一种子串级光伏发电效率管理智能优化器制造技术

本发明专利技术提供一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，包括盒体、控制电路板、盒盖和电缆线，控制电路板设于所述盒体内，其上设有MPPT控制模块、DC/DC变换器、智能旁路二极管、子串级汇流条连接区以及电缆连接区；智能优化器与光伏组件中的每个电池组子串连接。本发明专利技术可实现子串级发电效率优化，独立进行MPPT，消除最小板间性能失配问题，提高光伏系统发电能力；采用智能旁路二极管替代传统旁路二极管，达到更小的温升和更低的功耗，提高光伏系统可靠性；导电体的U型结构及中间缺口设计，既方便观察电缆线的铆接情况，又方便进行额外焊锡，使铆接处受力均匀，增加电缆线连接牢固度。

【技术实现步骤摘要】
一种子串级光伏发电效率管理智能优化器
本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种子串级光伏发电效率管理智能优化器。
技术介绍
目前，由多片太阳电池组合而成的光伏组件被大量使用用于建设各种光伏发电系统，或用于作为建筑物幕墙来建成节能环保型建筑。光伏发电系统是由多个电池组件组成的电池组件串并联而形成的组件阵列，每个电池组件中都包括串联的多个电池片。在一个光伏系统中，各个太阳电池组件的参数并不完全相同，受到的太阳辐射条件也会不同，比如，组件表面的不同程度的脏污、各种原因造成的局部阴影、组件朝向等，这些会造成光伏系统中各个太阳电池组件的实际发电量不相同，也即，并联的各个太阳电池组件串的实际输出功率与理论上的最大输出功率是有差异的。光伏系统的实际发电量与系统效率有很直接的关系，理论上，光伏系统的发电效率一般在80％左右，而根据实际的统计数据，即使在光照辐射条件较好的西部地区，光伏系统的平均系统效率仅为74％。为了解决这个问题，目前应用最广泛的是在光伏发电系统中使用最大功率点跟踪(MPPT，MaximumPowerPointTracking)电路。通常的MPPT控制电路和逆变器一体安装在逆变器机箱内，通过MPPT控制电路对整个光伏系统的输出功率进行调整或者针对系统中的每个电池组件串连接一个MPPT控制电路来对每个电池组件串的输出功率进行调整；在前一种方式中，只要各个组件串的输出之间存在差异，组串之间就会互相影响，输出电压就会被限制在一个较低的数值上(木桶效应)，造成能量的损失，组串的差异越大，这种能量损失就越大；另外，严重的组串之间的差异性会造成局部热斑，影响系统的整体可靠性；而在后一种方式中，MPPT控制电路也仅能针每一个组件串进行最大输出功率调整，无法真正优化每一个组件甚至每个组件中的单个电池串的输出功率。另外，当光伏系统某些单元被遮蔽时，被遮蔽单元会因为反向偏置单元功耗过大而呈现为过热点，目前使用传统的P-N结二极管或肖特基二极管作为旁路元件来缓解这一问题。遗憾的是，此类二极管的正向电压仍偏高（普通二极管约为0.6V，肖特基二极管为0.4V），功耗很高，且会导致二极管所在接线盒的内部温度升高，降低模块可靠性。国内外市面上的大多数高功率组件，多以常规的旁路性能为主的单体、三分体接线盒。随着光伏组件技术的快速更新换代，高功率双面双玻组件、高功率单面组件、叠瓦组件等新型组件成为市场主流产品。在此背景下，对接线盒端的研发创新提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，替代单板MPPT接线盒，实现子串级优化，消除最小板件性能失配问题，大大提升光伏组件的发电能力。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，所述的智能优化器包括盒体、控制电路板、盒盖和电缆线，所述控制电路板设于所述盒体内，所述控制电路板上设有MPPT控制模块、DC/DC变换器、智能旁路二极管、子串级汇流条连接区以及电缆连接区；所述的光伏发电效率管理智能优化器与光伏组件中的每个电池组子串连接；所述MPPT控制模块控制DC/DC变换器，使得光伏组件中的电池组子串提供最大发电功率；所述智能旁路二极管包括内置FET管，FET驱动器模块以及驱动FET为旁路电流通过提供电阻路径的电荷泵；所述子串级汇流条连接区与光伏组件子串汇流条连接；所述电缆连接区用于将所述控制电路板与电缆线连接。优选地，所述子串级汇流条连接区与光伏组件子串汇流条焊接连接。优选地，所述的控制电路板上还包括与电缆线连接的导电体，所述导电体的一端与所述控制电路板的电缆连接区连接，所述导电体的另一端与电缆线铆接连接。优选地，所述的导电体为电缆线连接区的一部分。优选地，所述导电体设置在所述控制电路板的一端或两端。优选地，所述导电体与所述电缆线连接的一端为U型结构，且其两侧中部设有缺口。优选地，所述盒体的两端设有电缆线安装部和卡扣，所述卡扣可拆卸地安装于所述电缆线安装部的下方，所述卡扣的结构与所述电缆线安装部的结构相匹配，所述电缆线安装部与所述卡扣的内部形成供所述电缆线穿过的通道。优选地，所述盒体上设有用于将所述盒体与盒盖定位安装的第一安装结构，所述盒盖上设有与所述第一安装结构相匹配的第二安装结构。优选地，所述第一安装结构为卡块，所述第二安装结构为卡槽，所述卡块的结构与所述卡槽的结构相匹配。优选地，所述的MPPT控制模块驱动DC/DC变换器，智能旁路二极管连接在单串电池片负极与DC/DC输出正极之间之间，DC/DC变换器电流采集部分设置有LC滤波电路。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、控制电路板上集成MPPT控制模块，可实现子串级发电效率优化，独立进行子串一级的MPPT控制，消除最小板间性能失配问题，提高光伏系统发电能力；2、采用智能旁路二极管替代传统旁路二极管，达到更小的温升和更低的功耗，提高光伏系统可靠性；3、导电体的U型结构及中间缺口设计，既方便观察电缆线的铆接情况，又方便进行额外焊锡，使铆接处受力均匀，增加电缆线连接牢固度。附图说明图1为本专利技术实施例1的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器的爆炸图；图2为本专利技术实施例1的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器的俯视图(去除盒盖)；图3为本专利技术实施例1的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器的剖视图；图4为本专利技术实施例1的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器中与电缆线连接的导电体的立体结构示意图；图5为本专利技术的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器应用于光伏组件的示意图；图6为本专利技术的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器应用于光伏组件电池子串的电气系统连接图；图7为图6中A处的结构放大图；图8所示为本实用新子串级光伏发电效率管理智能优化器的智能旁路二极管的电路结构框图。图中，100-智能优化器，10-盒体，11-电缆线安装部，12-卡扣，13-第一安装结构，20-控制电路板，21-MPPT控制模块，22-智能旁路二极管，23-子串级汇流条连接区，24-电缆连接区，30-盒盖，31-第二安装结构，40-电缆线，50-导电体，51-缺口，60-光伏组件子串汇流条，70-光伏组件，71-连接线缆。具体实施方式为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。请结合参见图1至图3所示的本专利技术实施例1的一种子串级光伏发电效率管理智能优化器的爆炸结构示意图，所述的子串级光伏发电效率管理智能优化器100，包括盒体10、控制电路板20、盒盖30和电缆线40，控制电路板20设于盒体10内，控制电路板20上设有MPPT控制模块21、智能旁路二极管22、子串级汇流条连接区23以及电缆连接区24；MPPT控制模块21用于保证光伏组件子串提供最大功率，以消除最小板间性能失配问题；智能旁路二极管22用于减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，其特征在于：所述的智能优化器包括盒体、控制电路板、盒盖和电缆线，所述控制电路板设于所述盒体内，所述控制电路板上设有MPPT控制模块、DC/DC变换器、智能旁路二极管、子串级汇流条连接区以及电缆连接区；所述的光伏发电效率管理智能优化器与光伏组件中的每个电池组子串连接；所述MPPT控制模块控制DC/DC变换器使光伏组件中的电池组子串提供最大发电功率；所述智能旁路二极管包括内置FET管， FET驱动器模块以及驱动FET为旁路电流通过提供电阻路径的电荷泵；所述子串级汇流条连接区与光伏组件子串汇流条连接；所述电缆连接区用于将所述控制电路板与电缆线连接。/n

【技术特征摘要】
20201130 CN 2020113683280;20201209 CN 2020114303741.一种子串级光伏发电效率管理智能优化器，其特征在于：所述的智能优化器包括盒体、控制电路板、盒盖和电缆线，所述控制电路板设于所述盒体内，所述控制电路板上设有MPPT控制模块、DC/DC变换器、智能旁路二极管、子串级汇流条连接区以及电缆连接区；所述的光伏发电效率管理智能优化器与光伏组件中的每个电池组子串连接；所述MPPT控制模块控制DC/DC变换器使光伏组件中的电池组子串提供最大发电功率；所述智能旁路二极管包括内置FET管，FET驱动器模块以及驱动FET为旁路电流通过提供电阻路径的电荷泵；所述子串级汇流条连接区与光伏组件子串汇流条连接；所述电缆连接区用于将所述控制电路板与电缆线连接。


2.如权利要求1所述的子串级光伏发电效率管理智能优化器，其特征在于：所述子串级汇流条连接区与光伏组件子串汇流条焊接连接。


3.如权利要求1所述的子串级光伏发电效率管理智能优化器，其特征在于：所述的控制电路板上还包括与电缆线连接的导电体，所述导电体的一端与所述控制电路板的电缆连接区连接，所述导电体的另一端与电缆线连接。


4.如权利要求3所述的子串级光伏发电效率管理智能优化器，其特征在于：所述的导电体为电缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：段正刚，
申请(专利权)人：苏州快可光伏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32