[实用新型]负压储能续流模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏电池旁路器模块，尤其是一种负压储能续流模块，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

已经竣工的光伏发电系统中，随着时间的推移以及外界环境的变化，会导致光伏组串内部出现失衡。如光伏组串中，因一块光伏组件被阴影或树叶或鸟粪遮蔽及或老化，会导致整个光伏组串的发电能力大幅下。

现有光伏发电系统的单相、三相并网逆变器最大功率电压跟踪范围分别为220VDC-380VDC和450VDC-820VDC，因此决定了光伏组件不能单块接入系统使用，需由若干块光伏组件串联而成，即组成一个符合逆变器接入条件要求的光伏组串。光伏组串由1、2…、N-1、N，共计N块光伏组件串联。光伏组串的电压是这些光伏组件电压的总和，即U总＝U1+U2+…+UN-1+UN；光伏组串的电流与这些光伏组件的电流相等，即I总＝I1＝I2＝…＝IN-1＝IN。不难看出，光伏组串输出电流由其中给出电流最小的光伏组件来决定。

例如，一个250kWP的光伏并网电站，采用1000块250WP的单晶硅光伏组件、1台SG250K3并网逆变器，根据逆变器的MPPT最大功率跟踪点工作电压范围(450V～820V)，每个光伏串列按20块光伏组件串联设计，250kW的光伏并网电站总共50个电池串列。假若某个光伏串列中有1块光伏组件，被阴影或树叶或鸟粪遮蔽，工作电流由7.13A下降至2.13A。光伏组串的功率会由5000WP下降至1495WP，会导致整个光伏组串的发电能力下降大约70％。

失效光伏组件的两端呈现反向的系统总电压。这70％的电能在各光伏组件上即产生大量热能。时间长了在这种情况下脆弱的末被遮蔽光伏组件也会产生热斑。如果光伏组串因阴影或树叶或鸟粪遮蔽失效而失去发电能力，受故光伏组件将变成由RS+RSO组成的电阻。这时系统阵列电流将反向通过这只电阻，局部产生高温，受故电池板将会出现热斑，发电能力和效率下降，严重的会使电池硅片爆裂失效。如果阴影现象消除，出现热斑的电池却永久受伤从此发电效率下降，最终这块失效的光伏组件就会被报废。

目前解决的方法是将系统分成若干跨度(越密越好，但成本增加)，每个跨度电压约9-15V左右，一旦某跨度中有阴影现象出现就将其整个跨度电池用一只负压识别二极管短路，防止过大的反向电流流过RS+RSO，另外保障整个系统继续工作不受太大影响。

实际应用时仍会出现用不了几年发电量还是下降的情况，因为简单采用价廉负压识别二极管作为阴影旁路装置并不理想。负压识别二极管虽有短路作用，但内阻较大，仍有反向电流分流通过RS1+RSO。并且负压识别二极管在短路期间存在着0.7-1V的电压降，这意味着需承担(0.7-1V)×I系统电流的功耗发热，如果发热损耗时间稍长严重的会使接线盒烧变形。发热的负压识别二极管(尤其使用的是肖特基负压识别二极管)会击穿，在阴影恢复后仍会短路正常发电电流而失电。发电量愈大出现的几率愈高。

总之，局部电池出现阴影现象和热斑，不是局部小问题，而是影响整个系统发电量的大问题。用负压识别二极管作为阴影旁路只能是权宜措施。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种内阻低、热耗小、性能可靠的负压储能续流模块，从而彻底杜绝热斑发生，保障光伏电池板长寿命，使之始终能夠最大功率输出。

为了达到上述目的，本实用新型的负压储能续流模块包括两级以上负压驱动续流控制电路单元，所述负压驱动续流控制电路单元包括一对MOS管，所述一对MOS管的栅极和源极分别相对连接，所述一对MOS管的漏极之间通过负压识别二极管和储能电容相连接，所述负压识别二极管的正极引出低电位端，所述负压识别二极管的负极经储能电容后引出高电位端，所述负压识别二极管和储能电容之间还引线通过电压检测芯片接所述一对MOS管的栅极连接处，所述两级以上负压驱动续流控制电路单元以前一级低电位端作为后一级高电位端的方式分别接串联光伏电池组中对应电池单元的高电位端和低电位端。

工作时，当某一负压驱动续流控制电路单元对应的电池单元出现异常的反向电压时，此负压驱动续流控制电路单元的一对MOS管将导通，从而起到负压续流作用，避免影响整个光伏发电系统。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一个实施例的电路原理图。

图2为图1实施例的电路模块立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一