光伏接线盒及光伏组件的接线系统的制作方法

文档序号:13160228阅读:265来源:国知局
技术领域本发明涉及光伏接线盒及光伏组件的接线系统,属于光伏组件接线领域。

背景技术:
传统模式的光伏组件,接线盒集成旁路二极管粘贴在光伏组件的背面,旁路二极管并联在光伏组件的电池串上面,由于并联电路的存在,二极管和电池串只要有一路是通路的存在,整个电路就是通的,无法确定二极管或者电池串的故障,同时目前市场安装投入使用的光伏组件都存在没有办法检查到每个组件的状态的好坏的问题,只能监测到每个发电光伏组件的阵列的工况。二极管产生热量,接线盒区域的温度会迅速上升,导致组件接线盒位置局部的温度骤升,给组件带来潜在的风险(如组件的玻璃温度升高,局部会产生内在的应力,有崩裂的风险;温度很高遇到突然的降雨,玻璃温度骤减,也有崩裂的风险;冬季局部未融化的积雪,此时是旁路二极管工作的几率非常高的时间段,接线盒位置的组件玻璃温度较高,上部融化的雪水的温度接近0度,非常危险)。传统的组件接线盒的旁路二极管多数都是以焊接的方式,为了组件整体的性能,多数组件接线盒采用灌封胶将接线盒内部整体灌封住的方式安装接线盒。目前市场上的接线盒中也有旁路二极管也有少量的卡接的方式安装二极管,到时都只在卡接方便上做文章,因此存在着接触面积小,接触电阻大,管脚和端子之间接触面积小,大电流通过时局部的温升大,再加上旁路二极管工作是产生的热量,对于二极管的工作状况不利。

技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种光伏接线盒及光伏组件的接线系统,避免因接线盒与光伏组件粘接不牢导致的组件在发电使用过程中失效的问题,同时避免了组件工作过程一旦出现具备部分或者整个光伏组件的遮蔽出现旁路二极管工作后产生的热量散发不出去导致接线盒本身损坏,同时也避免了接线盒内部的热量影响到组件玻璃,因为玻璃局部受热后的内部应力导致玻璃爆裂;如果采用智能电源管理模块的话,取消了二极管的使用,用开关代替二极管,开关闭合导通工作时产生的热量非常少,基本上不会有温升,彻底解决了目前光伏组件采用旁路二极管保护电池串的电路结构,避免接线盒内部保护旁路启动后的热量产生。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种光伏接线盒,包括盒体和设于盒体外部的正极连接端、负极连接端、四个组件连接端,和至少一个旁路二极管模块或智能电源管理模块;所述正极连接端,用于通过正极导线与正极连接器相连接;所述负极连接端,用于通过负极导线与负极连接器相连接;所述四个组件连接端连通接线盒的内部和外部,组件连接端朝向盒体内部的一端用于和旁路二极管模块或者智能电源管理模块相连接;所述组件连接端朝向盒体外部的一端用于通过连接电缆与光伏组件相连接。本发明的有益效果是:光伏接线盒下方有四根电缆输出,和组件的四根电缆接头一一对应,左右各一根电缆输出,对应电池组件正负极输出,用于光伏组件的电力输出和组件现场安装时的组件连接,组成方阵,系统搭建时应用。在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。进一步,所有所述旁路二极管通过工控接线端子设置盒体内部。采用上述进一步方案的有益效果是,旁路二极管安装采用的传统工控接线端子,采用螺丝压紧的方式连接二极管,保证连接的可靠性,同时保证大电流通过时不会局部产生热量。同时方便检修时,如果发现二极管的问题,便于更换,方便快捷。改变了传统组件一旦投入电站使用后,关键器件(如旁路二极管)没有手段检查其工况和没有合适的手段去更换的窘境。进一步,每个所述旁路二极管对应一个工控接线端子,所述工控接线端子采用螺丝压紧的方式固定所述旁路二极管。采用上述进一步方案的有益效果是,保证连接的可靠性,同时保证大电流通过时不会局部产生热量。同时方便检修时,如果发现二极管的问题,便于更换方便快捷。改变了传统组件一旦投入电站使用后,关键器件(如旁路二极管)没有手段检查其工况和没有合适的手段去更换的窘境。进一步,还包括六个电缆端子,六个所述电缆端子分别与正、负连接端和四个组件连接端相连接。进一步,所述电缆端子通过电缆锁紧块固定在盒体内。进一步,所述智能电源管理模块包括:MCU,用于根据电压模拟量测量模块传输的数据控制三个开关的闭合和打开;电压模拟量测量模块,用于实时监测光伏组件中所有电池串的工作情况,并将工作情况数据传输到MCU;三个开关,分别用于根据MCU的控制对对应的电池串进行导通或隔离。进一步,所述智能电源管理模块还包括:网络管理模块用于外部网络连接,智能电源管理模块和外部的通讯,实施将光伏组件的工作情况反馈到控制中心,便于光伏电站的综合工况的监督;电源管理模块用于为智能电源管路模块供电;功率优化模块与MCU的程序优化配合,调节光伏组件每个电池串的发电状态。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种光伏组件的接线系统,包括两个设置在光伏组件背板上的线路转换盒和如上所述的光伏接线盒;两个所述线路转换盒分别独立设置在光伏组件背面,所述线路转换盒输入输出端分别与光伏组件和光伏接线盒相连接;所述光伏接线盒的四个组件连接端分别与两个线路转换盒的输出端相连接。本发明的有益效果是:解决掉目前传统组件的潜在的风险。保护旁路二极管以及电力传输系统都能个各自独立分开,便于各部分工况的检查和故障的排除。由于本系统中光伏组件的背板上没有电缆的约束,便于安装,带阵列安装完毕后,统一安装电力输出系统。对于组件现场的施工提供了便利。设置有旁路保护二极管的接线盒与组件背板分离设计,避免因接线盒与组件粘接不牢固导致的组件在发电使用过程中的失效,同时避免了组件工作过程中,一旦出现了局部或者整个组件的遮蔽(如树荫、鸟类的降落、天空的云朵、冬天的局部未融化的积雪等等),旁路二极管启动,保护电池串不发生热斑效应。进一步,所述光伏接线盒固定在光伏组件的边框上。采用上述进一步方案的有益效果是,接线盒独立设置固定在光伏组件的边框上,及时即使旁路二极管工作,产生的热量也不会影响到组件本身进一步,所述光伏接线盒部分固定在光伏组件的边框上,光伏接线盒的其余部分悬空设置。采用上述进一步方案的有益效果是,接线盒部分安装在铝边框上面,下部悬空,通风和空气的对流也有利与接线盒本身热量的散发,降低接线盒壳体的温度,防止温度过高影响到旁路二极管的正常工作,同时避免了目前现有光伏组件接线盒粘接在组件背面温度升高以后对组件背板和玻璃的影响。进一步,所述光伏组件的铝边框是高导热材料,便于光伏接线盒内部热量的散发。采用上述进一步方案的有益效果是,采用高导热材料(如:铝等)制成边框,是接线盒的热量能及时扩散,不会影响光伏组件的工作。进一步,所述线路转接盒包括两个输出端,每个输出端分别与接线盒的一个组件连接端相连接。进一步,所述线路转换盒的两个输出端包括正极输出端和负极输出端。采用上述进一步方案的有益效果是,为了避免组件搭建的时候电路连接出现问题,特设计成公母头各一只,因此整个组件配备四路电源线的输出端,其中最左侧和最右侧的电缆输出端是长期工作电缆输出端,中间两个输出端是为了保护电池串出现遮蔽效应或者某一串电池串本身故障时,连接到保护电池串的二极管管脚的电路,正常工况下中间的两个电缆输出端不起作用,只有组件的工况出现问题时,旁路二极管工作时才起作用,保护对应的电池串不出现热板效应损坏组件。进一步,所述线路转接盒内部采用大端子与光伏组件输出的汇流带相连接;所述大端子与汇流带之间通过由上至下整体卡接的方式固定。采用上述进一步方案的有益效果是,通过整体卡接方式,在外力作用下使汇流带能够和大端子能够充分地表面接触,增大接触面积,并保证了导电体接触导电的可靠性。附图说明图1为本发明实施例1所述的光伏接线盒结构示意图;图2为本发明实施例2所述的光伏接线盒内部结构示意图;图3为本发明实施例3所述的光伏接线盒内部结构示意图;图4为本发明实施例1所述的光伏组件的接线系统连接示意图;图5为实施例1所述的光伏组件的接线系统中光伏组件背面图;图6为本发明实施例2所述的光伏组件的接线系统中线路转接盒的结构示意图;图7为本发明实施例3所述的光伏组件的接线系统中一个线路转接盒的结构示意图;图8为本发明实施例3所述的光伏组件的接线系统结构示意图;图9为本发明实施例3所述的光伏组件的背面结构示意图;图10为本发明实施例3所述的光伏组件的接线系统中另一个线路转接盒的结构示意图。附图中,各标号所代表的部件列表如下:101、盒体,102、正极连接端,103、负极连接端,104、组件连接端,105、旁路二极管模块,106、工控接线端子,107、电缆端子,108、电缆锁紧块,109、MCU,110、电压模拟量测量模块,111、开关,112、网络管理模块,113、电源管理模块,114、功率优化模块,10、光伏接线盒,20、线路转换盒,30、光伏组件,201、输出端,202、正极电力输出端子,203、负极电力输出端子。具体实施方式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。如图1、2所示,为本发明实施例1所述的光伏接线盒,包括盒体101和设于盒体外部的正极连接端102、负极连接端103、四个组件连接端104,和至少一个旁路二极管模块105或智能电源管理模块;所述正极连接端102,用于通过正极导线与正极连接器相连接;所述负极连接端103,用于通过负极导线与负极连接器相连接;所述四个组件连接端104连通接线盒的内部和外部,组件连接端朝向盒体内部的一端用于和旁路二极管模块或者智能电源管理模块相连接;所述组件连接端朝向盒体外部的一端用于通过连接电缆与光伏组件相连接。所有所述旁路二极管105通过工控接线端子106设置盒体101内部。每个所述旁路二极管105对应一个工控接线端子106,所述工控接线端子106采用螺丝压紧的方式固定所述旁路二极管105。还包括六个电缆端子107,六个所述电缆端子107分别与正、负连接端和四个组件连接端相连接。所述电缆端子107通过电缆锁紧块108固定在盒体101内。如图3所示,为本发明实施例2所述的光伏接线盒,在实施例1的基础上,所述盒体内还包括智能管理模块,所述智能管理模块包括:MCU109,用于根据电压模拟量测量模块传输的数据控制三个开关的闭合和打开;电压模拟量测量模块110,用于实时监测光伏组件中所有电池串的工作情况,并将工作情况数据传输到MCU109;三个开关111,分别用于根据MCU109的控制对对应的电池串进行导通或隔离。所述智能管理模块还包括网络管理模块112、电源管理模块113和功率优化模块114;网络管理模块112用于外部网络连接,智能电源管理模块和外部的通讯,实施将光伏组件的工作情况反馈到控制中心,便于光伏电站的综合工况的监督;电源管理模块113用于为智能电源管路模块供电;功率优化模块114与MCU的程序优化配合,调节光伏组件每个电池串的发电状态。智能管理模块的导入,替代传统的旁路保护的模式(旁路保护是组件出现问题后的被动防护模式),改变为主动防护的运行模式,接线盒内的智能化模块设置有MCU,电压模拟量测量模块,在MCU的控制下,智能化模块实时监控组件中每个电池串的工作情况,一旦电压出现异常,MCU将输出指令,将出现问题的电池串保护开关关闭(此处的开关可以用传统的继电器,也可以采用mos开关控制),电流直接导通,不通过出现问题的电池串,避免改组电池串出现热斑效应,影响组件的寿命。确保整个系统的运行安全,同时智能化管理模块具备无线通讯功能,实时监控组件的工况,并将数据实时传输到数据中心,便于管理人员判断电站的运行情况。如图4所示,为本发明实施例1所述的光伏组件的接线系统,包括两个设置在光伏组件背板上的线路转换盒20和如上所述的光伏接线盒10;两个所述线路转换盒20分别独立设置在光伏组件30背面,所述线路转换盒20输入输出端分别与光伏组件30和光伏接线盒10相连接;所述光伏接线盒10的四个组件连接端分别与两个线路转换盒20的输出端相连接。如图5所示,为实施例1所述的光伏组件的接线系统中光伏组件30背面图。所述光伏接线盒10固定在光伏组件30的边框上。所述光伏接线盒10部分固定在光伏组件30的边框上,光伏接线盒10的其余部分悬空设置。所述光伏组件30的边框采用高导热材料制成,在本实施例中采用铝边框。如图6所示,为本发明实施例2所述的光伏组件的接线系统,在实施例1的基础上,所述线路转接盒20包括两个输出端201,每个输出端201分别与接线盒的一个组件连接端相连接。所述两个输出端201包括正极输出端和负极输出端。如图7、8、9、10所示,为本发明实施例3所述的光伏组件的接线系统,在实施例1或2的基础上,线路转接盒的结构示意图,其中一个线路转接盒还包括正极电力输出端子202,另一个线路转接盒还包括负极电力输出端子203。所述线路转接盒20内部采用大端子与光伏组件输出的汇流带相连接;所述大端子与汇流带之间通过由上至下整体卡接的方式固定。电缆系统是经济发展的血液,事关国建的能与的安全的问题,首先应该考虑的是安全可靠。本发明可以解决掉目前传统光伏组件的潜在的风险(没有合适的手段判断组件的工作情况,和关键器件的状况,如旁路二极管和电池串的工况等)。本发明的接线系统和组件内部电池串的电路系统可分离,电站可根据电站的运行情况自行安排周期性的检查工作,将接线系统和组件断开,接线系统使用该方案设计的接线盒专用检查仪,可测试到每个二极管的现况,通断性、正向的压降和瞬间高电流的承载能力。从系统中断开的光伏组件,自身的电路为独立的电池系统,可以使用为该方案配套的专用检测设备,检查组件每个电池串的工作状态。光伏电站可根据自身的运营计划安排,分批次分阶段低对电站内的组件进行逐一的检查和检修。为配合本发明的实施,设计开发接线盒智能检测系统,包括旁路二极管的通用特性,正向导通,反向截止,导通压降等等特性,同时设计组件性能检查仪,检测在一定光源条件下的发电性能,以及衰减的趋势等等。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。
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