低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件及发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件及发电系统，采用两种版型的区域功率优化光伏组件单体，两种单体中的电池片串均按区域等分成相同数量的区域发电单元，由两种单体依次间隔布置，使得相邻两个以上包括两个的不同版型的同一区域上的发电单元进行串联后接入同一个功率优化器，相比较现有方案大幅减少了光伏组件中的功率优化器的使用数量，通过限制接入同一功率优化器的甲版与乙版区域功率优化光伏组件单体的数量能够确保接入功率优化器的光伏发电单元的总输入电压低于等于安全电压限值，能够构建满足各国安全规范要求的安全低电压高容量的区域优化光伏发电系统。光伏发电系统。光伏发电系统。

【技术实现步骤摘要】
低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件及发电系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，具体涉及一种低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件及发电系统。

技术介绍

[0002]与传统光伏组件级功率优化方案不同，双路区域功率优化组件把光伏组件的电池串分成上下（竖装）两个区域，通过分别运用MPPT功率优化电路取代传统旁路二极管，可最大程度上防止热斑效应，延长光伏组件的使用寿命。此外，双路区域功率优化组件还具备更强的环境适应性，其实采用低成本的光伏组件竖装时，可减少光伏组件表面阴影遮挡或积灰造成的功率损失，降低光伏系统的运营与维护费用；在实际应用中，该光伏组件的阵列间距更小，可大幅提高屋顶或地面的空间利用率，优化光伏发电系统的综合安装成本与效益。
[0003]双路区域功率优化组件配置两个独立的功率优化器，设备成本较高，且由于配置的功率优化器众多，将各个功率优化器连接起来线缆过长，线耗较大，直接影响了光伏组件的发电性能。
[0004]CN114614510A公开了一种交错互联组合式区域功率优化光伏组件及发电系统，采用两种版型的区域功率优化光伏组件单体，两种单体中的电池片串均按区域等分成相同数量的区域发电单元，由两种单体依次间隔布置，使得相邻两个不同版型的同一区域上的发电单元进行串联后接入同一个功率优化器，相比较以往一个光伏发电单元单独使用一个功率优化器的方案大幅减少了光伏组件中的功率优化器的使用数量，有利于降低光伏发电系统的构建成本，且缩短了光伏组件中的连接线缆的长度，有利于降低系统的线耗。且通过差异化设置不同区域中的功率优化器中的电感的感值，有效改善了光伏组件上、下区域的功率失配问题，降低了电流纹波，提升了光电转换效率。然而，若是接入到同个功率优化器只限制相邻两个不同版型的同一区域，这种接入方式会限制接入同一功率优化器接入的光伏发电单元的容量，难以满足各国对光伏发电系统的安全低电压的安全规范下的功率优化器的高容量及成本降低需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服现有技术存在的问题，提供了一种高容量组合式区域功率优化光伏组件及发电系统，采用两种版型的区域功率优化光伏组件单体，并使相邻两个以上不同版型的同一区域上的发电单元进行串联后接入同一个功率优化器，相比较以往相邻两个不同版型的同一区域的发电单元共同使用一个功率优化器的方式大幅减少了光伏组件中的功率优化器的使用数量，满足各国对光伏发电系统的安全低电压的安全规范下的功率优化器的高容量及成本降低需求要求；同时对光伏发电系统分区域进行功率优化，能够很好应对组件的表面积灰、前后排阴影遮挡造成功率损失及内部上下区域失配的问题，具有更高的功率变换效率与更好的输出电流质量。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
提供一种低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件，由若干个甲版区域功率优化光伏组件单体、乙版区域功率优化光伏组件单体依次间隔排列并相互间连接构成，每个区域功率优化光伏组件单体包括第一光伏电池串发电单元和第二光伏电池串发电单元，每个光伏电池串发电单元包括至少一个第一电池串组和至少一个第二电池串组，若干个所述第一电池串组和所述第二电池串组串联构成所述光伏电池串发电单元的输出端，所述输出端包括所述光伏电池串发电单元的正极输出端和负极输出端，且该输出端的正、负极输出端一一对应连接出线端子的输入端的正、负极端子，所述输出端沿所述区域功率优化光伏组件单体的长边的边缘布置；所述第一光伏电池串发电单元中的第一出线端子与所述第二光伏电池串发电单元的第二出线端子设置在所述区域功率优化光伏组件单体的不同长边边缘，所述第一出线端子和所述第二出线端子呈对角线交错分布构成区域功率优化光伏组件单体的出线端组；一个或数个所述甲版区域功率优化光伏组件单体中的出线端组中的出线端子与一个或数个所述乙版区域功率优化光伏组件单体中的出线端组中的靠近同一短边方向的邻近的出线端子连接至同一个功率优化器，接入同一所述功率优化器的所述甲版区域功率优化光伏组件单体与所述乙版区域功率优化光伏组件单体的总的数量在三个及以上，且确保接入所述功率优化器的各光伏发电单元的总输入电压低于或等于安全电压限值，所述安全电压限值为各国规范的直流安全电压限值。
[0007]作为优选，甲、乙两种版型的所述区域功率优化光伏组件单体中的电池片串均按区域等分成相同数量的所述光伏电池串发电单元；两种版型的每种所述区域功率优化光伏组件单体中的所述第一光伏电池串发电单元与所述第二光伏电池串发电单元平行于所在的所述区域功率优化光伏组件单体的短边布置；所述第一光伏电池串发电单元位于所述第二光伏电池串发电单元的上方；在所述甲版区域功率优化光伏组件单体中，所述第一光伏电池串发电单元的所述第一出线端子位于所述甲版区域功率优化光伏组件单体的右侧，所述第二光伏电池串发电单元的所述第二出线端子位于所述甲版区域功率优化光伏组件单体的左侧；在所述乙版区域功率优化光伏组件单体中，所述第一光伏电池串发电单元的所述第一出线端子位于所述乙版区域功率优化光伏组件单体的左侧，所述第二光伏电池串发电单元的所述第二出线端子位于所述乙版区域功率优化光伏组件单体的右侧。
[0008]作为优选，接入同一所述功率优化器的从所述甲版区域功率优化光伏组件单体中的所述第一光伏电池串发电单元中引出的所述第一出线端子与从所述乙版区域功率优化光伏组件单体中的所述第一光伏电池串发电单元中引出的所述第一出线端子分别位于甲、乙版型光伏组件单体的邻近的长边边缘上，且距离同一方向的短边距离一致。
[0009]作为优选，相邻排列的所述甲版区域功率优化光伏组件单体和所述乙版区域功率优化光伏组件单体若重叠后，所述甲版区域功率优化光伏组件单体中虚拟的第一连线与所述乙版区域功率优化光伏组件单体中虚拟的第二连线呈“X”型交错分布，所述第一连线由所述甲版区域功率优化光伏组件单体中以呈对角线交错分布的所述第一出线端子与所述第二出线端子为连接点相连形成，所述第二连线由所述乙版区域功率优化光伏组件单体中以呈对角线交错分布的所述第一出线端子与所述第二出线端子为连接点相连形成。
[0010]作为优选，相邻排列的所述甲版区域功率优化光伏组件单体和所述乙版区域功率优化光伏组件单体中位于所述第一光伏电池串发电单元或位于所述第二光伏电池串发电
单元中的两个所述第一出线端子或两个所述第二出线端子串联后接入同一个所述功率优化器；若干个所述功率优化器相互间交错串联连接。
[0011]作为优选，所述功率优化器包括用于连接从所述区域功率优化光伏组件单体中的所述第一光伏电池串发电单元中引出的所述第一出线端子的第一功率优化器和用于连接从所述区域功率优化光伏组件单体中的所述第二光伏电池串发电单元中引出的所述第二出线端子的第二功率优化器，所述第一功率优化器与所述第二功率优化器通过串联方式连接，所述第一功率优化器和所述第二功率优化器中包括滤波电感与滤波电容，其中所述第二功率优化器中的滤波电感的感值高于所述第一功率优化器中的滤波电感的感值。
[0012]作为优选，所述第二功率优化器中的滤波电感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件，其特征在于，由若干个甲版区域功率优化光伏组件单体（1）、乙版区域功率优化光伏组件单体（2）依次间隔排列并相互间连接构成，每个区域功率优化光伏组件单体包括第一光伏电池串发电单元（10）和第二光伏电池串发电单元（20），每个光伏电池串发电单元包括至少一个第一电池串组（100）和至少一个第二电池串组（200），若干个所述第一电池串组（100）和所述第二电池串组（200）串联构成所述光伏电池串发电单元的输出端，所述输出端包括所述光伏电池串发电单元的正极输出端和负极输出端，且该输出端的正、负极输出端一一对应连接出线端子的输入端的正、负极端子，所述输出端沿所述区域功率优化光伏组件单体的长边的边缘布置；所述第一光伏电池串发电单元（10）中的第一出线端子（101）与所述第二光伏电池串发电单元（20）的第二出线端子（201）设置在所述区域功率优化光伏组件单体的不同长边边缘，所述第一出线端子（101）和所述第二出线端子（201）呈对角线交错分布构成区域功率优化光伏组件单体的出线端组；一个或数个所述甲版区域功率优化光伏组件单体（1）中的出线端组中的出线端子与一个或数个所述乙版区域功率优化光伏组件单体（2）中的出线端组中的靠近同一短边方向的邻近的出线端子连接至同一个功率优化器，接入同一所述功率优化器的所述甲版区域功率优化光伏组件单体（1）与所述乙版区域功率优化光伏组件单体（2）的总的数量在三个及以上，且确保接入所述功率优化器的各光伏发电单元的总输入电压低于或等于安全电压限值，所述安全电压限值为各国规范的直流安全电压限值。2.根据权利要求1所述的低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件，其特征在于，甲、乙两种版型的所述区域功率优化光伏组件单体中的电池片串均按区域等分成相同数量的所述光伏电池串发电单元；两种版型的每种所述区域功率优化光伏组件单体中的所述第一光伏电池串发电单元（10）与所述第二光伏电池串发电单元（20）平行于所在的所述区域功率优化光伏组件单体的短边布置；所述第一光伏电池串发电单元（10）位于所述第二光伏电池串发电单元（20）的上方；在所述甲版区域功率优化光伏组件单体（1）中，所述第一光伏电池串发电单元（10）的所述第一出线端子（101）位于所述甲版区域功率优化光伏组件单体（1）的右侧，所述第二光伏电池串发电单元（20）的所述第二出线端子（201）位于所述甲版区域功率优化光伏组件单体（1）的左侧；在所述乙版区域功率优化光伏组件单体（2）中，所述第一光伏电池串发电单元（10）的所述第一出线端子（101）位于所述乙版区域功率优化光伏组件单体（2）的左侧，所述第二光伏电池串发电单元（20）的所述第二出线端子（201）位于所述乙版区域功率优化光伏组件单体（2）的右侧。3.根据权利要求1所述的高容量组合式区域功率优化光伏组件，其特征在于，接入同一所述功率优化器的从一个或数个所述甲版区域功率优化光伏组件单体（1）中的所述第一光伏电池串发电单元（10）中引出的所述第一出线端子（101）与一个或数个从所述乙版区域功率优化光伏组件单体（2）中的所述第一光伏电池串发电单元（10）中引出的所述第一出线端子（101）分别位于甲、乙版型光伏组件单体的邻近的长边边缘上，且距离同一方向的短边距离一致。4.根据权利要求1所述的低电压高容量组合式区域功率优化光伏组件，其特征在于，相邻排列的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维，宋悦，
申请(专利权)人：江苏旭迈思电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：