[发明专利]一种基于超级电容的智能光伏组件

说明书

技术领域

本发明属于太阳能领域，具体涉及一种基于超级电容的智能光伏组件。

背景技术

光伏组件大多由多块光伏电池单体串联而成，而光伏组件又通过串并联的方式组成阵列以达到所需的电压及电流。光伏电池作为光伏发电系统的基本发电单元，在实际应用中易受树木、云层或者建筑物等阴影的影响，造成性能骤变，产生功率失配现象，甚至会引起热斑效应，损坏组件。对于功率失配现象，传统的补偿方法是在串联支路中每个光伏组件两端反并联一个旁路二极管，以提供电流流通的通道，可以使正常光伏组件的电流不受阴影组件的限制。虽然这种方法能在一定程度上提升组件的电流运行范围，但阴影组件没有得到有效利用，这样整个电路的功率提升也是十分有限的。

发明内容

本发明的目的是为了解决光伏阵列在实际运行中的功率失配问题。提供了一种在光伏组件两端并联超级电容以代替传统的反并联旁路二极管的光伏组件。考虑到阴影通常是由树叶、云层等短时遮蔽造成的，持续时间较短，当组件受到阴影影响时，组件并联的超级电容放电，维持串联支路电流恒定，如果超级电容补偿量足够大，组件电压将在短时间内维持恒定。因此可以解决由于失配而造成的热斑效应及对组件的可靠性、安全性带来影响的问题。

本发明涉及的技术方案是：一种基于超级电容的智能光伏组件，包括光伏组件（1），太阳能电池单体（2），接线盒（3），放电电阻（4），超级电容（5），其特征在于：所述接线盒（3）正负极之间串联若干光伏组件（1），所述光伏组件（1）由若干太阳能电池单体（2）串联组成，所述光伏组件（1）两端均并联一个放电电阻（4）和一个超级电容（5）。

作为进一步的，所述放电电阻（4）和超级电容（5）并联在光伏组件（1）的两端。

作为进一步的，所述光伏组件（1）串接在接线盒（3）正负两极。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：组件受阴影影响时，由于超级电容的电流补偿和稳压作用，光伏组件和电容的并联单元总输出电流并无改变，仍在最大功率电流附近，电压输出较为稳定，因此看出补偿电容可以在一段时间内维持光伏组件输出功率恒定，保证组件输出功率受阴影影响较小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是在不同光照下光伏电池标准I—V曲线。

图3是传统的反并联旁路二极管的光伏组件在阴影遮挡情况下的I—V曲线。

图4是本发明的抗功率失配的光伏组件在阴影遮挡情况下的I—V曲线。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，本发明的一种基于超级电容的智能光伏组件包括接线盒3，接线盒3的正负极之间串联若干光伏组件1，每个光伏组件1都是由若干太阳能电池单体2串联组成。每个光伏组件1均和超级电容5、放电电阻4并联，再与其它光伏组件串联。

如图2所示，光伏电池的最大短路电流与光照强度成正比，当光伏电池接受的光照强度降低时，最大电流将受到限制：当串联支路中某一块电池受到阴影影响导致光照强度降低时，整条支路的电流将会受到影响，支路中正常光照下的光伏电池也会受到很大影响，导致整个系统的输出功率下降，组件特性变坏，甚至形成热岛效应，损坏组件，这就是局部阴影导致的光伏组件功率失配现象。

如图3所示传统的反并联旁路二极管的光伏组件在阴影遮挡情况下会出现多峰现象，若组件工作在A处，则其被遮挡组件出现反偏，消耗功率造成电池温升，易产生热斑效应，对光伏组件的安全性带来威胁。

如图4所示并联超级电容的抗失配光伏组件在阴影遮挡情况下，短时间内电容的放电可以把阴影组件光伏电池电流补偿到正常组件电流，维持总电流不变，且其输出电压相对反并联旁路二极管组件要高很多，因此短时间内的运行特性曲线与不受阴影影响的组件相似。

以上对本发明的具体实施做出了详细的描述，但其只作为范例，本发明并不限于以上描述的具体实施例，凡以本发明申请范围所做出的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明专利涵盖范围之内。