一种高效率加热光伏组件的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高效率加热光伏组件的装置，该装置包括半导体加热器和控制电路，半导体加热器用于对光伏组件进行局部集中加热，控制电路用于控制半导体加热器的启动和停止。控制电路包括串联连接的光感控制器和电流检测控制器，光感控制器或电流检测控制器电连接半导体加热器，光感控制器在有光照时闭合，否则断开；电流检测控制器在检测到光伏组件发电电流小于设定定值时闭合，否则断开。该装置工作时对光伏组件局部进行集中加热，未被加热的组件部分由于无发电能力而成为热负载，其释出的热可以逐渐融化冰雪扩大发电面积，产生正反馈效应，最终可实现无人工干预、自动、快速、高效率、低成本的光伏组件融雪，恢复或提升发电能力。

A high efficiency heating device for photovoltaic modules

【技术实现步骤摘要】
一种高效率加热光伏组件的装置
本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种高效率加热光伏组件的装置。
技术介绍
太阳能以“储量巨大、应用便利、供应持久、清洁无害”等优势受到了越来越多的关注和青睐，成为最具开发和利用潜力的清洁能源之一。随着其应用领域的不断拓宽，行业技术的不断成熟，光伏组件已经能够被应用在偏远地区，甚至条件恶劣的环境中，可为离网供电和无人值守提供极大的便利。然而北方高寒地区，在冬季不可避免的存在光伏组件会被雪、霜覆盖表面的情况，从而会影响光伏组件的工作效率，严重的情况下还可能结冰导致组件较长时间无法发电。而这些应用场景，之所以会选择光伏新能源，也是为了实现无人值守，因此，在有雪和霜的时段，整个系统的发电量极大降低，有些时候会影响到其用电设备的工作情况。若要专门派人前往进行处理，一方面存在极大的时间和人力成本，而且对于处理人员来说，在行程和处理中，由于是偏远地区或者高海拔或者其他恶劣条件，存在一定的安全隐患。光伏组件的积雪问题，已成为国内外研究学者的重要课题。目前主要有以下几种除雪方式:人工除雪、机械除雪、电阻丝加热融雪、纳米自清洁涂层和增大光伏板角度。但是各自都存在着一些缺点，人工除雪费用高成本大，在偏远恶劣环境中尤其不适用；机械除雪装置复杂，成本高，操作不便，寿命和可靠性也有很大挑战；电阻丝加热融雪，加热速度慢，耗电量大，在电力稀缺的偏远地区不适用；纳米自清洁层性价比很低；增大光伏板角度会大大降低发电效率。
技术实现思路
针对光伏组件积雪问题，现有的解决方案自身都存在不同程度的缺点，以至于不能广泛的应用，本专利技术以半导体制冷片的热端为核心发热器件，外加光感控制器和电流检测控制器组成的控制电路。装置工作时对光伏组件局部进行集中加热融雪消冰发电，未被加热的组件部分由于无发电能力而成为热负载，其释出的热可以逐渐融化冰雪扩大发电面积，产生正反馈效应，最终可实现无人工干预、自动、快速、高效率、低成本的光伏组件融雪，恢复或提升发电能力。在电力本身就稀缺的环境恶劣、维护困难的偏远地区，本专利技术可以最大程度的降低对备用电源的消耗，减少人工维护，提升光伏发电系统正常工作率。本专利技术采用的技术方案如下：一种高效率加热光伏组件的装置，包括半导体加热器和控制电路，其中：所述半导体加热器用于对光伏组件进行局部集中加热，当所述光伏组件表面有积雪覆盖时，启动所述半导体加热器对所述光伏组件局部进行加热，局部组件冰雪融掉之后可正常接收光照进行发电，由于所述光伏组件的光伏电池板内p-n结特性，作为负载可等效为一电阻丝，当未加热的所述光伏电池板中有电流流过时自身会产生热量融雪，并且会形成一种正反馈效应，融雪面积越大发电电流就会越大，发电电流越大融雪速度就会越快。所述控制电路用于控制所述半导体加热器的启动和停止，所述控制电路包括串联连接的光感控制器和电流检测控制器，所述光感控制器或电流检测控制器电连接所述半导体加热器，所述光感控制器在有光照时闭合，否则断开以停止所述半导体加热器工作；所述电流检测控制器在检测到所述光伏组件发电电流小于设定定值时闭合，否则断开以停止所述半导体加热器工作。其中，两个控制器采用串联连接的方式，可以保证所述半导体加热器在白天光伏组件由于积雪覆盖发不了电时自动启动，在夜间无光照或者光伏组件可以正常工作时自动停止。进一步的，所述半导体加热器包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的热端对所述光伏组件进行局部集中加热。所述半导体制冷片具有效率高、发热集中、制热速度快的优势，其用于制热时，热端总热量Qh等于消耗电功率产生的焦耳热QP加上来自冷端的转移热量Qc，即Qh＝QP+Qc，其制热效率可达130～140％，远远大于电阻丝发热效率理论极限值100％。进一步的，还包括备用电源，所述备用电源通过所述控制电路对所述半导体加热器进行供电。进一步的，所述半导体加热器设置于所述光伏组件背面的局部位置。本专利技术的有益效果在于：本专利技术以半导体制冷片的热端为核心加热器件，外加光感控制器和电流检测控制器组成的控制电路。装置工作时对光伏组件局部进行集中加热融雪消冰，局部组件冰雪融掉之后可正常接收光照进行发电，由于光伏电池板内p-n结特性，作为负载可等效为一电阻丝，当未加热的电池板中有电流流过时自身会产生热量融雪，并且会形成一种正反馈效应，融雪面积越大发电电流就会越大，发电电流越大融雪速度就会越快，当电流检测控制器检测到发电电流大于设定定值时，或光感控制器检测到无光照时，停止加热器工作。因此，本专利技术可实现无人工干预、自动、快速、高效率、低成本的光伏组件融雪，恢复或提升发电能力。在电力本身就稀缺的环境恶劣、维护困难的偏远地区，可以最大程度的降低对备用电源的消耗，减少人工维护，提升光伏发电系统正常工作率。附图说明图1是本专利技术高效率加热光伏组件的装置的结构示意图；附图标记：1-半导体加热器，2-光感控制器，3-电流检测控制器，4-备用电源，5-光伏组件，6-光伏支架。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本专利技术的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例提供了一种高效率加热光伏组件的装置，包括半导体加热器1、光感控制器2、电流检测控制器3和备用电源4，如图1所示，光伏组件5固定于光伏支架6上，半导体加热器1固定于光伏组件5的背面，约占光伏组件5的1/4面积，通过由光感控制器2和电流检测控制器3组成的控制电路连接到备用电源4，在白天有光照时光感控制器2闭合，当光伏组件5正面有积雪或者冰霜覆盖时，光伏组件5无法正常发电，电流检测控制器3也处于闭合状态，半导体加热器1自动启动对光伏组件5局部进行加热，光伏组件5局部冰雪融掉之后可正常接收光照进行发电，根据正反馈效应，随着融雪面积扩大光伏组件5发电电流增大，随着发电电流增大融雪面积进一步扩大，当电流检测控制器3检测到光伏组件5发电电流大于设定定值时就断开，此时半导体加热器1自动停止工作。在夜间等情况无光照时，光感控制器2处于断开状态，半导体加热器1处于停止工作状态。上述控制电路采用光感控制器2和电流检测控制器3串联相结合的方法，可实现半导体加热器1自启动和自停止，无需人工干预。光感控制器2在有光照的时候闭合，无光照的时候断开，电流检测控制器3检测到光伏组件5发电电流小于设定定值时闭合，大于设定定值时断开，两个控制器采用串联连接的方式，可以保证加热器在白天光伏组件5由于积雪覆盖发不了电时自动启动，在夜间无光照或者光伏组件5可以正常工作时自动停止。具体的，半导体加热器1以半导体制冷片的热端作为核心发热器件，利用半导体制冷片的热端对光伏组件5进行局部集中加热。半导体制冷片具有效率高、发热集中、制热速度快的优势，其用于制热时，热端总热量Qh等于消耗电功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效率加热光伏组件的装置，其特征在于，包括：/n半导体加热器，所述半导体加热器用于对光伏组件进行局部集中加热；/n控制电路，所述控制电路用于控制所述半导体加热器的启动和停止；所述控制电路包括串联连接的光感控制器和电流检测控制器，所述光感控制器或电流检测控制器电连接所述半导体加热器，所述光感控制器在有光照时闭合，否则断开；所述电流检测控制器在检测到所述光伏组件发电电流小于设定定值时闭合，否则断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效率加热光伏组件的装置，其特征在于，包括：
半导体加热器，所述半导体加热器用于对光伏组件进行局部集中加热；
控制电路，所述控制电路用于控制所述半导体加热器的启动和停止；所述控制电路包括串联连接的光感控制器和电流检测控制器，所述光感控制器或电流检测控制器电连接所述半导体加热器，所述光感控制器在有光照时闭合，否则断开；所述电流检测控制器在检测到所述光伏组件发电电流小于设定定值时闭合，否则断开。


2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭军，杨荣，庞先标，邢帅，
申请(专利权)人：新疆中兴能源有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65