TWM557456U - 太陽能光伏組件的監控關斷裝置 - Google Patents

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Abstract

本創作係關於一種太陽能光伏組件的監控關斷裝置,包含一控制開關、一微控單元、一電壓採集單元、一溫度採集單元和一PLC模組;其中,該控制開關設於一光伏組件的電源串接迴路上,該電壓採集單元、溫度採集單元的輸出端分別和該微控單元連接,該電壓採集單元、PLC模組又分別和該電源串接迴路連接,該微控單元透過一驅動模組和該控制開關連接;利用上述設計,微控單元將透過電壓採集單元、溫度採集單元判斷光伏組件是否出現過壓、過溫狀況,當異常狀況出現,微控單元可透過PLC模組利用電力線通信方式對外通報,且可透過驅動模組驅動該控制開關以關斷所連接光伏組件的電源串接迴路,確保系統安全。

Description

太陽能光伏組件的監控關斷裝置
本創作是一種監控關斷裝置,尤指一種用於太陽能光伏組件的電壓、溫度進行實時監控,且利用電力線通信方式將監控資訊向外通報,並可主動或接受遠端命令以關斷太陽能光伏組件的監控關斷裝置。
光伏組件作為一種發電器件,在實際運用時可能受到自然環境中的枝葉、建築物等產生不規則的遮擋,導致光伏組件發熱;或者,當光照度過強,也可能導致電流超標或者溫度超標,若不及時關斷將會產生熱斑,甚至釀成火災。再者,單一的光伏組件其輸出電壓雖低,但在多數組件串接後的電壓疊加已遠超出安全電壓,一旦出現問題,就是致命的,尤其是組件發生火災的情況。由於組件串接的電壓疊加,使得消防系統無法發揮其應該發揮的作用;除此以外,現有光伏組件的保全措施仍然存在其他問題: 1.目前只能做到匯流箱級的監測,無法監控到組件的實際情況。 2.當發生異常狀況時,只能將串接的所有組件整個切斷,而且切斷後組件仍有電壓輸出,依然存在安全風險。 3.需要維修人員親至故障現場以人工方式切斷迴路。 4.監控產品的控制部分需要單獨電源供電,佈線施工成本高。 5.監控產品採集相關資訊參數後,必須和監控端通信,而通信方式可為是有線或無線通信方式,但有線通信需額外佈線,成本較高;無線通信方式則受制於ISM(Industrial Scientific Medical Band),其頻譜受限,同時無線信號容易遭受干擾,誤碼率高。
由於光伏組件的安全標準高,如UL、IEC皆做出標準要求,組件串接電壓必須可在短時間被拉到安全值。
由上述可知,現有光伏組件的監控技術仍有待進一步檢討,並謀求可行的解決方案。
因此本創作主要目的在提供一種太陽能光伏組件的監控關斷裝置,用以對太陽能光伏組件的電壓、溫度等參數進行即時監控,並採用電力線通信方式對外通報,當電壓、溫度等參數異常,可自動或以遠端遙控方式透過電力線通信方式關斷太陽能光伏組件。
為達成前述目的採取的主要技術手段是使該太陽能光伏組件的監控關斷裝置包含: 一控制開關; 一微控單元,具有數個輸入輸出端; 一驅動模組,連接在該微控單元的一輸入輸出端和該控制開關之間; 一電壓採集單元,具有一輸入端和一輸出端,該電壓採集單元的輸出端和該微控單元的一輸入輸出端連接; 一溫度採集單元,具有一感測溫度輸出端,該感測溫度輸出端和該微控制單元的一輸入輸出端連接; 一PLC模組,具有一電力線連接端和一資訊傳輸端,該資訊傳輸端和該微控單元的一輸入輸出端連接;
該控制開關、電壓採集單元和PLC模組分別連接一光伏組件的電源串接迴路上,其中控制開關的常態為接通狀,並由該微控單元透過該驅動模組控制其關斷;該電壓採集單元實時採集所連接光伏組件的輸出電壓,並將採集的電壓值資訊傳送給微控單元,當光伏組件的輸出電壓異常時,微控單元可透過PLC模組與一系統終端通信,且可主動或依據系統終端送出的命令,透過驅動模組關斷所連接的光伏組件,以便在短時間內將組件串接電壓拉低至安全值,確保系統安全。
由於本創作的監控關斷裝置是利用電力線通信方式和遠端的系統終端溝通,因此無須基於通信的需要而另外佈設有線或無線網路,從而也解決了有線通信佈線成本高、而無線網路頻譜受限於ISM的問題。
以下配合圖式及本創作的較佳實施例,進一步闡述本創作為達成預定實用新型目的所採取的技術手段。
請參考圖1所示,本創作的監控關斷裝置是配合一光伏組件20使用,該光伏組件20具有正、負電源輸出端,當多數光伏組件20透過其正、負電源輸出端串接時,即構成一電源串接迴路;該監控關斷裝置包括一微控單元10、一控制開關11、一驅動模組12、一電壓採集單元13、一溫度採集單元14和一PLC模組15;其中
該微控單元10提供運算判斷功能,其具有多個輸入輸出端,且分別和該驅動模組12、電壓採集單元13、溫度採集單元14和PLC模組15連接;該微控單元10可以由型號為STM或MCS-51系列的單片機來實現。
該控制開關11具有一正電輸入端、一負電輸入端、一正電輸出端、一負電輸出端及一受控端,該正、負電輸入端是分別和光伏組件20的正、負電源輸出端連接,該正、負電輸出端連接在上述的電源串接迴路上,常態下該控制開關11為接通狀,意即光伏組件20將正常地接通電源串接迴路,當控制開關11關斷時,將使光伏組件20自電源串接迴路脫離;在本實施例中,該控制開關11是由微控單元10透過該驅動模組12控制其關斷與否,因此該驅動模組12是連接在該微控單元10的一輸入輸出端和該控制開關11的受控端之間。
該電壓採集單元13具有一組輸入端及一輸出端,在本實施例中,其輸入端和光伏組件20連接,以感測光伏組件20的輸出電壓,在本實施例中,該電壓採集單元13的輸入端是分別和控制開關11的正、負電輸出端連接,以感測光伏組件20經控制開關11的對外輸出電壓,該電壓採集單元13的輸出端則和微控單元10連接,以便將檢測所得的電壓值傳送給微控單元10。
該溫度採集單元14由一溫度感測器構成,其具有一感測溫度輸出端,該感測溫度輸出端和該微控制單元10的一輸入輸出端連接;該溫度採集單元14用以感測光伏組件20的溫度,以監測光伏組件20因嚴重熱斑可能產生的高溫,並將感測的溫度值傳送給連接的微控單元10。
該PLC模組15為電力線通信(Power Line Communication)設備,其具有一資訊傳輸端和一電力線連接端,該資訊傳輸端和該微控單元10的一輸入輸出端連接,該電力線連接端則和光伏組件20的電源串接迴路連接,本實施例中,該PLC模組15的電力線連接端是和控制開關11的正、負電輸出端連接。
關於監控關斷裝置的用電,則是取自相連接的光伏組件20,無須另外配設供電系統,為利用光伏組件20的輸出電源供應工作電源,本創作的監控關斷裝置進一步包括一DC/DC轉換單元16,該DC/DC轉換單元16具有一組件電源連接端和一電源輸出端,該組件電源連接端和光伏組件20的正、負電源輸出端連接,其電源輸出端則和微控單元10連接;藉此,該DC/DC轉換單元16將自光伏組件20取得電源,並進行直流對直流的電壓轉換和穩壓處理後,供應穩定的直流工作電源給微控單元10,由於不需要額外電源供電,將提高裝置的可靠度。
由上述說明可瞭解本創作一較佳實施例的具體構造,至於其應用方式請參考圖2所示:
在太陽能供電系統中,多數光伏組件20串接以構成一電源串接迴路,各個光伏組件20分別連接一監控關斷裝置,每一光伏組件20連接的監控關斷裝置又以其控制開關11、PLC模組15分別連接在該電源串接迴路,該控制開關11用以在光伏組件20的電壓或溫度異常時,使光伏組件20自電源串接迴路上隔離;PLC模組15則利用電力線通信與一系統終端30溝通,為透過電力線和各個監控關斷裝置通信,該系統終端30透過一解調器40與電源串接迴路連接,以便由該解調器40接收並解調監控關斷裝置經過調變後送上電源串接迴路的載波,再送至系統終端30。
而系統終端30與解調器40間可採取有線或無線通信方式,該解調器40可進一步連接一電流採集單元50和一供電單元60,該電流採集單元50和上述電源串接迴路連接,以感測迴路電流,並經由解調器40傳送給系統終端30,而供電單元60則供應該解調器40工作電源。
在前述連接關係下,系統終端30和電源串接迴路上的各個監控關斷裝置將構成一主從式架構,也就是各個監控關斷裝置作為一從設備,透過其控制開關11採集光伏組件20的對外電壓和光伏組件20的溫度資料,並利用電力線通信透過電源串接迴路傳送系統終端30,系統終端30作為一主設備,可根據各監控關斷裝置送來的電壓、溫度資料進行判斷,當電壓和/或溫度異常時,可透過電源串接迴路送出一關斷命令以關斷特定的光伏組件20,而不須維修人員親至現場以人工執行關斷。
除了前述的主從式架構,各個監控關斷裝置也可以自訂電壓、溫度閥值,微控單元10一旦偵知光伏組件的電壓或者溫度超出閥值,可以主動透過驅動模組12關斷控制開關11,使電源串接迴路上的電壓迅速拉回至安全值,或排除嚴重熱斑所造成的高溫。
以上該僅是本創作的較佳實施例而已,並非對本創作做任何形式上的限制,雖然本創作已以較佳實施例揭露如上,然而並非用以限定本創作,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本創作技術方案的範圍內,當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本創作技術方案的內容,依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬於本創作技術方案的範圍內。
10‧‧‧微控單元
11‧‧‧控制開關
12‧‧‧驅動模組
13‧‧‧電壓採集單元
14‧‧‧溫度採集單元
15‧‧‧PLC模組
16‧‧‧DC/DC轉換單元
20‧‧‧光伏組件
30‧‧‧系統終端
40‧‧‧解調器
50‧‧‧電流採集單元
60‧‧‧供電單元
圖1為本創作的方塊圖。 圖2為本創作的系統方塊圖。

Claims (6)

  1. 一種太陽能光伏組件的監控關斷裝置,包含: 一控制開關; 一微控單元,具有數個輸入輸出端; 一驅動模組,連接在該微控單元的一輸入輸出端和該控制開關之間; 一電壓採集單元,具有一輸入端和一輸出端,該電壓採集單元的輸出端和該微控單元的一輸入輸出端連接; 一溫度採集單元,具有一感測溫度輸出端,該感測溫度輸出端和該微控制單元的一輸入輸出端連接; 一PLC模組,具有一電力線連接端和一資訊傳輸端,該資訊傳輸端和該微控單元的一輸入輸出端連接。
  2. 如請求項1所述之太陽能光伏組件的監控關斷裝置,該控制開關具有一正電輸出端、一負電輸出端; 該電壓採集單元的輸入端和該控制開關的正、負電輸出端連接; 該PLC模組的電力線連接端和該控制開關的正、負電輸出端連接。
  3. 如請求項1所述之太陽能光伏組件的監控關斷裝置,該控制開關具有一受控端,該受控端和該驅動模組連接。
  4. 如請求項2所述之太陽能光伏組件的監控關斷裝置,該控制開關具有一正電輸入端、一負電輸入端,並透過該正、負電輸入端和一光伏組件的一正電源輸出端、一負電源輸出端連接;該PLC模組透過該光伏組件和其他光伏組件串接後構成的一電源串接迴路連接一解調器,該解調器和一系統終端連接。
  5. 如請求項4所述之太陽能光伏組件的監控關斷裝置,該解調器連接一電流採集單元,該電流採集單元和該電源串接迴路連接。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之太陽能光伏組件的監控關斷裝置,該微控單元連接一DC/DC轉換單元,該DC/DC轉換單元具有一組件電源連接端及電源輸出端,該電源輸出端和該微控單元連接。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8319471B2 (en) 2006-12-06 2012-11-27 Solaredge, Ltd. Battery power delivery module
GB2498791A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic panel circuitry
CN109217806A (zh) * 2017-07-03 2019-01-15 北京信邦同安电子有限公司 太阳能组件的分体式功率优化模组
CN207304475U (zh) * 2017-10-25 2018-05-01 江苏英迈能源科技有限公司 功能整合型可拆卸式光伏组件接线盒
WO2019200724A1 (zh) * 2018-04-18 2019-10-24 北京汉能光伏投资有限公司 控制太阳能组件通断电的装置、系统和方法
WO2019205289A1 (zh) * 2018-04-28 2019-10-31 北京汉能光伏投资有限公司 太阳能组件接线盒、太阳能系统及太阳能组件控制方法
EP3584946A1 (en) 2018-06-19 2019-12-25 Fronius International GmbH A photovoltaic module level monitoring system
CN108847715A (zh) * 2018-07-03 2018-11-20 河南亚视软件技术有限公司 一种电力配电室自动监测系统
EP4096039A1 (en) * 2019-01-15 2022-11-30 SolarEdge Technologies Ltd. Safety switch for photovoltaic systems
CN109802489B (zh) * 2019-01-25 2020-08-28 温州职业技术学院 一种基于电力线载波的太阳能光伏板测控通信系统
CN110855011A (zh) * 2019-12-13 2020-02-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统及其工作方法
KR102637189B1 (ko) * 2020-09-24 2024-02-14 김영제 태양광 패널 모니터링 시스템 및 이를 포함하는 인버터, 그리고 태양광 패널 모니터링 장치를 구비한 태양광 패널과 모니터링 방법
WO2023193120A1 (en) * 2022-04-08 2023-10-12 dcbel Inc. Photovoltaic rapid shutdown and arc sensing system
CN115149581A (zh) * 2022-08-31 2022-10-04 江苏宁瑞惠能电气技术有限公司 一种光伏电站并网控制系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8860241B2 (en) * 2008-11-26 2014-10-14 Tigo Energy, Inc. Systems and methods for using a power converter for transmission of data over the power feed

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