專利名稱：太陽能組件最大功率點(diǎn)跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于跟蹤測定太陽能組件最大功率 點(diǎn)的跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
太陽能電池組件通常由多片電池片串聯(lián)而成，并設(shè)有旁路二極管以防止組件在陰 影條件下出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象。太陽能電池組件的輸出特性為非線性，在輻照度均勻的情況下輸 出功率隨輸出電壓的增大出現(xiàn)先增大后減小的趨勢，為了提高太陽能電池組件的輸出功 率，控制太陽能電池組件瞬時的輸出功率，使其在任何條件下都能工作在最大功率點(diǎn)，即需 要進(jìn)行最大功率點(diǎn)(MPPT)的測定跟蹤。當(dāng)含有旁路二極管的組件受到陰影遮擋時，其性能 曲線會發(fā)生變化，出現(xiàn)雙峰甚至多峰現(xiàn)象，僅根據(jù)單峰現(xiàn)象對太陽能組件的最大功率點(diǎn)進(jìn) 行跟蹤的方法，已不能完全滿足要求，因此，目前常采用雙峰跟蹤的方法，使其輸出太陽能 組件陣列的最大功率，然而，當(dāng)組件無陰影遮擋時，雙峰跟蹤便顯得毫無意義，同時，因其自 身工藝復(fù)雜，不僅增加了跟蹤時間，還會消耗額外的功率，導(dǎo)致太陽能發(fā)電系統(tǒng)整體發(fā)電量 的下降。綜上所述，含有旁路二極管的太陽能組件在有或無陰影遮擋的情況下，因其性能曲 線不同，所選用的最大功率點(diǎn)的跟蹤方式也不同，用單一的跟蹤方式已經(jīng)不能完全滿足跟 蹤太陽能組件最大功率點(diǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種太陽能組件最大 功率點(diǎn)跟蹤裝置，滿足太陽能組件最大功率點(diǎn)的跟蹤要求，提高跟蹤的精確性，同時減少因 跟蹤最大功率點(diǎn)而消耗的能量。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種太陽能組件最大功率點(diǎn)跟蹤裝 置，包括控制模塊、選擇模塊以及為控制模塊、選擇模塊提供電源的電源模塊，所述的控制 模塊具有單片機(jī)，單片機(jī)的輸入端分別接入旁路二極管輸出信號和組件短路電流信號，選 擇模塊包括普通MPPT模塊、第二繼電器、雙峰MPPT模塊、第一繼電器和反向器，其中普通 MPPT模塊串聯(lián)第二繼電器后與單片機(jī)的輸出端相連接，雙峰MPPT模塊串聯(lián)第一繼電器后 與反向器的輸出端相連接，反向器的輸入端與單片機(jī)的輸出端相連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用電流控制模塊，通過將監(jiān)測的旁路二極管電流 與太陽能組件短路電流作比值，對太陽能組件最大功率點(diǎn)進(jìn)行智能化跟蹤，在實際操作中， 進(jìn)行有效的選擇比較，從而提高太陽能組件最大功率點(diǎn)跟蹤的精確性，同時減少因跟蹤最 大功率點(diǎn)而消耗的能量。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的電路原理框圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意 圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示的是一種太陽能組件最大功率點(diǎn)跟蹤裝置的電路原理框圖，其包括控 制模塊、選擇模塊以及為控制模塊、選擇模塊提供電源的電源模塊，所述的控制模塊具有單 片機(jī)，單片機(jī)的輸入端分別接入旁路二極管電流信號和組件短路電流信號，選擇模塊包括 普通MPPT模塊、第二繼電器、雙峰MPPT模塊、第一繼電器和反向器，其中普通MPPT模塊串 聯(lián)第二繼電器后與單片機(jī)的輸出端相連接，雙峰MPPT模塊串聯(lián)第一繼電器后與反向器的 輸出端相連接，反向器的輸入端與單片機(jī)的輸出端相連接。太陽能組件最大功率點(diǎn)的跟蹤，受到太陽能組件的旁路二極管有無陰影遮擋的影 響，在旁路二極管有陰影遮擋時，組件的性能曲線會出現(xiàn)雙峰或多峰現(xiàn)象，其原理是旁路二 極管的分流作用，因此針對該特性，本發(fā)明通過對旁路二極管的電流進(jìn)行有效監(jiān)測，實現(xiàn)對 太陽能組件最大功率點(diǎn)的跟蹤當(dāng)旁路二極管無陰影遮擋時，旁路二極管不起作用，其上面 無電流通過，當(dāng)流過旁路二極管的電流小于1/51(因?qū)嶋H情況不可能為0，所以設(shè)定值為 1/51，其中I為太陽能組件所在狀況下的短路電流)時，設(shè)定控制模塊使普通MPPT模塊起 作用，避免雙峰跟蹤的耗時耗能而導(dǎo)致組件整體發(fā)點(diǎn)效能的損失；當(dāng)旁路二極管有陰影遮 擋時，旁路二極管產(chǎn)生分流作用，當(dāng)流過旁路二極管的電流大于1/51時，設(shè)定控制模塊使 雙峰MPPT模塊動作，從而提高組件最大功率點(diǎn)跟蹤的精度，雙峰跟蹤的原理就是設(shè)定一個 跟蹤范圍，使跟蹤點(diǎn)從短路電流開始直至電流為0為一個循環(huán)跟蹤周期，以獲取真正的最 大功率點(diǎn)。實際使用時，在單片機(jī)內(nèi)設(shè)定將監(jiān)測的旁路二極管電流與組件短路電流作比值， 如比值小于1/51，則單片機(jī)輸出端輸出高電平1，反之輸出低電平0。當(dāng)單片機(jī)輸出為1時， 第二繼電器起作用，普通MPPT模塊啟動，采用普通MPPT模式尋求組件的最大功率點(diǎn)；當(dāng)單 片機(jī)輸出為0時，經(jīng)過反向器得到高電平，第一繼電器起作用，采用雙峰MPPT模式尋求組件 的最大功率點(diǎn)。舉例比較如下將1. 5Kw的太陽能組件風(fēng)電系統(tǒng)分成三個陣列，一陣列使用 普通MPPT模塊跟蹤模式，另一陣列使用雙峰MPPT模塊跟蹤模式，再一陣列使用本發(fā)明所述 的跟蹤裝置進(jìn)行最大功率點(diǎn)的智能跟蹤，比較結(jié)果如下在均勻輻照度下，雙峰MPPT模塊 跟蹤模式輸出功率較普通MPPT模塊跟蹤模式及本發(fā)明的智能MPPT跟蹤模式小，智能MPPT 跟蹤模式與普通MPPT跟蹤模式的輸出功率基本相同。而在有陰影遮擋(即輻照度不均勻) 的情況下，普通MPPT跟蹤模式輸出最大功率不穩(wěn)定，而雙峰MPPT跟蹤模式與本發(fā)明的智能 MPPT跟蹤模式的輸出功率基本相同且較穩(wěn)定。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明 精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能組件最大功率點(diǎn)跟蹤裝置，包括控制模塊、選擇模塊以及為控制模塊、 選擇模塊提供電源的電源模塊，其特征是所述的控制模塊具有單片機(jī)，單片機(jī)的輸入端分 別接入旁路二極管電流信號和組件短路電流信號，選擇模塊包括普通MPPT模塊、第二繼電 器、雙峰MPPT模塊、第一繼電器和反向器，其中普通MPPT模塊串聯(lián)第二繼電器后與單片機(jī) 的輸出端相連接，雙峰MPPT模塊串聯(lián)第一繼電器后與反向器的輸出端相連接，反向器的輸 入端與單片機(jī)的輸出端相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能組件最大功率點(diǎn)跟蹤裝置，包括控制模塊、選擇模塊以及為控制模塊、選擇模塊提供電源的電源模塊，控制模塊具有單片機(jī)，單片機(jī)的輸入端分別接入旁路二極管電流信號和組件短路電流信號，選擇模塊包括普通MPPT模塊、第二繼電器、雙峰MPPT模塊、第一繼電器和反向器，其中普通MPPT模塊串聯(lián)第二繼電器后與單片機(jī)的輸出端相連接，雙峰MPPT模塊串聯(lián)第一繼電器后與反向器的輸出端相連接，反向器的輸入端與單片機(jī)的輸出端相連接。本發(fā)明利用電流控制模塊，將監(jiān)測的旁路二極管電流與太陽能組件短路電流作比值，實現(xiàn)太陽能組件最大功率點(diǎn)的智能化跟蹤，從而提高跟蹤的精確性，同時減少因跟蹤最大功率點(diǎn)而消耗的能量。
文檔編號G05D3/12GK102096418SQ201010620688
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者姜猛, 張臻, 郝玉哲, 韓衛(wèi)華 申請人:常州天合光能有限公司