TWI668935B - 太陽光電模組陣列故障診斷方法及其系統 - Google Patents

太陽光電模組陣列故障診斷方法及其系統 Download PDF

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趙貴祥
吳孟承
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Abstract

本發明提供一種太陽光電模組陣列故障診斷方法，用以診斷具有複數太陽光電模組以「全部跨接連接」方式連接的一太陽光電模組陣列，透過數位訊號處理器接收跨接於各太陽光電模組間線段的電流，針對電流進行流向分析，即可找出故障之太陽光電模組。

Description

太陽光電模組陣列故障診斷方法及其系統
本發明是有關於一種太陽光電模組陣列故障診斷方法及其系統，且尤其是有關一種採用全部跨接連接的太陽光電模組陣列故障診斷方法及其系統。
太陽光電模組受到遮蔭或發生故障時，容易造成太陽光電發電系統之整體發電效益損失，而雖然改善遮蔭或故障現象能暫時有效地提升太陽光電發電系統之整體發電效益，但當遮蔭面積之比例愈大時，其相對所損失之輸出功率將會大幅提升。此現象長久下來，若無一定程度的改善或維修，仍會損失不少發電功率，故目前有許多業者及專家學者從事太陽光電模組陣列遮蔭及故障診斷的研究。
其中一種為以熱影像檢測做為故障診斷的方法，其係將太陽光電模組陣列額外加裝一台熱感應攝影機(thermal cameras)來感測陣列溫度分布的狀況，再從攝影機所傳回來的影像分析出各模組熱點之間的異常，進而推斷出故障可能發生的位置。但此法應用於日照強度偏弱之地區時，可能造成溫差變化不明顯，而導致判斷的準確率下降， 且裝置熱感應攝影機的數量也會隨著設置面積越大而增加，可能使得太陽光電發電廠設置之成本提高。
有鑑於此，如何有效地即時找出故障的太陽光電模組，遂成相關業者努力的目標。
本發明提供一種太陽光電模組陣列故障診斷方法及其系統，透過跨接於各太陽光電模組間的電流分析判斷，即可找出故障的太陽光電模組。
依據本發明之一態樣提供一種太陽光電模組陣列故障診斷方法，其應用於一太陽光電模組陣列故障診斷系統，太陽光電模組陣列故障診斷系統包含一太陽光電模組陣列、一信號處理單元及一升壓型轉換單元，信號處理單元電性連接太陽光電模組陣列及升壓型轉換單元，太陽光電模組陣列包含第1至第N個太陽光電模組及第1至第(N-S)個線段分別連接於第1至第N個太陽光電模組之間，第1至第N個太陽光電模組以全部跨接連接(total-cross-tied structure，TCT)方式連接，且第1至第N個太陽光電模組矩陣排列成由左而右的第1至第P串及由上而下的第1至第S列，位於第p串第s列的第n個太陽光電模組之負端以第n個線段連接至位於第(p+1)串第s列的第(n+S)個太陽光電模組之負端，其中P為大於或等於3的整數，S為大於或等於3的整數，N等於P與S的乘積，n為介於1到N之間的整數，s為介於1到S之間的整數，p為介於1到P之間的整數，且當第 n個太陽光電模組的電流流向第(n+S)個太陽光電模組時，第n個線段具有一正流向電流，當第(n+S)個太陽光電模組的電流流向第n個太陽光電模組時，第n個線段具有一負流向電流，太陽光電模組陣列故障診斷方法包含一電流偵測步驟以及一故障分析步驟。於電流偵測步驟中，將第1至第(N-S)個線段的電流回傳至該信號處理單元；於故障分析步驟中，以信號處理單元找出第1至第(N-S)個線段中具有電流者，並依據第1至第(N-S)個線段中具有電流者的狀況找出一故障太陽光電模組。其中，當第1至第(N-S)個線段中具有電流者皆位於第s列，找出位於第s列的第1至第(N-S)個線段中編號最小者，若編號最小者為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有正流向電流，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有正流向電流者中編號最小者為n，則判定第n個太陽光電模組為故障太陽光電模組；反之，若編號最小者為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段皆具有負流向電流，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有負流向電流者中編號最大者為n，則判定第(n+S)個太陽光電模組為故障太陽光電模組。當第1至第(N-S)個線段中具有電流者皆位於第s列，則找出位於第s列的第1至第(N-S)個線段中編號最小者，若編號最小者不為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有負流向電流，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有負流向電流者中編號最小者為n，則判定第(n+1)個太陽光電模組為故障太陽光電模組；反之，若 編號最小者不為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段皆具有正流向電流，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有正流向電流者中編號最大者為n，則判定第(n+S+1)個太陽光電模組為故障太陽光電模組；當第1至第(N-S)個線段中具有電流者位於第s列及第(s+1)列，若位於第(s+1)列之第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有正流向電流，且位於第(s+1)列的第1至第(N-S)個線段中具有正流向電流者中編號最小者為n，則判定第n個太陽光電模組為故障太陽光電模組；反之，若位於第(s+1)列之第1至第(N-S)個線段皆具有負流向電流，且位於第s列之第1至第(N-S)個線段中具有負流向電流者中編號最大者為n，則判定第(n+S)個太陽光電模組為故障太陽光電模組。
藉此，藉由分析第1至第(N-S)個線段中電流的有無及電流的流向，即可找出故障太陽光電模組，具有方法簡單及成本降低之優勢。
依據前述之太陽光電模組陣列故障診斷方法之複數實施例，可更包含一最大功率追蹤步驟，使太陽光電模組陣列故障診斷系統工作於最大功率點。
依據本發明之另一態樣提供一種太陽光電模組陣列故障診斷系統，利用如上所述之太陽光電模組陣列故障診斷方法來診斷出故障太陽光電模組，太陽光電模組陣列故障診斷系統包含一太陽光電模組陣列、一電流感測電路、一升壓型轉換單元、一信號處理單元以及一顯示介面。太陽光電模組陣列包含第1至第N個太陽光電模組及第1至第 (N-S)個線段，第1至第(N-S)個線段分別連接於第1至第N個太陽光電模組之間；電流感測電路與第1至第(N-S)個線段電性連接；升壓型轉換單元電性連接太陽光電模組陣列；信號處理單元包含一最大功率追蹤控制器及一故障檢測器，最大功率追蹤控制器電性連接升壓型轉換單元，故障檢測器電性連接電流感測電路，顯示介面電性連接信號處理單元，顯示介面顯示故障太陽光電模組之編號。
100‧‧‧太陽光電模組陣列故障診斷系統
200‧‧‧太陽光電模組陣列
201‧‧‧第1個太陽光電模組
202‧‧‧第2個太陽光電模組
203‧‧‧第3個太陽光電模組
204‧‧‧第4個太陽光電模組
205‧‧‧第5個太陽光電模組
206‧‧‧第6個太陽光電模組
207‧‧‧第7個太陽光電模組
208‧‧‧第8個太陽光電模組
209‧‧‧第9個太陽光電模組
210‧‧‧第10個太陽光電模組
211‧‧‧第11個太陽光電模組
212‧‧‧第12個太陽光電模組
300‧‧‧電流感測電路
400‧‧‧升壓型轉換單元
500‧‧‧信號處理單元
510‧‧‧最大功率追蹤控制器
520‧‧‧故障檢測器
600‧‧‧顯示介面
700‧‧‧太陽光電模組陣列故障診斷方法
710‧‧‧最大功率追蹤步驟
720‧‧‧電流偵測步驟
730‧‧‧故障分析步驟
L1‧‧‧第1個線段
L2‧‧‧第2個線段
L3‧‧‧第3個線段
L4‧‧‧第4個線段
L5‧‧‧第5個線段
L6‧‧‧第6個線段
L7‧‧‧第7個線段
L8‧‧‧第8個線段
I+‧‧‧正流向電流
I-‧‧‧負流向電流
RLoad‧‧‧負載
S01、S02、S03‧‧‧步驟
S04、S05、S06‧‧‧步驟
S07、S08、S09‧‧‧步驟
S10、S11、S12‧‧‧步驟
第1圖繪示依照本發明一實施例之一種太陽光電模組陣列故障診斷系統的架構示意圖；第2圖繪示第1圖之太陽光電模組陣列故障診斷系統的太陽光電模組陣列的示意圖；第3圖繪示依照本發明另一實施例之一種太陽光電模組陣列故障診斷方法的方塊示意圖；第4A圖及第4B圖繪示第3圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法的步驟流程圖；第5A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法的第一實驗例；第5B圖繪示第5A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法的最大功率追蹤結果圖；第6A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法的第二實驗例； 第6B圖繪示第6A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法的最大功率追蹤結果圖；第7A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法的第三實驗例；第7B圖繪示第7A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法的最大功率追蹤結果圖；第8A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法的第四實驗例；以及第8B圖繪示第8A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法的最大功率追蹤結果圖。
以下將參照圖式說明本發明之實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀者應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示；並且重複之元件將可能使用相同的編號或類似的編號表示。
請參閱第1圖、第2圖及第3圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施例之一種太陽光電模組陣列故障診斷系統100的架構示意圖，第2圖繪示第1圖之太陽光電模組陣列故障診斷系統100的太陽光電模組陣列200的示意圖，第3 圖繪示依照本發明另一實施例之一種太陽光電模組陣列故障診斷方法700的方塊示意圖。
太陽光電模組陣列故障診斷方法700應用於太陽光電模組陣列故障診斷系統100，太陽光電模組陣列故障診斷系統100包含一太陽光電模組陣列200、一信號處理單元500及一升壓型轉換單元400，信號處理單元500電性連接太陽光電模組陣列200及升壓型轉換單元400，太陽光電模組陣列200包含第1至第N個太陽光電模組及第1至第(N-S)個線段分別連接於第1至第N個太陽光電模組之間，第1至第N個太陽光電模組以全部跨接連接(total-cross-tied structure，TCT)方式連接，且第1至第N個太陽光電模組矩陣排列成由左而右的第1至第P串及由上而下的第1至第S列，位於第p串第s列的第n個太陽光電模組之負端以第n個線段連接至位於第p+1串第s列的第(n+S)個太陽光電模組之負端，其中P為大於或等於3的整數，S為大於或等於3的整數，N等於P與S的乘積，n為介於1到N之間的整數，s為介於1到S之間的整數，p為介於1到P之間的整數，且當第n個太陽光電模組的電流流向第(n+S)個太陽光電模組時，第n個線段具有一正流向電流I+，當第(n+S)個太陽光電模組的電流流向第n個太陽光電模組時，第n個線段具有一負流向電流I-。其中信號處理單元500可為一數位訊號處理器。
太陽光電模組陣列故障診斷方法700包含最大功率追蹤步驟710、電流偵測步驟720及故障分析步驟730。
於最大功率追蹤步驟710中，使太陽光電模組陣列故障診斷系統100工作於最大功率點。
於電流偵測步驟720中，將第1至第(N-S)個線段的電流回傳至信號處理單元500。
於故障分析步驟730中，以信號處理單元找出第1至第(N-S)個線段中具有電流者，並依據第1至第(N-S)個線段中具有電流者的狀況找出一故障太陽光電模組。其中，當第1至第(N-S)個線段中具有電流者皆位於第s列，則找出位於第s列的第1至第(N-S)個線段中編號最小者，若編號最小者為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有正流向電流I+，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有正流向電流I+者中編號最小者為n，則判定第n個太陽光電模組為故障太陽光電模組；反之，若編號最小者為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段皆具有負流向電流I-，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有負流向電流I-者中編號最大者為n，則判定第(n+S)個太陽光電模組為故障太陽光電模組。當第1至第(N-S)個線段中具有電流者皆位於第s列，則找出位於第s列的第1至第(N-S)個線段中編號最小者，若編號最小者不為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有負流向電流I-，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有負流向電流I-者中編號最小者為n，則判定第(n+1)個太陽光電模組為故障太陽光電模組；反之，若編號最小者不為第1個線段且位於第s列的第1至第(N-S)個線段 皆具有正流向電流I+，且位於第s列的第1至第(N-S)個線段中具有正流向電流I+者中編號最大者為n，則判定第(n+S)+1個太陽光電模組為故障太陽光電模組；當第1至第(N-S)個線段中具有電流者位於第s列及第(s+1)列，若位於第(s+1)列之第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有正流向電流I+，且位於第(s+1)列的第1至第(N-S)個線段中具有正流向電流I+者中編號最小者為n，則判定第n個太陽光電模組為故障太陽光電模組；反之，若位於第(s+1)列之第1至第(N-S)個線段皆具有負流向電流I-，且位於第(s+1)列之第1至第(N-S)個線段中具有負流向電流I-者中編號最大者為n，則判定第(n+S)個太陽光電模組為故障太陽光電模組。
第1圖及第2圖的實施例中，N為12，P為3，S為4，也就是說，如第2圖所示，太陽光電模組陣列200包含第1至第12個太陽光電模組201至212，及第1至第8個線段L1至L8，第1至第12個太陽光電模組201至212矩陣排列成由左而右的第1至第3串及由上而下的第1至第4列(即4串3併)。
又，本實施例中的太陽光電模組陣列故障診斷系統100更包含一電流感測電路300，與第1至第8個線段L1至L8電性連接，用以感測第1至第8個線段L1至L8的電流並將電流回傳至信號處理單元500。較佳地，信號處理單元500可包含最大功率追蹤控制器510及故障檢測器520，最大功率追蹤控制器510電性連接升壓型轉換單元400，而故障檢 測器520則電性連接電流感測電路300，以接收電流訊號進行故障分析，且升壓型轉換單元400可以連接到一負載RLoad。更佳地，太陽光電模組陣列故障診斷系統100可更包含一顯示介面600，顯示介面600電性連接信號處理單元500，顯示介面600顯示故障太陽光電模組之編號，亦可即時顯示輸出功率。
由於太陽光電模組陣列故障診斷系統100中第1至第12個太陽光電模組201至212中任一個發生遮蔭或故障時，橫跨第1至第12個太陽光電模組201至212各串之間的線段會有電流流過，也就是位於第1列的第1個線段L1及第5個線段L5、位於第2列的第2個線段L2及第6個線段L6、以及位於第3列的第3個線段L3及第7個線段L7會有電流流過。而第1至第12個太陽光電模組201至212分別為故障太陽光電模組時，第1個線段L1、第2個線段L2、第3個線段L3、第5個線段L5、第6個線段L6以及第7個線段L7的電流狀況如表1所示，其中「正」代表具有正流向電流I+，「負」代表具有負流向電流I-。
由表1可知，橫跨於第1至第12個太陽光電模組201至212間之第1個線段L1、第2個線段L2、第3個線段L3、第5個線段L5、第6個線段L6以及第7個線段L7的電流狀況對於故障太陽光電模組所在位置均有一定的流向特性，而經由推斷可得知無論故障太陽光電模組發生於何處，故障模組之電流會由其負端流向其他同一列之相鄰太陽光電模組後，再流回故障太陽光電模組正端。如第2圖所示，若第7個太陽光電模組207故障，則電流以順時針的方向朝第3個太陽光電模組203流過，且電流以逆時針的方向朝第11個太陽光電模組211流過。而若故障太陽光電模組之左側無太陽光電模組時，則全由右邊的太陽光電模組進行功率補償；反之，若故障太陽光電模組之右側無太陽光電模組時，則全由左邊的太陽光電模組進行功率補償。
基於上述故障太陽光電模組影響第1個線段L1、第2個線段L2、第3個線段L3、第5個線段L5、第6個線段L6以及第7個線段L7的電流的特性，可以透過偵測第1個線段L1、第2個線段L2、第3個線段L3、第5個線段L5、第6 個線段L6以及第7個線段L7電流的有無及電流的流向來找出故障太陽光電模組。
請參閱第4A圖及第4B圖，並請一併參閱第3圖，其中第4A圖及第4B圖繪示第3圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的步驟流程圖。於故障分析步驟720中，可如步驟S01所示，先偵測第1至第8個線段L1至L8電流的有無及確認P及S的值，再如步驟S02、S03所示，確認第1至第8個線段L1至L8中具有電流者是位於同一列或分佈於相鄰二例，即，判定是否只有一列電流或有兩列電流。
若只有一列電流，則表示第1至第8個線段L1至L8中具有電流者皆位於同一列，再如步驟S05所示，讀取前述同一列中編號最小者，並進行步驟S07以判定第1至第8個線段L1至L8中具有電流者中編號最小者是否為第1個線段L1；若是第1線段L1，則如步驟S06所示，由左至右開始依序判讀各個線段的電流流向，以找出第一個具有正流向電流I+的線段(即第1至第8個線段L1至L8中具有正流向電流I+者中編號最小者)，假設第一個具有正流向電流I+的線段為第n個線段，則可判定第n個太陽光電模組為故障太陽光電模組。在S08步驟時會判定上述方式是否已找到故障太陽光電模組，例如當沒有正流向電流I+時，會無法找到故障太陽光電模組，此時表示所有線段皆具有負流向電流I-，進入步驟S09找出最後一個具有負流向電流I-的線段(即第1至第8個線段L1至L8中具有負流向電流者I-中編號最大者)，假 設最後一個具有負流向電流I-的線段為第n個線段，則可判定第(n+S)個太陽光電模組即為故障太陽光電模組。
反之，若第1至第8個線段L1至L8中具有電流者中編號最小者不是第1線段L1，則進行步驟S10，由左至右開始依序判讀各個線段的電流流向，以找出第一個具有負流向電流I-的線段(即第1至第8個線段L1至L8中具有負流向電流I-者中編號最小者)，假設第一個具有負流向電流I-的線段為第n個線段，則可判定第(n+1)個太陽光電模組即為故障太陽光電模組；在S11步驟時會判定上述方式是否已找到故障太陽光電模組，例如當沒有負流向電流I-時，會無法找到故障太陽光電模組，此時表示所有線段均為正流向電流I+，進入步驟S12找出最後一個具有正流向電流I+的線段(即第1至第8個線段L1至L8中具有正流向電流I+者中編號最大者)，假設最後一個具有正流向電流I+的線段為第n個線段，則可判定第(n+1)個太陽光電模組即為故障太陽光電模組。
若步驟S02中判定第1至第8個線段L1至L8中具有電流者位於相鄰二列(例如第s列及第(s+1)列)，則如步驟S04所示，選擇二列中的第二列(即第(s+1)列)的電流開始進行分析，再進入步驟S06中由左至右開始依序判讀各個線段的電流流向，以找出第一個具有正流向電流I+的線段(即第1至第8個線段L1至L8中具有正流向電流I+者中編號最小者)，假設第一個具有正流向電流I+的線段為第n個線段，則可判定第n個太陽光電模組即為故障太陽光電模組。在 S08步驟時會判定上述方式是否已找到故障太陽光電模組，例如當沒有正流向電流I+時，會無法找到故障太陽光電模組，此時表示第(s+1)列的所有線段皆具有負流向電流I-，進入步驟S09找出最後一個具有負流向電流I-的線段(即第1至第8個線段L1至L8中具有負流向電流者I-中編號最大者)，假設最後一個具有負流向電流I-的線段為第n個線段，則可判定第(n+S)個太陽光電模組即為故障太陽光電模組。
另外，於步驟710中的最大功率追蹤步驟，可以使用現有技術中可以進行最大功率追蹤的方法來使太陽光電模組陣列故障診斷系統100工作於最大功率點。其中最大功率追蹤的方法可以是傳統方法，如擾動觀察法、增量電導法、功率回授法、定電壓法或電壓回授法等；或最大功率追蹤的方法可以是智慧型方法，如粒子群演算法、模糊控制法或類神經網路演算法等。
請參閱第5A圖及第5B圖，並請一併參閱第3圖至第4B圖，其中第5A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的第一實驗例，第5B圖繪示第5A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的最大功率追蹤結果圖。在第一實驗例中，第1至第12個太陽光電模組201至212的規格如表2所示。
如第5A圖及第5B圖所示，當有太陽光電模組故障或被遮蔽後，重新追蹤到此時的最大功率點262.5瓦，再透過上述的故障分析步驟730找出故障太陽光電模組。進行故障分析步驟730時，信號處理單元偵測到第1個線段L1及第5個線段L5產生電流，第1個線段L1及第5個線段L5皆位於第1列，滿足第1至第8個線段L1至L8中具有電流者中編號最小者為第1個線段L1的條件，且第1個線段L1為第一個具有正流向電流I+的線段，是以由第4A圖之步驟S06、S07可判定第1個太陽光電模組201為故障太陽光電模組。
請參閱第6A圖及第6B圖，並請一併參閱第3圖至第4B圖，其中第6A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的第二實驗例，第6B圖繪示第6A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的最大功率追蹤結果圖。在第二實驗例中，相關的參數及設定與第一實驗例相同。如第6A圖及第6B圖所示，當有太陽光電模組故障或被遮蔽後，可重新追蹤到此時的最大功率點264.6瓦，再透過上述的故障分析步驟730以找出故障太陽光電模組。進行故障分析步驟730時，信號處理單元偵測到第1個線段L1、第5個線段L5、第2個線段L2及第6個線段L6產生電流，第1個線段L1及第5個線段L5位於第1列，第2個線段L2及第6個線段L6位於第2列，取位於第2列的第2個線段L2及第6個線段L6進行分析，其中第一個具有正流向電流I+的線段為第6個線 段L6，是以由第4A圖之步驟S06可判定第6個太陽光電模組206為故障太陽光電模組。
請參閱第7A圖及第7B圖，並請一併參閱第3圖至第4B圖，其中第7A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的第三實驗例，第7B圖繪示第7A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的最大功率追蹤結果圖。在第三實驗例中，相關的參數及設定與第一實驗例相同。如第7A圖及第7B圖所示，當有太陽光電模組故障或被遮蔽後，可重新追蹤到此時的最大功率點268.3瓦，再透過上述的故障分析步驟730以找出故障太陽光電模組。進行故障分析步驟730時，信號處理單元偵測到第3個線段L3及第7個線段L7產生電流，第3個線段L3及第7個線段L7皆位於第3列，不滿足第1至第8個線段L1至L8中具有電流者中編號最小者為第1個線段L1的條件，且第7個線段L7為第一個具有負流向電流I-的線段，由第4B圖之步驟S10可得編號7+1，即可判定第8個太陽光電模組208為故障太陽光電模組。
請參閱第8A圖及第8B圖，並請一併參閱第3圖至第4B圖，其中第8A圖繪示使用本發明之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的第四實驗例，第8B圖繪示第8A圖之太陽光電模組陣列故障診斷方法700的最大功率追蹤結果圖。在第四實驗例中，相關的參數及設定與第一實驗例相同。如第8A圖及第8B圖所示，當有太陽光電模組故障或被遮蔽後，可重新追蹤到此時的最大功率點262.7瓦，再透過上述的故障分析步驟730以找出故障太陽光電模組。進行故 障分析步驟730時，信號處理單元偵測到第2個線段L2、第6個線段L6、第3個線段L3及第7個線段L7產生電流，第2個線段L2及第6個線段L6位於第2列，第3個線段L3及第7個線段L7位於第3列，取位於第3列的第3個線段L3及第7個線段L7進行分析，其中第3列所有線段皆具有負流向電流I-，最後一個具有負流向電流I-的線段為第7個線段L7，由第4B圖之步驟S09可得編號7+4，即可判定第11個太陽光電模組211為故障太陽光電模組。
由上述的實施例可知，太陽光電模組陣列故障診斷系統之複數太陽光電模組採「全部跨接連接」，而太陽光電模組陣列故障診斷方法是藉由橫跨於各太陽光電模組間之線段的電流方向特性開發而來，只需安裝簡易及便宜的電流感測器即可找出故障之太陽光電模組。而由上述結果證明太陽光電模組陣列在發生其中一太陽光電模組故障時，可透過所提之太陽光電模組陣列故障診斷方法700立即找出故障太陽光電模組故障之位置，以進行太陽光電模組故障之故障排除，使太陽光電模組陣列有較佳之輸出功率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (3)

  1. 一種太陽光電模組陣列故障診斷方法，其應用於一太陽光電模組陣列故障診斷系統，該太陽光電模組陣列故障診斷系統包含一太陽光電模組陣列、一信號處理單元及一升壓型轉換單元，該信號處理單元電性連接該太陽光電模組陣列及該升壓型轉換單元，該太陽光電模組陣列包含第1至第N個太陽光電模組及第1至第(N-S)個線段分別連接於該第1至第N個太陽光電模組之間，該第1至第N個太陽光電模組以全部跨接連接(total-cross-tied structure，TCT)方式連接，且該第1至第N個太陽光電模組矩陣排列成由左至右的第1至第P串及由上至下的第1至第S列，位於該第p串該第s列的該第n個太陽光電模組之負端以該第n個線段連接至位於該第(p+1)串第s列的該第(n+S)個太陽光電模組之負端，其中P為大於或等於3的整數，S為大於或等於3的整數，N等於P與S的乘積，n為介於1到N之間的整數，s為介於1到S之間的整數，p為介於1到P之間的整數，且當該第n個太陽光電模組的電流流向該第(n+S)個太陽光電模組時，該第n個線段具有一正流向電流，當該第(n+S)個太陽光電模組的電流流向該第n個太陽光電模組時，該第n個線段具有一負流向電流，該太陽光電模組陣列故障診斷方法包含：一電流偵測步驟，將該第1至第(N-S)個線段的電流回傳至該信號處理單元；以及一故障分析步驟，以該信號處理單元找出該第1至第(N-S)個線段中具有電流者，並依據該第1至第(N-S)個線段中具有電流者的狀況找出一故障太陽光電模組，其中，當該第1至第(N-S)個線段中具有電流者皆位於該第s列，找出位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中編號最小者，若編號最小者為該第1個線段且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有該正流向電流，且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中具有該正流向電流者中編號最小者為n，則判定該第n個太陽光電模組為該故障太陽光電模組，反之，若編號最小者為該第1個線段且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段皆具有該負流向電流，且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中具有該負流向電流者中編號最大者為n，則判定該第(n+S)個太陽光電模組為該故障太陽光電模組；當該第1至第(N-S)個線段中具有電流者皆位於該第s列，則找出位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中編號最小者，若編號最小者不為該第1個線段且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有該負流向電流，且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中具有該負流向電流者中編號最小者為n，則判定該第(n+1)個太陽光電模組為該故障太陽光電模組，反之，若編號最小者不為該第1個線段且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段皆具有該正流向電流，且位於該第s列的該第1至第(N-S)個線段中具有該正流向電流者中編號最大者為n，則判定該第(n+S+1)個太陽光電模組為該故障太陽光電模組；且當該第1至第(N-S)個線段中具有電流者位於該第s列及該第(s+1)列，若位於該第(s+1)列之該第1至第(N-S)個線段中至少其中之一具有該正流向電流，且位於該第(s+1)列的該第1至第(N-S)個線段中具有該正流向電流者中編號最小者為n，則判定該第n個太陽光電模組為該故障太陽光電模組，反之，若位於該第(s+1)列之該第1至第(N-S)個線段皆具有該負流向電流，且位於該第(s+1)列之該第1至第(N-S)個線段中具有該負流向電流者中編號最大者為n，則判定該第(n+S)個太陽光電模組為該故障太陽光電模組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽光電模組陣列故障診斷方法，更包含一最大功率追蹤步驟，使該太陽光電模組陣列故障診斷系統工作於最大功率點。
  3. 一種太陽光電模組陣列故障診斷系統，利用如申請專利範圍第1項所述之太陽光電模組陣列故障診斷方法來診斷出該故障太陽光電模組，該太陽光電模組陣列故障診斷系統包含：該太陽光電模組陣列，包含：該第1至第N個太陽光電模組；及該第1至第(N-S)個線段，分別連接於該第1至第N個太陽光電模組之間；一電流感測電路，與該第1至第(N-S)個線段電性連接；該升壓型轉換單元，電性連接該太陽光電模組陣列；該信號處理單元，包含：一最大功率追蹤控制器，電性連接該升壓型轉換單元；及一故障檢測器，電性連接該電流感測電路；以及一顯示介面，電性連接該信號處理單元，該顯示介面顯示該故障太陽光電模組之編號。
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