[发明专利]一种光伏发电效率管理智能优化器

说明书

本发明提出一种光伏发电效率管理智能优化器，其包括盒体、控制电路板、盒盖以及电缆线，所述控制电路板设置在盒体内，控制电路板上包括MPPT控制模块、组件断开/重复连接开关控制模块、太阳电池组件汇流条连接区以及电缆线连接区。太阳电池组件汇流条是直接与所述汇流条连接区焊接连接，相邻汇流条连接区之间设置有作为旁路元件的MOS管。本发明的光伏发电效率管理智能优化器，通过对每个光伏组件进行MPPT控制实现发电效率进的优化，提高了系统的发电量；在无需外部通讯的情况下自动实现光伏组件的断开连接/重新连接并保持光伏组件串智能管理系统的完整性；集成了光伏接线盒旁路功能并采用MOSFET作为旁路元件，可靠性更高、温升低且损耗更小。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别涉及一种光伏发电效率管理职能优化器。

背景技术

随着全球气候变化以及环境污染问题的日益严峻，绿色可再生能源产业最近十年来得到了快速发展。太阳能是一种可再生资源，利用光生伏特效应进行发电的太阳电池技术备受世人关注。太阳电池是由能产生光伏效应的材料，如硅、砷化镓、铟硒铜等材料制成，可以将光能转化成电能。目前，由多片太阳电池组合而成的光伏组件被大量使用用于建设各种光伏发电系统，或用于作为建筑物幕墙来建成节能环保型建筑。

光伏发电系统是由多个电池组件组成的电池组件串并联而形成的组件阵列，每个电池组件中都包括串联的多个电池片。在一个光伏系统中，各个太阳电池组件的参数并不完全相同，受到的太阳辐射条件也会不同，比如，组件表面的不同程度的脏污、各种原因造成的局部阴影、组件朝向等，这些会造成光伏系统中各个太阳电池组件的实际发电量不相同，也即，并联的各个太阳电池组件串的实际输出功率与理论上的最大输出功率是有差异的。光伏系统的实际发电量与系统效率有很直接的关系，理论上，光伏系统的发电效率一般在80％左右，而根据实际的统计数据，即使在光照辐射条件较好的西部地区，光伏系统的平均系统效率仅为74％。

为了解决这个问题，目前应用最广泛的是在光伏发电系统中使用最大功率点跟踪(MPPT)电路。通常的MPPT控制电路和逆变器一体安装在逆变器机箱内，通过MPPT控制电路对整个光伏系统的输出功率进行调整或者针对系统中的每个电池组件串连接一个MPPT控制电路来对每个电池组件串的输出功率进行调整；在前一种方式中，只要各个组件串的输出之间存在差异，组串之间就会互相影响，输出电压就会被限制在一个较低的数值上(木桶效应)，造成能量的损失，组串的差异越大，这种能量损失就越大；另外，严重的组串之间的差异性会造成局部热斑，影响系统的整体可靠性；而在后一种方式中，MPPT控制电路也仅能针每一个组件串进行最大输出功率调整，无法真正优化每一个组件的输出功率。

另外，在实际使用中，每一个光伏组件都需要使用光伏组件接线盒将光伏组件产生的电能引出与外部的负载或与其他的光伏组件连接形成组件串。因此，光伏组件接线盒是光伏组件构建各种发电系统的关键部件。在接线盒中一般要使用保护组件的肖特基旁路二极管，二极管是个发热器件，损耗大，可靠性不是特别好，影响接线盒的使用寿命。

另外，在现有的光伏系统中，还要着重考虑系统的安全性，避免由于光伏系统中个别的组件出现问题引起火灾，目前一般是在光伏发电系统的汇流箱中设置监控系统，当发生火灾时将整个光伏发电系统的输出关闭避免损失扩大，如此，整个发电系统都会停止工作；对关伏系统进行维护时同样如此，必须将整个系统停止工作进行维护。如此又会造成系统的浪费。

发明内容

针对目前光伏发电系统使用中的问题，本发明提出一种光伏发电效率管理职能优化器，其可以针对每个太阳电池组件设置一个MPPT控制电路，并将其与接线盒设计为一体，通过对每个组件的发电功率的优化来为达到提升整个光伏系统的发电效率；另外，其可以在电池组件串中的某一个组件发生问题时自动将其从组件串中隔离。

为达到本发明的目的，本发明的一种光伏发电效率管理智能优化器包括盒体、控制电路板、盒盖以及电缆线，所述控制电路板设置在盒体内，控制电路板上包括MPPT控制模块、太阳电池组件汇流条连接区以及电缆线连接区。