本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低成本報警式光伏組件接線盒。

背景技術(shù)：

隨著世界對清潔能源的認可，太陽能光伏發(fā)電被認為是一種最具可持續(xù)發(fā)展理想特征(最豐富的資源和最潔凈的發(fā)電過程)的可再生能源發(fā)電技術(shù)。太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能光伏組件作為基本的發(fā)電單元，隨著時間的推移，光伏組件的發(fā)電功率的衰減是必然現(xiàn)象，功率衰減是指隨著光照時間的增長，組件的輸出功率逐漸下降的現(xiàn)象。其衰減現(xiàn)象可大致分為四類：第一類，由于破壞性因素導致的功率驟然衰減，破壞性因素主要指在組件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)焊接不良、封裝工藝存在缺膠現(xiàn)象，或者由于在搬運、安裝過程中操作不當，甚至在使用過程中組件內(nèi)部隱裂、電池片嚴重破碎等現(xiàn)象；第二類，初始的光致衰減，即光伏組件的輸出功率在剛開始使用的最初幾天內(nèi)發(fā)生較大幅度的下降，但隨后趨于穩(wěn)定；第三類，組件的老化衰減，即太陽能電池板在長期使用中出現(xiàn)的極緩慢的功率下降現(xiàn)象；第四類，組件的部分區(qū)域或光伏電站中的部分組件發(fā)生長時間遮擋。

現(xiàn)有組件發(fā)點狀態(tài)的單片監(jiān)測技術(shù)有兩種方式：一是有線電力載波技術(shù)，二是無線通訊技術(shù)，這兩種方式都面臨著一些問題。有線電力載波技術(shù)在實際應用中，存在許多不足，比如本身會有脈沖干擾；線上有很大的信號損失；電力線對載波信號造成高削減，當電力線上負荷很重時，傳輸距離短；而無線通訊技術(shù)在強電磁環(huán)境下易受到干擾；這兩種方式還存在成本高，投資回報長，不太容易維護等缺點。另外，在很多實際應用中，用戶只需要及時發(fā)現(xiàn)組件發(fā)電過程中問題并加以及時的故障排除，并不需要復雜的信號傳輸過程，因此，需要提出一種實用性高，成本更低，投資回報極短的組件發(fā)電狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種成本低且高效的報警式光伏組件接線盒，其可以隨時監(jiān)測組件中的電池組串的發(fā)電效率變化狀態(tài)，并給電站維護人員發(fā)出警示。

為達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的一種低成本報警式光伏組件接線盒包括盒體，其內(nèi)設置有多個接線端子，每相鄰兩個接線端子之間通過二極管連接；電壓輸出正極及負極；監(jiān)測警示單元，其上設有報警元件，所述的監(jiān)測警示單元通過導線與各個接線端子分別電連接；所述的監(jiān)測警示單元包括監(jiān)測警示單元電源模塊，組件子串電壓采集模塊以及信號處理及輸出模塊。

優(yōu)選的，所述的電源模塊采用TL431可控精密穩(wěn)壓源電路，其正極和負極分別與接線盒的正極和負極連接，其輸出端與信號處理及輸出模塊的輸入端連接。

再優(yōu)選的，所述組件子串電壓采集模塊的輸入端分別對應單個電池組件的三個組串的輸出電壓，其輸出端分別與信號處理及輸出模塊的接線端子連接。

再優(yōu)選的，所述的報警元件與信號處理及輸出模塊的輸出端相連。

再優(yōu)選的，所述的報警元件為LED燈或/及蜂鳴器。

再優(yōu)選的，當所述組件子串電壓采集模塊采集的光伏組件的三個子串的電壓之間的差值達到一預定值時，所述信號處理及輸出模塊通過報警元件發(fā)出報警信號。

再優(yōu)選的，當所述組件子串電壓采集模塊采集的光伏組件的三個子串的電壓之和低于一預定值時，所述信號處理及輸出模塊通過報警元件發(fā)出報警信號。

本發(fā)明的一種低成本報警式光伏組件接線盒，在接線盒中設置太陽能組件故障監(jiān)測電路，利用組建的自供電，可以對光伏組件工作狀態(tài)進行有效監(jiān)控并在故障發(fā)生時發(fā)出報警信息，結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)，成本低，效果好且投資回報時間短，免維護，避免了有線電力載波和無線通訊監(jiān)視存在成本高，投資時間長的缺點。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。其中：

圖1所示為本發(fā)明的一種低成本報警式光伏組件接線盒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為圖1的接線盒的監(jiān)測警示單元的組成模塊示意圖；

圖3所示為圖1的接線盒的監(jiān)測警示單元的電源模塊的電路原理圖；

圖4所示為圖1的接線盒的監(jiān)測警示單元的組件子串電壓采集模塊的電路原理圖；

圖5所示為圖1的接線盒的監(jiān)測警示單元的信號處理及輸出模塊的電路原理圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、原理及優(yōu)點詳述如下。

參照圖1所示的本發(fā)明的一種低成本報警式光伏組件接線盒的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的接線盒包括盒體10，其內(nèi)設置有接線端子121、122、123及124，每相鄰兩個接線端子之間通過二極管101連接；電壓輸出正極14及負極16；監(jiān)測警示單元20，其上設有報警元件22，所述的監(jiān)測警示單元20通過導線與各個接線端子分別電連接。參照圖2，所述的監(jiān)測警示單元20包括監(jiān)測警示單元電源模塊，組件子串電壓采集模塊以及信號處理及輸出模塊。

結(jié)合附圖3至5，以包括三個子串的組件為例詳細說明本發(fā)明的接線盒的監(jiān)測警示單元20的組成架構(gòu)及工作原理如下。

參照圖3所示的監(jiān)測警示單元的電源模塊的電路原理圖，電源模塊采用TL431可控精密穩(wěn)壓源電路，其正極P和負極N分別與接線盒的正極14和負極16連接，其輸出端VDD與信號處理及輸出模塊的輸入端連接(參見圖5)；參照圖4，組件子串電壓采集模塊的輸入端PV+A，PV+B，PV+C分別對應電池組件的三個組串的輸出電壓，其輸出端PV+A1，PV+B1，PV+C1分別與信號處理及輸出模塊的接線端子連接(參照圖5)，報警元件22與信號處理及輸出模塊的輸出端相連，在一優(yōu)選的實施方式中，所述的報警元件22為LED燈或/及蜂鳴器。

本發(fā)明的低成本報警式光伏組件接線盒，通過電源模塊從太陽能組件上自供電，通過TL431精密并聯(lián)可調(diào)電路來控制NPN型三極管，把太陽能組件輸入電壓轉(zhuǎn)換成3.3V穩(wěn)定電壓。此電路的輸入電壓范圍極廣，可達到10V至75V，可覆蓋目前所有太陽能組件。

組件子串電壓采集模塊通過8位單片機來分別采集太陽能光伏組件的3個子串的電壓，對組件三個子串的輸出電壓進行比較以及對電壓相加的值來進行判斷，具體的電壓比較辦法為：1、判斷太陽能光伏組件的三個子串的電壓是否相近，如果三個子串差異較大(如比大于等于3V)，單片機對采集值進行處理比較后判定故障，通過報警元件如LED閃爍或/及蜂鳴器鳴叫來提示；2：當組件表面有異物遮擋，會引起組件輸出總電壓輸出偏低(比如小于等于31V)，單片機對采集值進行比較處理后判定故障，通過報警元件如LED閃爍或/及蜂鳴器鳴叫來提示。

本發(fā)明的一種低成本報警式光伏組件接線盒，在接線盒中設置太陽能組件故障監(jiān)測電路，利用組建的自供電，可以對光伏組件中的子串工作狀態(tài)和整個組件的工作狀態(tài)進行有效監(jiān)控并在故障發(fā)生時發(fā)出報警信息，結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)，成本低，效果好且投資回報時間短，免維護。

本發(fā)明并不局限于所述的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神即公開范圍內(nèi)，仍可作一些修正或改變，故本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書限定的范圍為準。