[实用新型]一种子串级光伏发电效率管理智能优化器

说明书

本实用新型提供一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，包括盒体、控制电路板、盒盖和电缆线，控制电路板设于所述盒体内，其上设有MPPT控制模块、DC/DC变换器、智能旁路二极管、子串级汇流条连接区以及电缆连接区；智能优化器与光伏组件中的每个电池组子串连接。本实用新型可实现子串级发电效率优化，独立进行MPPT，消除最小板间性能失配问题，提高光伏系统发电能力；采用智能旁路二极管替代传统旁路二极管，达到更小的温升和更低的功耗，提高光伏系统可靠性；导电体的U型结构及中间缺口设计，既方便观察电缆线的铆接情况，又方便进行额外焊锡，使铆接处受力均匀，增加电缆线连接牢固度。

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种子串级光伏发电效率管理智能优化器。

背景技术

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，Maximum Power Point Tracking)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甚至每个组件中的单个电池串的输出功率。

另外，当光伏系统某些单元被遮蔽时，被遮蔽单元会因为反向偏置单元功耗过大而呈现为过热点，目前使用传统的P-N结二极管或肖特基二极管作为旁路元件来缓解这一问题。遗憾的是，此类二极管的正向电压仍偏高（普通二极管约为0.6V，肖特基二极管为0.4V），功耗很高，且会导致二极管所在接线盒的内部温度升高，降低模块可靠性。

国内外市面上的大多数高功率组件，多以常规的旁路性能为主的单体、三分体接线盒。随着光伏组件技术的快速更新换代，高功率双面双玻组件、高功率单面组件、叠瓦组件等新型组件成为市场主流产品。在此背景下，对接线盒端的研发创新提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，替代单板MPPT接线盒，实现子串级优化，消除最小板件性能失配问题，大大提升光伏组件的发电能力。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，所述的智能优化器包括盒体、控制电路板、导电体以及盒盖，所述控制电路板设于所述盒体内，所述控制电路板上设有MPPT控制模块、DC/DC变换器、智能旁路二极管、子串级汇流条连接区以及电缆连接区；所述的光伏发电效率管理智能优化器与光伏组件中的每个电池组子串连接；所述MPPT控制模块控制DC/DC变换器使光伏组件中的电池组子串提供最大发电功率；所述智能旁路二极管包括内置FET管， FET驱动器模块以及驱动FET为旁路电流通过提供电阻路径的电荷泵；所述子串级汇流条连接区与光伏组件子串汇流条连接；所述导电体的一端与所述控制电路板连接，另一端与电缆线连接固定。