[发明专利]检测太阳能电池失效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池失效的方法，尤其涉及一种检测太阳能电池失效的方法。

背景技术

能源是人类社会存在和发展的重要物质基础。目前，占据能源结构主体位置的仍然是煤炭、石油和天然气等不可再生的资源，在生产和消费的过程中有大量污染物排放，造成生态和环境的破坏。太阳光能不仅资源无限，而且清洁干净，作为新能源和可再生能源家族的重要成员之一，越来越受到广泛关注。

当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化，从而产生电动势和电流，这种现象称为光生伏打效应，简称光伏效应。太阳能电池是一种利用光伏效应将太阳光能转化成电能的器件，当太阳光照射到半导体表面时，在P-N结区两边会形成电子区和空穴区，电子在N区集合，空穴在P区集合，就像一个壁垒层和驻极体将正负两种电荷分开，光照越强，温度越高，电荷积累的数量越大，也就使两端积累的电能越多。如果在结的两侧引出电极并加上负载电阻，便有电流通过它，从而把能量传递给负载电阻。当无光照时，太阳能电池正负极之间没有光电动势产生；当有光照时，正负极之间将产生光电动势，此时，若将正负极之间开路，则获得开路电压。开路电压先随着光强的增大而增大，直至接受的太阳光强度达到一定量时，基本上就维持不变了。

太阳能发电系统一般由太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵、太阳能电源控制装置和蓄电池组构成。太阳能电池方阵在晴朗的白天把太阳光能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，则由蓄电池给负载供电。对于太阳能电池方阵而言，应按照用户的要求和负载的用电量及技术条件确定太阳能电池组件的串并联数。蓄电池的容量决定其最大充电电流，该数值再结合负载电流，可决定太阳能电池并联数。

随着技术的不断发展、完善，太阳能发电系统逐渐被运用于交通、通信、农牧林，以及国防等领域，甚至在偏远地区，还通过建设太阳能供电基站满足当地的电力需求。在普及太阳能发电系统的过程中，对系统的日常维护：包括及时了解太阳能发电系统的太阳能电池组件失效状况，并进行必要的控制干预成为该技术领域急需解决的问题。

目前，检测太阳能发电系统中太阳能电池组件是否失效的方法有：

1、在每一太阳能电池组件上安装有机械的限位开关，当太阳能电池被移开后，限位开关的状态发生改变，控制器检测到此信号后发出太阳能电池组件丢失告警；

2、在每一太阳能电池组件上加装无线电信号的收发装置与控制器通讯，当太阳能电池与控制器间的距离超过一定范围时，控制器发出太阳能电池组件丢失告警。

然而，以上这些方法都需要在太阳能电池组件上安装一定的附加检测装置，增加了系统成本及施工和维护的工作量。因此，如何经济有效地检测出太阳能电池是否失效，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测太阳能电池失效的方法，以解决现有投切式太阳能发电系统需要通过安装附加装置才能实现太阳能电池组失效检测的问题。

为了达到上述目的，在本发明的检测太阳能电池失效的方法中，投切式太阳能发电系统包括蓄电池组、由多个太阳能电池构成的太阳能电池组、以及太阳能电源控制模块，所述太阳能电源控制模块包括用于读取每一太阳能电池两端电压的电压检测电路、微处理器以及受所述为处理器控制的受控单元，所述受控单元用于控制每一太阳能电池与负载线路之间通断。所述检测太阳能电池失效的方法包括如下步骤：

1)在所述微处理器内预先设置读取所述电压检测电路检测到的每一太阳能电池两端开路电压的时间间隔、比较时间值、电池电压的上限值与下限值；

2)所述微处理器按照设置的时间间隔定时判断各太阳能电池与负载线路之间通断状况，以读取各太阳能电池两端的开路电压，其中，当一太阳能电池与负载线路之间处于连通状态时，所述微处理器控制所述受控单元使所述太阳能电池与负载断开，然后读取所述电压检测电路检测到的所述太阳能电池两端开路电压，并记录每一次读取的时间，并于读取到开路电压后控制所述受控单元恢复连通状态；

3)所述微处理器判断同一时刻所读取的各开路电压是否一部分大于或等于所述上限值，且另一部分小于所述下限值，若是，则可判断出小于所述下限值的各开路电压所对应的各太阳能电池失效；

4)所述微处理器判断同一时刻所读取的各开路电压是否都小于所述下限值，若是，则记录所述同一时刻所对应的时间为第一时间，所述微处理器等待读取到下一时刻的各开路电压后，继续进行判断，若读取到下一时刻的各开路电压仍都小于所述下限值，则进一步判断所述下一时刻所对应的时间超过所述第一时间的时间长度是否已达到了所述比较时间值，若是，则判断出所有太阳能电池都已失效。