一种具备逆变转换的光伏组件系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具备逆变转换的光伏组件系统，包括多个光伏组件、光伏逆变器装置和并网控制电路，光伏组件的直流电源经光伏逆变器装置的逆变转换连接到并网控制电路，其中，在每一个光伏组件底层背板上安装有所述光伏逆变器装置，所述光伏片层的正、负极引出线连接至光伏逆变器装置中的逆变器电路，逆变器电路的交流输出连接至并网控制电路。本实用新型可根据具体情况使每个光伏组件都工作在最大功率点处，抗局部阴影能力强；每个逆变器与单个光伏组件电池集成在一起，即插即用，安装方便，系统扩展简便；微逆变器占用空间较小，分布式安装便于配置，能安装于不同方向和角度，可充分利用空间。
【专利说明】一种具备逆变转换的光伏组件系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电用设备，特别是涉及一种具备微逆变的光伏组件系统，是一种由多块先串后并光伏组件、微逆变电路、逆变器接线盒、光伏并网控制器组成的光伏组件系统。
【背景技术】
[0002]在传统能源紧张，价格升高，环境问题日益突出的背景下，太阳能作为最清洁、可再生的新能源具有很大的节能潜能和市场空间。光伏逆变器及其系统起源于70年代，但最初并没有引起人们的注意，近年来随着太阳能发电技术的发展以及技术的进步，使得微逆变器非常具有吸引力，传统太阳能发电是将多个光伏组件相串联形成高压直流电后，再经一个逆变器转变为交流电并网，所带来的问题是当其中一个光伏组件出问题，将会影响整个系统。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的在于提供一种具备微逆变的光伏组件系统，是针对太阳能利用的一种多块先串后并光伏组件、微逆变电路、逆变器接线盒、光伏并网控制器组成的光伏组件系统。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的方案是:一种具备逆变转换的光伏组件系统，包括多个光伏组件、光伏逆变器装置和并网控制电路，光伏组件的直流电源经光伏逆变器装置的逆变转换连接到并网控制电路，所述光伏组件包括外框支架、光伏片层、采光玻璃板和底层背板，外框支架为一个矩形框，矩形框将光伏片层、采光玻璃板和背板框住固定，光伏片层的正、负极引出线从底层背板穿出，其中，在底层背板上安装有光伏逆变器装置，所述光伏片层的正、负极引出线连接至光伏逆变器装置中的逆变器电路，逆变器电路的交流输出连接至并网控制电路。
[0005]方案进一步是:所述逆变器电路包括低压升压电路和与之连接的桥式直流变交流电路；所述低压升压电路包括储能电感器、三极开关管、续流二极管、PWM波发生器；所述储能电感器一端连接光伏片层的正极，储能电感器另一端连接续流二极管的正极，续流二极管的负极和光伏片层负极连接，所述三极开关管跨接在储能电感器另一端和光伏片层负极之间，PWM波发生器的PWM脉冲输出连接三极开关管的控制极，一个全控开关管跨接在续流二极管两端，一个与所述PWM脉冲输出频率相同极性相反的脉冲波电路连接全控开关管的控制端，使全控开关管与三极开关管交替导通。
[0006]方案进一步是:所述全控开关管是GT0、GTR、M0SFET、IGBT控制开关管中的一种。
[0007]方案进一步是:所述光伏片层为纵向九片光伏片顺序排列、横向为四排的分布结构，在所述光伏片层纵向排列的九片光伏片正、负极引出线相互串联，所述底层背板上设置有导线输出孔，串联后的引出线从导线输出孔引出，引出的横向四排串联线相互电并联。
[0008]方案进一步是:所述光伏逆变器装置包括一个箱体主体和L形箱盖，箱体主体的背面用于与光伏电池板的底板粘贴，箱体中设置有逆变器电路板，所述L形箱盖上设置有百叶窗，所述箱体主体的底侧面设置有通风口，所述箱体主体背面设置有两个长凹槽，凹槽中设置有与箱体内联通的通孔，凹槽和通孔用于定位、引导光伏电池板底板上的汇流排。
[0009]方案进一步是:所述箱体主体内两侧壁垂直于箱底侧面分别设置有导槽，所述逆变器电路板插装在导槽中。
[0010]方案进一步是:所述底侧面设置有通风口是由多个长条形孔并排设置组成，在多个长条形孔上设置有防尘网，在多个长条形孔两侧分别设置了逆变器电路输出导线引出孔。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012](I)可根据具体情况使每个光伏组件都工作在最大功率点处，抗局部阴影能力强；
[0013](2)每个逆变器与单个光伏组件电池集成在一起，即插即用，安装方便，系统扩展简便；
[0014](3)微逆变器占用空间较小，分布式安装便于配置，能安装于不同方向和角度，可充分利用空间；
[0015](4)单个光伏模块的失效不会对整个系统的性能造成影响，系统的冗余度高、可靠性高。
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型系统示意图；
[0018]图2为本实用新型光伏组件结构示意图；
[0019]图3为本实用新型光伏组件结构底层背板示意图；
[0020]图4为本实用新型逆变器电路示意图；
[0021]图5为本实用新型光伏逆变器装置分解示意图；
[0022]图6为本实用新型光伏逆变器装置箱体主体背面示意图。
【具体实施方式】
[0023]一种具备逆变转换的光伏组件系统，参见图1，所述系统包括多个光伏组件1、光伏逆变器装置2和并网控制电路3，并网控制电路输出连接至主干网4，光伏组件的直流电源经光伏逆变器装置的逆变转换连接到并网控制电路；参见图2和图3，所述光伏组件包括外框支架5、光伏片层6、米光玻璃板7和底层背板8,外框支架为一个矩形框,矩形框将光伏片层、采光玻璃板和背板框住固定，光伏片层的正、负极引出线从底层背板穿出，其中，在每一个光伏组件底层背板上安装有所述光伏逆变器装置，所述光伏片层的正、负极引出线连接至光伏逆变器装置中的逆变器电路，逆变器电路的交流输出连接至并网控制电路。
[0024]实施例中的并网控制电路，是一种成熟电路，在太阳能发电系统中广泛使用。
[0025]实施例中:钢化玻璃主要对整个组件起到了支撑，为组件提供足够的机械强度，通常厚度为3.2mm;钢化玻璃材质要求:含铁量不超过0.01%、透射率:要求波长为400nm-1100nm的光谱范围内的光透过率在91%以上。抗风压性能:要求其抗风压性能大于2400Pa。
[0026]实施例中:底层背板是由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。
[0027]实施例中:所述底层背板上设置有一层EVA胶膜8-1，所述EVA胶膜将光伏片层与底层背板粘接在一起。
[0028]EVA胶膜是乙烯一醋酸乙烯共聚物(简称EVA)是由乙烯(E)和醋酸乙烯(VA)共聚而成。EVA太阳能电池胶膜是用EVA为主要原料，添加各种改性助剂充分混合后，经生产加工设备加热流延挤出成型的薄膜状产品。使用时，发生热交联固化，产生永久性的粘合密封，可经受各种气候环境和恶劣条件下使用。
[0029]实施例中:如图4所示，所述逆变器电路包括低压升压电路和与之连接的桥式直流变交流逆变电路9 ;直流变交流逆变电路使用的是一种已知成熟的电路，所述低压升压电路包括储能电感器L、三极开关管10、续流二极管D、PWM波发生器11 ;所述储能电感器一端连接光伏片层6的正极，储能电感器另一端连接续流二极管的正极，续流二极管的负极和光伏片层负极连接，所述三极开关管跨接在储能电感器另一端和光伏片层负极之间，PWM波发生器的PWM脉冲输出连接三极开关管的控制极，一个全控开关管12跨接在续流二极管两端，一个与所述PWM脉冲输出频率相同极性相反的脉冲波电路13连接全控开关管的控制端，使全控开关管与三极开关管交替导通。其工作原理是:先将三极开关管10导通，光伏片电源向电感L储能，然后将三极开关管10关断，将原有的续流二极管并联一开关管成为可控整流开关，电感L处于放电状态电能由低压电源端传输至高压侧时电流通过可控整流开关，此时将可控全控开关管12置于导通状态，这样当电流流过就不会产生或仅少量产生电压降落，基本消除续流二极管损耗，达到提高电路效率的作用。本实施例利用了开关管在导通时低电阻值电压降极小的特点，加上同步的控制电路形成的可控整流开关替换掉单独的续流二极管设置，以基本除去续流二极管的损耗。拓宽Boost电路的高效升压区间，增强Boost电路的应用能力。
[0030]实施例中:所述全控开关管是GTO、GTR、MOSFET, IGBT控制开关管电路中的一种，上述控制开关电路都是市场上可采购到的、广泛应用于变频控制电路的集成一体化功率开关电路，都具有非常低的开关压降。
[0031]实施例中:如图2所示，光伏片层为纵向九片光伏片601顺序排列、横向为四排的分布结构，在所述光伏片层纵向排列的九片光伏片正、负极引出线相互串联，所述底层背板上设置有导线输出孔801，串联后的引出线14从导线输出孔引出，引出的横向四排串联线相互电并联。
[0032]实施例中:如图5和图6所不,所述光伏逆变器装置包括一个箱体主体15和L形箱盖16，箱体主体的背面用于与光伏组件底层背板8粘贴，箱体中设置有逆变器电路板17，所述L形箱盖上设置有百叶窗1601，所述箱体主体的底侧面设置有通风口 1501，所述箱体主体背面1502设置有两个长凹槽1503，凹槽中设置有与箱体内联通的通孔1504，凹槽和通孔用于定位、引导光伏电池板底板上的汇流排18，汇流排通过箱体内设置的引导柱19连接在电路板上。
[0033]实施例中:所述箱体主体内两侧壁垂直于箱底侧面分别设置有导槽20，所述逆变器电路板插装在导槽中。
[0034]实施例中:所述底侧面设置有通风口是由多个长条形孔并排设置组成，在多个长条形孔上设置有防尘网，在多个长条形孔两侧分别设置了逆变器电路输出导线引出孔1505。
【权利要求】
1.一种具备逆变转换的光伏组件系统，包括多个光伏组件、光伏逆变器装置和并网控制电路，光伏组件的直流电源经光伏逆变器装置的逆变转换连接到并网控制电路，所述光伏组件包括外框支架、光伏片层、采光玻璃板和底层背板，外框支架为一个矩形框，矩形框将光伏片层、采光玻璃板和背板框住固定，光伏片层的正、负极引出线从底层背板穿出，其特征在于，在每一个光伏组件底层背板上安装有所述光伏逆变器装置，所述光伏片层的正、负极引出线连接至光伏逆变器装置中的逆变器电路，逆变器电路的交流输出连接至并网控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种具备逆变转换的光伏组件系统，其特征在于，所述逆变器电路包括低压升压电路和与之连接的桥式直流变交流电路；所述低压升压电路包括储能电感器、三极开关管、续流二极管、PWM波发生器；所述储能电感器一端连接光伏片层的正极，储能电感器另一端连接续流二极管的正极，续流二极管的负极和光伏片层负极连接，所述三极开关管跨接在储能电感器另一端和光伏片层负极之间，PWM波发生器的PWM脉冲输出连接三极开关管的控制极，一个全控开关管跨接在续流二极管两端，一个与所述PWM脉冲输出频率相同极性相反的脉冲波电路连接全控开关管的控制端，使全控开关管与三极开关管交替导通。
3.根据权利要求2所述的一种具备逆变转换的光伏组件系统，其特征在于，所述全控开关管是GTO、GTR、MOSFET, IGBT控制开关管中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种具备逆变转换的光伏组件系统，其特征在于，所述光伏片层为纵向九片光伏片顺序排列、横向为四排的分布结构，在所述光伏片层纵向排列的九片光伏片正、负极引出线相互串联，所述底层背板上设置有导线输出孔，串联后的引出线从导线输出孔引出，引出的横向四排串联线相互电并联。
5.根据权利要求1所述的一种具备逆变转换的光伏组件系统，其特征在于，所述光伏逆变器装置包括一个箱体主体和L形箱盖，箱体主体的背面用于与光伏电池板的底板粘贴，箱体中设置有逆变器电路板，所述L形箱盖上设置有百叶窗，所述箱体主体的底侧面设置有通风口，所述箱体主体背面设置有两个长凹槽，凹槽中设置有与箱体内联通的通孔，凹槽和通孔用于定位、引导光伏电池板底板上的汇流排。
6.根据权利要求5所述的一种具备逆变转换的光伏组件系统，其特征在于，所述箱体主体内两侧壁垂直于箱底侧面分别设置有导槽，所述逆变器电路板插装在导槽中。
7.根据权利要求5所述的一种具备逆变转换的光伏组件系统，其特征在于，所述底侧面设置有通风口是由多个长条形孔并排设置组成，在多个长条形孔上设置有防尘网，在多个长条形孔两侧分别设置了逆变器电路输出导线引出孔。
【文档编号】H02S40/32GK204156793SQ201420615974
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】解大, 艾芊, 张延迟, 黄飞, 刘峰 申请人:上海深晶木锦新能源科技有限公司, 北京志能祥赢节能环保科技有限公司