本發(fā)明涉及一種智能光伏發(fā)電組件的設(shè)計(jì)，具體而言，涉及到一種可以方便檢測(cè)電池片工作狀態(tài)及自動(dòng)將無(wú)法正常工作的電池片斷開的光伏電池片陣列的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前，獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)在廣大農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用且具有廣闊的發(fā)展前景。但在實(shí)際使用的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)某一電池片或某一支路發(fā)電故障導(dǎo)致各支路電壓均衡發(fā)生電流倒貫現(xiàn)象，嚴(yán)重影響充電效率。例如，在光伏發(fā)電陣列為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，且每一個(gè)支路為電池片串聯(lián)而成的情況中，經(jīng)常出現(xiàn)其中一個(gè)支路中的某一個(gè)或幾個(gè)電池片出現(xiàn)故障，導(dǎo)致該支路的電壓減小，致使其他正常支路的電流倒貫入故障支路，嚴(yán)重影響光伏發(fā)電陣列的輸出效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種新型的智能光伏電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其在傳統(tǒng)的光伏電池片陣列上搭建外圍電路，利用信息采集模塊通過(guò)所述外圍電路對(duì)光伏發(fā)電陣列中的電池片進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)異常情況，利用簡(jiǎn)單的開關(guān)控制將損壞支路斷開，使光伏發(fā)電系統(tǒng)在充電效率不受到明顯影響的情況下繼續(xù)工作，直到例行檢修。
本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)有一中央控制系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)外部連接有信息采集模塊和開關(guān)控制模塊，光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏發(fā)電陣列為并聯(lián)結(jié)構(gòu)且每一個(gè)支路由電池片串聯(lián)而成，每一個(gè)支路的正極端串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，負(fù)極設(shè)置一個(gè)采樣裝置；所述采樣裝置連接至中央控制系統(tǒng)的信息采集模塊，所述開關(guān)均連接至中央控制系統(tǒng)的開關(guān)控制模塊。
進(jìn)一步地，本發(fā)明可利用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
所述中央控制系統(tǒng)為pc控制系統(tǒng)或單片機(jī)。
所述采樣裝置為一個(gè)連接至信息采集模塊的電流傳感器，或一個(gè)兩端電壓連接至信息采集模塊的串聯(lián)電阻。
所述電流傳感器為套在導(dǎo)線上的霍爾傳感器。
所述開關(guān)為繼電器。
本方案的優(yōu)點(diǎn)在于：光伏電池陣列中有一支路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致輸出電壓變小時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)可自動(dòng)識(shí)別出故障支路，同時(shí)將故障支路斷開，這樣可以避免電流倒貫入故障支路，保證開路電壓，使充電功率不受到明顯的影響。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖1更詳細(xì)地描述本發(fā)明，以下說(shuō)明中，省略了對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述。如圖1中所示，本光伏發(fā)電陣列由8個(gè)支路并聯(lián)組成，每一個(gè)支路由光伏電池片1串聯(lián)而成。在每一個(gè)支路的陽(yáng)極串聯(lián)一開關(guān)s1…s8，陰極設(shè)置有一采樣裝置2連接至信息采集模塊。本實(shí)例中，采樣裝置2為套在導(dǎo)線上的霍爾傳感器，但也可以采用其他種類的電流傳感器將電流數(shù)據(jù)輸送至信息采樣模塊，或者采用直接串聯(lián)一電阻，然后采集電阻兩端電壓的方式完成采樣。
所述信息采集模塊和開關(guān)控制模塊通過(guò)i/o口與中央控制系統(tǒng)連接并通過(guò)預(yù)設(shè)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，例如：中央控制系統(tǒng)發(fā)送“2”至信息采集模塊，則信息采集模塊將第2條支路的采集數(shù)據(jù)送入中央控制系統(tǒng)進(jìn)行處理；或中央控制系統(tǒng)發(fā)送“2”至開關(guān)控制模塊，則開關(guān)控制模塊輸出控制信號(hào)將第2條支路的開關(guān)斷開。
在上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，以單片機(jī)作為中央控制系統(tǒng)為例，結(jié)合附圖1介紹本系統(tǒng)的工作過(guò)程：本系統(tǒng)開關(guān)s1、s2…s8正常工作時(shí)均為常閉狀態(tài)；單片機(jī)執(zhí)行預(yù)設(shè)程序不停或每隔一個(gè)時(shí)間周期依次檢測(cè)一次光伏陣列中各支路中的電流，然后利用程序?qū)⒑笠粋€(gè)支路的電流與前一支路電流做相減運(yùn)算，即第二支路電流減第一支路電流，第三支路電流減第二支路電流，以此類推至第一支路的電流減第八支路的電流，依次若所得電流差值正向過(guò)大，大于程序內(nèi)的預(yù)設(shè)閾值電流，則說(shuō)明前一支路的電流過(guò)小，單片機(jī)執(zhí)行預(yù)先編寫的程序通過(guò)開關(guān)控制模塊斷開該支路的開關(guān)。
由上一段所述原理可知，對(duì)于本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：當(dāng)光伏陣列中某一電池片無(wú)法工作，其所在支路無(wú)法正常輸出足額電壓時(shí)，將該支路斷開，這樣避免了其他正常工作的支路將電流倒貫入故障支路內(nèi)，在保證光伏電池陣列電壓的基礎(chǔ)上，理論上電流僅減小約1/8，避免的電流的過(guò)于減小對(duì)充電效率的影響。
對(duì)于實(shí)際中經(jīng)常使用的先并聯(lián)再串聯(lián)的電池陣列結(jié)構(gòu)，因所使用的單體電池片的規(guī)格相同，例如普通的22cm×22cm的多晶硅片，其輸出電壓和功率均一致，因此可將其等效變換成如圖1所示的結(jié)構(gòu)后應(yīng)用本發(fā)明。例如：8組串聯(lián)，每一組由8個(gè)單體電池片并聯(lián)的光伏電池陣列，可轉(zhuǎn)換成8路并聯(lián)，每路由8個(gè)串聯(lián)的單體電池片構(gòu)成的陣列。
最后，若采用單片機(jī)最后應(yīng)將其固定置于光伏電池片陣列背面且與背面保持一定距離或其它陰涼處避免溫度過(guò)高。關(guān)于單片機(jī)或pc控制系統(tǒng)及外接模塊電路選擇具體控制程序的編寫為技術(shù)人員均可編寫完成，在此不再贅述。
上面具體描述了本發(fā)明技術(shù)方案的應(yīng)用實(shí)例，它僅作為例子給出，不視為本發(fā)明的應(yīng)用限制。凡操作條件的等同替換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。