專利名稱：一種光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種清潔安全、可再生的綠色能源，且取之不盡、用之不竭，越來越受到人們的青睞。但是太陽能發(fā)電站具有占地面積近百公頃，使用光伏組件數(shù)量數(shù)以萬計、太陽能發(fā)電站長達(dá)25年的使用期、運(yùn)行環(huán)境惡劣等一系列特點。光伏組件很容易出現(xiàn)故障，光伏組件故障不易被發(fā)現(xiàn)，需要逐一檢查組件，檢修成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有光伏組件出現(xiàn)故障時不 易被發(fā)現(xiàn)、檢修成本高的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，所述光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)包括
與多組光伏組件內(nèi)的電池片串并聯(lián)，用于保護(hù)電池片串的多組旁路二極管；
與多組光伏組件內(nèi)的電池片串及所述多組旁路二極管連接的電流采樣電路；
與多組光伏組件內(nèi)的電池片串連接的的多組電壓采樣電路；
與所述電流采樣電路和所述多組電壓采樣電路連接用于數(shù)據(jù)處理的MCU電路；
連接在所述MCU電路與光伏組件內(nèi)的電池片串之間的通信電路；以及 為系統(tǒng)供電的電源電路。進(jìn)一步地，所述旁路二極管分別與光伏組件內(nèi)對應(yīng)的電池片串并聯(lián)。進(jìn)一步地，所述電流采樣電路包括
連接在電池片串BTl與地之間的電阻Rl ;以及 連接在電池片串BTl與MCU電路的電流采樣端口之間的運(yùn)放。進(jìn)一步地，所述電壓采樣電路包括
分別連接在光伏組件內(nèi)對應(yīng)的電池片串BTl、電池片串BT2、電池片串BT3與地線之間的電阻R2、電阻R4、電阻R6。進(jìn)一步地，所述MCU電路由MCU及其外圍電路構(gòu)成。進(jìn)一步地，所述通信電路由通信集成電路及其外圍電路構(gòu)成。進(jìn)一步地，所述光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)還包括對電路進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)電路。進(jìn)一步地，所述保護(hù)電路包括
與電池片串并聯(lián)的第一級為壓敏電阻器RlO ；
與電池片串并聯(lián)的第二級瞬態(tài)抑制二極管TVS ;以及 串聯(lián)在電池片串與壓敏電阻器RlO之間的保險絲Fl。本發(fā)明所提供的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏組件的工作狀態(tài)，可以將光伏組件的工作狀態(tài)上傳至主機(jī)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時可以實時顯示，故障狀態(tài)可實施上傳并精準(zhǔn)定位，同時能夠有效避免故障擴(kuò)大，減少損失。


圖I是本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)電路原理 圖2是本發(fā)明實施例提供的通信電路的電路原理 圖3是本發(fā)明實施例提供的通信電路的通信結(jié)構(gòu) 圖4是本發(fā)明實施例提供的保護(hù)電路的電路原理圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)電路原理圖，為方便說明，僅示出與本發(fā)明實施例相關(guān)部分?！N光伏組件檢測系統(tǒng),包括
與多組光伏組件內(nèi)的電池片串連接的多組旁路二極管I ;
與多組光伏組件內(nèi)的電池片串及多組旁路二極管I連接的電流采樣電路2 ；
與多組光伏組件內(nèi)的電池片串連接的的多組電壓采樣電路3 ；
與電流采樣電路2和多組電壓采樣電路3連接的MCU電路4 ；
連接在MCU電路4與自光伏組件內(nèi)的電池片串之間的通信電路5 ;以及 為系統(tǒng)供電的電源電路6。MCU電路4通過電流采樣電路2和電壓采樣電路3實時監(jiān)測電路信息，并通過通信電路5將電路信息發(fā)送至主機(jī)；同時，電路監(jiān)測信息可以由MCU電路4的狀態(tài)指示燈顯示。旁路二極管D1、旁路二極管D2、旁路二極管D3分別與光伏組件內(nèi)對應(yīng)的電池片串BTI、電池片串BT2、電池片串BT3并聯(lián)，旁路二極管I用于防止太陽能電池在強(qiáng)光下由于遮擋造成其中一些因為得不到光照而成為負(fù)載產(chǎn)生嚴(yán)重發(fā)熱受損。電流采樣電路2用于對電路的電流進(jìn)行采樣，包括
連接在電池片串BTl與地之間的電阻Rl ;以及連接在電池片串BTl與MCU電路4的電流采樣端口之間的運(yùn)放UI。電壓采樣電路3用于對電路的電壓進(jìn)行采樣，包括
分別連接在光伏組件內(nèi)對應(yīng)的電池片串BTl、電池片串BT2、電池片串BT3與地線之間的電阻R2、電阻R4、電阻R6。MCU電路4為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，完成信號的識別、數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲、狀態(tài)判定、指令處理和顯示控制，由MCU及其外圍電路構(gòu)成。通信電路5完成MCU電路3和主機(jī)的通信連接，將通信信號轉(zhuǎn)換成適合在直流線路或其它傳輸通道上傳輸?shù)男盘?，由通信集成電路U2及其外圍電路構(gòu)成。圖2和圖3分別示示出了通信電路5的電路原理圖和通信結(jié)構(gòu)圖，為方便說明，僅不出與本發(fā)明實施例相關(guān)部分。當(dāng)MCU電路4需要與其它單元通信時將指令或數(shù)據(jù)寫入到通信集成電路U2的發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器，通信集成電路U2的TXA和TXAN端將產(chǎn)生FSK (頻移鍵控即利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息)編碼調(diào)制信號，信號通過耦合到波動的直流電路中，以此完成指令和數(shù)據(jù)的發(fā)送。同時，通信信號由電容C2、變壓器TF1、電容C3、電阻R8分離出FSK編碼調(diào)制信號送至通信集成電路U2的RXAN端，在通信集成電路U2內(nèi)部完成放大和整形解碼成指令或數(shù)據(jù)，并存入接收數(shù)據(jù)寄存器，MCU電路4讀取通信集成電路U2的接收數(shù)據(jù)寄存器，以此完成指令和數(shù)據(jù)的接收。本發(fā)明實施例還包括用于避免光伏組件因雷擊、反接等外部因素導(dǎo)致光伏組件損壞的保護(hù)電路7。圖4示出了本發(fā)明實施例提供的保護(hù)電路7的電路原理圖，為方便說明，僅示出與本發(fā)明實施例相關(guān)部分。
保護(hù)電路7包括
與電池片串并聯(lián)的第一級為壓敏電阻器RlO ；
與電池片串并聯(lián)的第二級瞬態(tài)抑制二極管TVS ;以及 串聯(lián)在電池片串與壓敏電阻器RlO之間的保險絲Fl。當(dāng)電路中的電壓瞬間高于典型值50V時，壓敏電阻器RlO阻值迅速下降，導(dǎo)通大電流，從而保護(hù)電路中其它元器件；當(dāng)電壓低于壓敏電阻器RlO工作電壓值時，壓敏電阻器RlO阻值極高，近乎開路，因而不會影響器件或電器設(shè)備的正常工作。當(dāng)電路中有瞬間高壓脈沖或反接時，瞬態(tài)抑制二極管TVS迅速導(dǎo)通，將電壓鉗位在安全值或者完全導(dǎo)通從而起到保護(hù)所有元器件的作用。當(dāng)電路中過載時快速保險絲Fl熔斷，從而保護(hù)了整個電路。MCU電路4分別獲取光伏組件電流的對應(yīng)電壓、電池片串BTl的電壓、電池片串BT2和電池片串BT3的電壓、電池片串BTf BT3的電壓以及當(dāng)前的溫度。MCU電路4通過計算分析得出光伏組件實時電流、電池片串BT1、T3各串的電壓、接線盒溫度。光伏組件正常工作時，電池片串BT1、電池片串BT2、電池片串BT3的電壓都為正極性且數(shù)值(典型值為+9、13V)非常接近，接線盒溫度在-40度'85度，MCU電路4控制LED長時短閃綠色。此時，若MCU電路4接收到通過通信電路5由主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)命令，即可將接線盒的工作狀態(tài)及各參數(shù)上傳給主機(jī)，主機(jī)將此信息上傳給監(jiān)控中心即可監(jiān)控每一塊光伏組件的工作狀態(tài)。若光伏組件受到部分遮擋或部分電池片故障則電池片串BT1、電池片串BT2、電池片串BT3的電壓極性發(fā)生變化或電壓數(shù)值相差較大。此時MCU電路控制LED閃紅色，待通信線路空閑向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)請求或接受到主機(jī)命令時將工作狀態(tài)上傳。若光伏組件多個運(yùn)行日內(nèi)連續(xù)受到部分遮擋或部分電池片故障則MCU電路初步判定此組件發(fā)生故障需盡快更換，控制LED常亮黃色，待通信線路空閑向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)請求或接受到主機(jī)命令時將工作狀態(tài)上傳。本發(fā)明實施例所提供的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏組件的工作狀態(tài)，可以將光伏組件的工作狀態(tài)上傳至主機(jī)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時可以實時顯示，故障狀態(tài)可實施上傳并精準(zhǔn)定位，同時能夠有效避免故障擴(kuò)大，減少損失。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，包括 與多組光伏組件內(nèi)的電池片串并聯(lián)，用于保護(hù)電池片串的多組旁路二極管； 與多組光伏組件內(nèi)的電池片串及所述多組旁路二極管連接的電流采樣電路； 與多組光伏組件內(nèi)的電池片串連接的的多組電壓采樣電路； 與所述電流采樣電路和所述多組電壓采樣電路連接用于數(shù)據(jù)處理的MCU電路； 連接在所述MCU電路與光伏組件內(nèi)的電池片串之間的通信電路；以及 為系統(tǒng)供電的電源電路。
2.如權(quán)利要求I所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述旁路二極管分別與光伏組件內(nèi)對應(yīng)的電池片串并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求I所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電流采樣電路包括 連接在電池片串BTl與地之間的電阻Rl ;以及 連接在電池片串BTl與MCU電路的電流采樣端口之間的運(yùn)放。
4.如權(quán)利要求I所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓采樣電路包括 分別連接在光伏組件內(nèi)對應(yīng)的電池片串BTl、電池片串BT2、電池片串BT3與地線之間的電阻R2、電阻R4、電阻R6。
5.如權(quán)利要求I所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述MCU電路由MCU及其外圍電路構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求I所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述通信電路由通信集成電路及其外圍電路構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求I所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)還包括對電路進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)電路。
8.如權(quán)利要求7所述的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)電路包括 與電池片串并聯(lián)的第一級為壓敏電阻器RlO ； 與電池片串并聯(lián)的第二級瞬態(tài)抑制二極管TVS ;以及 串聯(lián)在電池片串與壓敏電阻器RlO之間的保險絲Fl。
全文摘要
本發(fā)明適用于光伏發(fā)電領(lǐng)域，提供了一種光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)，所述光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)包括與多組光伏組件內(nèi)的電池片串并聯(lián)，用于保護(hù)電池片串的多組旁路二極管；與多組光伏組件內(nèi)的電池片串及所述多組旁路二極管連接的電流采樣電路；與多組光伏組件內(nèi)的電池片串連接的多組電壓采樣電路；與所述電流采樣電路和所述多組電壓采樣電路連接用于數(shù)據(jù)處理的MCU電路；連接在所述MCU電路與光伏組件內(nèi)的電池片串之間的通信電路；以及為系統(tǒng)供電的電源電路。本發(fā)明所提供的光伏組件監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏組件的工作狀態(tài)，可以將光伏組件的工作狀態(tài)上傳至主機(jī)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時可以實時顯示，故障狀態(tài)可實施上傳并精準(zhǔn)定位，同時能夠有效避免故障擴(kuò)大，減少損失。
文檔編號G01R31/26GK102841301SQ20121036764
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者曹華 申請人:常州旭能新能源科技有限公司