專利名稱：一種監(jiān)測太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電(光伏)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)測太陽電池組件板工 作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
通常的太陽能發(fā)電(光伏)系統(tǒng)，如圖1所示，由下述部分組成1.帶有支架101或支撐體的太陽電池組件板102 ；2.由電子、電氣零部件組成的控制系統(tǒng)103 ；3.將太陽電池組件板102產(chǎn)生的直流電輸送到控制系統(tǒng)103的電線或電纜一 104 ；4.將太陽光轉(zhuǎn)換得到的電力從控制系統(tǒng)103送給終端應(yīng)用設(shè)備(如各類家用電 器)或電網(wǎng)的電線或電纜二 105。太陽能發(fā)電(光伏)系統(tǒng)由一塊太陽電池組件板或多塊太陽電池組件板組成的陣 列將太陽光能轉(zhuǎn)換成直流電能?？刂葡到y(tǒng)103對太陽電池組件板102產(chǎn)出的電力實(shí)施控制、 調(diào)制，需要時(shí)將其由直流轉(zhuǎn)換為交流，通過電線或電纜二 105輸出太陽能發(fā)電(光伏)系統(tǒng) 產(chǎn)生的合乎用戶端要求的電力。太陽電池組件板102通常被安裝在屋頂上，地面上，或安裝 在需要使用太陽能提供電力的部件、設(shè)備和物體上(如太陽能路燈)。如圖2、3和4所示，太陽電池組件板由可將太陽光轉(zhuǎn)換成電力的太陽電池201、保 護(hù)太陽電池201的有機(jī)封裝物，如EVA薄膜一 202、EVA薄膜二 203 ；正面透光蓋板，如玻璃 204 ；背面蓋板材料，如TPT薄膜205 ；接線盒210、電力引出導(dǎo)線一 208和電力引出導(dǎo)線二 209以及在其端部的正極接頭206和負(fù)極接頭207所組成。太陽電池板在光照下產(chǎn)生直流 電力，在正極接頭206和負(fù)極接頭207將所產(chǎn)生的電力引出。太陽電池201可以是薄膜型太陽電池，也可以是由硅片制造得到的片狀太陽電 池。如果太陽電池組件板102采用由硅片制造得到的片狀太陽電池，可以是由一片太陽電 池或多片太陽電池所組成。太陽電池組件板102可以是平板型，也可是帶有一定弧度的板 型。太陽電池組件板102可以作為一種建筑材料(如立墻面材料、屋頂材料)而被應(yīng)用。在由許多塊太陽電池組件板102構(gòu)成的現(xiàn)行太陽能發(fā)電(光伏)系統(tǒng)中，通常是 難以知道和掌握系統(tǒng)中每塊太陽電池組件板的工作狀態(tài)。其原因是光伏系統(tǒng)的電線或電纜 二 105輸出的是由各個(gè)組件板產(chǎn)生的電流經(jīng)控制系統(tǒng)103匯流、調(diào)制后的總電流(電能)輸 出，而不是每(單)個(gè)太陽電池組件板的原始電能(或可表征這些電能的參數(shù))輸出。例 如，在一個(gè)屋頂上由多塊太陽電池組件板產(chǎn)生直流電力，匯流到直_交流逆變控制器，產(chǎn)生 一個(gè)與電網(wǎng)電力相同的電力輸出，此電力輸出即為該屋頂光伏系統(tǒng)的輸出。從這個(gè)輸出中 已經(jīng)無法區(qū)分出是屋頂上哪個(gè)太陽電池組件的貢獻(xiàn)。換言之，如果系統(tǒng)中某塊組件處于非 正常工作狀態(tài)，人們很難區(qū)分①.問題產(chǎn)生于太陽電池組件陣列還是系統(tǒng)其他部分，②.如 果可確定是太陽電池組件陣列，也無法確定出具體有問題的太陽電池組件板。 市場急需一種傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)，可以保持目前光伏系統(tǒng)的主要安裝方式，并通過多種通訊手段將所提取的太陽電池組件工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送出來，實(shí)現(xiàn)低成本 對太陽電池組件板狀態(tài)監(jiān)控的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種不改變現(xiàn)有光伏系統(tǒng)的安裝方式，成 本低廉的傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種監(jiān)控太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)置太陽電池組件板，所述太陽電池組件板帶有采集、數(shù)據(jù)發(fā)送功能的組件板 附屬電路，所述組件板附屬電路將太陽電池組件板相關(guān)信息發(fā)送；(2)設(shè)置用于接收帶太陽電池組件板發(fā)送信息的、具有接收數(shù)據(jù)功能的中繼器，所 述中繼器將信息通過有線或無線方式發(fā)送；(3)設(shè)置用于接收所述中繼器發(fā)出信息的監(jiān)控終端，所述監(jiān)控終端對接收信息處理。所述太陽電池組件板為多個(gè)，所述組件板附屬電路提取該太陽電池組件板的身份 識別編碼和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，傳輸至所述的中繼器。所述中繼器為多個(gè)，中繼器具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和顯示功能，能夠?qū)崿F(xiàn)轄下太陽電 池組件板的采集網(wǎng)絡(luò)管理。所述工作狀態(tài)數(shù)據(jù)是太陽電池板的開路電壓、短路電流、工作點(diǎn)電壓、工作點(diǎn)電 流、工作點(diǎn)輸出功率和光照度中的一個(gè)或幾個(gè)。所述中繼器采用無線射頻中繼器，所述太陽電池組件板與無線射頻中繼器之間、 無線射頻中繼器與監(jiān)控終端之間的無線通訊，采用的射頻頻率為工業(yè)_科研“醫(yī)療公共開 放頻段即ISM頻段。所述有線傳輸方式的太陽電池組件板與中繼器之間、中繼器與監(jiān)控終端之間的數(shù) 據(jù)通訊，采用電力線載波方式或總線方式，電力線載波使用電力輸送電纜傳輸，總線方式采 用總線電纜傳輸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。1、本發(fā)明將提取太陽電池組件板輸出電力參數(shù)的硬件與太陽電池組件板本身相 集成，獨(dú)立于光伏系統(tǒng)中其他部件，可以保持目前光伏系統(tǒng)的主要安裝方式。2、通過無線、總線、電力載波等通訊手段，將所提取的太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù) 據(jù)傳送出來。3、提高了信息傳遞量。4、實(shí)現(xiàn)了低成本對太陽電池組件板狀態(tài)的集中監(jiān)控。


圖1為現(xiàn)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為太陽電池組件板結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為太陽電池組件板背面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為太陽電池組件板A-A結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明采用無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明采用總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明采用電力線載波方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明方法在太陽能光伏電站中的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明101——支架；102——太陽電池組件板；103——控制系統(tǒng)；104——電線或電纜一；105——電線或電纜二；106——中繼器；107——終端；108——天線；109——電線；110——太陽電池組件板識別碼；111——數(shù)據(jù)；112——總線數(shù)據(jù)電纜；201——太陽電池；202-EVA 薄膜一；203——EVA 薄膜二 ；204-玻璃；205-TPT 薄膜；206——正極接頭；207——負(fù)極接頭；208——電力弓丨出導(dǎo)線一；209——電力弓丨出導(dǎo)線二 ；210——接線盒；
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 如圖5、6和7所示，本方法包括以下步驟1.設(shè)置帶有采集、數(shù)據(jù)發(fā)送功能的太陽電池組件板102，將太陽電池組件板相關(guān) 信息發(fā)送給中繼器106 ；2.數(shù)據(jù)傳輸方式可選用具備無線、總線和電力載波方式，分別采用具備不同數(shù)據(jù) 發(fā)送方式的太陽電池組件板102，無線方式采用的射頻頻率為工業(yè)-科研-醫(yī)療公共開放頻 段(ISM頻段)，電力線載波方式使用電力輸送電纜傳輸，總線方式采用總線電纜傳輸；3.設(shè)置用于接收帶太陽電池組件板102發(fā)送信息的、具有數(shù)據(jù)接收功能的中繼器 106，中繼器106將信息通過有線或無線發(fā)送給監(jiān)控終端107 ；4.設(shè)置用于接收中繼器106發(fā)出信息的監(jiān)控終端107，對接收信息采集和處理。
太陽電池組件板102的支架101。由電子、電氣零部件組成的光伏電池的控制系統(tǒng) 103。太陽電池組件板102的數(shù)據(jù)采集、發(fā)送功能是通過自身攜帶的一塊集成電路芯片 和附屬電路實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)集成電路芯片和附屬電路可以采集太陽電池組件板的工作電壓、 工作電流、輸出功率、工作溫度、光照度，或其中的一個(gè)或幾個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸方式采用以下 三種方式實(shí)現(xiàn)如圖5所示，太陽電池組件板102發(fā)出的信息和太陽電池組件板識別碼110，通過 無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中繼器106。如圖6所示，采用總線方式將采集的數(shù)據(jù)和太陽電池組件板識別碼110發(fā)送給數(shù) 據(jù)中繼器106。數(shù)據(jù)通訊通過總線數(shù)據(jù)電纜112實(shí)現(xiàn)，多個(gè)太陽能電池組件板采用總線數(shù)據(jù) 電纜112串接方式。如圖7所示，采用電力線載波方式將采集的數(shù)據(jù)和太陽電池組件板識別碼發(fā)送給 數(shù)據(jù)中繼器106。數(shù)據(jù)通訊通過電線或電纜一 104，即電力輸送電纜實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)中繼器106 位于電力線匯接點(diǎn)和控制系統(tǒng)103(電池控制系統(tǒng))之間，實(shí)現(xiàn)將電力線載波數(shù)據(jù)信號從電 力線直流電流中分出，電力線直流電流輸送給控制系統(tǒng)103。監(jiān)控終端107和中繼器106可以通過電線109傳送數(shù)據(jù)，也可通過天線108接收 中繼器106發(fā)送的數(shù)據(jù)111。數(shù)據(jù)中繼器106可以接收1個(gè)或同時(shí)接收多個(gè)太陽電池組件板102發(fā)送來的數(shù)據(jù) 和太陽電池組件板識別碼，并通過無線發(fā)送或有線傳輸?shù)姆绞綄⑺邮盏降臄?shù)據(jù)和太陽電 池組件板識別碼傳送給數(shù)據(jù)采集和處理監(jiān)控終端107。數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控終端107接收1個(gè)或同時(shí)接收多個(gè)數(shù)據(jù)中繼器106發(fā)送來 的太陽電池組件板102的識別碼和相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出至監(jiān)控太陽電池 組件板的工作數(shù)據(jù)庫，并提供多種顯示、報(bào)表方式。圖8示出的是可以監(jiān)控一個(gè)太陽能發(fā)電場(光伏系統(tǒng))中每塊太陽電池組件板的 系統(tǒng)示意圖。太陽能發(fā)電場由若干個(gè)太陽電池組件板陣列和1個(gè)或若干個(gè)中繼器106所組成。 每個(gè)太陽電池組件板陣列由帶有采集、發(fā)送數(shù)據(jù)芯片及附屬電路的太陽電池組件板102所 組成。太陽電池組件板通過自身攜帶的芯片及附屬電路將太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)， 如工作溫度、日照度、工作電壓和電流、輸出功率等，通過無線或有線通訊的方式傳送給中 繼器106。中繼器106通過無線通訊或有線傳送的方法將數(shù)據(jù)發(fā)給監(jiān)控終端107。在監(jiān)控 終端107，人們可了解每塊太陽電池組件是否在正常工作。太陽能發(fā)電(光伏)場產(chǎn)生的電力，由太陽電池組件板陣列產(chǎn)生，通過電池控制系 統(tǒng)103、電線或電纜二 105輸送給終端用戶或電網(wǎng)。本發(fā)明將提取太陽電池組件板102輸出電力參數(shù)的硬件與太陽電池組件板102本 身相集成，獨(dú)立于光伏系統(tǒng)中其他部件，可以保持目前光伏系統(tǒng)的主要安裝方式。并通過無 線射頻通訊、總線通訊、電力載波通訊手段，將所提取的太陽電池組件板102工作狀態(tài)數(shù)據(jù) 傳送出來，可以提高信息傳遞量，實(shí)現(xiàn)低成本對太陽電池組件板狀態(tài)的監(jiān)控。
權(quán)利要求
一種監(jiān)控太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)置太陽電池組件板，所述太陽電池組件板帶有采集、數(shù)據(jù)發(fā)送功能的組件板附屬電路，所述組件板附屬電路將太陽電池組件板相關(guān)信息發(fā)送；(2)設(shè)置用于接收帶太陽電池組件板發(fā)送信息的、具有接收數(shù)據(jù)功能的中繼器，所述中繼器將信息通過有線或無線方式發(fā)送；(3)設(shè)置用于接收所述中繼器發(fā)出信息的監(jiān)控終端，所述監(jiān)控終端對接收信息處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于 所述太陽電池組件板為多個(gè)，所述組件板附屬電路提取該太陽電池組件板的身份識別編碼 和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，傳輸至所述的中繼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于 所述中繼器為多個(gè)，所述中繼器具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和顯示功能，能夠?qū)崿F(xiàn)轄下太陽電池組 件板的采集網(wǎng)絡(luò)管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方 法，其特征在于所述工作狀態(tài)數(shù)據(jù)是太陽電池板的開路電壓、短路電流、工作點(diǎn)電壓、工作 點(diǎn)電流、工作點(diǎn)輸出功率和光照度中的一個(gè)或幾個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方 法，其特征在于所述中繼器采用無線射頻中繼器，所述太陽電池組件板與無線射頻中繼器 之間、無線射頻中繼器與監(jiān)控終端之間的無線通訊，采用的射頻頻率為工業(yè)-科研-醫(yī)療公 共開放頻段即ISM頻段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種傳輸太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方 法，其特征在于所述有線傳輸方式的太陽電池組件板與中繼器之間、中繼器與監(jiān)控終端之 間的數(shù)據(jù)通訊，采用電力線載波方式或總線方式，電力線載波使用電力輸送電纜傳輸，總線 方式采用總線電纜傳輸。全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)置帶有采集、數(shù)據(jù)發(fā)送功能的太陽電池組件板，將太陽電池組件板相關(guān)信息發(fā)送給中繼器；(2)設(shè)置用于接收帶太陽電池組件板發(fā)送信息的、具有接收數(shù)據(jù)功能的中繼器，所述中繼器將信息通過有線或無線方式發(fā)送；(3)設(shè)置用于接收所述中繼器發(fā)出信息的監(jiān)控終端，所述監(jiān)控終端對接收信息處理。本發(fā)明方法保持目前光伏系統(tǒng)的主要安裝方式，通過無線射頻通訊手段，將所提取的太陽電池組件板工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送出來，提高了信息傳遞量，實(shí)現(xiàn)了低成本對太陽電池組件板狀態(tài)的監(jiān)控。
文檔編號G08C19/00GK101877166SQ20101020802
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者周頌平, 路成林, 郭里輝, 陳旸 申請人:陜西西科美芯科技集團(tuán)有限公司;加拿大光伏技術(shù)服務(wù)有限公司