[发明专利]集成AC模块接地系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及光伏(PV)系统以及更具体地涉及实现PV ac模块的系统的内部模块dc接地的系统以及方法。

背景技术

在美国几乎所有的电力系统被接地以减轻电火花、线路波动、或者与高压线路无心地接触的影响。大部分PV系统包括带有金属框架以及金属安置架的模块，金属框架以及金属安置架位于暴露的位置，如屋顶，在屋顶它们遭受雷击，或者位于高压传输线路附近，当疾风等等发生的情况下，高压传输线路能与PV阵列发生接触。

在典型PV阵列中的模块具有铝框架，其经常被阳极化。具有与草案2010-NEC规范相同要求且规定PV系统的安装的2008-NEC规范要求暴露的金属表面接地。存在对尤其能产生如600伏特高的电压的dc模块串必须满足的专门的dc配线以及接地要求。在PV层压板的绝缘材料中的故障可允许框架被加电至高达600V dc。

PV系统的安装工被要求将每个模块框架按NEC规范以及UL标准1703接地。必须使用重铜线(如，至少#10规格)以及能切入框架的10-32螺钉来满足内部模块接地。甚至对具有阳极化表面的框架要求额外的保证。在这样例子中的垫片/连接器被用于切入金属框架并且提供最好的电接触。这些过程要求用于安装的额外部件并且要求相当大水平的努力以安装安置支架以及接地线。

接地连续性也必须按照NEC规范来解决。最老的NEC要求必须首先制作接地连接以及最后切断接地连接。并不是所有的安装遵循该实践。电路导体应当在没有适当的完全接地的情况下绝不连接。GFI在该情况下不能防止电击。

图1图示本领域内已知的被配置成生成所希望的dc输出电压的PV dc-电压模块10的系统。PV dc-电压模块10的系统是能够生成高达600V dc的串联构造。因而，在PV层压板的绝缘材料中的故障可允许对应的框架被加电至高达600V dc。按本文所述，PV系统的安装工被要求按照NEC规范以及UL标准1703将每个模块框架12接地。这样的框架到框架的接地典型地使用能切入框架的10-32螺钉以及重规格铜线来完成。更进一步地，采用垫片/连接器以确保发生并且维持可靠的电接触，甚至是对于具有阳极化表面的框架是这样。

图2图示本领域内已知的被配置成生成所希望的dc输出电压的PV ac-电压模块20的系统。每个ac-电压模块22包括与其集成的dc-ac微逆变器24以生成所希望的ac输出电压。这种紧凑以及有效的微逆变器24以及其与个体dc-电压PV模块26的集成的可用性导致产生120V ac或者240V ac输出的ac模块22的商用实现。2005NEC规范部分960.6针对ac模块。因为所有的dc配线要求如今被认为是ac模块的组成部分且不易取得，在NEC规范中的dc要求不再适用并且安装被简化，因为不再需要提供物理的dc断开开关。

目前，采用微逆变器24的所有商用系统仍要求接地设备，意味着带有金属框架28以及金属安置系统的所有模块不得不通过低电阻路径与共同的大地连接。这样的内模块接地连接仍使用要求金属接头、接线片、穿透垫片、以及电线的使用的过程来进行。所有的这些方法要求传递式接地连接在安装的时候来进行并且通常要求有经验的电工在场。

考虑前述，提供用于实现对PV ac模块的内部模块dc接地、且不必使用金属接头、螺钉、接线片、穿透垫片、支架、电线以及类似物的系统以及方法将是有利的

发明内容

简要地，根据一个实施例，光伏(PV)接地系统包括：

多个dc-ac微逆变器，每个微逆变器包括相应的接地底架(chassisground)，其中每个微逆变器与对应的PV dc-电压模块配置在一起以提供包括金属外壳以及至少一个ac-电力连接器的ac-电压模块，每个ac-电力连接器包括dc-电压接地导体，其与对应的接地底架电连接；以及

框架结构，其包括金属接地框架，其配置成收纳多个ac-电压模块，使得多个ac-电力连接器一起经由多个dc-电压接地导体承载通过多个ac-电压模块从ac-电压模块到ac-电压模块的dc-电压接地连接。

根据另一实施例的光伏(PV)接地系统包括：

多个PV ac-电压模块，每个模块包括金属外壳以及至少一个ac-电力连接器，每个ac-电力连接器包括dc-电压接地导体；以及

框架结构，其包括金属接地框架，其配置成收纳多个PV ac-电压模块，使得多个ac-电力连接器一起经由多个dc-电压接地导体承载通过多个PV ac-电压模块从ac-电压模块到ac-电压模块的dc-电压接地连接。