一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置及控制方法，所述光伏电池板组件包括电池板和并联在电池板两端的旁路二极管组件，还包括取样传感器、基准单元、迟滞比较器、控制单元和稳压单元，取样传感器获取光伏电池板回路中的电流信号并转为直流电压信号，传送至迟滞比较器单元，迟滞比较器单元将该直流电压信号与基准单元中的基准阀值进行比较，由控制单元控制旁路二极管组件与电池板的接通与断开。本发明能够自动识别光伏电池板组件是否发生了热斑效应，从而降低了发电系统的无功损耗，将电池板发出来的电能发挥到最大，且避免因二极管受到雷击等原因的破坏而造成整个光伏发电系统的效率下降，保证了整个光伏发电系统的稳定运行。
【专利说明】一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于自动控制电路领域，特别涉及一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏发电的过程没有机械转动部件也不消耗燃料，并且不排放包括温室气体在内的任何物质，具有无噪声、无污染的特点；太阳能资源没有地域限制，分布广泛且取之不尽，用之不竭。因此，与其它新型发电技术相比，太阳能光伏发电是一种具有可持续发展的可再生能源发电技术，照在地球上的太阳能要比人类当前耗费的能量大6000多倍。并且太阳能在地球上散布普遍，只要有光照的地方就可以运用光伏发电系统，不受海拔、地区等因素的限制。
[0003]但是当太阳能组件被其他障碍物遮挡出现完全或者不完全遮蔽时，此时的组件将被当着负载消耗其他有光照的太阳能组件所产生的能量，被遮蔽的太阳能组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳能电池板组件，为了防止组件由于热斑效应而遭到破坏，此时在组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
[0004]旁路二极管的作用是:当电池片出现热斑效应不能发电时，起到旁路作用，让其他电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为任意一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
[0005]现行的连接方法是将旁路二极管直接安装在电池板组件的接线盒内，三个旁路二极管在接线盒内部是直接并联在电池片的正负极两端，但这样做的弊端是:1、二极管的反向漏电流会消耗电池片的一小部分能量，虽然可以忽略不计，但是数量多了也是一个比较大的无功能量损耗；2、从最近几年光伏电站故障率上看，大多数的故障均为二极管击穿后消耗电池片产生的能量所致，整个光伏电站发电功率因此而大幅度下降。造成二极管击穿的主要原因是安装接线盒、安装组件过程中产生的静电等给二极管带来的隐形损伤，后续通电后失效所致。
[0006]因而，如何具有自动识别光伏电池板组件的热斑效应，即电池板有遮蔽时，接通二极管，没有遮蔽时，切断二极管与电池片的连接的装置，是目前亟待研究的方向。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置，能够自动识别光伏电池板组件热斑效应，自动控制旁路二极管与光伏电池板组件的接通与断开，降低光伏电池板发电系统的无功损耗，将电池板发出来的电能发挥到最大。
[0008]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0009]一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置，所述光伏电池板组件包括电池板和并联在电池板两端的旁路二极管组件，所述电池板的与电源连接；所述电池板包括多组相互串并联的电池串，旁路二极管组件包括有多个旁路二极管，每个旁路二极管受控于控制单元并联在电池串上，所述旁路二极管的负极受控于控制单元连接电池串的正极，所述电路装置还包括取样传感器、迟滞比较器和控制单元，
[0010]所述取样传感器，其第一输入端连接所述电池板，输出端连接所述迟滞比较器，用于其将所述电池板与旁路二极管组件的形成回路的电流信号转变为直流电压信号，并传送至所述迟滞比较器中；其第二输入端连接至所述电源的负极，用于接收电源供电；
[0011]所述迟滞比较器，其第一输入端连接所述取样传感器的输出端，且迟滞比较器的输出端连接所述控制单元，用于对所述取样传感器传来的所述直流电压信号与基准阀值进行比较，并将比较的信息传送至所述控制单元；
[0012]所述控制单元，其输入端连接所述迟滞比较器，输出端连接至所述电池板与旁路二极管组件形成的回路上，用于控制旁路二极管组件与电池板的接通与断开，当检测到所述直流电压信号低于所述基准阀值的信息时，所述控制单元使旁路二极管组件与电池板的正负两端相连，否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接。
[0013]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0014]进一步，所述电路装置还包括一个用于提供基准阈值的基准单元，所述基准单元其输出端连接所述迟滞比较器的第二输入端，用于提供基准阀值并传输至所述迟滞比较器中；
[0015]进一步，还包括稳压单元，所述稳压单元的输入端与所述电源连接，第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别连接所述电路装置的取样传感器、迟滞比较器、控制单元和基准单元，用于为整个电路装置提供稳定的直流电压，当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时，稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。
[0016]当光伏电池板组件无光照时会出现无电压输出或输出电压过低的情况，为了保证整个电路装置的正常工作，设定整个电路装置工作电压的下限值，其取值范围在9?12V之间，而最高电压就是电池板受到强光照时以最大功率输出的电压，由于有了稳压单元，最高电压也会被控制在有效的工作电压范围内。
[0017]本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法，包括:
[0018]步骤1:取样传感器从所述电池板与旁路二极管组件所形成的回路上获取电流信号，并将该电流信号转变为直流电压信号，并传送至迟滞比较器中；
[0019]步骤2:迟滞比较器将传送来的直流电压信号与基准阀值进行比较，并将比较的信息传送至控制单元处理；
[0020]步骤3:控制单元当检测到所述电压信号低于基准阀值的信息时，控制单元使旁路二极管组件与电池板的正负两端相连，否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接；
[0021]进一步，所述步骤2中由基准单元将基准阀值传输至迟滞比较器中。
[0022]进一步，还包括如下步骤，步骤4:当整个电路装置的电压低于设定的电压值时，稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。
[0023]本发明的有益效果是:能够自动识别光伏电池板组件热斑效应，降低光伏发电系统的无功损耗，将电池板发出来的电能发挥到最大，且避免因二极管受到雷击等原因的破坏而造成整个光伏发电系统的效率下降，保证了光伏发电系统的稳定运行，实现了智能化的控制，同等条件下的光伏发电系统，运用本发明装置的发电系统装机容量远远大于没有运用本发明装置的系统，且运行后的维护成本更低。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的模块结构示意图；
[0025]图2为本发明一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法的一个实施例的方法流程图。
[0026]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0027]1、电池板，2、旁路二极管组件，3、取样传感器，4、基准单元，5、迟滞比较器，6、控制单元，7、稳压单元。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0029]如图1所示，一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置，所述光伏电池板组件包括电池板I和并联在电池板I两端的旁路二极管组件2，所述电池板I的与电源连接；所述电池板I包括多组相互并联的电池串，旁路二极管组件2包括有多个旁路二极管，每个旁路二极管并联在每个电池串上，所述旁路二极管的负极连接电池串的正极，还包括取样传感器3、迟滞比较器5和控制单元6，
[0030]所述取样传感器3，其第一输入端连接所述电池板1，输出端连接所述迟滞比较器5，用于其将所述电池板I与旁路二极管组件2的形成回路的电流信号转变为直流电压信号，并传送至所述迟滞比较器5中；其第二输入端连接至所述电源的负极，用于接收电源供电；
[0031]所述迟滞比较器5，其第一输入端连接所述取样传感器3的输出端，且迟滞比较器5的输出端连接所述控制单元6，用于对所述取样传感器3传来的所述直流电压信号与基准阀值进行比较，并将比较的信息传送至所述控制单元6 ；
[0032]所述控制单元6，其输入端连接所述迟滞比较器5，输出端连接至所述电池板I与旁路二极管组件2形成的回路上，用于控制旁路二极管组件2与电池板I的接通与断开，当检测到所述直流电压信号低于所述基准阀值的信息时，所述控制单元6使旁路二极管组件2与电池板I的正负两端相连，否则断开旁路二极管组件2与电池板I的正负两端的连接。
[0033]所述电路装置还包括一个用于提供基准阈值的基准单元4，所述基准单元4其输出端连接所述迟滞比较器5的第二输入端，用于提供基准阀值并传输至所述迟滞比较器5中；
[0034]还包括稳压单元7，所述稳压单元7的输入端与所述电源连接，第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别连接所述电路装置的取样传感器、迟滞比较器、控制单元和基准单元，用于为整个电路装置提供稳定的直流电压，当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时，稳压单元7控制电源切断整个电路装置的连接。[0035]当光伏电池板组件无光照时会出现无电压输出或输出电压过低的情况，为了保证整个电路装置的正常工作，设定整个电路装置工作电压的下限值，其取值范围在9?12V之间，而最高电压就是电池板受到强光照时以最大功率输出的电压，由于有了稳压单元，最高电压也会被控制在有效的工作电压范围内。
[0036]如图2所示，一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法，包括:
[0037]步骤1:取样传感器从所述电池板与旁路二极管组件所形成的回路上获取电流信号，并将该电流信号转变为直流电压信号，并传送至迟滞比较器中；
[0038]步骤2:迟滞比较器将传送来的直流电压信号与基准单元传送来的基准阀值进行比较，并将比较的信息传送至控制单元处理；
[0039]步骤3:控制单元当检测到所述电压信号低于基准阀值的信息时，控制单元使旁路二极管组件与电池板的正负两端相连，否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接；
[0040]步骤4:当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时，稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。
[0041 ] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置，所述光伏电池板组件包括电池板和并联在电池板两端的旁路二极管组件，所述电池板与电源连接，其特征在于，所述电路装置还包括取样传感器、迟滞比较器和控制单元， 所述取样传感器，其第一输入端连接所述电池板，输出端连接所述迟滞比较器，用于其将所述电池板与旁路二极管组件的形成回路的电流信号转变为直流电压信号，并传送至所述迟滞比较器中；其第二输入端连接至所述电源的负极，用于接收电源供电； 所述迟滞比较器，其第一输入端连接所述取样传感器的输出端，且迟滞比较器的输出端连接所述控制单元，用于对所述取样传感器传来的所述直流电压信号与基准阀值进行比较，并将比较的信息传送至所述控制单元； 所述控制单元，其输入端连接所述迟滞比较器，输出端连接至所述电池板与旁路二极管组件形成的回路上，用于控制旁路二极管组件与电池板的接通与断开，当检测到所述直流电压信号低于所述基准阀值的信息时，所述控制单元使旁路二极管组件与电池板的正负两端相连，否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接。
2.根据权利要求1所述一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置，其特征在于，所述电路装置还包括一个用于提供基准阈值的基准单元，所述基准单元其输出端连接所述迟滞比较器的第二输入端，用于提供基准阀值并传输至所述迟滞比较器中。
3.根据权利要求1或2所述一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置，其特征在于，还包括稳压单元，所述稳压单元的输入端与所述电源连接，其第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别连接所述电路装置的取样传感器、迟滞比较器、控制单元和基准单元，用于为整个电路装置提供稳定的直流电压，当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时，稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。
4.一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的电路装置，包括如下步骤: 步骤1:取样传感器从所述电池板与旁路二极管组件所形成的回路上获取电流信号，并将该电流信号转变为直流电压信号，并传送至迟滞比较器中； 步骤2:迟滞比较器将传送来的直流电压信号与基准阀值进行比较，并将比较的信息传送至控制单元处理； 步骤3:控制单元当检测到所述电压信号低于基准阀值的信息时，控制单元使旁路二极管组件与电池板的正负两端相连，否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于， 所述步骤2中由基准单元将基准阀值传输至迟滞比较器中。
6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤: 步骤4:当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时，稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。
【文档编号】H02S40/30GK104009713SQ201410226392
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】方丁玉, 姚宏歧 申请人:扬州虹扬科技发展有限公司