太陽能電站pid恢復(fù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)。它包括太陽能電池組件陣列、匯流箱、直流配電柜、PID恢復(fù)裝置、逆變器、交流配電柜和變壓器，太陽能電池組件陣列以并聯(lián)的方式連接到一個匯流箱中，匯流箱以并聯(lián)的方式連接到直流配電柜，直流配電柜、逆變器、交流配電柜和變壓器依次連接，PID恢復(fù)裝置包括高壓電源、通斷開關(guān)和控制器，高壓電源通過通斷開關(guān)與控制器連接，通斷開關(guān)上設(shè)有電源低壓輸出端和電源高壓輸出端，電源低壓輸出端與太陽能電池組件陣列的邊框或者支架連接，電源高壓輸出端與直流配電柜或匯流箱中的負極端連接。本發(fā)明的有益效果是：實現(xiàn)自動控制，達到功率恢復(fù)的目的，不影響太陽能電站的正常發(fā)電，提高適用范圍和使用安全可靠性。
【專利說明】太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏應(yīng)用越來越多，電站規(guī)模越來越大，組件串聯(lián)的數(shù)目不斷增大。這種情況下，太陽能組件承受高對地勢能的幾率越來越大。由于高壓的存在，內(nèi)部導(dǎo)電體與大地之間(通過邊框)存在泄漏電流。太陽能電站的PID現(xiàn)象是太陽能電池組件在戶外應(yīng)用過程中出現(xiàn)的發(fā)電功率衰減的現(xiàn)象。
[0003]2005年，NREL首次進行了組件內(nèi)部與大地之間泄漏電流對組件可靠性方面的研究，認為由組件內(nèi)外電勢差引起的電池片表面電荷的聚集是導(dǎo)致組件功率衰減的重要原因。在內(nèi)外高壓存在的情況下，組件電池的封裝材料和組件上表面層及下表面層的材料中出現(xiàn)的離子遷移現(xiàn)象，電池中出現(xiàn)熱載流子現(xiàn)象，電荷的再分配削減了電池的活性層，進而引起了組件功率的降低，這種PID現(xiàn)象是可以恢復(fù)的。
[0004]泄露電產(chǎn)生過程中，還可能導(dǎo)致組件封裝材料產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，從而導(dǎo)致組件串聯(lián)電阻增大、透光率降低、脫層等現(xiàn)象，引起組件功率衰減，這種PID現(xiàn)象是不可以恢復(fù)的。
[0005]PID現(xiàn)象與系統(tǒng)的安裝狀態(tài)、組件的封裝材料及工藝、電池片的材料及工藝都有很大的關(guān)系。故而可以從電池工藝、組件工藝、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等角度去緩解和解決PID現(xiàn)象。電池工藝和組件工藝只能在一定程度上減緩，但不能從根本上去除。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以從根本上消除PID現(xiàn)象，其中負極接地是一種方案，負極接地只能在帶有變壓器的電站構(gòu)造上應(yīng)用，對系統(tǒng)安全性檢測要求更高。
[0006]近年來PID已經(jīng)成為國外買家投訴國內(nèi)組件質(zhì)量的重要因素之一，嚴重時候它可以引起一塊組件功率衰減50%以上，從而影響整個電站的功率輸出，國際上已經(jīng)許多企業(yè)對組件的PID現(xiàn)象進行分析。PID效應(yīng)現(xiàn)象大多數(shù)最容易出現(xiàn)在潮濕的條件下發(fā)生，且其活躍程度與潮濕程度相關(guān)，同時組件表面被導(dǎo)電性、酸性、堿性以及帶有離子的物體的污染程度也有很大的關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種自動控制實現(xiàn)功率恢復(fù)且不影響正常發(fā)電的太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，包括若干太陽能電池組件陣列、若干匯流箱、直流配電柜、PID恢復(fù)裝置、逆變器、交流配電柜和變壓器，所述的若干太陽能電池組件陣列以并聯(lián)的方式連接到一個匯流箱中，若干匯流箱以并聯(lián)的方式連接到直流配電柜，所述的直流配電柜、逆變器、交流配電柜和變壓器依次連接，所述的PID恢復(fù)裝置包括高壓電源、通斷開關(guān)、控制器、時鐘和觸摸屏，所述的高壓電源通過通斷開關(guān)與控制器連接，所述的時鐘和觸摸屏分別與控制器連接，所述的通斷開關(guān)上設(shè)有電源低壓輸出端和電源高壓輸出端，所述的電源低壓輸出端與太陽能電池組件陣列的邊框或者支架連接，所述的電源高壓輸出端與直流配電柜或匯流箱中的負極端連接。
[0010]本發(fā)明中，太陽能電站將太陽能電池組件陣列發(fā)的直流電依次通過匯流箱、直流配電柜和逆變器使之變?yōu)榻涣麟姡缓髮⒔涣麟娊?jīng)過交流配電柜和變壓器接入電網(wǎng)。PID恢復(fù)裝置中的控制器控制通斷開關(guān)的開啟與關(guān)閉，而觸摸屏用于實時的對控制器進行指令控制，通過觸摸屏事先設(shè)置好高壓電源的開啟和關(guān)閉的時間控制值，然后控制器實時讀取時鐘信號，當(dāng)時鐘信號滿足事先設(shè)定的時間控制值時，控制器控制通斷開關(guān)使其閉合，高壓電源通過電源低壓輸出端和電源高壓輸出端接入到太陽能電池組件陣列中，通過對太陽能電池組件陣列施加反向電壓，使太陽能電池片表面的電荷能夠反向移動，達到功率恢復(fù)的目的，同時通過時鐘、通斷開關(guān)與控制器相配合的控制手段，保證了該恢復(fù)系統(tǒng)工作的時間段內(nèi)，太陽能電池組件陣列沒有發(fā)電，該恢復(fù)系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制，實現(xiàn)白天停止、夜晚工作的狀態(tài)，不影響太陽能電站的正常發(fā)電。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述的PID恢復(fù)裝置還包括蓄電池接口，所述的蓄電池接口與高壓電源連接。這樣設(shè)計可以通過蓄電池進行供電，以避免在無工作電源的情況下，仍然可以使用該恢復(fù)系統(tǒng)，增加了該恢復(fù)系統(tǒng)的適用范圍。
[0012]作為優(yōu)選，所述的控制器上設(shè)有檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端，所述的檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端分別連接匯流箱或者直流配電柜的負極端和正極端。通過觸摸屏對控制器預(yù)設(shè)合理的正負極間電壓值，檢測匯流箱或者直流配電柜的正負極電壓值，使其與預(yù)設(shè)的正負極間電壓值比較，當(dāng)正負極間電壓低于設(shè)定值時，控制器通過通斷開關(guān)使得高壓電源開啟；當(dāng)正負極間電壓高于設(shè)定值時，控制器通過通斷開關(guān)使得高壓電源關(guān)閉，以滿足功率恢復(fù)的要求。
[0013]作為優(yōu)選，所述的PID恢復(fù)裝置還包括輻照計，所述的輻照計與控制器連接。通過觸摸屏對控制器預(yù)設(shè)合理的輻照值，實時接收輻照計發(fā)送的輻照值信號，使其與預(yù)設(shè)的輻照值比較，當(dāng)輻照計所獲得的輻照值低于設(shè)定值時，認為輻照強度不能再使太陽能電池組件陣列發(fā)電，控制器通過通斷開關(guān)使得高壓電源開啟；當(dāng)輻照計所獲得的輻照值高于設(shè)定值時，控制器通過通斷開關(guān)使得高壓電源關(guān)閉，以滿足功率恢復(fù)的要求。
[0014]作為優(yōu)選，所述的PID恢復(fù)裝置還包括報警裝置，所述的報警裝置與控制器連接。PID恢復(fù)裝置中的控制器通過對電源低壓輸出端和電源高壓輸出端的數(shù)值進行檢測，來判斷PID恢復(fù)裝置中的高壓電源輸出是否處于過壓、欠壓、過流等工作狀態(tài)，如果超過或者低于設(shè)定值時，則報警裝置會進行自動報警，能夠及時的提醒操作人員PID恢復(fù)裝置存在一定的安全隱患，使得操作人員能夠及時的排除故障，提高了 PID恢復(fù)裝置的使用安全可靠性。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:實現(xiàn)自動控制，達到功率恢復(fù)的目的，不影響太陽能電站的正常發(fā)電，提高了 PID恢復(fù)裝置的適用范圍，提高了 PID恢復(fù)裝置的使用安全可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明中PID恢復(fù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1.太陽能電池組件陣列，2.匯流箱，3.直流配電柜，4.逆變器，5.交流配電柜，6.變壓器，7.PID恢復(fù)裝置，71.控制器，72.通斷開關(guān)，73.高壓電源，74.蓄電池接口，75.觸摸屏，76.報警裝置，8.輻照計。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述。
[0020]如圖1、圖2所述的實施例中，太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，包括若干太陽能電池組件陣列1、若干匯流箱2、直流配電柜3、PID恢復(fù)裝置7、逆變器4、交流配電柜5和變壓器6，若干太陽能電池組件陣列I以并聯(lián)的方式連接到一個匯流箱2中，若干匯流箱2以并聯(lián)的方式連接到直流配電柜3，直流配電柜3、逆變器4、交流配電柜5和變壓器6依次連接，PID恢復(fù)裝置7包括高壓電源73、通斷開關(guān)72、控制器71、蓄電池接口 74、時鐘、輻照計8、報警裝置76和觸摸屏75，蓄電池接口 74與高壓電源73連接，高壓電源73通過通斷開關(guān)72與控制器71連接，時鐘、輻照計8、報警裝置76和觸摸屏75分別與控制器71連接，通斷開關(guān)72上設(shè)有電源低壓輸出端和電源高壓輸出端，電源低壓輸出端與太陽能電池組件陣列I的邊框或者支架連接，電源高壓輸出端與直流配電柜3或匯流箱2中的負極端連接，控制器71上設(shè)有檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端，檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端分別連接匯流箱2或者直流配電柜3的負極端和正極端。本實施例中，電源高壓輸出端與直流配電柜3中的負極端連接，檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端分別連接直流配電柜3的負極端和正極端。
[0021]本發(fā)明中，太陽能電站將太陽能電池組件陣列I發(fā)的直流電依次通過匯流箱2、直流配電柜3和逆變器4使之變?yōu)榻涣麟姡缓髮⒔涣麟娊?jīng)過交流配電柜5和變壓器6接入電網(wǎng)。PID恢復(fù)裝置7中的控制器71控制通斷開關(guān)72的開啟與關(guān)閉，而觸摸屏75用于實時的對控制器71進行指令控制。
[0022]控制方式一:通過觸摸屏75事先設(shè)置好高壓電源73的開啟和關(guān)閉的時間控制值，然后控制器71實時讀取時鐘信號，當(dāng)時鐘信號滿足事先設(shè)定的時間控制值時，控制器71控制通斷開關(guān)72使其閉合，同時通過時鐘、通斷開關(guān)72與控制器71相配合的控制手段，保證了該恢復(fù)系統(tǒng)工作的時間段內(nèi)，太陽能電池組件陣列I沒有發(fā)電，該恢復(fù)系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制，實現(xiàn)白天停止、夜晚工作的狀態(tài)，不影響太陽能電站的正常發(fā)電。
[0023]控制方式二:通過觸摸屏75對控制器71預(yù)設(shè)合理的正負極間電壓值，檢測匯流箱2或者直流配電柜3的正負極電壓值，使其與預(yù)設(shè)的正負極間電壓值比較，當(dāng)正負極間電壓低于設(shè)定值時，控制器71通過通斷開關(guān)72使得高壓電源73開啟；當(dāng)正負極間電壓高于設(shè)定值時，控制器71通過通斷開關(guān)72使得高壓電源73關(guān)閉。
[0024]控制方式三:通過觸摸屏75對控制器71預(yù)設(shè)合理的輻照值，實時接收輻照計8發(fā)送的輻照值信號，使其與預(yù)設(shè)的輻照值比較，當(dāng)輻照計8所獲得的輻照值低于設(shè)定值時，認為輻照強度不能再使太陽能電池組件陣列I發(fā)電，控制器71通過通斷開關(guān)72使得高壓電源73開啟；當(dāng)輻照計8所獲得的輻照值高于設(shè)定值時，控制器71通過通斷開關(guān)72使得高壓電源73關(guān)閉。
[0025]高壓電源73通過電源低壓輸出端和電源高壓輸出端接入到太陽能電池組件陣列I中，通過對太陽能電池組件陣列I施加反向電壓，使太陽能電池片表面的電荷能夠反向移動，達到功率恢復(fù)的目的，[0026]同時，為了保證PID恢復(fù)裝置7的安全有效運行，PID恢復(fù)裝置7還設(shè)有過壓、欠壓、過流報警功能。過壓報警是當(dāng)輸出電壓超出設(shè)定電壓一定的值后，PID恢復(fù)裝置7將會自動切斷電源。欠壓報警是當(dāng)輸出電壓低于設(shè)定電壓一定的值后，PID恢復(fù)裝置7將會自動切斷電源。過流報警是當(dāng)輸出電流超過一定的值后，PID恢復(fù)裝置7將會自動切斷電源。過壓報警值、欠壓報警值、過流報警值都可以在觸摸屏75上設(shè)定，并且報警信息可以顯示在觸摸屏75上。
【權(quán)利要求】
1.太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，其特征是，包括若干太陽能電池組件陣列(I)、若干匯流箱(2)、直流配電柜(3)、PID恢復(fù)裝置(7)、逆變器(4)、交流配電柜(5)和變壓器(6)，所述的若干太陽能電池組件陣列(I)以并聯(lián)的方式連接到一個匯流箱(2)中，若干匯流箱(2)以并聯(lián)的方式連接到直流配電柜(3)，所述的直流配電柜(3)、逆變器(4)、交流配電柜(5)和變壓器(6)依次連接，所述的PID恢復(fù)裝置(7)包括高壓電源(73)、通斷開關(guān)(72)、控制器(71)、時鐘和觸摸屏(75)，所述的高壓電源(73)通過通斷開關(guān)(72)與控制器(71)連接，所述的時鐘和觸摸屏(75)分別與控制器(71)連接，所述的通斷開關(guān)(72)上設(shè)有電源低壓輸出端和電源高壓輸出端，所述的電源低壓輸出端與太陽能電池組件陣列(I)的邊框或者支架連接，所述的電源高壓輸出端與直流配電柜(3)或匯流箱(2)中的負極端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，其特征是，所述的PID恢復(fù)裝置(7)還包括蓄電池接口(74)，所述的蓄電池接口(74)與高壓電源(73)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，其特征是，所述的控制器(71)上設(shè)有檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端，所述的檢測低壓輸入端和檢測高壓輸入端分別連接匯流箱(2)或者直流配電柜(3)的負極端和正極端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，其特征是，所述的PID恢復(fù)裝置(7 )還包括輻照計(8 )，所述的輻照計(8 )與控制器(71)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電站PID恢復(fù)系統(tǒng)，其特征是，所述的PID恢復(fù)裝置(7 )還包括報警裝置(76 )，所述的報警裝置(76 )與控制器(71)連接。
【文檔編號】H02S40/30GK103944501SQ201410150197
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】劉志剛, 杜年虎, 白小康 申請人:上海質(zhì)衛(wèi)環(huán)?？萍加邢薰?br>