器的负极输入端连接。

本公开的一实施例中，所述每路所述MPPT电路中的所述感温断路器和所述逆变器的负极连接，每路所述MPPT电路中的所述第二连接器的一个正极输入端和所述逆变器的正极连接。

本公开的一实施例中，所述温度传感器设置在所述第二连接器上。

本公开的一实施例中，所述自保护光伏系统还包括信息传输装置，每个所述温度传感器均通过所述信息传输装置将温度信息传输给所述控制器。

本公开的一实施例中，所述信息传输装置为GPRS无线信息传输装置。

本公开的一实施例中，每路所述MPPT电路中包括18-24个光伏组件。

本公开的一实施例中，所述MPPT电路的路数为2-10路。

本公开的一实施例中，所述自保护光伏系统还包括直流电缆，用于将所述多路MPPT电路与所述逆变器进行连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例中的自保护光伏系统，利用设置有温度传感器的第二连接器将串联的多个光伏组件通过感温断路器与逆变器连接，当某路MPPT电路中的某个或某几个光伏组件温度过高时，温度传感器对其温度进行监测并将温度信息传输给控制器，当温度超过设定值，控制器可控制感温断路器熔断，造成该路MPPT电路断路以剥离此路电路的汇入，由此对光伏组件、逆变器以及配电箱进行保护。温度监测准确度高，故障识别率高，提高了光伏系统的安全性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中的自保护光伏系统的第一连接器、第二连接器以及光伏组件之间的连接关系示意图；

图2示出本公开示例性实施例中的自保护光伏系统的结构示意图。

附图标记：

100、MPPT电路；101、光伏组件；102、第一连接器；103、第二连接器；1031、附加接头；1032、温度传感器；104、感温断路器；200、逆变器；300、配电箱。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中提供一种自保护光伏系统，请参考图1和图2，所述自保护光伏系统包括：多路MPPT电路100、逆变器200、控制器以及配电箱300。

具体地，每路所述MPPT电路100包括：多个串联的光伏组件101、多个第一连接器102、第二连接器103和感温断路器104。每相邻两个所述光伏组件101之间通过所述第一连接器102连接。所述第二连接器103包括正极部和负极部，所述正极部包括两个正极输入端和一个正极输出端，所述负极部包括一个负极输入端和两个负极输出端。位于所述MPPT电路首端和尾端的所述光伏组件101分别和所述第二连接器103的正极输出端和负极输入端对应连接，所述第二连接器103的正极输入端和负极输出端均设置有附加接头1031，每个所述附加接头1031均连接有温度传感器1032，所述第二连接器103的负极输出端和所述感温断路器104连接。利用两个温度传感器1032分别对第二连接器103的两端的温度均进行实时监测。每路所述MPPT电路100中的所述感温断路器104均和所述逆变器200连接，每路所述MPPT电路100中的所述第二连接器103的一个正极输入端和所述逆变器200连接。

每路所述MPPT电路100中的所述感温断路器104以及两个所述温度传感器1032均与所述控制器连接。

所述逆变器200和所述配电箱300连接。

本实施方式中，利用设置有温度传感器1032的第二连接器103将串联的多个光伏组件101通过感温断路器104与逆变器200连接，当某路MPPT电路100中的某个或某几个光伏组件101温度过高时，温度传感器1032对其温度进行监测并将温度信息传输给控制器，当温度超过设定值，控制器可控制感温断路器104熔断，造成该路MPPT电路100断路以剥离此路电路的汇入，由此对光伏组件101、逆变器200以及配电箱300进行保护。温度监测准确度高，故障识别率高，提高了光伏系统的安全性。

可选的，在一些实施例中，所述第一连接器102和所述第二连接器103均可以设置在所述光伏组件101的背板面上，与相邻光伏组件101的第一连接器102就近，方便接线，同时在背板面上安装可以节省空间，避免雨水冲刷等，提高系统安全性。

可选的，在一些实施例中，如图1所示，位于所述MPPT电路100首端的所述光伏组件101具有一正极导线，所述正极导线和所述第二连接器103的正极输出端连接；位于所述MPPT电路100尾端的所述光伏组件101具有一负极导线，所述负极导线和所述第二连接器103的负极输入端连接。

通过正极导线和负极导线将光伏组件101和第二连接器103连接在一起，不用对光伏组件101的本身结构进行改进，即可实现本申请利用温度传感器1032对温度监测，从而对异常工作情况下的电路进行断电以达到保护光伏系统的目的。

可选的，在一些实施例中，所述每路所述MPPT电路100中的所述感温断路器104和所述逆变器200的负极连接，每路所述MPPT电路100中的所述第二连接器103的一个正极输入端和所述逆变器200的正极连接。通过感温断路器104可以根据温度情况切断光伏电路与逆变器200的连接，以保护逆变器200不被损坏。

可选的，在一些实施例中，所述温度传感器1032设置在所述第二连接器103上。本申请中，对常用的连接器进行了改进，在所述第二连接器103上设置附加接头1031，利用附加接头1031连接有温度传感器1032，以对本路MPPT电路100中的温度进行监测，对光伏组件101以及整体电路无需进行大的改动，即可达到系统保护的目的。

可选的，在一些实施例中，所述自保护光伏系统还包括信息传输装置，每个所述温度传感器1032均通过所述信息传输装置将温度信息传输给所述控制器。更进一步，可选的，在一些实施例中，所述信息传输装置为GPRS无线信息传输装置。所述温度传感器1032通过无线网络传输将温度信息传输给控制器，当温度值超过预设值时，控制器会控制感温断路器104进行熔断，以切断逆变器200与MPPT电路100的连接，从而叨叨保护逆变器200以及配电箱300的目的。

可选的，在一些实施例中，每路所述MPPT电路100中包括18-24个光伏组件，但也不限于此，此数量为本领域常用数量，具体数量取决于逆变器200的特征参数。

可选的，在一些实施例中，所述MPPT电路100的路数为2-10路，但也不限于此。

以144半片版型的太阳能电池组件为例，多个光伏组件101(例如18-24块)组成串联之后，这一串组件形成一路MPPT，在使用第二连接器103分别连接到串总正极和总负极，随后分别连接温度传感器1032，每个支路在进入逆变器200和配电箱300之前连接感温断路器104。当一块光伏组件101(或几块光伏组件101)被树叶、鸟粪、阴影长时间遮挡时，一般光伏系统组件的遮挡部分随着热斑效应发生，会出现局部温度升高现象，继续下去会导致组件的内阻增大，组件输出功率降低，接着会导致组件的输出电流变大，发热加剧。本实施例中，发生热斑现象时，会通过温度传感器1032、感温断路器104剥离这串组件汇入，进而在一定程度上提高光伏系统的安全性。

本公开对具体的光伏组件101的规格型号功率不做限制，上述示例仅仅为了更进一步的解释，不代表对组件规格型号功率的限制，具体操作时，可根据逆变器200的具体参数要求选取即可。

具体的，多个光伏组件101串联后的电压，是每块光伏组件101的电压之和。光伏组件101串联的数量有两个原则，一是组串最高极限开路电压不超过逆变器200的最高电压，如以540W光伏组件101举例，开路电压是49.63V，开路电压温度系数是-0.27％/℃，如果在-15度，20块串联，最后的开路电压V＝49.63[1+(-41-15)*(-0.0027)]*20，约为1142V，大于逆变器200的最高限压，所以光伏组件101不能高于20块串联。多个光伏组件101串联后的电流，取决于电流最小的那块光伏组件101，原则上同一个组串要使用同一种规格的光伏组件101。要选择逆变器200时，要注意逆变器200最大输入电流要比光伏组件101的短路电流要比大1.1倍以上，逆变器200才能安全运行。

在一个实施例中，图2所示，感温断路器104在逆变器200、配电箱300入口处连接，如果系统线路发热，温度超过预设的正常值(例如大于100°)，感温断路器104内部可以设置芯片，启动实施断开指令，感温断路器104由闭合状态即刻改为断开状态，实施断开保护。也可以由控制器控制感温断路器104进行工作。

在一个实施例中，该光伏自保护系统还可以包括直流电缆，用于将所述多路MPPT电路100与所述逆变器200进行连接，同时使用桥架保护地面线缆安全使用。

在一个实施例中，该光伏自保护系统还可以包括交流电缆，用于连接配电箱300至电表和电线杆国网线。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种自保护光伏系统，其特征在于，所述自保护光伏系统包括：

多路MPPT电路，每路所述MPPT电路包括：多个串联的光伏组件、多个第一连接器、第二连接器和感温断路器；每相邻两个所述光伏组件之间通过所述第一连接器连接；所述第二连接器包括正极部和负极部，所述正极部包括两个正极输入端和一个正极输出端，所述负极部包括一个负极输入端和两个负极输出端；位于所述MPPT电路首端和尾端的所述光伏组件分别和所述第二连接器的正极输出端和负极输入端对应连接，所述第二连接器的正极输入端和负极输出端均设置有附加接头，每个所述附加接头均连接有温度传感器，所述第二连接器的负极输出端和所述感温断路器连接；

逆变器，每路所述MPPT电路中的所述感温断路器均和所述逆变器连接，每路所述MPPT电路中的所述第二连接器的一个正极输入端和所述逆变器连接；

控制器，每路所述MPPT电路中的所述感温断路器以及两个所述温度传感器均与所述控制器连接；

配电箱，所述逆变器和所述配电箱连接。

2.根据权利要求1所述自保护光伏系统，其特征在于，所述第一连接器和所述第二连接器均设置在所述光伏组件的背板面上。

3.根据权利要求1所述自保护光伏系统，其特征在于，位于所述MPPT电路首端的所述光伏组件具有一正极导线，所述正极导线和所述第二连接器的正极输出端连接；位于所述MPPT电路尾端的所述光伏组件具有一负极导线，所述负极导线和所述第二连接器的负极输入端连接。

4.根据权利要求3所述自保护光伏系统，其特征在于，所述每路所述MPPT电路中的所述感温断路器和所述逆变器的负极连接，每路所述MPPT电路中的所述第二连接器的一个正极输入端和所述逆变器的正极连接。

5.根据权利要求1所述自保护光伏系统，其特征在于，所述温度传感器设置在所述第二连接器上。

6.根据权利要求1所述自保护光伏系统，其特征在于，所述自保护光伏系统还包括信息传输装置，每个所述温度传感器均通过所述信息传输装置将温度信息传输给所述控制器。

7.根据权利要求6所述自保护光伏系统，其特征在于，所述信息传输装置为GPRS无线信息传输装置。

8.根据权利要求1-7任一项所述自保护光伏系统，其特征在于，每路所述MPPT电路中包括18-24个光伏组件。

9.根据权利要求1-7任一项所述自保护光伏系统，其特征在于，所述MPPT电路的路数为2-10路。

10.根据权利要求1-7任一项所述自保护光伏系统，其特征在于，所述自保护光伏系统还包括直流电缆，用于将所述多路MPPT电路与所述逆变器进行连接。

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