[其他]光电池组的二极管旁路保护装置

说明书

本发明涉及的是一种光电池组，该光电池组是由许多单个光电池板组成的。特别地，本发明涉及一种光电池组的二极管旁路保护装置。这种二极管旁路保护电路由许多单个的二极管组成。经过精心设计，该装置中的这些二极管组相互串联地装在导电金属片上，并且各二极管都能分别与光电池组中的各光电池逐一相连接。

随着常规能源如煤、原油、天然气等价格的增长，人们的注意力已经转向如何有效地利用太阳能这方面来了。虽然，光电池技术已经有了很大的发展，但单位有效能源的成本仍然过高。如此高昂的成本主要是由于光电池部件的制造成本-其中首先是原材料和组装工时所耗费的成本、使用维护费用以及持续工作目可靠性还不高等因素造成的。

目前，光电池本身已经有了很大发展，事实上，非晶质太阳能电池的出现，例如非晶硅太阳能电池，已经大大降低了光电池材料的成本。有关非晶质太阳能电池发展的详细内容，可参阅美国专利4409605号以及其它有关文献。

尽管原材料成本有所下降，但是，整套光电池设备的成本仍然很高，这主要是由于光电池组生产组装过程中耗费工时多、使用维护费用高，以及持续使用的可靠性不高等因素造成的。

一个光电池组包括多个光电池或类似的发电器件，这些单个的光电池并联、串联或串并联等形式连接在一起，以产生所需要的输出电压或输出电流。当光电池组中所有的光电池都工作良好的时候，光电池组的输出就正好是各单个光电池输出的集合。然而，若一个或多个电池的输出下降，不管是暂时地还是永久地，整个电池组输也就背定会受到影响。例如，若有一个电池开路或输出电流减小了，那么与这个电池相串联的其它电池的输出就会因此而受到阻碍;同样，若有一个电池不能正常工作，例如东西遮住了光线，则该电池变成反向偏置而阻碍所有与之相串联的其它电池正常输出;还有，若某一电池仅仅是暂时被遮住，例如被树叶或是其它什么碎片暂时遮住了，而其余的电池仍然正常工作，这样就会在该电池两端形成电位差，该电池又处于反向偏置状态，其结果就可能是该电池永久性的损坏。

为了解决这个问题，旁路二极管被用于光电池组中。这些旁路二极管一般连在几列相互并联的光电池两端，与之相并联。当所有的电池都被充分照射并正常地产生能量时，旁路二极管反偏，电流经各电池流过。当流过某个电池的电流减小而该电池变为反偏时，与之并联的旁路二极管变为正偏而导通，电流则经旁路二极管流过，绕过了不能正常工作的光电池，从而防止该电池损坏。

从最理想的角度来说，每一个光电池或发电器件都应连上一个旁路二极管，但这样就很不经济了。此外，光电池组各电池的位置比较集中，接上相应的二极管之后，还得为这些二极管提供充分的散热条件。

因此，实际运用时一般比较合理的方法是使用一个旁路二极管为多个相互连接的电池或一个电池分组提供保护。这样可以降低电池组的生产成本，但也会使其性能受到不利的影响。其实，若某电池分组中某一电池的输出功率下降，那么这个电池分组，其中包括那些工作正常的电池，便会因旁路二极管的作用而与整个电池组系统隔离。结果就会是整个电池组的输出功率因某一个电池的失效而出现过多的下降。电池组也因此而需要修理，以使之恢复正常的工作状态。

除上述问题之外，旁路二极管与电池之间以及相邻的旁路二极管之间的连接必须考虑周全。实际上，这些连接要受到一些应力的影响，这些应力是机械负荷和温度周期性变化的产物。因此，在电池组的长期使用过程中，上述连接就可能因疲劳而失效，使电池组不得不需要修理。

虽然，随着技术的发展产生了一些引人注目的光电池装置，但还没有哪种光电池组中出现过廉价又可靠旁路保护装置-不管是旁路其中各单个电池还是旁路其中各电池组。也就是说，在满足生产制造经济可行和持续使用安全可靠两方面的前提下，还没有哪种光电池组中解决了各旁路二极管与相应的各光电池有效连接的问题。

根据本发明的基本原理，一个光电池组的二极管旁路保护装置由许多导电片组成。各导电片相互无触点地交搭在一起。二极管插入导电片交搭处并与其相连接。本发明给出了上述导电片与光电池组各发电器件相连接的装置。由于本发明是以提出的权利要求书而不是以说明书的详细内容来限定范围的，因此，在此只例出一种表现本发明原理的光电池组二极管旁路保护装置的最佳实施例，而其他各种具体实施方案和改进措施就不必列出了。

图1是一个二极管旁路保护装置的示例部分平面图，该装置为本发明的一个实施例;

图2是沿图1中2-2线所得的截面图;

图3是一个光电池组的平面图，该光电池组中装有具体实施本发明的二极管旁路装置。