JP2023551611A - 知能太陽光発電モジュール - Google Patents

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Abstract

本願は、太陽光発電モジュール本体と、前記太陽光発電モジュール本体に位置する知能接続ボックスとを備える知能太陽光発電モジュールに関し、前記知能接続ボックスは、複数の相互連通される太陽光コントローラを備え、前記太陽光発電モジュール本体における複数の電池ストリングは、バスバーを介してそれぞれ前記複数の太陽光コントローラの接続端子に一対一で電気的接続される。【選択図】図１

Description

本願は、２０２１年１１月０８日に中国専利局に出願された、出願番号が２０２１２２７１９５５２．６の中国特許出願の優先権を主張し、以上の出願の全ての内容を引用により本願に援用する。
本願は、太陽光発電の技術分野、例えば知能太陽光発電モジュールに関する。
太陽光発電モジュールは、太陽光発電システムにおける中核部分であり、太陽光発電システムにおける最も重要な部分でもあり、その役割は、太陽エネルギを電気エネルギに転換して蓄電池に送って貯蔵したり、負荷が作動するように推進したりすることである。
従来の太陽光発電モジュールには、ダイオード接続ボックスが取り付けられており、太陽光発電モジュールにおけるホットスポットによる失効のリスクを低減させるために、知能接続ボックスを従来の太陽光発電モジュールに取り付けることができ、これにより、太陽光発電モジュールに対する最大電力点追従が実現される。ここで、知能接続ボックスが取り付けられた太陽光発電モジュールを知能太陽光発電モジュールと呼ぶことができる。
本願は、太陽光発電モジュール本体と、前記太陽光発電モジュール本体に位置する知能接続ボックスとを備える知能太陽光発電モジュールを提供し、前記知能接続ボックスは、複数の相互連通される太陽光コントローラを備え、前記太陽光発電モジュール本体における複数の電池ストリングは、バスバーを介してそれぞれ前記複数の太陽光コントローラの接続端子に一対一で電気的接続される。
本願の実施例に係る知能太陽光発電モジュールの１種の構造模式図である。 本願の実施例に係る知能太陽光発電モジュールの合流構造の１種の模式図である。 本願の実施例に係る知能太陽光発電モジュールの合流構造の他の模式図である。
１０ 太陽光発電モジュール本体
１１ 知能接続ボックス
１０１ 電池ストリング
１０２ バスバー
１０３ インターコネクションストリップ
１１０ 太陽光コントローラ
１１００ 接続端子
下記実施例により図面を参照しながら、本願の実施例における技術案を説明する。ここで記載する実施例は、本願を解釈するためにのみ用いられることを理解すべきである。
図１は、本願の実施例に係る知能太陽光発電モジュールの構造模式図である。図１～図３を参照すると、該知能太陽光発電モジュールは、太陽光発電モジュール本体１０と、前記太陽光発電モジュール本体１０に位置する知能接続ボックス１１とを備えてもよく、前記知能接続ボックス１１は、複数の相互連通される太陽光コントローラ１１０を備え、前記太陽光発電モジュール本体１０における複数の電池ストリング１０１はバスバー１０２を介してそれぞれ前記複数の太陽光コントローラ１１０の接続端子１１００に一対一で電気的接続される。
一実施例において、知能接続ボックス１１は、太陽光発電モジュール本体１０の裏板に設けられ、複数の相互連通される太陽光コントローラ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ、ＭＰＰＴ）１１０を備える。各電池ストリング１０１は、それぞれ太陽光コントローラ１１０の接続端子１１００に一対一で電気的接続され、主に太陽光コントローラ１１０が電池ストリング１０１の端子電圧を検出することにより、電池ストリング１０１が正常な作動状態にあるか否かを判断する。太陽光コントローラ１１０が１つの電池ストリング１０１の電圧が異なっていることを一旦検出すると、低電圧の電池ストリング１０１にホットスポット効果が現れたと考えられ、その出力電流が小さくなり、それに直列接続されるその他の電池ストリング１０１はいずれもこの低電流により制限される。知能接続ボックス１１は、複数の電池ストリング１０１に対する太陽光コントローラ１１０の電圧検出により、太陽光発電モジュール本体１０の出力電力が最大点に到達するまで、太陽光発電モジュール本体１０の出力電圧を調整変更すると同時に、出力電流を変更する。
本実施例において、従来のダイオード接続ボックスの代わりに、知能接続ボックス１１を使用することができ、太陽光発電モジュール本体１０における複数の電池ストリング１０１は、表板と裏板との間に封止され、複数の電池ストリング１０１は、バスバー１０２を介して電気エネルギを裏板から引き出すとともに、知能接続ボックス１１における太陽光コントローラ１１０の接続端子１１００に一対一で電気的接続される。
１つの好ましい実施形態として、太陽光発電モジュール本体１０の内部で複数の電池ストリング１０１のバスバー１０２に対して配置配線を行うことにより、複数の電池ストリング１０１の電気エネルギを知能接続ボックス１１内の接続端子１１００に一対一で引き出してもよい。次に、太陽光発電モジュール本体１０の内部でバスバー１０２の配置を変更するという方式により電気エネルギの引き出しを実現するという態様を紹介する。
好ましくは、太陽光発電モジュール本体１０における少なくとも２つの電池ストリング１０１のバスバー１０２は、太陽光発電モジュール本体１０の内部で位置ずれ配置される。図２（図２に、太陽光発電モジュール本体１０に６つの電池ストリング１０１が備えられることが示されている）を参照すると、好ましくは、バスバー１０２が位置ずれ配置される１種の方式は、太陽光発電モジュール本体１０における少なくとも２つの電池ストリング１０１のバスバー１０２が、折曲迂回方式で位置ずれ配置され、バスバー１０２における各電池ストリング１０１との重なり部分に絶縁シートが設けられているものであってもよい。そのうち、バスバー１０２の折曲角度は任意の角度であってもよい。１つの好ましい実施形態として、バスバー１０２の折曲角度は９０度であってもよい。好ましくは、絶縁シートは、絶縁テープ、絶縁ワニス又は絶縁プラスチックのうちの任意の１種であってもよい。つまり、各電池ストリング１０１のバスバー１０２は、知能接続ボックス１１における接続端子１１００に接続されるまで、まず、横方向に配線され、次に９０度折り曲げられて縦方向に配線されて、再び９０度折り曲げられて横方向に配線され、再び９０度折り曲げられて縦方向に配線されてもよい。なお、図２に示す迂回する配置方式は、１種の例示的なものに過ぎず、折曲迂回させることにより複数の電池ストリング１０１のバスバー１０２の位置ずれ配置を実現すれば、その他の方式の折曲迂回配置方式であってもよい。
複数の電池ストリング１０１のバスバーは、折曲迂回位置ずれ配置の方式で、複数の電池ストリング１０１の電気エネルギを知能接続ボックス１１に引き出し、該方式は、電気エネルギが引き出されるときに、複数層のバスバーの絶縁シートの重畳による高さにより生じたプロセスにおけるデラミネーション、気泡ひいては信頼性の問題を減少させることができる。同時に、バスバーの折曲迂回は、ライン外で位置決め溶接を完成させることができ、太陽光発電モジュール本体１０の生産ラインのテンポスピードに影響を及ぼすことがない。
図３を参照すると、好ましくは、バスバー１０２が位置ずれ配置される他の１種の方式は、一部の電池ストリング１０１のインターコネクションストリップ１０３（即ち溶接リボン）を予備することにより、一部の電池ストリング１０１又は全ての電池ストリング１０１のバスバー１０２が位置ずれ配置されるものであってもよい。好ましくは、太陽光発電モジュール本体１０における少なくとも２つの電池ストリング１０１のインターコネクションストリップ１０３は、知能接続ボックス１１と同じ方向の一端での予備長さが異なり、各電池ストリング１０１に予備されたインターコネクションストリップ１０３の上層には、太陽光コントローラ１１０の接続端子１１００に電気的接続されたバスバー１０２が対応して溶接されている。各バスバー１０２は、逆「Ｌ」型に配置されてもよい。好ましくは、複数のバスバー１０２の重なり部分には、絶縁シートが設けられている。好ましくは、絶縁シートは、絶縁テープ、絶縁ワニス又は絶縁プラスチックのうちの任意の１種であってもよい。
図３に示す電池ストリングは、左から右にそれぞれが電池ストリング１、電池ストリング２、電池ストリング３、電池ストリング４、電池ストリング５及び電池ストリング６であると仮定し、図３から分かるように、電池ストリング１及び電池ストリング２のバスバー１０２は、横方向に位置ずれ配置され、電池ストリング５及び電池ストリング６のバスバー１０２は、横方向に位置ずれ配置され、電池ストリング１及び電池ストリング３のバスバー１０２は、横方向に部分的に重なり、電池ストリング４及び電池ストリング６のバスバー１０２は、横方向に部分的な重なりが存在し、上記重なり部分には、絶縁シートが設けられている。なお、図３に示すバスバーが位置ずれ配置される方式は、１種の例示的なものに過ぎず、少なくとも２つの電池ストリングのインターコネクションストリップの予備長さを異ならせることによりバスバーの位置ずれ配置を実現すれば、その他のバスバーが位置ずれ配置される方式であってもよい。
該方式は、バスバーの使用量を減少させることができ、複数層のバスバーの重畳及びバスバー間の複数層の絶縁が形成した高さによるプロセス及び信頼性の難題を低減させることもできる。
次に、複数の電池ストリング１０１の電気エネルギをバスバー１０２により裏板から引き出して知能接続ボックス１１にアクセスするという他の１種の態様を紹介し、該態様は、太陽光発電モジュール本体１０の内部で複雑なバスバーの配線を行う必要がない。
好ましくは、前記知能接続ボックス１１の両側には、複数の外部接続端子がそれぞれ設けられており、太陽光発電モジュール本体１０における外側に近い電池ストリング１０１のバスバー１０２は、太陽光発電モジュール本体１０の内部で配線される必要がなく、直接裏板を通過して前記複数の外部接続端子により知能接続ボックス１１内の接続端子１１００に一対一で電気的接続され、中間位置に位置する電池ストリング１０１のバスバー１０２は、太陽光発電モジュール本体１０の内部で配線される必要がなく、直接裏板を通過して知能接続ボックス１１内の空き接続端子１１００に一対一で電気的接続される。
本実施例において、太陽光発電モジュール本体１０の裏板を開孔することができ、孔は、隣り合う電池ストリング１０１の中間位置に開設されることができ、このようにすることで、太陽光発電モジュール本体１０の両側の電池ストリング１０１のバスバー１０２は、直接孔から引き出されて前記外部接続端子にアクセスされることができ、外部接続端子はさらに、ケーブルを介して知能接続ボックス１１内の接続端子１１００に一対一で電気的接続される。太陽光発電モジュール本体１０の中間位置に位置する電池ストリング１０１のバスバー１０２は、距離が最も近い孔から引き出され、知能接続ボックス１１内の空き接続端子１１００にアクセスされてもよく、これにより、全ての電池ストリング１０１の電気エネルギの引き出しが実現された。
該方式は、外部接続端子を太陽光発電モジュール本体１０の裏板に設けて、複数の電池ストリング１０１の電気エネルギを外部接続方式で知能接続ボックス１１内に引き出すことにより、電気エネルギの引き出しの効果を実現し、太陽光発電モジュール本体の内部で複雑なバスバーの配線を行う必要がない。
本願の実施例に係る知能太陽光発電モジュールは、太陽光発電モジュール本体と、太陽光発電モジュール本体に位置する知能接続ボックスとを備え、知能接続ボックスは、複数の相互連通される太陽光コントローラを備え、太陽光発電モジュール本体における複数の電池ストリングは、バスバーを介してそれぞれ前記複数の太陽光コントローラの接続端子に一対一で電気的接続され、これにより、複数の太陽光コントローラがリアルタイムに各電池ストリングの電圧に対して検出を行い、太陽光発電モジュール本体の出力電圧及び出力電流を動的に調整変更することにより、太陽光発電モジュール本体の最大電力出力が実現される。さらに、該知能接続ボックスは、ダイオード接続ボックスを介して太陽光発電モジュール本体の内部回路に接続される必要がなく、直接バスバーを介して太陽光発電モジュール本体の内部回路に接続されることができ、ダイオード接続ボックスと知能接続ボックスとの間におけるケーブルとアダプタとの接続を減少させ、アダプタとの接続及びケーブル損傷等による電力損失を低減させた。加えて、複数の種類の電池ストリングの電気エネルギ引き出し態様が提供されており、例えば、複数の電池ストリングのバスバーが折曲迂回位置ずれ配置される方式、少なくとも２つの電池ストリングのインターコネクションストリップの予備長さを異ならせてバスバーの位置ずれ配置を実現する方式、太陽光発電モジュール本体の裏板において配線を行う方式により、複数の電池ストリングの電気エネルギを知能接続ボックスの中に引き出す。

Claims (10)

  1. 太陽光発電モジュール本体と、前記太陽光発電モジュール本体に位置する知能接続ボックスとを備え、
    前記知能接続ボックスは、複数の相互連通される太陽光コントローラを備え、
    前記太陽光発電モジュール本体における複数の電池ストリングは、バスバーを介してそれぞれ前記複数の太陽光コントローラの接続端子に一対一で電気的接続される、
    知能太陽光発電モジュール。
  2. 少なくとも２つの電池ストリングのバスバーは、前記太陽光発電モジュール本体の内部で位置ずれ配置される、
    請求項１に記載の知能太陽光発電モジュール。
  3. 前記少なくとも２つの電池ストリングのバスバーは、折曲迂回方式で位置ずれ配置される、
    請求項２に記載の知能太陽光発電モジュール。
  4. 前記バスバーの折曲角度は９０度である、
    請求項３に記載の知能太陽光発電モジュール。
  5. 前記バスバーにおける各電池ストリングとの重なり部分には、絶縁シートが設けられている、
    請求項３に記載の知能太陽光発電モジュール。
  6. 前記少なくとも２つの電池ストリングのインターコネクションストリップは、前記知能接続ボックスと同じ方向の一端での予備長さが異なり、各電池ストリングに予備されたインターコネクションストリップの上層には、太陽光コントローラの接続端子に電気的接続されたバスバーが対応して溶接されている、
    請求項２に記載の知能太陽光発電モジュール。
  7. 複数のバスバーの重なり部分には、絶縁シートが設けられている、
    請求項６に記載の知能太陽光発電モジュール。
  8. 前記絶縁シートは、絶縁テープ、絶縁ワニス又は絶縁プラスチックのうちの１種である、
    請求項５又は７に記載の知能太陽光発電モジュール。
  9. 前記知能接続ボックスの両側には、複数の外部接続端子がそれぞれ設けられており、
    前記太陽光発電モジュール本体における外側に近い電池ストリングのバスバーは、前記太陽光発電モジュール本体の内部で配線される必要がなく、直接裏板を通過して前記複数の外部接続端子により前記知能接続ボックス内の接続端子に一対一で電気的接続され、中間位置に位置する電池ストリングのバスバーは、前記太陽光発電モジュール本体の内部で配線される必要がなく、直接裏板を通過して前記知能接続ボックス内の空き接続端子に一対一で電気的接続される、
    請求項１に記載の知能太陽光発電モジュール。
  10. 前記外部接続端子は、ケーブルを介して前記知能接続ボックス内の接続端子に電気的接続される、
    請求項９に記載の知能太陽光発電モジュール。
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