太阳能电池阵列以及太阳能电池组件监测装置的制造方法
【专利说明】太阳能电池阵列以及太阳能电池组件监测装置
[0001]本申请要求于2015年09月30日提交中国专利局、申请号为201520770162.3、实用新型名称为“太阳能电池阵列以及太阳能电池组件监测装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过弓I用结合在本申请中。
技术领域
[0002]本申请涉及太阳能电池技术领域，具体涉及太阳能电池阵列。
[0003]本申请另外涉及太阳能电池组件监测装置。
【背景技术】
[0004]太阳能以其具有无污染、清洁安全、普遍、可再生、可持续性等特点，已成为人类使用能源的重要组成部分，尤其是能源危机及传统能源对环境污染程度日趋严重，更加快了对太阳能探索的步伐，太阳能的利用显得意义重大，研究太阳能电池因此也成为科学研究的重要领域之一。
[0005]太阳能电池是一种新兴电池，利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体材料转变为电能，这种光电转换通常叫做光生伏打效应，因此太阳能电池又称为光伏电池。
[0006]太阳能电池组件是按照负载要求，将若干单体太阳能电池按性能等参数进行分类组合(串并联)生成，可独立作为电源使用的最小单元，比如由太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明背板、接线盒以及铝合金边框等构件封装后组成的太阳能电池组件。
[0007]太阳能电池阵列是为了满足高电压、大功率的需求，根据实际使用的负载要求将若干太阳能电池组件进行串并联，用特定机械方式加以固定组合，并配以半导体器件(如防反充二极管、旁路二极管)构成。
[0008]太阳能电池组件作为一种半导体器件，可靠性相对较高，但在实际应用中不可避免的会发生一些失效现象，如太阳能电池阵列中的一块太阳能电池组件失效，将导致整个太阳能电池阵列发电量的损失，严重时甚至会导致太阳能电池阵列失效及至发生火灾事故。因此，对太阳能电池阵列进行实时监测、及时发现故障是非常有必要的。
[0009]目前，针对上述问题采取的解决方案，是对若干太阳能电池组件组成的太阳能电池阵列进行输出监控，比如在采用组串式逆变器的光伏发电系统(如光伏电站)中，通过在逆变器内设置检测电路和通讯电路，通过检测电路采集太阳能电池阵列的输出参数，并且通过通讯电路将采集到的输出参数上传至服务器，服务器根据输出参数针对太阳能电池组件进行数据分析和故障排查，降低光伏发电系统的事故风险。
[0010]上述现有技术提供存在明显的缺陷。
[0011]上述现有技术的缺点在于:
[0012]上述现有技术通过在逆变器内设置检测电路和通讯电路采集和上传太阳能电池阵列的输出参数，通过对输出参数的分析能够实现太阳能电池阵列级别的定位，即定位到光伏发电系统中发生故障的具体太阳能电池阵列，在光伏发电系统的运行过程中起到了一定的作用，但是随着光伏发电系统的建设以及后期运维需求的发展，需要对光伏发电系统实现更精细的监控，如实现太阳能电池组件级别的监控，定位到光伏发电系统中具体发生故障的太阳能电池组件，上述现有技术无法满足，存在一定的缺陷，在实际应用中推广难度大，实用性较低。
【实用新型内容】
[0013]本申请提供太阳能电池阵列，以解决现有技术存在的实用性低、成本高和结构复杂的问题。
[0014]本申请另外提供太阳能电池组件监测装置。
[0015]本申请提供的太阳能电池阵列，包括:
[0016]至少一个太阳能电池组件、监测通讯模块、中继模块、电池阵列正极和电池阵列负极；
[0017]其中，所述监测通讯模块与所述太阳能电池组件一一对应，所述监测通讯模块并联在各自对应的所述太阳能电池组件的正极和负极上，所述监测通讯模块与所述中继模块连接；
[0018]若所述太阳能电池组件的个数为1，所述太阳能电池组件的正极和负极分别与所述电池阵列正极和所述电池阵列负极连接；
[0019]若所述太阳能电池组件的个数大于1，所述太阳能电池组件之间采用串联的方式依次连接，前一太阳能电池组件的正极与后一太阳能电池组件的负极连接，居于首位的太阳能电池组件的负极与所述电池阵列负极连接，居于末位的太阳能电池组件的正极与所述电池阵列正极连接；
[0020]所述太阳能电池组件，将太阳能转化成电能，并通过所述电池阵列正极和电池阵列负极输出；
[0021]所述监测通讯模块，用于监测和采集所述太阳能电池组件的输出参数，并将采集到的所述太阳能电池组件的输出参数发送至所述中继模块；
[0022]所述中继模块，向预设的服务器上传所述太阳能电池组件的输出参数。
[0023]可选的，所述监测通讯模块包括:
[0024]电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和通讯单元；
[0025]其中，所述电压采样单元并联在各自对应的所述太阳能电池组件的正极和负极上，所述电压采样单元的电压信号输出端与所述信号处理单元的信号输入端连接，所述信号处理单元的信号输出端与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元与所述通讯单元的数据输入端连接，所述通讯单元的数据输出端与所述中继模块连接；
[0026]所述电压采样单元，用于采集各自对应的所述太阳能电池组件的电压参数；
[0027]所述信号处理单元，对采集到的所述太阳能电池组件的电压参数进行相应处理；
[0028]所述中央控制单元，实现对所述电压采样单元、所述信号处理单元和所述通讯单元的控制；
[0029]所述通讯单元，用于将处理之后的电压参数上传至所述中继模块。
[0030]可选的，所述信号处理单元包括模数转换器；
[0031]其中，所述模数转换器的信号输入端与所述电压采样单元的电压信号输出端连接，所述模数转换器的信号输出端与所述中央控制单元连接；
[0032]所述模数转换器，将采集到的所述太阳能电池组件的电压参数由模拟信号转换为数字信号。
[0033]可选的，所述太阳能电池阵列，包括:
[0034]直流供电单元、第一直流电源总线和第二直流电源总线；
[0035]其中，所述直流供电单元的正极与所述第一直流电源总线连接，所述直流供电单元的负极与所述第二直流电源总线连接；
[0036]所述第一直流电源总线与所述电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和所述通讯单元的接电正极连接，所述第二直流电源总线与所述电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和所述通讯单元的接电负极连接；
[0037]所述直流供电单元，通过所述第一直流电源总线和所述第二直流电源总线，为所述电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和所述通讯单元进行供电。
[0038]可选的，所述太阳能电池阵列，包括:
[0039]直流供电单元；
[0040]其中，所述直流供电单元的正极分别与所述电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和所述通讯单元的接电正极连接，所述直流供电单元的负极分别与所述电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和所述通讯单元的接电负极连接；
[0041]所述直流供电单元，为所述电压采样单元、信号处理单元、中央控制单元和所述通讯单元提供直流电源。
[0042]可选的，所述直流供电单元设置在所述中继模块上。
[0043]可选的，所述监测通讯模块设置程控开关，所述程控开关并联在所述监测通讯模块各自对应的所述太阳能电池组件上；
[0044]其中，所述程控开关的接电正极与所述太阳能电池组件的正极连接，所述程控开关的接电负极与所述太阳能电池组件的负极连接，所述程控开关的控制信号输入端与所述中央控制单元连接；
[0045]所述程控开关，用于控制所述太阳能电池组件工作状态，若所述程控开关断开，所述太阳能电池组件正常工作，若所述程控开关闭合，所述太阳能电池组件被短接，输出参数中的输出功率为0。
[0046]可选的，所述太阳能电池阵列，包括:
[0047]阵列终端模块；
[0048]所述阵列终端模块与所述太阳能电池组件连接；
[0049]所述阵列终端模块，用于协同太阳能电池阵列之间的连接。
[0050]可选的，所述阵列终端模块设置直流电源总线平衡电路；
[0051]所述直流电源总线平衡电路与所述第一直流电源总线和所述第二直流电源总线连接；
[0052]所述直流电源总线平衡电路，用于产生相同和相反信号，并将产生的信号送入所述第一直流电源总线和所述第二直流电源总线，保持所述第一直流电源总线和所述第二直流电源总线中直流电源