[发明专利]用于限制光伏串的开路电压的电路和方法

说明书

本申请是基于申请日为2012年12月11日、申请号为201280063660.3(国际申请号为PCT/US2012/068973)、发明创造名称为“用于限制光伏串的开路电压的电路和方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本文所述主题的实施例整体涉及太阳能电池。更具体地讲，所述主题的实施例涉及光伏串。

背景技术

太阳能电池是一种人们熟知的用于将太阳辐射转换为电能的装置，其可以包括P型扩散区和N型扩散区。冲击在太阳能电池上的太阳辐射产生迁移至扩散区的电子和空穴，从而在扩散区之间形成电压差。扩散区电连接到相应的端子，以允许外部电路连接到太阳能电池并由太阳能电池供电。太阳能电池的正端子电连接到P型扩散区，而太阳能电池的负端子电连接到N型扩散区。

太阳能电池可以串联地电连接以形成光伏串。光伏串可以包括若干太阳能电池和/或光伏组件，其中每个光伏组件包括安装在同一框架上的太阳能电池。在光伏串中，一个太阳能电池的正端子电连接到另一个太阳能电池的负端子，另一个太阳能电池的正端子电连接到又一个太阳能电池的负端子，以此类推。光伏串的输出电压取决于光伏串中太阳能电池的数量。

发明内容

在一个实施例中，光伏串包括：(a)多个串联连接的太阳能电池；(b)位于光伏串的两端的正极引线和负极引线，所述多个串联连接的太阳能电池的一端连接到正极引线，而所述多个串联连接的太阳能电池的另一端连接到负极引线；以及(c)跨接在所述多个串联连接的太阳能电池两端的开路电压限制器，该开路电压限制器具有连接到负极引线的正端子和连接到正极引线的负端子，该开路电压限制器具有用于使电流沿着一个方向流过开路电压限制器的低于光伏串的开路电压的限制器电压，并允许电流沿着另一个方向流过开路电压限制器。

在另一个实施例中，光伏串包括：多个串联连接的太阳能电池和跨接在所述多个串联连接的太阳能电池中的第一组太阳能电池两端的第一开路电压限制器，该第一开路电压限制器具有用于使电流沿着一个方向流过第一开路电压限制器的低于第一组太阳能电池的最大电压的第一限制器电压，并具有用于使电流沿着另一个方向流过第一开路电压限制器的第一正旁路电压。光伏串还可以包括跨接在所述多个串联连接的太阳能电池中的第二组太阳能电池两端的第二开路电压限制器，该第二开路电压限制器具有用于使电流沿着一个方向流过第二开路电压限制器的低于第二组太阳能电池的最大电压的第二限制器电压，并具有用于使电流沿着另一个方向流过第二开路电压限制器的第二正旁路电压。

在另一个实施例中，操作光伏串的方法包括提供跨接在光伏串的第一组串联连接的太阳能电池两端的第一开路电压限制器。将第一组串联连接的太阳能电池两端的最大电压限制为第一开路电压限制器两端的第一限制器电压，所述第一限制器电压用于使电流沿着第一方向流过第一开路电压限制器。允许电流沿着与第一方向相反的第二方向流过第一开路电压限制器。

本领域的普通技术人员在阅读包括附图和权利要求书的本公开全文之后，本发明的这些和其他特征对于他们而言将是显而易见的。

附图说明

当结合以下附图考虑时，通过参见具体实施方式和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。

图1示出了根据本发明实施例的光伏串的示意图。

图2示出了根据本发明实施例的图1的开路电压限制器的理想I-V曲线。

图3示意性地示出了具有根据本发明实施例的图1的光伏串的光伏系统的部件。

图4示出了根据本发明另一个实施例的光伏串的示意图。

图5示出了在一个实验中若干不同齐纳二极管的I-V曲线。

图6示出了在一个实验中光伏串的示例性I-V曲线和功率-电压曲线。

图7示出了根据本发明另一个实施例的光伏串的示意图。

图8示出了根据本发明另一个实施例的光伏串的示意图。

图9示出了根据本发明另一个实施例的光伏串的示意图。

图10示出了根据本发明另一个实施例的开路电压限制器。

图11示出了根据本发明另一个实施例的开路电压限制器。

图12示出了根据本发明另一个实施例的开路电压限制器。

具体实施方式