一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，包括晶體硅太陽(yáng)能電池片、導(dǎo)體排線、集成電路板、旁路二極管串、集成控制芯片、DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片和小型變壓?jiǎn)卧緦?shí)用新型改變傳統(tǒng)單一的固定二極管并聯(lián)方式，采用將各電池片端導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連接在集成電路板上，然后控制芯片根據(jù)實(shí)時(shí)情況變換多重集成電路板上導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)與二極管導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連接的方式，直到DSP最大功率點(diǎn)追蹤值到滿足判斷條件的合理值為止。本實(shí)用新型主要是活用旁路二極管并聯(lián)電池串的方式，盡量減少失配串電池?cái)?shù)目的方式，得到一種最小范圍內(nèi)隔離失配電池片方法，從而提高單體光伏組件輸出效率。
【專利說(shuō)明】一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，屬于光伏組件【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前實(shí)際生活中運(yùn)用的光伏組件，在輸出時(shí)依賴于多個(gè)組件先串聯(lián)，再整體接入智能匯流箱輸入端，然后再接入光伏逆變器，最后由逆變器對(duì)接入的整串光伏組件統(tǒng)一進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤。根據(jù)電池片串聯(lián)輸出的理論，越多的電池片串聯(lián)，在追蹤最大功率點(diǎn)時(shí)造成失配的損失就越大，所以在越小電池片數(shù)目范圍內(nèi)進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤，就會(huì)使所有電池總的失配就變小，易知最佳的方式就是單體組件獨(dú)立追蹤最大功率點(diǎn)，然后再與其他組件連接。
[0003]目前市面上光伏組件在生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)固定死并聯(lián)旁路二極管接法。并聯(lián)旁路二極管的主要目的是為了保護(hù)電池片，使其失配時(shí)不至損壞其中的光伏電池片，但連接方式一般是將組件中電池片均分成三個(gè)部分，然后每一部分并聯(lián)一個(gè)二極管。此種固定方式如果在其中某一電池片失配時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致整串電池片被隔離，造成大部分能量損失，降低了組件整體的輸出效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實(shí)用新型提出一種單體智能并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，不同于單 一的固定二極管方式，活用旁路二極管并聯(lián)電池串的方式，然后根據(jù)實(shí)時(shí)情況控制芯片給出多重嘗試，改變集成電路板上節(jié)點(diǎn)與二極管節(jié)點(diǎn)連接的方式，直到DSP最大功率點(diǎn)追蹤值達(dá)到滿足判斷條件的合理值為止。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，
[0006]一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，包括若干塊相互串聯(lián)的晶體硅太陽(yáng)能電池片、導(dǎo)體排線、集成電路板、由若干二極管串聯(lián)而成的旁路二極管串、集成控制芯片、DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片和小型變壓?jiǎn)卧?，所述晶體硅太陽(yáng)能電池片兩端設(shè)有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)與導(dǎo)體排線的接入頭順序相連接，導(dǎo)體排線的接出頭與集成電路板一面上的輸入口相連接；所述旁路二極管串中的二極管的兩端設(shè)有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，二極管的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)與集成電路板另一面上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)相連；所述旁路二極管串連接集成控制芯片，集成控制芯片用以控制旁路二極管串中的二極管與集成電路板的連接方式；所述集成電路板的輸出端與DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片的輸入端相連接，DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片的輸出端與小型變壓?jiǎn)卧噙B接。
[0007]前述的導(dǎo)體排線由若干根互不干擾的導(dǎo)線組成，所述每根導(dǎo)線均有一個(gè)接入頭和 個(gè)接出頭。
[0008]前述的晶體硅太陽(yáng)能電池片的數(shù)目不超過(guò)100個(gè)。
[0009]前述的旁路二極管串中二極管的數(shù)目為61個(gè)，所述二極管均采用型號(hào)為10SQ050肖特基二極管。
[0010]通過(guò)采用上述技術(shù)手段，本實(shí)用新型通過(guò)改變單一的固定二極管的方式，采用旁路二極管并聯(lián)電池串的方式，然后根據(jù)實(shí)時(shí)情況，集成控制芯片給出多重嘗試，改變集成電路板上電節(jié)點(diǎn)與旁路二極管中電節(jié)點(diǎn)的連接方式，直到DSP最大功率點(diǎn)追蹤值達(dá)到滿足判斷條件的合理值為止，這樣就可以最小化失配造成的損失，從而提高整個(gè)光伏組件工作效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型太陽(yáng)能電池片，導(dǎo)體排線，集成電路板，二極管的連接方式示意圖；
[0013]圖3 Ca)為集成電路板導(dǎo)電連接點(diǎn)一面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 (b)為集成電路板排線輸入端一面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型:
[0015]如圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件主要包括若干塊相互串聯(lián)的晶體硅太陽(yáng)能電池片1、導(dǎo)體排線2、集成電路板3、由若干二極管串聯(lián)而成的旁路二極管4、集成控制芯片5、DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片6和小型變壓?jiǎn)卧?。
[0016]其中，晶體硅太陽(yáng)能電池片I必須從第一片電池片依次串聯(lián)到最后一片電池片，每塊太陽(yáng)能電池片的兩端均設(shè)有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)按照太陽(yáng)能電池片串聯(lián)的順序依次編號(hào)，然后接入導(dǎo)體排線2相應(yīng)的接入頭，導(dǎo)體排線2的輸出端的所有導(dǎo)線接出頭與集成電路板3—面上的輸入口相連，這里的導(dǎo)體排線2是由若干根互不干擾的導(dǎo)線組成的，每根導(dǎo)線均有一個(gè)接入頭和一個(gè)接出頭。旁路二極管串4中的二極管的兩端設(shè)有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，二極管的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)與集成電路板3另一面上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)相連，旁路二極管串4與集成控制芯片5相連，集成控制芯片5用以控制旁路二極管串4中的二極管與集成電路板3的連接方式；如圖3所以，本實(shí)用新型的集成電路板3兩面的結(jié)構(gòu)不同，一面是用來(lái)和二極管導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連接的面，該面是一些密集的導(dǎo)電連接點(diǎn)，如圖3 (a)所示；另一面主要是將對(duì)面的節(jié)點(diǎn)整理到一個(gè)輸入口，然后提供一個(gè)輸入端可以讓排線插入的，這樣就避免排線接過(guò)來(lái)是，一根一根連接集成電板上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)了，如圖3 (b)所示。
[0017]集成電路板3的輸出端與DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片6的輸入端相連接，DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片6的輸出端與小型變壓?jiǎn)卧?相連接。
[0018]作為優(yōu)選方案，晶體硅太陽(yáng)能電池片數(shù)目不超過(guò)100，其由二極管的數(shù)量對(duì)應(yīng)控制，理論上不超過(guò)二極管數(shù)目的一半的25倍，旁路二極管中二極管的數(shù)目為61個(gè)，旁路二極管均采用10SQ050肖特基二極管。
[0019]本實(shí)用新型中，太陽(yáng)能電池片，導(dǎo)體排線，集成電路板，二極管的連接方式如圖2所示，晶體硅太陽(yáng)能電池片I相互串聯(lián)，電池片的數(shù)目用NOrall來(lái)表示，那么所有電池片兩端導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)的數(shù)目即為NOeell+1，相應(yīng)的集成電路板3上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)也為NOeell+1，電池片兩端導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)和集成電路板上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)均按照電池片串聯(lián)的順序進(jìn)行編號(hào)，并通過(guò)導(dǎo)體排線2依次相連，將第O號(hào)作為集成電路板的一個(gè)輸出端子，根據(jù)太陽(yáng)能電池片串聯(lián)的順序，依次按照(Tnom11號(hào)進(jìn)行編號(hào)，最后第NOrall號(hào)作為集成電路板另一個(gè)輸出端子；旁路二極管串4中二極管的數(shù)目用NOd1-來(lái)表示，那么旁路二極管串中各二極管兩端導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)數(shù)目為N0dimle+1，將其按照(TNOditjde號(hào)進(jìn)行編號(hào)。
[0020]本實(shí)用新型光伏組件工作方式為:
[0021]I)在無(wú)輻照度空載時(shí)，集成控制芯片給出初始并聯(lián)旁路二極管方式如下:二極管的O導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連接集成電路板O導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，然后二極管的I導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連接集成電路板25導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，然后依次類(lèi)推二極管下一電節(jié)點(diǎn)連接集成電路板下一個(gè)相隔25的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，直至連接到集成電路板的最末導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，也就是每個(gè)二極管并聯(lián)25個(gè)電池片，最后不足25個(gè)的電池片也并聯(lián)一個(gè)二極管；
[0022]這里選取一個(gè)二極管并聯(lián)25個(gè)電池片，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)值。
[0023]2)當(dāng)有電流流進(jìn)DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片時(shí)，光伏組件控制部分工作開(kāi)始，DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片從O電壓開(kāi)始遞增追蹤第一個(gè)極值功率點(diǎn)，記錄該功率點(diǎn)數(shù)值和并聯(lián)二極管的工作情況，然后控制DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片繼續(xù)升高電壓追蹤第二個(gè)極值功率點(diǎn)，如果存在繼續(xù)記錄該功率點(diǎn)數(shù)值和并聯(lián)二極管的工作情況，反饋給集成控制芯片；直到升高電壓電流幾乎不變化時(shí)停止追蹤。
[0024]3)集成控制芯片根據(jù)接收到的幾個(gè)極值功率點(diǎn)進(jìn)行分析:
[0025]a、如果只有一個(gè)極值功率點(diǎn)，則光伏組件中不存在失配電池片，集成控制芯片控制DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片以該點(diǎn)的電壓工作，然后輸出給變壓?jiǎn)卧?br> [0026]b、如果存在兩個(gè)極值功率點(diǎn)，則光伏組件中某一光伏電池片串中存在失配情況，這里的光伏電池串指的是接入工作的二極管其連接集成電路板上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的一組相串聯(lián)的電池片，集成控制芯片比較兩個(gè)極值功率點(diǎn)值，如果在最大的一個(gè)極值功率點(diǎn)值時(shí)，沒(méi)有二極管導(dǎo)通情況，則集成控制芯片控制DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片以該點(diǎn)電壓工作，然后輸出給變壓?jiǎn)卧蝗绻谧畲蟮囊粋€(gè)極值功率點(diǎn)值時(shí)，有二極管導(dǎo)通情況，則集成控制芯片停止組件工作，并控制二極管連接集成電路板時(shí)，將該導(dǎo)通的二極管所連接的集成電板上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)二分后由兩個(gè)二極管下的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)接入，然后讓組件工作，并且轉(zhuǎn)入步驟2)；
[0027]4)依次類(lèi)推，如果存在多個(gè)極值功率點(diǎn)時(shí)，依然按照上述方法判斷，只要最大的極值功率點(diǎn)存在二極管導(dǎo)通，則將該二極管所連接的集成電板上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)二分后由兩個(gè)二極管下的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)接入，直至到以下兩種終止條件:a、最大的極值功率點(diǎn)沒(méi)有二極管導(dǎo)通，則DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片以該點(diǎn)輸出山、所有二極管都已接入，仍然存在導(dǎo)通的二極管，則DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片也以該點(diǎn)輸出，因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)可以保證失配影響的電池片數(shù)目最小了。
[0028]根據(jù)以上的工作方式，就可以最小化失配造成的損失，從而提高整個(gè)光伏組件工
作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，其特征在于:包括若干塊相互串聯(lián)的晶體硅太陽(yáng)能電池片(I)、導(dǎo)體排線(2)、集成電路板(3)、由若干二極管串聯(lián)而成的旁路二極管串(4)、集成控制芯片(5)、DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片(6)和小型變壓?jiǎn)卧?7)，所述晶體硅太陽(yáng)能電池片(I)兩端設(shè)有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)與導(dǎo)體排線(2)的接入頭順序相連接，導(dǎo)體排線(2 )的接出頭與集成電路板(3 ) —面上的輸入口相連接；所述旁路二極管串(4)中的二極管的兩端設(shè)有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)，二極管的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)與集成電路板(3)另一面上的導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)相連；所述旁路二極管串(4)連接集成控制芯片(5)，集成控制芯片(5)用以控制旁路二極管串(4)中的二極管與集成電路板(3)的連接方式；所述集成電路板(3)的輸出端與DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片(6)的輸入端相連接，DSP最大功率點(diǎn)追蹤芯片(6)的輸出端與小型變壓?jiǎn)卧?7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，其特征在于，所述導(dǎo)體排線(2)由若干根互不干擾的導(dǎo)線組成，所述每根導(dǎo)線均有一個(gè)接入頭和 個(gè)接出頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，其特征在于，所述晶體硅太陽(yáng)能電池片的數(shù)目不超過(guò)100個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單體智能控制并聯(lián)旁路二極管的太陽(yáng)能光伏組件，其特征在于，所述旁路二極管串中二極管的數(shù)目為61個(gè)，所述二極管均采用型號(hào)為10SQ050肖特基二極管。
【文檔編號(hào)】H02S40/32GK203399051SQ201320427064
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】曹陽(yáng), 白建波, 王孟 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)