[发明专利]一种基于微处理器的防止光伏组件热斑效应的光伏系统

说明书

本发明提供了一种基于微处理器的防止光伏组件热斑效应的光伏系统，包括串联的多个光伏组件，每个光伏组件包括多个光伏电池单元；电压检测器，连接各个光伏组件的两端，用于采集各个光伏组件的电压值；可控开关，连接该多个光伏组件；以及控制装置，连接该电压检测器和可控开关，且根据各个电压值控制该可控开关的状态，从而决定该多个光伏组件是否接入该光伏系统。该光伏系统可以有效的保护光伏组件中的光伏电池单元在使用周期内不会因为热斑效应而损坏。

技术领域

本发明主要涉及太阳能领域，尤其涉及一种基于微处理器的防止光伏组件热斑效应的光伏系统。

背景技术

光伏组件，也叫太阳能电池板，是太阳能发电系统中的核心部分。光伏组件的作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。图1所示为常见的光伏组件结构示意图。通常，光伏组件是由单片的太阳能电池片11先串联再并联而获得。

然而，在一定的条件下，一部分太阳能电池片11被遮挡不能受到光照，这部分被遮挡的太阳能电池片11在串联支路中将被当作负载，消耗其他被光照的太阳能电池片11所产生的能量，被遮挡的太阳能电池片11此时将会发热，这就是光伏组件的热斑效应。热斑效应不仅会消耗有光照的太阳能电池片11所产生的部分或全部能量，降低光伏组件的输出功率，严重的将会永久破坏光伏组件，甚至烧毁包括光伏组件及其控制组件在内的光伏系统。

为了防止热斑效应所带来的损害，目前采取的措施是在光伏组件的正负极间并联一个旁路二极管12。当电池正常工作时，旁路二极管12承受反向电压，处于反向截止状态。当串联支路中有太阳能电池片11被遮挡时，其他的太阳能电池片11促其反偏成为大电阻，此时旁路二极管导通，起到分流的作用，从而避免有光照的太阳能电池片11所产生的能量被受遮挡的太阳能电池片11全部消耗，同时避免被遮挡的太阳能电池片11过热而受损害。为了实现有效的保护，原则上应该为每一个太阳能电池片11并联一个旁路二极管12，以便更好保护并减少在非正常状态下无效电池片的数量。但是，因为旁路二极管12价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，以60片太阳能电池片11封装成的光伏组件为例，目前是为每20个太阳能电池片11并联一个旁路二极管12，如图1所示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于微处理器的防止光伏组件热斑效应的光伏系统，该光伏系统可以有效的保护光伏组件中的光伏电池单元在使用周期内不会因为热斑效应而损坏。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微处理器的防止光伏组件热斑效应的光伏系统，包括：串联的多个光伏组件，每个光伏组件包括多个光伏电池单元；电压检测器，连接各个光伏组件的两端，用于采集各个光伏组件的电压值；可控开关，连接所述多个光伏组件；以及控制装置，连接所述电压检测器和所述可控开关，且根据各个电压值控制所述可控开关的状态，从而决定所述多个光伏组件是否接入所述光伏系统。

在本发明的一实施例中，所述可控开关包括串联在所述多个光伏组件两端的第一开关和第二开关。

在本发明的一实施例中，所述可控开关包括多个开关组，每个开关组包括串联在每个光伏组件两端的第一、第二开关和并联在每个光伏组件两端的第三开关。

在本发明的一实施例中，所述控制装置包括：微处理器，连接所述电压检测器，根据各个电压值确定多个控制信号；数模转换器，连接所述微处理器，用于转换所述多个控制信号；驱动器，连接所述数模转换器和所述可控开关，用于根据所述多个控制信号产生多个驱动信号且输出至所述可控开关。

在本发明的一实施例中，所述微处理器配置为：计算所述多个光伏组件的平均电压；计算所述多个光伏组件的最小电压与平均电压的差值；以及当所述差值大于阈值时，决定所述多个光伏组件或者所述最小电压的光伏组件停止接入所述光伏系统。