一种利用量子进行光伏阵列接地的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用量子进行光伏阵列接地的方法。所述方法包括安装于光伏电站内的多个光伏阵列，每个光伏阵列安装一个量子电路，每个电路包含一个量子发生器和多个量子探测器；量子发生器将电流分成多条量子电流通过地面向地下传输，通过多个量子探测器来检测量子电流并将其输出到大地。通过将多个量子电流进行叠加，可以实现提高接地的效率。该方法在符合防雷接地规范的要求下，避免了现有光伏阵列与接地扁铁因焊接工艺导致的电阻大、焊接不牢固等问题，提高了光伏阵列接地的效率，确保了接地效果的稳定性和可靠性，保障了设备的安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
一种利用量子进行光伏阵列接地的方法


[0001]本专利技术涉及光伏阵列接地领域，尤其涉及一种利用量子技术进行光伏阵列接地的方法和系统。

技术介绍

[0002]光伏发电是一种重要的可再生能源发电方式，近年来在政策的支持下蓬勃发展。其中光伏阵列的防雷接地系统关系着光伏电站的安全于人员的安全。传统的光伏阵列在接地过程中存在一些局限性，光伏阵列利用管桩与接地扁铁作为接地的主要部分，常常以焊接的形式连接两部分，然而光伏发电项目使用寿命一般25年，焊接工艺不当或使用材料不佳都会影响接地的可靠性与使用寿命，易导致连接脱落；或者接触面积小，导致电阻值偏大，易形成事故隐患等诸多问题。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种利用量子技术进行光伏阵列接地的方法和系统，该方法有利于雷电、静电和设备泄露电流导入大地，可提高光伏阵列的接地导电性能和导电可靠性，保障光伏阵列设备与作业人员的安全。
[0004]为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种利用量子进行光伏阵列接地的方法，所述光伏阵列为安装于光伏电站内的多个光伏阵列，每个光伏阵列安装一个量子电路，每个电路包含一个量子发生器和多个量子探测器，其具体包括以下步骤：
[0005]步骤一：在每个光伏阵列的中间部位安装用于产生单个量子粒子量子发生器，光伏阵列通过导线连接到量子发生器的电流输入端，使光伏阵列上的静电、雷电、以及组件泄露的电流传导到量子发生器，量子发生器通过“光致发光”的过程将电能转化为量子能量；
[0006]步骤二：在地上安装多个量子探测器，开启量子发生器和多个量子探测器，使量子探测器可接收量子发生器发送的量子能量，并使用光电效应的方法将量子能量转换为电能，量子探测器与大地形成电连接；
[0007]步骤四：对光伏阵列传导到量子发生器的电流状态和性能进行监测，并将监测的信号输送到量子探测器数量控制装置，由量子探测器数量控制装置对量子探测器的开启数量进行控制；根据检测结果来调整量子探测器的开启数量，精确地调节量子发生器与量子探测器之间的量子通量和分布。
[0008]本专利技术较优的技术方案：所述步骤一中的量子发生器安装于光伏阵列端部光伏组件的下方，量子发生器同时与光伏组件背面和铝合金边框接触连接。
[0009]本专利技术较优的技术方案：所述步骤二中多个量子探测器均匀分散布置于量子发生器的下方及侧下方区域，多个量子探测器安装于大地上，所有量子探测器至少保证2/3的高度埋藏于地下，且所有量子探测器并联连接，且保持在同一水平面上。
[0010]本专利技术进一步的技术方案：所述步骤二中量子为光子，使用光电效应的方法将量子能量转换为电能的过程具体如下：
[0011]在光电效应中，描述光子能量(E
photon
)转化为电子动能(E
k
)的关系：
[0012]E
photon
＝E
k
+W
[0013]其中，E
photon
是光子的能量，E
k
是电子的动能即电能，W是逸出功；
[0014]其中，所述光子的能量(E
photon
)与光的频率(ν)有关，根据普朗克
‑
爱因斯坦关系，光子的能量表示为：E
photon
＝hν
[0015]其中，h是普朗克常数；
[0016]所述电子动能(E
k
)采用量子力学的薛定谔方程来求解：
[0017][0018]其中，是约化普朗克常数，m是电子的质量；是拉普拉斯算符；m为电子的质量；V是电子所处的势能场；Ψ为电子波函数。
[0019]本专利技术较优的技术方案：所述步骤三中量子探测器数量控制装置包括控制单元、控制电路和安装在每组光伏阵列与量子发生器连接导线上的传感器单元，每个传感器单元与控制单元通讯连接，所述控制单元通过控制电路与每个量子探测器的信号连接；通过传感器单元对光伏阵列传导到量子发生器的电流状态和性能进行监测，并将信号传递给控制单元；所述控制单元接收来自传感器单元的电流数据，根据监测到的光伏阵列电流的大小判断需要开启的量子探测器数量，并控制相应数量的量子探测器开启。
[0020]本专利技术较优的技术方案：所述传感器单元包括能测量电流的大小和变化的电流传感器、霍尔效应传感器。
[0021]本专利技术进一步的技术方案：所述控制单元为微控制器或计算机；所述传感器单元的输出信号通过模数转换器(ADC)转换为数字信号；通过控制单元判断量子探测器开启数量的过程是，设定一个判断值，并根据电流数据判断光伏阵列的状态；当电流超过或低于预设的判断值时，控制器根据判断结果调整量子探测器的开启数量；并采用反馈控制策略，根据先前的监测结果和实时的电流数据，根据控制器的指令，不断进行调整和优化，将开启或关闭信号传递给相应的量子探测器，精确调节量子通量和分；所述光伏阵列的接地电流的范围不超过10A，所述控制单元的判断值如下：
[0022]电流小于1A时，开启1个量子探测器；
[0023]电流在1～2A间时，开启2个量子探测器；
[0024]电流在n
‑
1～n A间时，开启n个量子探测器,其中n为小于10且大于1的整数。
[0025]本专利技术中的控制单元还可以其他能够接收传感器数据并进行相应的控制操作可编程设备；本专利技术中的控制单元可以使用数字信号处理(DSP)来来实现精确的开关控制，控制单元根据光伏阵列电流的监测结果确定需要开启的量子探测器数量，检测结果调整量子探测器开启数量；若光伏阵列电流表现良好且光子通量较高，控制器可以增加量子探测器的开启数量，以提高量子能的采集效率；若光伏阵列电流较低或出现异常情况，控制器可以减少量子探测器的开启数量，以降低量子能的采集量并保护量子探测器；根据控制单元的指导，量子探测器的开启数量可以实时地进行调整，以优化量子能的采集效率和分布均匀性。
[0026]本专利技术中的光致发光技术是通过将电能传递到半导体器件中并在其中释放光来实现将电能转化为量子能量的过程；量子发生器中通常包含一个发光二极管(LED)，该二极管由半导体材料制成。当电流通过LED时，电荷会从一端流向另一端，经过半导体材料时，部
分电子与空穴重组，并释放量子能量。
[0027]在光伏阵列被雷电击中情况下开启更多的量子探测器以实现更大的量子接收能力，从而保护光伏阵列与量子发生器；在光伏阵列安全运行情况下仅开启少数量子探测器以适应对量子接收进行接地，降低量子探测器的使用损耗，从而延长量子探测器的使用寿命。
[0028]本专利技术通过将量子效应引入到光伏阵列接地中，使用量子能量的传递代替接地扁铁的导电，可提高光伏阵列的接地导电效率；本专利技术中的量子接地是通过“光致发光”的过程将光伏阵列上的静电电能转化为光子(量子能量)，再把光子传达地上的量子探测器，从而实现接地，该接地方法安全可靠，优于常规接地扁铁接地方法，增强了系统的安全性、稳定性和可靠性。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用量子进行光伏阵列接地的方法，所述光伏阵列为安装于光伏电站内的多个光伏阵列，其特征在于每个光伏阵列安装一个量子电路，每个电路包含一个量子发生器和多个量子探测器，其具体包括以下步骤：步骤一：在每个光伏阵列的中间部位安装用于产生单个量子粒子量子发生器，光伏阵列通过导线连接到量子发生器的电流输入端，使光伏阵列上的静电、雷电、以及组件泄露的电流传导到量子发生器，量子发生器通过“光致发光”的过程将电能转化为量子能量；步骤二：在地上安装多个量子探测器，开启量子发生器和多个量子探测器，使量子探测器可接收量子发生器发送的量子能量，并使用光电效应的方法将量子能量转换为电能，量子探测器与大地形成电连接；步骤三：对光伏阵列传导到量子发生器的电流状态和性能进行监测，并将监测的信号输送到量子探测器数量控制装置，由量子探测器数量控制装置对量子探测器的开启数量进行控制；根据检测结果来调整量子探测器的开启数量，精确地调节量子发生器与量子探测器之间的量子通量和分布。2.根据权利要求1所述的一种利用量子进行光伏阵列接地的方法，其特征在于：所述步骤一中的量子发生器安装于光伏阵列端部光伏组件的下方，量子发生器同时与光伏组件背面和铝合金边框接触连接。3.根据权利要求1所述的一种利用量子进行光伏阵列接地的方法，其特征在于：所述步骤二中多个量子探测器均匀分散布置于量子发生器的下方及侧下方区域，多个量子探测器安装于大地上，所有量子探测器至少保证2/3的高度埋藏于地下，且所有量子探测器并联连接，且保持在同一水平面上。4.根据权利要求1所述的一种利用量子进行光伏阵列接地的方法，其特征在于：所述步骤二中量子为光子，使用光电效应的方法将量子能量转换为电能的过程具体如下：在光电效应中，描述光子能量(E
photon
)转化为电子动能(E
k
)的关系：E
photon
＝E
k
+W其中，E
photon
是光子的能量，E
k
是电子的动能即电能，W是逸出功；其中，所述光子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海峰，彭扬东，陈森，马启震，李盼，陈壮，杨珂，桂树强，
申请(专利权)人：中冶武勘工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：