太陽能發電陣列監控系統的製作方法
2023-10-24 18:46:12
專利名稱：太陽能發電陣列監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能發電裝置，尤其涉及一種用於對太陽能發電陣列進行監視和控制的系統。
背景技術：
在太陽能發電廠和家用太陽能供熱發電系統中，通常，由多個太陽能電池板並聯供電，每個太陽能電池板則由多個太陽能電池串聯實現，常見的太陽能電池板由3個太陽能電池串聯構成。為保證正常的輸出電壓，需要設置如DC-DC變換器或其它裝置控制輸出。當由於光照被遮擋或者某一太陽能電池故障時，會導致串聯的一組太陽能電池整體輸出受到影響，並有可能造成太陽能電池的損壞。為解決上述問題，一種解決方案是，對 每一太陽能電池的狀態進行監視，同時對每一太陽能電池的接入進行通斷控制，當監測到某一太陽能電池產生低電壓或低電流輸出情況時，控制切斷該太陽能電池的接入，以避免對其它太陽能電池的正常工作產生不利影響。如何對由大量太陽能電池板構成的太陽能電池陣列進行上述監控，隨時了解每一太陽能電池的性能狀態，以便於對太陽能電池及時進行維護操作，是目前需要解決的問題。
發明內容本實用新型的發明目的是提供一種太陽能發電陣列監控系統，以簡單的結構實現太陽能電池的監視和控制，並能對整個發電陣列系統的每一太陽能電池進行單獨的監控，以便於太陽能發電系統的控制和維護。為達到上述發明目的，本實用新型採用的技術方案是一種太陽能發電陣列監控系統，包括與太陽能電池連接的接入切換模塊、太陽能電池板控制模塊和總控制端模塊，所述接入切換模塊包括與每一太陽能電池並聯的接入切換電子開關、串聯在太陽能電池板輸出迴路中的第一電子開關和並聯在太陽能電池板兩輸出端之間的第二電子開關；所述太陽能電池板控制模塊包括每一太陽能電池的電壓傳感電路、微處理器和無線模組，微處理器的一組輸出端分別控制各接入切換電子開關、第一電子開關和第二電子開關；所述總控制端模塊包括與各個太陽能電池板控制模塊中的無線模組配合的第二無線模組、計算機和資料庫。上述技術方案中，接入切換模塊由多個電子開關構成，電子開關的構建為現有技術，如可以採用如功率場效應管電路構成。太陽能電池板控制模塊能夠控制該太陽能電池板上的各個電子開關。正常工作情況下，第一電子開關閉合，第二電子開關斷開，各太陽能電池上的接入切換電子開關均斷開，此時，太陽能電池板上的所有太陽能電池同時正常供電；當檢測到某一太陽能電池失效時(如發生低電壓輸出)，控制與該太陽能電池並聯的接入切換電子開關閉合，該太陽能電池被短路，其餘太陽能電池能夠正常工作；當需要對太陽能電池板進行維修時，斷開第一電子開關，閉合第二電子開關，太陽能電池板的兩輸出端之間無電壓輸出，可以安全地進行拆卸或器件更換工作。太陽能電池的檢測情況，可以通過無線模組傳送到總控制端模塊，由總控制端存入後臺的資料庫中。根據情況，也可以由總控制端通過對當前情況或歷史記錄的處理，決定某一太陽能電池是否被接入，此時，總控制端經第二無線模組發送信號，對應的太陽能電池板的無線模組接收信號，並控制對應的電子開關的動作。上述技術方案中，所述無線模組和第二無線模組為採用RF4CE協議的無線收發模塊。進一步的技術方案，所述太陽能電池板控制模塊中設有太陽能電池板溫度傳感電路，溫度傳感電路的輸出端與微處理器的輸入端連接。 由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點I.本實用新型通過設置無線模組，可以採用無線的方式通過RF4CE國際標準協議將每個太陽能板及其中每個太陽能電池的狀態傳送給總控制端，總控制端針對每一塊太陽能板建立資料庫，通過時間的積累，可以清楚的知道每一塊板的性能狀態、變化過程，便於維護處理。2.本實用新型可以採用無線的方式通過RF4CE國際標準協議實現對每一塊太陽能板的每一個電池模塊的精確操控。3.本實用新型採用無線控制代替有線控制方式，節約成本，提高可靠性；同時，應用RF4CE標準協議的組網功能，可以將整個太陽能電站組成一個完整的網絡。
圖I是本實用新型實施例一中的接入切換模塊的電路示意圖。圖2是本實用新型實施例一中的太陽能電池板控制模塊的電路示意圖。圖3是本實用新型實施例一中的總控制端模塊的電路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一一種太陽能發電陣列監控系統，包括與太陽能電池連接的接入切換模塊、太陽能電池板控制模塊和總控制端模塊，參見附圖I所示，太陽能電池板中設有3塊串聯連接的太陽能電池，所述接入切換模塊包括分別與每一太陽能電池並聯的3個接入切換電子開關K1-K3、串聯在太陽能電池板輸出迴路中的第一電子開關K5和並聯在太陽能電池板兩輸出端VOUT+和VOUT-之間的第二電子開關K4 ;參見附圖2所示，所述太陽能電池板控制模塊包括一微處理器和一 RF4CE無線模組，設置多個傳感電路分別收集各太陽能電池的輸出電壓、太陽能電池板的輸出電流、以及太陽能電池板的溫度，微處理器的一組輸出端分別控制各接入切換電子開關、第一電子開關和第二電子開關；參見附圖3所示，所述總控制端模塊包括與各個太陽能電池板控制模塊中的無線模組配合的第二 RF4CE無線模組、計算機和資料庫。其中,K1-K5可以由功率場效應管構成電子開關電路，由圖2中輸出的控制信號控制電子開關的閉合和斷開。正常工作時，K5閉合，K4斷開，K1-K3均斷開，此時，太陽能電池板上的所有太陽能電池同時正常供電，通過太陽的照射，產生電能並通過VOUT+和VOUT-兩端輸出；當第一組太陽能電池失效時(低電壓，低電流輸出)，Kl閉合，另兩組太陽能電池任然可以繼續發電並通過VOUT+和VOUT-兩端輸出電流。同理，當第二組太陽能電池失效時(低電壓，低電流輸出)，K2閉合，當第三組太陽能電池失效時(低電壓，低電流輸出)，K3閉合，當要拆卸，更換太陽能板時，K5斷開，K4閉合，這樣VOUT+和VOUT-兩端無電壓輸出，可以進行安全的拆卸更換工作。太陽能電池的檢測情況，可以通過無線模組傳送到總控制端模塊，由總控制端存入後臺的資料庫中。根據情況，也可以由總控制端通過對當前情況或歷史記錄的處理，決定某一太陽能電池是否被接入，此時，總控制端經第二無線模組發送信號，對應的太陽能電池板的無線模組接收信號，並控制對應的電子開關的動作。由此組成了一個完整的太陽能發電陣列的監控系統 ，可以監視每一塊太陽能板的實時狀態，並及時的對每一塊太陽能板進行通斷的操作(併網發電或從電網脫開進入維修模式)，使整個系統處於安全高效的運行狀態。
權利要求1.一種太陽能發電陣列監控系統，包括與太陽能電池連接的接入切換模塊、太陽能電池板控制模塊和總控制端模塊，其特徵在於所述接入切換模塊包括與每一太陽能電池並聯的接入切換電子開關、串聯在太陽能電池板輸出迴路中的第一電子開關和並聯在太陽能電池板兩輸出端之間的第二電子開關；所述太陽能電池板控制模塊包括每一太陽能電池的電壓傳感電路、微處理器和無線模組，微處理器的一組輸出端分別控制各接入切換電子開關、第一電子開關和第二電子開關；所述總控制端模塊包括與各個太陽能電池板控制模塊中的無線模組配合的第二無線模組、計算機和資料庫。
2.根據權利要求I所述的太陽能發電陣列監控系統，其特徵在於所述無線模組和第二無線模組為採用RF4CE協議的無線收發模塊。
3.根據權利要求I所述的太陽能發電陣列監控系統，其特徵在於所述太陽能電池板控制模塊中設有太陽能電池板溫度傳感電路，溫度傳感電路的輸出端與微處理器的輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能發電陣列監控系統，包括接入切換模塊、太陽能電池板控制模塊和總控制端模塊，其特徵在於所述接入切換模塊包括與每一太陽能電池並聯的接入切換電子開關、串聯在太陽能電池板輸出迴路中的第一電子開關和並聯在太陽能電池板兩輸出端之間的第二電子開關；所述太陽能電池板控制模塊包括每一太陽能電池的電壓傳感電路、微處理器和無線模組，微處理器的一組輸出端分別控制各接入切換電子開關、第一電子開關和第二電子開關；所述總控制端模塊包括與各個太陽能電池板控制模塊中的無線模組配合的第二無線模組、計算機和資料庫。本實用新型可以實現對每一塊太陽能板的每一個電池模塊的精確操控，節約成本，提高可靠性。
文檔編號H02N6/00GK202513848SQ20122010016
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者杜立剛 申請人:蘇州本控電子科技有限公司