一种低成本报警式光伏组件接线盒的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏发电技术领域，特别涉及一种低成本报警式光伏组件接线盒。

背景技术：

随着世界对清洁能源的认可，太阳能光伏发电被认为是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术。太阳能光伏发电是利用太阳能光伏组件作为基本的发电单元，随着时间的推移，光伏组件的发电功率的衰减是必然现象，功率衰减是指随着光照时间的增长，组件的输出功率逐渐下降的现象。其衰减现象可大致分为四类：第一类，由于破坏性因素导致的功率骤然衰减，破坏性因素主要指在组件生产过程中出现焊接不良、封装工艺存在缺胶现象，或者由于在搬运、安装过程中操作不当，甚至在使用过程中组件内部隐裂、电池片严重破碎等现象；第二类，初始的光致衰减，即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定；第三类，组件的老化衰减，即太阳能电池板在长期使用中出现的极缓慢的功率下降现象；第四类，组件的部分区域或光伏电站中的部分组件发生长时间遮挡。

现有组件发点状态的单片监测技术有两种方式：一是有线电力载波技术，二是无线通讯技术，这两种方式都面临着一些问题。有线电力载波技术在实际应用中，存在许多不足，比如本身会有脉冲干扰；线上有很大的信号损失；电力线对载波信号造成高削减，当电力线上负荷很重时，传输距离短；而无线通讯技术在强电磁环境下易受到干扰；这两种方式还存在成本高，投资回报长，不太容易维护等缺点。另外，在很多实际应用中，用户只需要及时发现组件发电过程中问题并加以及时的故障排除，并不需要复杂的信号传输过程，因此，需要提出一种实用性高，成本更低，投资回报极短的组件发电状态监测系统。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种成本低且高效的报警式光伏组件接线盒，其可以随时监测组件中的电池组串的发电效率变化状态，并给电站维护人员发出警示。

为达到本实用新型的目的，本实用新型的一种低成本报警式光伏组件接线盒包括盒体，其内设置有多个接线端子，每相邻两个接线端子之间通过二极管连接；电压输出正极及负极；监测警示单元，其上设有报警元件，所述的监测警示单元通过导线与各个接线端子分别电连接；所述的监测警示单元包括监测警示单元电源模块，组件子串电压采集模块以及信号处理及输出模块。

优选的，所述的电源模块采用TL431可控精密稳压源电路，其正极和负极分别与接线盒的正极和负极连接，其输出端与信号处理及输出模块的输入端连接。

再优选的，所述组件子串电压采集模块的输入端分别对应单个电池组件的三个组串的输出电压，其输出端分别与信号处理及输出模块的接线端子连接。

再优选的，所述的报警元件与信号处理及输出模块的输出端相连。

再优选的，所述的报警元件为LED灯或/及蜂鸣器。

再优选的，当所述组件子串电压采集模块采集的光伏组件的三个子串的电压之间的差值达到一预定值时，所述信号处理及输出模块通过报警元件发出报警信号。

再优选的，当所述组件子串电压采集模块采集的光伏组件的三个子串的电压之和低于一预定值时，所述信号处理及输出模块通过报警元件发出报警信号。

本实用新型的有益效果是，所述的低成本报警式光伏组件接线盒，在接线盒中设置太阳能组件故障监测电路，利用组建的自供电，可以对光伏组件工作状态进行有效监控并在故障发生时发出报警信息，结构容易实现，成本低，效果好且投资回报时间短，免维护，避免了有线电力载波和无线通讯监视存在成本高，投资时间长的缺点。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：

图1所示为本实用新型的一种低成本报警式光伏组件接线盒的结构示意图；

图2所示为图1的接线盒的监测警示单元的组成模块示意图；

图3所示为图1的接线盒的监测警示单元的电源模块的电路原理图；

图4所示为图1的接线盒的监测警示单元的组件子串电压采集模块的电路原理图；

图5所示为图1的接线盒的监测警示单元的信号处理及输出模块的电路原理图。

具体实施方式

结合附图，本实用新型的结构、原理及优点详述如下。

参照图1所示的本实用新型的一种低成本报警式光伏组件接线盒的结构示意图，所述的接线盒包括盒体10，其内设置有接线端子121、122、123及124，每相邻两个接线端子之间通过二极管101连接；电压输出正极14及负极16；监测警示单元20，其上设有报警元件22，所述的监测警示单元20通过导线与各个接线端子分别电连接。参照图2，所述的监测警示单元20包括监测警示单元电源模块，组件子串电压采集模块以及信号处理及输出模块。

结合附图3至5，以包括三个子串的组件为例详细说明本实用新型的接线盒的监测警示单元20的组成架构及工作原理如下。

参照图3所示的监测警示单元的电源模块的电路原理图，电源模块采用TL431可控精密稳压源电路，其正极P和负极N分别与接线盒的正极14和负极16连接，其输出端VDD与信号处理及输出模块的输入端连接(参见图5)；参照图4，组件子串电压采集模块的输入端PV+A，PV+B，PV+C分别对应电池组件的三个组串的输出电压，其输出端PV+A1，PV+B1，PV+C1分别与信号处理及输出模块的接线端子连接(参照图5)，报警元件22与信号处理及输出模块的输出端相连，在一优选的实施方式中，所述的报警元件22为LED灯或/及蜂鸣器。

本实用新型的低成本报警式光伏组件接线盒，通过电源模块从太阳能组件上自供电，通过TL431精密并联可调电路来控制NPN型三极管，把太阳能组件输入电压转换成3.3V稳定电压。此电路的输入电压范围极广，可达到10V至75V，可覆盖目前所有太阳能组件。

组件子串电压采集模块通过8位单片机来分别采集太阳能光伏组件的3个子串的电压，对组件三个子串的输出电压进行比较以及对电压相加的值来进行判断，具体的电压比较办法为：1、判断太阳能光伏组件的三个子串的电压是否相近，如果三个子串差异较大(如比大于等于3V)，单片机对采集值进行处理比较后判定故障，通过报警元件如LED闪烁或/及蜂鸣器鸣叫来提示；2：当组件表面有异物遮挡，会引起组件输出总电压输出偏低(比如小于等于31V)，单片机对采集值进行比较处理后判定故障，通过报警元件如LED闪烁或/及蜂鸣器鸣叫来提示。

本实用新型的一种低成本报警式光伏组件接线盒，在接线盒中设置太阳能组件故障监测电路，利用组建的自供电，可以对光伏组件中的子串工作状态和整个组件的工作状态进行有效监控并在故障发生时发出报警信息，结构容易实现，成本低，效果好且投资回报时间短，免维护。

本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。