RU2803314C1 - Solar module with diagnostic unit - Google Patents

Solar module with diagnostic unit Download PDF

Info

Publication number
RU2803314C1
RU2803314C1 RU2022128218A RU2022128218A RU2803314C1 RU 2803314 C1 RU2803314 C1 RU 2803314C1 RU 2022128218 A RU2022128218 A RU 2022128218A RU 2022128218 A RU2022128218 A RU 2022128218A RU 2803314 C1 RU2803314 C1 RU 2803314C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
solar module
diagnostic unit
cells
modules
Prior art date
Application number
RU2022128218A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Валерьевич Зиновьев
Олег Марсимович Мирсаетов
Светлана Борисовна Колесова
Олег Архипович Бартенев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2803314C1 publication Critical patent/RU2803314C1/en

Links

Abstract

FIELD: solar energy.
SUBSTANCE: solar module contains: a glazed frame; serially connected photovoltaic converters with a bypass diode shunting the photovoltaic converters; a diagnostic unit made in the form of a board with a microcontroller, with a Hall sensor mounted contact-free above the bypass diode circuit and connected to a radio frequency transmitter.
EFFECT: simplified design, improved reliability of the solar module with a diagnostic unit.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к фотоэнергетике, а именно к солнечным модулям, которые используются на фотоэлектрических станциях и составлены из фотоэлектрических преобразоватей (ФЭП) на основе фотовольтаических p-n переходов из кремниевых полупроводников.The invention relates to photoenergy, namely to solar modules that are used at photovoltaic stations and are composed of photovoltaic converters (PVCs) based on photovoltaic p-n junctions made of silicon semiconductors.

После изготовления ФЭП выполняется автоматическая сортировка и разбивка по классам в зависимости от эффективности и качества изготовления. Такая подборка однотипных ФЭП требуется при сборке солнечных модулей, чтобы параметры ФЭП, входящих в состав модулей были максимально близки друг к другу. Мощность солнечного модуля напрямую зависит от качества и параметров каждого ФЭП, из которых он состоит. Под мощностью ФЭП понимается мощность в точке максимальной мощности (ТММ), определяемой по вольт-амперной характеристике ФЭП при определенной освещенности. Изменение уровня освещенности приводит к смещению ТММ, поэтому используются различные алгоритмы отслеживания точки максимальной мощности, чтобы при любых условиях получать максимально возможную мощность на выходе ФЭП. Выходная мощность модуля всегда оказывается меньше, чем арифметическая сумма мощностей ФЭП, из которых составлен сам модуль. Это объясняется потерями из-за рассогласования характеристик однотипных ФЭП. При изготовлении солнечных модулей используется набор однотипных ФЭП, чтобы обеспечить наименьший разброс их параметров и уменьшить потери несоответствия, так как эффективность последовательного соединения ФЭП определяется эффективностью ФЭП с самыми низкими параметрами. При последовательном соединении ФЭП в условиях неоднородного освещения их поверхности некоторые наименее освещенные ФЭП перестают работать как источники энергии и становятся «паразитными» нагрузками. Основная масса ФЭП продолжают генерировать энергию и пропускать ток через менее освещенные ФЭП, вызывая высокие потери энергии в виде рассеивания тепла, что может привести к образованию локальных точек перегрева и термическому повреждению ФЭП. Чтобы избежать этой проблемы параллельно каждому ФЭП или группе ФЭП подключают байпасные диоды, которые шунтируют ток последовательной цепи, исключая из работы затененные группы ФЭП. Но даже такого способа бывает недостаточно при высоких обратных пороговых напряжений пробоя ФЭП.After the FEP is manufactured, automatic sorting and breakdown into classes is performed depending on the efficiency and quality of production. Such a selection of PV cells of the same type is required when assembling solar modules so that the parameters of the PV cells included in the modules are as close as possible to each other. The power of a solar module directly depends on the quality and parameters of each solar cell of which it consists. The power of a solar cell is understood as the power at the maximum power point (MPP), determined by the current-voltage characteristic of the solar cell at a certain illumination. Changing the illumination level leads to a shift in the TMM, so various algorithms for tracking the maximum power point are used in order to obtain the maximum possible power at the PV output under any conditions. The output power of the module is always less than the arithmetic sum of the powers of the solar cells that make up the module itself. This is explained by losses due to mismatch of characteristics of PV cells of the same type. In the manufacture of solar modules, a set of PV cells of the same type is used to ensure the smallest spread of their parameters and reduce mismatch losses, since the efficiency of a series connection of PV cells is determined by the efficiency of PV cells with the lowest parameters. When PV cells are connected in series under conditions of non-uniform illumination of their surface, some of the least illuminated PV cells stop working as energy sources and become “parasitic” loads. The bulk of the PV cells continue to generate energy and pass current through the less illuminated PV cells, causing high energy losses in the form of heat dissipation, which can lead to the formation of local hot spots and thermal damage to the PV cells. To avoid this problem, bypass diodes are connected in parallel to each PV cell or PV group, which shunt the current in the series circuit, excluding shaded PV groups from operation. But even this method is not enough at high reverse threshold breakdown voltages of solar cells.

Для комплексного отбора ФЭП при изготовлении модулей, предназначенных для работы на солнечной электростанции при возможных условиях неоднородного освещения, выбирается набор однотипных ФЭП по требуемой эффективности (КПД) с отклонением от среднего не более 1% и мощности в точке максимальной мощности (ТММ) с отклонением от среднего не более 2%, а затем среди них отбираются подходящие ФЭП по пороговому напряжению пробоя, получаемого по обратной ветви ВАХ фотоэлектрического преобразователя. В зависимости от технологии изготовления и уровня легирования кремниевых фотоэлектрических преобразователей значение порогового напряжения пробоя обычно не превосходит -25В, характерное значение составляет около -15В. При сокращении порогового напряжения пробоя вдвое потери выделяемой мощности в виде тепла в случае работы фотоэлектрических преобразователей в составе электростанции при сниженной освещенности также сокращаются вдвое, что значительно снижает риск образования локальных точек перегрева (“hot spot” эффект) и последующего повреждения фотоэлектрических преобразователей при работе в высоковольтных системах до 1000 В.For a comprehensive selection of solar cells in the manufacture of modules intended for operation at a solar power plant under possible conditions of non-uniform lighting, a set of similar solar cells is selected according to the required efficiency (efficiency) with a deviation from the average of no more than 1% and power at the maximum power point (MPP) with a deviation from the average is no more than 2%, and then among them suitable solar cells are selected based on the threshold breakdown voltage obtained from the reverse branch of the current-voltage characteristic of the photoelectric converter. Depending on the manufacturing technology and doping level of silicon photovoltaic converters, the threshold breakdown voltage usually does not exceed -25V, the characteristic value is about -15V. When the threshold breakdown voltage is halved, the loss of released power in the form of heat in the case of operation of photovoltaic converters as part of a power plant at reduced illumination is also halved, which significantly reduces the risk of the formation of local overheating points (“hot spot” effect) and subsequent damage to photovoltaic converters when operating in high-voltage systems up to 1000 V.

Тепловой пробой p-n перехода ФЭП, или в частности образование локальных точек перегрева, происходит из-за неоднородности структуры p-n перехода, наличия локальных дефектов кристаллической решетки. Данный тип пробоя обусловлен разогревом обратно включенного ФЭП при протекании через него тока. Такая ситуация может возникнуть при последовательном соединении ФЭП, когда их поверхность будет освещена неравномерно вследствие различной степени концентрации света или наличия тени (фиг. 1). В таком случае часть ФЭП будет работать в режиме диода с прямым смещением (режим фотогенерации), а часть с обратным (режим потребления). Отводимая от ФЭП мощность, рассеиваемая в виде тепла в окружающую среду, определяется температурой внешней среды и теплопроводностью сред, через которые отводится тепло. Если количество тепла, выделяемого ФЭП, превышает количество тепла, отводимого от ФЭП, то температура ФЭП начинает расти, что может привести к тепловому пробою ФЭП. По этой причине необходимо отбирать ФЭП с такими значениями порогового напряжения пробоя, при которых максимальная выделяемая пороговая мощность P max не должна приводить к возникновению локальных точек перегрева, с температурой, приводящей к тепловому разрушению p-n перехода кремниевого ФЭП, что на вольт-ваттной характеристике (фиг. 2) соответствует линейному участку до точки перегиба при U пр. Из отобранных таким образом ФЭП составляются солнечные модули, путем последовательного соединения ФЭП при помощи токопроводящих шин и укладывания их в остекленную раму из алюминиевого профиля с последующим ламинированием ФЭП и герметизацией солнечного модуля. Составленные таким образом солнечные модули могут быть использованы как источники энергии для солнечной фотоэлектрической электростанции. Повышается эффективность и надежность работы такой электростанции за счет снижения частоты замены выходящих из строя солнечных модулей по причине образования локальных точек перегрева.Thermal breakdown of the pn junction of a solar cell, or in particular the formation of local overheating points, occurs due to the heterogeneity of the structure of the pn junction and the presence of local defects in the crystal lattice. This type of breakdown is caused by the heating of the back-on PV when current flows through it. This situation can arise when PV cells are connected in series, when their surface is illuminated unevenly due to varying degrees of light concentration or the presence of shadows (Fig. 1). In this case, part of the solar cell will operate in diode mode with forward bias (photogeneration mode), and part with reverse bias (consumption mode). The power removed from the PV, dissipated in the form of heat into the environment, is determined by the temperature of the external environment and the thermal conductivity of the media through which the heat is removed. If the amount of heat generated by the PV exceeds the amount of heat removed from the PV, then the temperature of the PV begins to increase, which can lead to thermal breakdown of the PV. For this reason, it is necessary to select PV cells with such values of the threshold breakdown voltage at which the maximum allocated threshold power P max should not lead to the emergence of local overheating points, with a temperature leading to thermal destruction of the pn junction of the silicon PV cell, which is seen in the volt-watt characteristic (Fig. 2) corresponds to the linear section up to the inflection point at U pr . From the PV cells selected in this way, solar modules are made by connecting the PV cells in series using conductive busbars and placing them in a glazed frame made of aluminum profile, followed by laminating the PV cells and sealing the solar module. Solar modules composed in this way can be used as energy sources for a solar photovoltaic power plant. The efficiency and reliability of such a power plant is increased by reducing the frequency of replacing failed solar modules due to the formation of local hot spots.

Мировая практика мониторинга состояния источника энергии на солнечной фотоэлектрической электростанции основана на измерениях электрических параметров, таких как напряжение, ток, мощность постоянного тока на уровне цепочек-стрингов, которые состоят из последовательно соединенных солнечных модулей. Такие измерения выполняются в блоке сумматоре, к которому подключаются цепочки-стринги и выполняется их параллельное соединение для достижения необходимой силы тока. В такой стринговой технологии мониторинга состояния источника энергии теряется информация об работоспособности отдельных групп ФЭП внутри стрингов, то есть на уровне самих солнечных модулей.The global practice of monitoring the state of an energy source in a solar photovoltaic power plant is based on measuring electrical parameters such as voltage, current, DC power at the level of string chains, which consist of solar modules connected in series. Such measurements are performed in the adder block, to which string chains are connected and they are connected in parallel to achieve the required current strength. In such a string technology for monitoring the state of an energy source, information about the performance of individual groups of solar cells inside the strings is lost, that is, at the level of the solar modules themselves.

Для создания солнечной электростанции требуется соединить огромное число солнечных модулей. В случае неисправности одного из модулей возникает проблема вычисления его местоположения в массиве с целью дальнейшей очистки рабочей поверхности (от загрязнения), ремонта или замены неисправного модуля. Традиционный блок-сумматор не дает информацию, какой из модулей является источником нарушения номинального режима в массиве модулей.To create a solar power plant, you need to connect a huge number of solar modules. If one of the modules malfunctions, the problem arises of calculating its location in the array in order to further clean the working surface (from contamination), repair or replace the faulty module. A traditional block adder does not provide information about which module is the source of a violation of the nominal mode in the array of modules.

Известен солнечный модуль, в котором солнечные элементы соединены последовательно, затененный солнечный элемент выступает в качестве нагрузки в электрической цепи и потребляет энергию. Как следствие, затененный солнечный элемент может аномально генерировать тепло. Для предотвращения аномального выделения тепла фотоэлектрический модуль использует шунтирующий диод, соединенный параллельно с множеством ФЭП (заявка JP 2011-249790 А).A solar module is known in which solar cells are connected in series, the shaded solar cell acts as a load in an electrical circuit and consumes energy. As a consequence, a shaded solar cell may generate heat abnormally. To prevent abnormal heat generation, the photovoltaic module uses a shunt diode connected in parallel with multiple solar cells (application JP 2011-249790 A).

Известенно устройство, состоящее из цепочки солнечных модулей (JP2018153051A), в котором, в цепи диода, подключенного между положительным и отрицательным клеммами строки (цепочки) из последовательно соединенных солнечных модулей, установлен датчик Холла. Он позволяет проверить работоспособность байпасных диодов путем подачи электрического тока от внешнего источника на строку (цепочку) солнечных модулей при отсутствии солнечного излучения, либо измерение электрического тока строки (цепочки) солнечных модулей при эксплуатации (при наличии солнечного излучения).A known device consists of a chain of solar modules (JP2018153051A), in which a Hall sensor is installed in a diode circuit connected between the positive and negative terminals of a row (chain) of series-connected solar modules. It allows you to check the performance of bypass diodes by supplying electric current from an external source to a string (chain) of solar modules in the absence of solar radiation, or by measuring the electric current of a string (chain) of solar modules during operation (in the presence of solar radiation).

Известен солнечный модуль (RU2666123, выбран в качестве прототипа), содержащий последовательно соединенные ФЭП, шунтирующий диод, блок диагностики, определяющий нижнее предельное значение целевого выходного напряжения на основе предложенной формулы. Предложенная формула связывает нижнее предельное значение целевого выходного напряжения с напряжением разомкнутой цепи фотоэлектрического модуля, количеством подключенных последовательно ФЭП, положительным значением напряжения обратного пробоя одного из солнечных элементов и допустимой ошибкой. Заявленное изобретение обеспечивает снижение степени аномального тепловыделения посредством процесса управления. Его недостатками являются высокая конструктивная сложность, необходимость выполнения вычислений, что требует вычислительных ресурсов, наличие промежуточного преобразователя постоянного тока в постоянный, что является потенциальной точкой отказа, применимость для автономных фотоэлектрических систем малой и средней мощности с накопителем в виде аккумуляторной батареи и непригодность для сетевых солнечных фотоэлектрических электростанций с последовательно соединенными солнечными модулями.A solar module is known (RU2666123, selected as a prototype) containing series-connected solar cells, a shunt diode, and a diagnostic unit that determines the lower limit value of the target output voltage based on the proposed formula. The proposed formula relates the lower limit value of the target output voltage to the open circuit voltage of the photovoltaic module, the number of solar cells connected in series, the positive value of the reverse breakdown voltage of one of the solar cells and the permissible error. The claimed invention reduces the degree of abnormal heat generation through a control process. Its disadvantages are high design complexity, the need to perform calculations, which requires computing resources, the presence of an intermediate DC-DC converter, which is a potential point of failure, applicability for stand-alone photovoltaic systems of low and medium power with battery storage and unsuitability for grid-tied solar photovoltaic power plants with solar modules connected in series.

Технической задачей является оснащение солнечного модуля блоком диагностики, способного в автоматическом режиме обнаруживать нарушение нормального режима работы, характеризующегося простотой конструкции. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности солнечного модуля с блоком диагностики.The technical task is to equip the solar module with a diagnostic unit capable of automatically detecting a violation of the normal operating mode, characterized by a simple design. The technical result of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the solar module with a diagnostic unit.

Технический результат достигается в солнечном модуле, содержащем: остекленную раму; последовательно соединенные фотоэлектрические преобразователи с, по крайне мере, одним байпасным диодом, шунтирующим фотоэлектрические преобразователи; блок диагностики, выполненный в виде платы с микроконтроллером, с датчиком Холла, установленным бесконтактно над цепью байпасного диода и соединенным с радиочастотным передатчиком. Блок диагностики помещен в корпус, прикрепленный к тыльной поверхности солнечного модуля с помощью силиконового герметика. Датчик Холла установлен при помощи силиконового герметика. Блок диагностики оснащен резистивным делителем, соединенным с микроконтроллером, измеряющим выходное напряжение солнечного модуля.The technical result is achieved in a solar module containing: a glazed frame; series-connected photoelectric converters with at least one bypass diode shunting the photoelectric converters; diagnostic unit, made in the form of a board with a microcontroller, with a Hall sensor installed contactlessly above the bypass diode circuit and connected to a radio frequency transmitter. The diagnostic unit is placed in a housing attached to the rear surface of the solar module using silicone sealant. The Hall sensor is installed using silicone sealant. The diagnostic unit is equipped with a resistive divider connected to a microcontroller that measures the output voltage of the solar module.

Изобретение поясняется рисунками:The invention is illustrated by drawings:

фиг. 1 - смещение рабочей точки затенённого ФЭП;fig. 1 - shift of the operating point of the shaded solar cell;

фиг. 2 - зависимость тепловой мощности, выделяемой ФЭП от приложенного обратного напряжения;fig. 2 - dependence of the thermal power released by the solar cell on the applied reverse voltage;

фиг. 3 - солнечный модуль с блоком диагностики (тыльная сторона);fig. 3 - solar module with diagnostic unit (back side);

фиг. 4 - блок диагностики солнечного модуля;fig. 4 - solar module diagnostic unit;

фиг. 5 - солнечный модуль.fig. 5 - solar module.

Солнечный модуль 11 содержит раму 1 из анодированного алюминиевого профиля, в которой установлены последовательно соединенные при помощи токопроводящих шин фотоэлектрические преобразователи 2, закрытые с лицевой стороны закаленным стеклом 3, с тыльной стороны приклеенные к ламинирующей пленке 6 и закрытые пленкой 4 ПЭТ.The solar module 11 contains a frame 1 made of anodized aluminum profile, in which photovoltaic converters 2 are installed in series connected by means of current-carrying busbars, covered on the front side with tempered glass 3, on the back side glued to the laminating film 6 and covered with PET film 4.

ФЭП 2 могут быть объединены в группы из равного количества ФЭП, каждая из которых снабжена, установленным в параллельную цепь шунтирующим байпасным диодом 12, исключающим из работы группу ФЭП, затененную или имеющую механические разрушения.PV cells 2 can be combined into groups of an equal number of PV cells, each of which is equipped with a shunt bypass diode 12 installed in a parallel circuit, excluding from operation a group of PV cells that are shaded or have mechanical damage.

С тыльной стороны расположен блок диагностики, помещенный в герметичный корпус 5 из огнестойкого пластика, закрепленный на поверхности пленки 4 ПЭТ с помощью силиконового герметика для компенсации температурных расширений. Блок диагностики выполнен в виде печатной платы 7 с микроконтроллером 8, имеющим аппаратные модули аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и интерфейс SPI, с радиочастотным приемопередатчиком 9, работающим на частоте 2,4 ГГц. Дополнительно, блок диагностики может быть оснащен резистивным делителем 10 с коэффициентом деления 10 В/В, соединенным с микроконтроллером 8, измеряющим выходное напряжение солнечного модуля 11, импульсным преобразователем постоянного тока для питания электронных компонентов.On the rear side there is a diagnostic unit placed in a sealed housing 5 made of fire-resistant plastic, fixed to the surface of PET film 4 using silicone sealant to compensate for temperature expansion. The diagnostic unit is made in the form of a printed circuit board 7 with a microcontroller 8 having hardware modules of an analog-to-digital converter (ADC) and an SPI interface, with a radio frequency transceiver 9 operating at a frequency of 2.4 GHz. Additionally, the diagnostic unit can be equipped with a resistive divider 10 with a division coefficient of 10 V/V, connected to a microcontroller 8 that measures the output voltage of the solar module 11, a pulsed-DC converter for powering electronic components.

К аналого-цифровому преобразователю (АЦП1) микроконтроллера 8 подключен датчик Холла 13, установленный бесконтактно над цепью (над токопроводящими шинами) байпасного диода 12 и зафиксированный неподвижно при помощи силиконового герметика.A Hall sensor 13 is connected to the analog-to-digital converter (ADC1) of the microcontroller 8, mounted contactlessly above the circuit (above the busbars) of the bypass diode 12 and fixed motionless using silicone sealant.

В месте расположения блока диагностики сделаны вырезы в тыльной пленке 4 ПЭТ, через которые выведены токопровоящие шины от группы ФЭП 2 или от всех ФЭП 2, образующих солнечный модуль 11. Корпус 5 блока диагностики в своей нижней части имеет прямоугольное технологическое отверстие для ввода токопроводящих шин, которые припаиваются к клеммникам 15. К этим же клеммникам 15 припаиваются байпасные диоды 12 и отходящие провода. At the location of the diagnostic unit, cutouts are made in the back film 4 of PET, through which conductive busbars are brought out from a group of solar cells 2 or from all solar cells 2 forming the solar module 11. The housing 5 of the diagnostic unit in its lower part has a rectangular technological hole for the input of conductive busbars, which are soldered to terminal blocks 15. Bypass diodes 12 and outgoing wires are soldered to the same terminal blocks 15.

Блок диагностики используется для обнаружения нарушения нормального режима работы солнечного модуля следующим образом.The diagnostic unit is used to detect a violation of the normal operation of the solar module as follows.

Солнечные модули 11 с блоками диагностики на электростанции соединяются последовательно в цепочки-стринги 14 для достижения необходимого напряжения, как правило, до 1000 В.Solar modules 11 with diagnostic units at the power plant are connected in series into chain-strings 14 to achieve the required voltage, usually up to 1000 V.

При предельном снижении падающего солнечного излучения на солнечный модуль 11 или его часть, например, из-за облачности, загрязнения приемной поверхности, открывается байпасный диод 12 и через него начинает протекать ток. Наличие тока в цепи байпасного диода 12, как нарушения нормального режима работы, определяется датчиком Холла 13 и фиксируется микроконтроллером 8, передается радиочастотным приемопередатчиком 9 в пункт сбора данных с указанием адреса потенциально неисправного солнечного модуля 11. Каждый блок диагностики обладает уникальным адресом, что позволяет определить координаты «проблемного» солнечного модуля 11.When the incident solar radiation on the solar module 11 or part of it is extremely reduced, for example, due to cloudiness or contamination of the receiving surface, the bypass diode 12 opens and current begins to flow through it. The presence of current in the circuit of the bypass diode 12, as a violation of the normal operating mode, is determined by the Hall sensor 13 and recorded by the microcontroller 8, transmitted by the radio frequency transceiver 9 to the data collection point indicating the address of the potentially faulty solar module 11. Each diagnostic unit has a unique address, which makes it possible to determine coordinates of the “problematic” solar module 11.

Резистивный делитель 10, подключенный к выходным клеммам солнечного модуля 11, измеряет напряжение солнечного модуля 11, которое также передается в единый пункт сбора данных с целью детализации состояния солнечных модулей в цепочках-стрингах 14. Измеренное при помощи резистивного делителя 10 напряжение солнечного модуля 11 повышает достоверность сведений о наличии неисправности, поскольку при открытии байпасного диода 12, шунтированная группа ФЭП 2 в солнечном модуле 11 исключается из работы, и напряжение становится меньше на величину напряжения исключенной группы ФЭП 2.A resistive divider 10, connected to the output terminals of the solar module 11, measures the voltage of the solar module 11, which is also transmitted to a single data collection point in order to detail the state of the solar modules in string chains 14. The voltage of the solar module 11, measured using a resistive divider 10, increases the reliability information about the presence of a malfunction, since when the bypass diode 12 opens, the shunted group of solar cells 2 in the solar module 11 is excluded from operation, and the voltage becomes less by the voltage value of the excluded group of solar cells 2.

Описанный солнечный модуль 11 с блоком диагностики характеризуется простотой конструкции, и, как следствие, обеспечивает повышение надежности его работы. Использование в составе солнечной фотоэлектрической электростанции солнечных модулей с блоками диагностики, позволяет в автоматическом режиме отслеживать состояние работоспособности каждого солнечного модуля, выявлять модули, нуждающиеся в обслуживании, ремонте или замене. Происходит сокращение времени локализации потенциально дефектных солнечных модулей, упрощение обслуживания, ремонта или замены солнечных модулей на территории солнечной фотоэлектрической электростанции, что в итоге приведет к повышению надежности и эффективности работы солнечной фотоэлектрической электростанции в целом.The described solar module 11 with a diagnostic unit is characterized by a simple design, and, as a result, provides increased reliability of its operation. The use of solar modules with diagnostic units as part of a solar photovoltaic power plant allows you to automatically monitor the performance status of each solar module and identify modules in need of maintenance, repair or replacement. There is a reduction in the localization time of potentially defective solar modules, simplification of maintenance, repair or replacement of solar modules on the territory of a solar photovoltaic power plant, which will ultimately lead to an increase in the reliability and efficiency of the solar photovoltaic power plant as a whole.

Claims (4)

1. Солнечный модуль, содержащий: остекленную раму; последовательно соединенные фотоэлектрические преобразователи с байпасным диодом, шунтирующим фотоэлектрические преобразователи; блок диагностики, выполненный в виде платы с микроконтроллером, с датчиком Холла, установленным бесконтактно над цепью байпасного диода и соединенным с радиочастотным передатчиком. 1. Solar module containing: glazed frame; series-connected photoelectric converters with a bypass diode shunting the photoelectric converters; diagnostic unit, made in the form of a board with a microcontroller, with a Hall sensor installed contactlessly above the bypass diode circuit and connected to a radio frequency transmitter. 2. Солнечный модуль по п.1, характеризующийся тем, что блок диагностики помещен в корпус, прикрепленный к тыльной поверхности солнечного модуля с помощью силиконового герметика.2. The solar module according to claim 1, characterized in that the diagnostic unit is placed in a housing attached to the rear surface of the solar module using silicone sealant. 3. Солнечный модуль по п.1, характеризующийся тем, что датчик Холла установлен при помощи силиконового герметика.3. Solar module according to claim 1, characterized in that the Hall sensor is installed using silicone sealant. 4. Солнечный модуль по п.1, характеризующийся тем, что блок диагностики оснащен резистивным делителем, соединенным с микроконтроллером, измеряющим выходное напряжение солнечного модуля.4. Solar module according to claim 1, characterized in that the diagnostic unit is equipped with a resistive divider connected to a microcontroller that measures the output voltage of the solar module.
RU2022128218A 2022-11-01 Solar module with diagnostic unit RU2803314C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803314C1 true RU2803314C1 (en) 2023-09-12

Family

ID=

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120316802A1 (en) * 2005-01-18 2012-12-13 Solar Sentry Corp., Inc. System and method for monitoring photovoltaic power generation systems
CN102998517A (en) * 2012-12-17 2013-03-27 浙江中凯科技股份有限公司 Hall current detection device
JP2013080745A (en) * 2011-09-30 2013-05-02 Mitsubishi Electric Corp Photovoltaic power generation system and photovoltaic power generation management system
JP2014011430A (en) * 2012-07-03 2014-01-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Current controller for solar cell inspection
US20140132301A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-15 Stratasense LLC Wireless current-voltage tracer with uninterrupted bypass system and method
CN103888071A (en) * 2014-04-03 2014-06-25 苏州边枫电子科技有限公司 Remote monitoring type photovoltaic junction box based on Hall sensors and single-line communication protocol
JP2014212212A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Switching device, fault detector, photovoltaic power generation system, and switching method
KR101479020B1 (en) * 2014-03-12 2015-01-07 에스디엔 주식회사 Diagnosising device for solar sell
EP2562822B1 (en) * 2010-04-21 2016-01-13 Kyocera Corporation Solar cell module
WO2016166991A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 Diagnostic system for photovoltaic power generation equipment, and program
RU2666123C1 (en) * 2016-12-12 2018-09-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Energy generating system using the sun energy
JP2018153051A (en) * 2017-03-15 2018-09-27 日置電機株式会社 Solar cell inspection device

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120316802A1 (en) * 2005-01-18 2012-12-13 Solar Sentry Corp., Inc. System and method for monitoring photovoltaic power generation systems
EP2562822B1 (en) * 2010-04-21 2016-01-13 Kyocera Corporation Solar cell module
JP2013080745A (en) * 2011-09-30 2013-05-02 Mitsubishi Electric Corp Photovoltaic power generation system and photovoltaic power generation management system
JP2014011430A (en) * 2012-07-03 2014-01-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Current controller for solar cell inspection
US20140132301A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-15 Stratasense LLC Wireless current-voltage tracer with uninterrupted bypass system and method
CN102998517A (en) * 2012-12-17 2013-03-27 浙江中凯科技股份有限公司 Hall current detection device
JP2014212212A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Switching device, fault detector, photovoltaic power generation system, and switching method
KR101479020B1 (en) * 2014-03-12 2015-01-07 에스디엔 주식회사 Diagnosising device for solar sell
CN103888071A (en) * 2014-04-03 2014-06-25 苏州边枫电子科技有限公司 Remote monitoring type photovoltaic junction box based on Hall sensors and single-line communication protocol
WO2016166991A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 Diagnostic system for photovoltaic power generation equipment, and program
RU2666123C1 (en) * 2016-12-12 2018-09-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Energy generating system using the sun energy
JP2018153051A (en) * 2017-03-15 2018-09-27 日置電機株式会社 Solar cell inspection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Reexamination of photovoltaic hot spotting to show inadequacy of the bypass diode
KR101708388B1 (en) Electronic management system for photovoltaic cells
EP1602934A1 (en) Sensor device for monitoring the operation of a PV system, and PV system with such a sensor device
US8933320B2 (en) Redundant electrical architecture for photovoltaic modules
KR101520981B1 (en) Localized Power Point Optimizer for Solar Cell Installations
CN102193027B (en) The power based on model of photovoltaic generating system is estimated
KR101832513B1 (en) System for the electronic management of photovoltaic cells with adapted thresholds
JP6176939B2 (en) Abnormal state detection method and apparatus for solar cell, and solar power generation system having the apparatus
KR101939156B1 (en) The diagnosis system with multi-channel pv dc arrays
RU2666123C1 (en) Energy generating system using the sun energy
KR101838760B1 (en) System for the electronic management of photovoltaic cells as a function of meteorology
KR20200102619A (en) Monitoring system for solar modules and method for monitoring the same
RU2803314C1 (en) Solar module with diagnostic unit
Guerriero et al. A new bypass circuit for hot spot mitigation
CN108322186B (en) Photovoltaic system fault monitoring method and system
KR101386528B1 (en) Photovoltaic power generation system using multistage switches and driving method therefor
CN112507560B (en) Modeling method and system for segmented photovoltaic array equivalent aggregation model
JP2019201533A (en) Method and apparatus for determining deterioration of solar cell module
RU2803315C1 (en) Method of compiling solar module from photovoltaic converters
KR20210131603A (en) PID recovery device of solar power array
Guerriero et al. A voltage divider strategy for reducing the hot spot temperature in partially shaded solar panels
KR100962338B1 (en) Power value control module and solar-board apparatus and power value control method of solar-board
TWI709758B (en) Method of performance detection of photovoltaic device
KR20210069150A (en) Method and apparatus for degradation diagnosis of photovoltaic module
CN116707445B (en) Photovoltaic module fault positioning method and system