太陽能電池陣列以及太陽能電池組件監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【專利說明】太陽能電池陣列以及太陽能電池組件監(jiān)測(cè)裝置
[0001]本申請(qǐng)要求于2015年09月30日提交中國(guó)專利局、申請(qǐng)?zhí)枮?01520770162.3、實(shí)用新型名稱為“太陽能電池陣列以及太陽能電池組件監(jiān)測(cè)裝置”的中國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過弓I用結(jié)合在本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請(qǐng)涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及太陽能電池陣列。
[0003]本申請(qǐng)另外涉及太陽能電池組件監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]太陽能以其具有無污染、清潔安全、普遍、可再生、可持續(xù)性等特點(diǎn)，已成為人類使用能源的重要組成部分，尤其是能源危機(jī)及傳統(tǒng)能源對(duì)環(huán)境污染程度日趨嚴(yán)重，更加快了對(duì)太陽能探索的步伐，太陽能的利用顯得意義重大，研究太陽能電池因此也成為科學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。
[0005]太陽能電池是一種新興電池，利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@種光電轉(zhuǎn)換通常叫做光生伏打效應(yīng)，因此太陽能電池又稱為光伏電池。
[0006]太陽能電池組件是按照負(fù)載要求，將若干單體太陽能電池按性能等參數(shù)進(jìn)行分類組合(串并聯(lián))生成，可獨(dú)立作為電源使用的最小單元，比如由太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明背板、接線盒以及鋁合金邊框等構(gòu)件封裝后組成的太陽能電池組件。
[0007]太陽能電池陣列是為了滿足高電壓、大功率的需求，根據(jù)實(shí)際使用的負(fù)載要求將若干太陽能電池組件進(jìn)行串并聯(lián)，用特定機(jī)械方式加以固定組合，并配以半導(dǎo)體器件(如防反充二極管、旁路二極管)構(gòu)成。
[0008]太陽能電池組件作為一種半導(dǎo)體器件，可靠性相對(duì)較高，但在實(shí)際應(yīng)用中不可避免的會(huì)發(fā)生一些失效現(xiàn)象，如太陽能電池陣列中的一塊太陽能電池組件失效，將導(dǎo)致整個(gè)太陽能電池陣列發(fā)電量的損失，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致太陽能電池陣列失效及至發(fā)生火災(zāi)事故。因此，對(duì)太陽能電池陣列進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障是非常有必要的。
[0009]目前，針對(duì)上述問題采取的解決方案，是對(duì)若干太陽能電池組件組成的太陽能電池陣列進(jìn)行輸出監(jiān)控，比如在采用組串式逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)(如光伏電站)中，通過在逆變器內(nèi)設(shè)置檢測(cè)電路和通訊電路，通過檢測(cè)電路采集太陽能電池陣列的輸出參數(shù)，并且通過通訊電路將采集到的輸出參數(shù)上傳至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)輸出參數(shù)針對(duì)太陽能電池組件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和故障排查，降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的事故風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]上述現(xiàn)有技術(shù)提供存在明顯的缺陷。
[0011]上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于:
[0012]上述現(xiàn)有技術(shù)通過在逆變器內(nèi)設(shè)置檢測(cè)電路和通訊電路采集和上傳太陽能電池陣列的輸出參數(shù)，通過對(duì)輸出參數(shù)的分析能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池陣列級(jí)別的定位，即定位到光伏發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)生故障的具體太陽能電池陣列，在光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中起到了一定的作用，但是隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)以及后期運(yùn)維需求的發(fā)展，需要對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的監(jiān)控，如實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件級(jí)別的監(jiān)控，定位到光伏發(fā)電系統(tǒng)中具體發(fā)生故障的太陽能電池組件，上述現(xiàn)有技術(shù)無法滿足，存在一定的缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中推廣難度大，實(shí)用性較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013]本申請(qǐng)?zhí)峁┨柲茈姵仃嚵?，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的實(shí)用性低、成本高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0014]本申請(qǐng)另外提供太陽能電池組件監(jiān)測(cè)裝置。
[0015]本申請(qǐng)?zhí)峁┑奶柲茈姵仃嚵校?
[0016]至少一個(gè)太陽能電池組件、監(jiān)測(cè)通訊模塊、中繼模塊、電池陣列正極和電池陣列負(fù)極；
[0017]其中，所述監(jiān)測(cè)通訊模塊與所述太陽能電池組件一一對(duì)應(yīng)，所述監(jiān)測(cè)通訊模塊并聯(lián)在各自對(duì)應(yīng)的所述太陽能電池組件的正極和負(fù)極上，所述監(jiān)測(cè)通訊模塊與所述中繼模塊連接；
[0018]若所述太陽能電池組件的個(gè)數(shù)為1，所述太陽能電池組件的正極和負(fù)極分別與所述電池陣列正極和所述電池陣列負(fù)極連接；
[0019]若所述太陽能電池組件的個(gè)數(shù)大于1，所述太陽能電池組件之間采用串聯(lián)的方式依次連接，前一太陽能電池組件的正極與后一太陽能電池組件的負(fù)極連接，居于首位的太陽能電池組件的負(fù)極與所述電池陣列負(fù)極連接，居于末位的太陽能電池組件的正極與所述電池陣列正極連接；
[0020]所述太陽能電池組件，將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，并通過所述電池陣列正極和電池陣列負(fù)極輸出；
[0021]所述監(jiān)測(cè)通訊模塊，用于監(jiān)測(cè)和采集所述太陽能電池組件的輸出參數(shù)，并將采集到的所述太陽能電池組件的輸出參數(shù)發(fā)送至所述中繼模塊；
[0022]所述中繼模塊，向預(yù)設(shè)的服務(wù)器上傳所述太陽能電池組件的輸出參數(shù)。
[0023]可選的，所述監(jiān)測(cè)通訊模塊包括:
[0024]電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和通訊單元；
[0025]其中，所述電壓采樣單元并聯(lián)在各自對(duì)應(yīng)的所述太陽能電池組件的正極和負(fù)極上，所述電壓采樣單元的電壓信號(hào)輸出端與所述信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端連接，所述信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端與所述中央控制單元連接，所述中央控制單元與所述通訊單元的數(shù)據(jù)輸入端連接，所述通訊單元的數(shù)據(jù)輸出端與所述中繼模塊連接；
[0026]所述電壓采樣單元，用于采集各自對(duì)應(yīng)的所述太陽能電池組件的電壓參數(shù)；
[0027]所述信號(hào)處理單元，對(duì)采集到的所述太陽能電池組件的電壓參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)處理；
[0028]所述中央控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電壓采樣單元、所述信號(hào)處理單元和所述通訊單元的控制；
[0029]所述通訊單元，用于將處理之后的電壓參數(shù)上傳至所述中繼模塊。
[0030]可選的，所述信號(hào)處理單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0031]其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端與所述電壓采樣單元的電壓信號(hào)輸出端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與所述中央控制單元連接；
[0032]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將采集到的所述太陽能電池組件的電壓參數(shù)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0033]可選的，所述太陽能電池陣列，包括:
[0034]直流供電單元、第一直流電源總線和第二直流電源總線；
[0035]其中，所述直流供電單元的正極與所述第一直流電源總線連接，所述直流供電單元的負(fù)極與所述第二直流電源總線連接；
[0036]所述第一直流電源總線與所述電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電正極連接，所述第二直流電源總線與所述電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電負(fù)極連接；
[0037]所述直流供電單元，通過所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線，為所述電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和所述通訊單元進(jìn)行供電。
[0038]可選的，所述太陽能電池陣列，包括:
[0039]直流供電單元；
[0040]其中，所述直流供電單元的正極分別與所述電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電正極連接，所述直流供電單元的負(fù)極分別與所述電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電負(fù)極連接；
[0041]所述直流供電單元，為所述電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、中央控制單元和所述通訊單元提供直流電源。
[0042]可選的，所述直流供電單元設(shè)置在所述中繼模塊上。
[0043]可選的，所述監(jiān)測(cè)通訊模塊設(shè)置程控開關(guān)，所述程控開關(guān)并聯(lián)在所述監(jiān)測(cè)通訊模塊各自對(duì)應(yīng)的所述太陽能電池組件上；
[0044]其中，所述程控開關(guān)的接電正極與所述太陽能電池組件的正極連接，所述程控開關(guān)的接電負(fù)極與所述太陽能電池組件的負(fù)極連接，所述程控開關(guān)的控制信號(hào)輸入端與所述中央控制單元連接；
[0045]所述程控開關(guān)，用于控制所述太陽能電池組件工作狀態(tài)，若所述程控開關(guān)斷開，所述太陽能電池組件正常工作，若所述程控開關(guān)閉合，所述太陽能電池組件被短接，輸出參數(shù)中的輸出功率為0。
[0046]可選的，所述太陽能電池陣列，包括:
[0047]陣列終端模塊；
[0048]所述陣列終端模塊與所述太陽能電池組件連接；
[0049]所述陣列終端模塊，用于協(xié)同太陽能電池陣列之間的連接。
[0050]可選的，所述陣列終端模塊設(shè)置直流電源總線平衡電路；
[0051]所述直流電源總線平衡電路與所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線連接；
[0052]所述直流電源總線平衡電路，用于產(chǎn)生相同和相反信號(hào)，并將產(chǎn)生的信號(hào)送入所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線，保持所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線中直流電源