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1、(10)申请公布号 CN 104009713 A (43)申请公布日 2014.08.27 CN 104009713 A (21)申请号 201410226392.3 (22)申请日 2014.05.26 H02S 40/30(2014.01) (71)申请人 扬州虹扬科技发展有限公司 地址 225116 江苏省扬州市槐泗镇弘扬东路 45 号 (72)发明人 方丁玉 姚宏歧 (74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 赵秀斌 (54) 发明名称 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电 路装置 (57) 摘要 本发明提供一种自动识别光伏电池板组件热 斑效应的电路装置。
2、及控制方法， 所述光伏电池板 组件包括电池板和并联在电池板两端的旁路二极 管组件， 还包括取样传感器、 基准单元、 迟滞比较 器、 控制单元和稳压单元， 取样传感器获取光伏电 池板回路中的电流信号并转为直流电压信号， 传 送至迟滞比较器单元， 迟滞比较器单元将该直流 电压信号与基准单元中的基准阀值进行比较， 由 控制单元控制旁路二极管组件与电池板的接通与 断开。本发明能够自动识别光伏电池板组件是否 发生了热斑效应， 从而降低了发电系统的无功损 耗， 将电池板发出来的电能发挥到最大， 且避免因 二极管受到雷击等原因的破坏而造成整个光伏发 电系统的效率下降， 保证了整个光伏发电系统的 稳定运行。 。
3、(51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104009713 A CN 104009713 A 1/1 页 2 1. 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置， 所述光伏电池板组件包括电池 板和并联在电池板两端的旁路二极管组件， 所述电池板与电源连接， 其特征在于， 所述电路 装置还包括取样传感器、 迟滞比较器和控制单元， 所述取样传感器， 其第一输入端连接所述电池板， 输出端连接所述迟滞比较器， 用于其 将所述电池板与旁路二极管组件的。
4、形成回路的电流信号转变为直流电压信号， 并传送至所 述迟滞比较器中 ； 其第二输入端连接至所述电源的负极， 用于接收电源供电 ； 所述迟滞比较器， 其第一输入端连接所述取样传感器的输出端， 且迟滞比较器的输出 端连接所述控制单元， 用于对所述取样传感器传来的所述直流电压信号与基准阀值进行比 较， 并将比较的信息传送至所述控制单元 ； 所述控制单元， 其输入端连接所述迟滞比较器， 输出端连接至所述电池板与旁路二极 管组件形成的回路上， 用于控制旁路二极管组件与电池板的接通与断开， 当检测到所述直 流电压信号低于所述基准阀值的信息时， 所述控制单元使旁路二极管组件与电池板的正负 两端相连， 否则断。
5、开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接。 2. 根据权利要求 1 所述一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置， 其特征在 于， 所述电路装置还包括一个用于提供基准阈值的基准单元， 所述基准单元其输出端连接 所述迟滞比较器的第二输入端， 用于提供基准阀值并传输至所述迟滞比较器中。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置， 其特 征在于， 还包括稳压单元， 所述稳压单元的输入端与所述电源连接， 其第一输出端、 第二输 出端、 第三输出端和第四输出端分别连接所述电路装置的取样传感器、 迟滞比较器、 控制单 元和基准单元， 用于为整个电路装置提供稳定的。
6、直流电压， 当整个电路装置的直流电压低 于设定的电压值时， 稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。 4. 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法， 其特征在于， 采用 权利要求 1 至 3 任一项所述的电路装置， 包括如下步骤 ： 步骤 1 ： 取样传感器从所述电池板与旁路二极管组件所形成的回路上获取电流信号， 并将该电流信号转变为直流电压信号， 并传送至迟滞比较器中 ； 步骤 2 ： 迟滞比较器将传送来的直流电压信号与基准阀值进行比较， 并将比较的信息 传送至控制单元处理 ； 步骤 3 ： 控制单元当检测到所述电压信号低于基准阀值的信息时， 控制单元使旁路二 极管组件与电池。
7、板的正负两端相连， 否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连 接。 5. 根据权利要求 4 所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤 2 中由基准单元将基准阀值传输至迟滞比较器中。 6. 根据权利要求 4 或 5 所述的控制方法， 其特征在于， 还包括如下步骤 ： 步骤 4 ： 当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时， 稳压单元控制电源切断整 个电路装置的连接。 权 利 要 求 书 CN 104009713 A 2 1/4 页 3 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置 技术领域 0001 本发明属于自动控制电路领域， 特别涉及一种自动识别光伏电池板组件热斑效应 的电路装置。 背。
8、景技术 0002 太阳能光伏发电的过程没有机械转动部件也不消耗燃料， 并且不排放包括温室气 体在内的任何物质， 具有无噪声、 无污染的特点 ； 太阳能资源没有地域限制， 分布广泛且取 之不尽， 用之不竭。因此， 与其它新型发电技术相比， 太阳能光伏发电是一种具有可持续发 展的可再生能源发电技术， 照在地球上的太阳能要比人类当前耗费的能量大 6000 多倍。并 且太阳能在地球上散布普遍， 只要有光照的地方就可以运用光伏发电系统， 不受海拔、 地区 等因素的限制。 0003 但是当太阳能组件被其他障碍物遮挡出现完全或者不完全遮蔽时， 此时的组件将 被当着负载消耗其他有光照的太阳能组件所产生的能量，。
9、 被遮蔽的太阳能组件此时会发 热， 这就是热斑效应。 这种效应能严重的破坏太阳能电池板组件， 为了防止组件由于热斑效 应而遭到破坏， 此时在组件的正负极间并联一个旁路二极管， 以避免光照组件产生的能量 被受遮蔽的组件所消耗。 0004 旁路二极管的作用是 ： 当电池片出现热斑效应不能发电时， 起到旁路作用， 让其他 电池片所产生的电流从二极管流出， 使太阳能发电系统继续发电， 不会因为任意一片电池 片出现问题而产生发电电路不通的情况。 0005 现行的连接方法是将旁路二极管直接安装在电池板组件的接线盒内， 三个旁路二 极管在接线盒内部是直接并联在电池片的正负极两端， 但这样做的弊端是 ： 1、。
10、 二极管的反 向漏电流会消耗电池片的一小部分能量， 虽然可以忽略不计， 但是数量多了也是一个比较 大的无功能量损耗 ； 2、 从最近几年光伏电站故障率上看， 大多数的故障均为二极管击穿后 消耗电池片产生的能量所致， 整个光伏电站发电功率因此而大幅度下降。造成二极管击穿 的主要原因是安装接线盒、 安装组件过程中产生的静电等给二极管带来的隐形损伤， 后续 通电后失效所致。 0006 因而， 如何具有自动识别光伏电池板组件的热斑效应， 即电池板有遮蔽时， 接通二 极管， 没有遮蔽时， 切断二极管与电池片的连接的装置， 是目前亟待研究的方向。 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种自动识别光伏电池。
11、板组件热斑效应的电路装置， 能够自 动识别光伏电池板组件热斑效应， 自动控制旁路二极管与光伏电池板组件的接通与断开， 降低光伏电池板发电系统的无功损耗， 将电池板发出来的电能发挥到最大。 0008 本发明解决上述技术问题的技术方案如下 ： 0009 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置， 所述光伏电池板组件包括电 池板和并联在电池板两端的旁路二极管组件， 所述电池板的与电源连接 ； 所述电池板包括 说 明 书 CN 104009713 A 3 2/4 页 4 多组相互串并联的电池串， 旁路二极管组件包括有多个旁路二极管， 每个旁路二极管受控 于控制单元并联在电池串上， 所述旁路二极管的。
12、负极受控于控制单元连接电池串的正极， 所述电路装置还包括取样传感器、 迟滞比较器和控制单元， 0010 所述取样传感器， 其第一输入端连接所述电池板， 输出端连接所述迟滞比较器， 用 于其将所述电池板与旁路二极管组件的形成回路的电流信号转变为直流电压信号， 并传送 至所述迟滞比较器中 ； 其第二输入端连接至所述电源的负极， 用于接收电源供电 ； 0011 所述迟滞比较器， 其第一输入端连接所述取样传感器的输出端， 且迟滞比较器的 输出端连接所述控制单元， 用于对所述取样传感器传来的所述直流电压信号与基准阀值进 行比较， 并将比较的信息传送至所述控制单元 ； 0012 所述控制单元， 其输入端连。
13、接所述迟滞比较器， 输出端连接至所述电池板与旁路 二极管组件形成的回路上， 用于控制旁路二极管组件与电池板的接通与断开， 当检测到所 述直流电压信号低于所述基准阀值的信息时， 所述控制单元使旁路二极管组件与电池板的 正负两端相连， 否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的连接。 0013 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0014 进一步， 所述电路装置还包括一个用于提供基准阈值的基准单元， 所述基准单元 其输出端连接所述迟滞比较器的第二输入端， 用于提供基准阀值并传输至所述迟滞比较器 中 ； 0015 进一步， 还包括稳压单元， 所述稳压单元的输入端与所述电源连接， 第一。
14、输出端、 第二输出端、 第三输出端和第四输出端分别连接所述电路装置的取样传感器、 迟滞比较器、 控制单元和基准单元， 用于为整个电路装置提供稳定的直流电压， 当整个电路装置的直流 电压低于设定的电压值时， 稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。 0016 当光伏电池板组件无光照时会出现无电压输出或输出电压过低的情况， 为了保证 整个电路装置的正常工作， 设定整个电路装置工作电压的下限值， 其取值范围在912V之 间， 而最高电压就是电池板受到强光照时以最大功率输出的电压， 由于有了稳压单元， 最高 电压也会被控制在有效的工作电压范围内。 0017 本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下 ：。
15、 一种自动识别光伏电池板组件热 斑效应的电路装置的控制方法， 包括 ： 0018 步骤 1 ： 取样传感器从所述电池板与旁路二极管组件所形成的回路上获取电流信 号， 并将该电流信号转变为直流电压信号， 并传送至迟滞比较器中 ； 0019 步骤 2 ： 迟滞比较器将传送来的直流电压信号与基准阀值进行比较， 并将比较的 信息传送至控制单元处理 ； 0020 步骤 3 ： 控制单元当检测到所述电压信号低于基准阀值的信息时， 控制单元使旁 路二极管组件与电池板的正负两端相连， 否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的 连接 ； 0021 进一步， 所述步骤 2 中由基准单元将基准阀值传输至迟滞比较器。
16、中。 0022 进一步， 还包括如下步骤， 步骤 4 ： 当整个电路装置的电压低于设定的电压值时， 稳压单元控制电源切断整个电路装置的连接。 0023 本发明的有益效果是 ： 能够自动识别光伏电池板组件热斑效应， 降低光伏发电系 统的无功损耗， 将电池板发出来的电能发挥到最大， 且避免因二极管受到雷击等原因的破 说 明 书 CN 104009713 A 4 3/4 页 5 坏而造成整个光伏发电系统的效率下降， 保证了光伏发电系统的稳定运行， 实现了智能化 的控制， 同等条件下的光伏发电系统， 运用本发明装置的发电系统装机容量远远大于没有 运用本发明装置的系统， 且运行后的维护成本更低。 附图说。
17、明 0024 图 1 为本发明一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的模块结构示 意图 ； 0025 图 2 为本发明一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法的 一个实施例的方法流程图。 0026 附图中， 各标号所代表的部件列表如下 ： 0027 1、 电池板， 2、 旁路二极管组件， 3、 取样传感器， 4、 基准单元， 5、 迟滞比较器， 6、 控制 单元， 7、 稳压单元。 具体实施方式 0028 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述， 所举实例只用于解释本发明， 并 非用于限定本发明的范围。 0029 如图 1 所示， 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路。
18、装置， 所述光伏电池 板组件包括电池板 1 和并联在电池板 1 两端的旁路二极管组件 2， 所述电池板 1 的与电源 连接 ； 所述电池板 1 包括多组相互并联的电池串， 旁路二极管组件 2 包括有多个旁路二极 管， 每个旁路二极管并联在每个电池串上， 所述旁路二极管的负极连接电池串的正极， 还包 括取样传感器 3、 迟滞比较器 5 和控制单元 6， 0030 所述取样传感器 3， 其第一输入端连接所述电池板 1， 输出端连接所述迟滞比较器 5， 用于其将所述电池板 1 与旁路二极管组件 2 的形成回路的电流信号转变为直流电压信 号， 并传送至所述迟滞比较器 5 中 ； 其第二输入端连接至所述。
19、电源的负极， 用于接收电源供 电 ； 0031 所述迟滞比较器 5， 其第一输入端连接所述取样传感器 3 的输出端， 且迟滞比较器 5的输出端连接所述控制单元6， 用于对所述取样传感器3传来的所述直流电压信号与基准 阀值进行比较， 并将比较的信息传送至所述控制单元 6 ； 0032 所述控制单元 6， 其输入端连接所述迟滞比较器 5， 输出端连接至所述电池板 1 与 旁路二极管组件 2 形成的回路上， 用于控制旁路二极管组件 2 与电池板 1 的接通与断开， 当 检测到所述直流电压信号低于所述基准阀值的信息时， 所述控制单元 6 使旁路二极管组件 2 与电池板 1 的正负两端相连， 否则断开旁。
20、路二极管组件 2 与电池板 1 的正负两端的连接。 0033 所述电路装置还包括一个用于提供基准阈值的基准单元 4， 所述基准单元 4 其输 出端连接所述迟滞比较器 5 的第二输入端， 用于提供基准阀值并传输至所述迟滞比较器 5 中 ； 0034 还包括稳压单元 7， 所述稳压单元 7 的输入端与所述电源连接， 第一输出端、 第二 输出端、 第三输出端和第四输出端分别连接所述电路装置的取样传感器、 迟滞比较器、 控制 单元和基准单元， 用于为整个电路装置提供稳定的直流电压， 当整个电路装置的直流电压 低于设定的电压值时， 稳压单元 7 控制电源切断整个电路装置的连接。 说 明 书 CN 104。
21、009713 A 5 4/4 页 6 0035 当光伏电池板组件无光照时会出现无电压输出或输出电压过低的情况， 为了保证 整个电路装置的正常工作， 设定整个电路装置工作电压的下限值， 其取值范围在912V之 间， 而最高电压就是电池板受到强光照时以最大功率输出的电压， 由于有了稳压单元， 最高 电压也会被控制在有效的工作电压范围内。 0036 如图 2 所示， 一种自动识别光伏电池板组件热斑效应的电路装置的控制方法， 包 括 ： 0037 步骤 1 ： 取样传感器从所述电池板与旁路二极管组件所形成的回路上获取电流信 号， 并将该电流信号转变为直流电压信号， 并传送至迟滞比较器中 ； 0038 。
22、步骤 2 ： 迟滞比较器将传送来的直流电压信号与基准单元传送来的基准阀值进行 比较， 并将比较的信息传送至控制单元处理 ； 0039 步骤 3 ： 控制单元当检测到所述电压信号低于基准阀值的信息时， 控制单元使旁 路二极管组件与电池板的正负两端相连， 否则断开旁路二极管组件与电池板的正负两端的 连接 ； 0040 步骤 4 ： 当整个电路装置的直流电压低于设定的电压值时， 稳压单元控制电源切 断整个电路装置的连接。 0041 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104009713 A 6 1/2 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 104009713 A 7 2/2 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 104009713 A 8 。