太阳能光伏组件的监控关断装置的制作方法

本实用新型是一种监控关断装置，特别是涉及一种用于太阳能光伏组件的电压、温度进行实时监控，且利用电力线通信方式将监控信息向外通报，并可主动或接受远端命令以关断太阳能光伏组件的监控关断装置。

背景技术：

光伏组件作为一种发电器件，在实际运用时可能受到自然环境中的枝叶、建筑物等产生不规则的遮挡，导致光伏组件发热；或者，当光照度过强，也可能导致电流/ 温度超标，若不及时关断将会产生热斑，甚至酿成火灾。再者，单一的光伏组件其输出电压虽低，但在多数组件串接后的电压叠加已远超出安全电压，一旦出现问题，就是致命的，尤其是组件发生火灾的情况，由于组件串接的电压叠加，使得消防系统无法发挥其应该发挥的作用；除此以外，现有光伏组件的保全措施仍然存在其他问题：

1.目前只能做到汇流箱级的监测，无法监控到组件的实际情况。

2.当发生异常状况时，只能将串接的所有组件整个切断，而且切断后组件仍有电压输出，依然存在安全风险。

3.需要维修人员亲至故障现场以人工方式切断回路。

4.监控产品的控制部分需要单独电源供电，布线施工成本高。

5.监控产品采集相关信息参数后，必须和监控端通信，而通信方式可为是有线或无线通信方式，但有线通信需额外布线，成本较高；无线通信方式则受制于ISM (Industrial Scientific Medical Band)，其频谱受限，同时无线信号容易遭受干扰，误码率高。

由于光伏组件的安全标准高，如UL、IEC皆做出标准要求，组件串接电压必须可在短时间被拉到安全值。

由上述可知，现有光伏组件的监控技术仍有待进一步检讨，并谋求可行的解决方案。

技术实现要素：

因此本实用新型主要目的在提供一种太阳能光伏组件的监控关断装置，用以对太阳能光伏组件的电压、温度等参数进行即时监控，并采用电力线通信方式对外通报，当电压、温度等参数异常，可自动或以远端遥控方式通过电力线通信方式关断太阳能光伏组件。

为达成前述目的采取的主要技术手段是使所述太阳能光伏组件的监控关断装置包含：

一控制开关；

一微控单元，具有多个输入输出端；

一驱动模块，连接在所述微控单元的一输入输出端和所述控制开关之间；

一电压采集单元，具有一输入端和一输出端，所述电压采集单元的输出端和所述微控单元的一输入输出端连接；

一温度采集单元，具有一感测温度输出端，所述感测温度输出端和所述微控制单元的一输入输出端连接；

一PLC模块，具有一电力线连接端和一信息传输端，所述信息传输端和所述微控单元的一输入输出端连接。

一个实施例中，所述控制开关、电压采集单元及PLC模块分别和太阳能光伏组件中的一光伏组件的正电源输出端及负电源输出端连接。

一个实施例中，所述PLC模块通过所述光伏组件和太阳能光伏组件中的其他光伏组件串接后构成的一电源串接回路连接一解调器，所述解调器和一系统终端连接。

一个实施例中，所述解调器连接一电流采集单元，所述电流采集单元和所述电源串接回路连接。

一个实施例中，所述微控单元连接一DC/DC转换单元，所述DC/DC转换单元具有一组件电源连接端。

所述控制开关、电压采集单元和PLC模块分别连接一光伏组件的电源串接回路上，其中控制开关的常态为接通状，并由所述微控单元通过所述驱动模块控制其关断；所述电压采集单元实时采集所连接光伏组件的输出电压，并将采集的电压值信息传送给微控单元，当光伏组件的输出电压异常时，微控单元可通过PLC模块与一系统终端通信，且可主动或依据系统终端送出的命令，通过驱动模块关断所连接的光伏组件，以便在短时间内将组件串接电压拉低至安全值，确保系统安全。

由于本实用新型的监控关断装置是利用电力线通信方式和远端的系统终端沟通，因此无须基于通信的需要而另外布设有线或无线网路，从而也解决了有线通信布线成本高、而无线网路频谱受限于ISM的问题。

附图说明

图1为本实用新型的方框图。

图2为本实用新型的系统方框图。

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参考图1所示，本实用新型的监控关断装置是配合一光伏组件20使用，所述光伏组件20具有正、负电源输出端，当多个光伏组件20通过其正、负电源输出端串接时，即构成一电源串接回路；所述监控关断装置包括一微控单元10、一控制开关 11、一驱动模块12、一电压采集单元13、一温度采集单元14和一PLC模块15；其中：

所述微控单元10提供运算判断功能，其具有多个输入输出端，且分别和所述驱动模块12、电压采集单元13、温度采集单元14和PLC模块15连接；

所述控制开关11是连接在上述的电源串接回路上，常态下所述控制开关11为接通状，意即光伏组件20将正常地接通电源串接回路，当控制开关11关断时，将使光伏组件20自电源串接回路脱离或将直接切断电源串接回路；在本实施例中，所述控制开关11是由微控单元10通过所述驱动模块12控制其关断与否，因此所述驱动模块12是连接在所述微控单元10的一输入输出端和所述控制开关11之间。

实施例中，微控单元10可以由型号为STM8或MCS-51的单片机来实现。

所述电压采集单元13具有一组输入端及一输出端，在本实施例中，其输入端和光伏组件20的正、负电源输出端连接，以感测光伏组件20的输出电压，所述电压采集单元13的输出端则和微控单元10连接，以便将检测所得的电压值传送给微控单元10。

所述温度采集单元14由一温度传感器构成，其具有一感测温度输出端，所述感测温度输出端和所述微控制单元10的一输入输出端连接；所述温度采集单元14用以感测光伏组件20的温度，以监测光伏组件20因严重热斑可能产生的高温，并将感测的温度值传送给连接的微控单元10。

所述PLC模块15为电力线通信(Power Line Communication)设备，其具有一信息传输端和一电力线连接端，所述信息传输端和所述微控单元10的一输入输出端连接，所述电力线连接端则和光伏组件20的电源串接回路连接，本实施例中，所述PLC模块15的电力线连接端是和光伏组件20的正、负电源输出端连接。

关于监控关断装置的用电，则是取自相连接的光伏组件20，无须另外配设供电系统，为利用光伏组件20的输出电源供应工作电源，本实用新型的监控关断装置进一步包括一DC/DC转换单元16，所述DC/DC转换单元16具有一组件电源连接端和一电源输出端，所述组件电源连接端和光伏组件20的正、负电源输出端连接，其电源输出端则和微控单元10连接；藉此，所述DC/DC转换单元16将自光伏组件20 取得电源，并进行直流对直流的电压转换和稳压处理后，供应稳定的直流工作电源给微控单元10，由于不需要额外电源供电，将提高装置的可靠度。

由上述说明可了解本实用新型一较佳实施例的具体构造，至于其应用方式请参考图2所示：

在太阳能供电系统中，多个光伏组件20串接以构成一电源串接回路，各个光伏组件20分别连接一监控关断装置，每一光伏组件20连接的监控关断装置又以其控制开关11、PLC模块15分别连接在所述电源串接回路，所述控制开关11用以在光伏组件20的电压或温度异常时，使光伏组件20自电源串接回路上隔离，或直接关断电源串接回路；PLC模块15则利用电力线通信与一系统终端30沟通，为通过电力线和各个监控关断装置通信，所述系统终端30通过一解调器40与电源串接回路连接，以便由所述解调器接收并解调监控关断装置经过调制后送上电源串接回路的载波，再送至系统终端30。

而系统终端30与解调器40间可采取有线或无线通信方式，所述解调器40可进一步连接一电流采集单元50和一供电单元60，其电流采集单元50和上述电源串接回路连接，以感测回路电流，并经由解调器40传送给系统终端30，而供电单元60 则供应所述解调器40工作电源。

在前述连接关系下，系统终端30和电源串接回路上的各个监控关断装置将构成一主从式架构，也就是各个监控关断装置作为一从设备，采集光伏组件20电压、温度资料，并利用电力线通信通过电源串接回路传送系统终端30，系统终端30作为一主设备，可根据各监控关断装置送来的电压、温度资料进行判断，当电压和/或温度异常时，可通过电源串接回路送出一关断命令以关断特定的光伏组件20，而不须维修人员亲至现场以人工执行关断。

除了前述的主从式架构，各个监控关断装置也可以自定电压、温度阈值，微控单元10一旦检知光伏组件的电压或温度超过阈值，可以主动通过驱动模块12关断控制开关11，使电源串接回路上的电压迅速拉回至安全值，或排除严重热斑所造成的高温。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。