[发明专利]太阳电池汇流的控制保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池汇流保护领域，特别涉及太阳电池汇流的控制保护装置。

背景技术

今天，传统化石能源生产方式与生态环境的矛盾日益激化，促使世界各国正纷纷致力于寻找新的能源。在某种意义上说，谁掌握了未来的能源，谁就掌握了未来世界的发展方向。太阳能和风能是大自然赐给人类的可再生清洁能源，具有储量的“无限性”、存在的普遍性和利用的清洁性等特点。

太阳的放射功率大约是1.6×10²³KW，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×10¹³千亿吨。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。相对于其它能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。太阳能开发利用时几乎不产生任何污染，同时其利用也具经济性。

现在太阳电池行业正在飞速的发展，电站的规模也在扩大，尤其是现在薄膜电池行业的兴起，薄膜电池的特点是高电压小电流，这就使电站在同样功率的前提下有更多的并联组数才能达到要求。因此汇流保护装置的作用也越来越重要。但是现在一般都是简单的组建直接连接到一起，对电站没有很好的保护，容易造成组建的损害，甚至引起火灾。本设计由防电流反充、过流电流保护、电流监测、负载保护控制四部分组成，为系统提供了全方位的保护。

发明内容

本发明的目的，是为了给太阳电池方阵提供完整地保护，必要时为负载提供保护。现在提供一种结构简单、安装方便的保护装置。本装置是由多根电缆输入汇流后由一根电缆输出，从而节约电缆降低了成本。在电站的正常运行中本装置可以降低电站的维护成本。当方阵出现故障时还可以根据监测系统提供的信息方便地发现故障的位置，可以迅速的排除故障。

通过根据本发明的方法以简单的方式并且只利用一个附加的装置就可以直接避免各串电池组件之间的相互充电并实现对各串电池组件的过流保护及时时监测工作。

本发明包括防反充、过流电流保护、电流监测、负载保护控制四部分。保护装置的各部分组成是分别独立的，可以任意的组合使用。

防反冲电路的主要作用是多组电池并联工作时，每一路太阳电池方阵均接有防反充器件。其中一组或多组太阳电池出现异常(如出现遮挡情况等)不能正常工作时防止其他的太阳电池对它们进行充电，保护电池板不被损坏。

过流保护电路的主要工作就是：每一路太阳电池方阵均接有过流保护元件，当某一串或多串组件由于某种原因(如聚光等)产生的电流过大，保护电路切断电路防止组件损坏，当条件恢复正常后再正常工作。

电流监测电路的主要功能是：用于监控每一路太阳电池方阵输出的电流及电压。对各串电池组件进行实时的监测，可以方便的了解电站的运行情况，当监测电路监测到某一路太阳电池方阵其输出的电流或电压与其它几路太阳电池方阵输出的电流或电压的差别超过了设定的范围(可以根据情况自由设定如各路的偏差小于5％)，此时由控制器发出信号指令，指挥控制开关对该路存在异常情况的太阳电池方阵进行关断操作，并做出提示。因此电站出现故障时可以迅速地发现故障的位置，从而可以降低电站的维修难度，增加电站正常运营时间。

负载保护控制包括控制器、控制开关等部件，每一路太阳电池方阵配备一个控制开关，若干个控制开关由一个控制器来控制。负载保护控制功能是在特定的条件下才能发挥其作用的部件。因为当电站并网运行时，电网可以认为是无限的负载不会发生过载情况，这部分电路不必选用；如果是离网系统或者只是并在自己的内网而不向整个电网供电时，电站的输出功率远大于负载消耗的功率这种情况。这时我们控制电路监测逆变器的输出的电压或频率发生细微的变化，从而决定是否通过控制开关切除一部分电站组件达到保护负载的作用。即控制器可以监测负载的用电需求，当负载用电量低于若干太阳电池方阵的总发电量时，由该控制器判断是否断开其中一路或几路太阳电池方阵，以保护负载的安全运行。

本装置主要实现方阵的汇流工作，可以提供太阳能电池的完整的保护功能还可以减少电站的布线作业降低成本。由于本装置的监测系统还可以对方阵的运行实施时时监测，能及时发现组件运行的情况降低了系统的运行维护成本。本装置为电池方阵提供全方位的保护，特别适合在大型太阳电站系统及薄膜电池电站使用。

附图说明

图1为本发明在电站中应用的示意图；

图2为本发明的结构示意图。

其中：