一種太陽能光伏發電系統的制作方法

本發明涉及太陽能光伏技術領域，尤其涉及一種太陽能光伏發電系統。

背景技術：

當前，全球能源緊缺，人們越來越多的開始使用新型、綠色、環保的能源作為傳統能源的補充和替代品，太陽能就是其中的一種。太陽能光伏發電系統，簡稱PV系統，是一種利用半導體的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換成電能的系統，太陽能光伏發電系統基本分為兩大類，分別為獨立發電型和并網發電型。太陽能光伏發電系統作為一種新興的發電系統在能源發電領域中已備受關注及廣泛應用。

由于太陽能電池陣列的分布面積大，而且安裝在沒有遮蓋的室外，因此容易受到雷電引起的過高電壓影響，造成光伏發電系統損壞，所以有必要采取相應的防雷措施。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供一種太陽能光伏發電系統，能更加有效地防止雷擊對太陽能光伏發電系統的損害。

根據本發明的第一方面，提供一種太陽能光伏發電系統，所述系統包括太陽能光伏陣列、直流接地箱、逆變器、交流配電箱、等電位連接排、接地體、接線箱以及配電盤；所述太陽能光伏陣列、直流接地箱、逆變器以及交流配電箱依次相連，所述太陽能光伏陣列的連接線路中分散安裝有避雷元件；所述太陽能光伏陣列的金屬外框、以及所述直流接地箱、逆變器和交流配電箱的金屬外殼分別通過等電位連接排與接地體連接；所述交流配電箱的輸出端與所述接線箱相連接，所述接線箱連接所述配電盤；所述太陽能光伏陣列與所述直流接地箱之間的電纜、所述直流接地箱與所述逆變器之間的電纜、以及所述逆變與所述交流配電箱之間的電纜分別通過避雷元件間接接入等電位連接排。

進一步地，所述太陽能光伏陣列的連接線路中安裝的避雷元件包括直流浪涌保護器。

進一步地，所述太陽能光伏陣列的連接線路中還安裝有防雷變壓器。

進一步地，所述直流接地箱中安裝有直流浪涌保護器、所述逆變器以及交流配電箱中安裝有交流浪涌保護器。

進一步地，所述直流接地箱、逆變器以及交流配電箱中安裝有阻容過電壓保護器。

進一步地，所述配電盤中安裝有避雷元件。

進一步地，所述配電盤的輸出端安裝有耐雷變壓器。

進一步地，所述接線箱中安裝有避雷元件。

根據本發明的上述方案，將防雷器安裝在太陽能光伏陣列的連接回路中，能更加有效地防護雷擊對太陽能電池陣列造成的損害；并且，在光伏陣列連接線路中安裝防雷變壓器，進一步阻斷雷電浪涌的侵入；另外，通過在太陽能光伏陣列、直流接地箱、逆變器以及交流配電箱中安裝浪涌保護器，避免從直流線路或交流線路侵入的雷電浪涌造成的瞬時過電壓；對于從太陽能光伏發電系統的低壓配電線路侵入的雷電浪涌，通過在配電盤中安裝避雷器進行阻擋，并能限制設備的過電壓數值，起到保護設備的作用；在配電盤輸出側安裝耐雷變壓器，避免雷電侵入引起的高電壓對用電負載造成損害。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本發明一實施例的太陽能光伏發電系統的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明具體實施例及相應的附圖對本發明技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

首先結合圖1說明本發明的太陽能光伏發電系統，圖1示出了根據本發明一實施例的太陽能光伏發電系統的示意圖。

如圖1所示，本發明的太陽能光伏發電系統，包括太陽能光伏陣列11、直流接地箱12、逆變器13、交流配電箱14、等電位連接排15、接地體16、接線箱17以及配電盤18；所述太陽能光伏板陣列11、直流接地箱12、逆變器13以及交流配電箱14依次相連；所述太陽能光伏陣列11的連接線路中分散安裝有避雷元件；所述太陽能光伏陣列11的金屬外框、以及所述直流接地箱12、逆變器13和交流配電箱14的金屬箱體分別通過等電位連接排15與接地體16連接；金屬穿線管19也通過等電位連接排15與接地體16連接；所述交流配電箱14的輸出端與接線箱17相連接，所述接線箱17連接配電盤18；太陽能光伏陣列11與直流接地箱之間的電纜、直流接地箱12與逆變器13之間的電纜、以及逆變器13與交流配電箱之間的電纜分別通過避雷元件20間接接入等電位連接排15。

雷電分為直擊雷和感應雷，直擊雷是指直接落到太陽能光伏陣列、直流配電系統、電器設備及其配線等處以及近旁周圍的雷擊。感應雷也稱雷電感應或感應過電壓，是指在相關建筑物、設備或線路的附件及更遠些的地方產生的雷擊，引起建筑物、設備和線路的過電壓，感應雷的能量遠小于直擊雷，但發生的幾率遠高于直擊雷。感應雷分為由靜電感應形成的雷和由電磁感應形成的雷。由靜電感應形成的雷，在帶電積云接近地面時，由于單一雷云帶電的單極性，總是會在附近的金屬導體上感應出大量的反極性束縛電荷，而金屬導體遠離帶電積云端會相應產生與雷電同級性的電荷，從而在金屬導體與雷云之間，以及金屬導體自身產生出很高的靜電電壓(感應電壓)，例如電流感應產生的正電荷和雷擊產生的地表的負電荷中和后剩下來形成雷電浪涌；由電磁感應形成的雷是由于落到電纜附近的雷擊產生的雷電電流使電纜感應形成雷電浪涌。

由于太陽能光伏陣列是由多塊太陽能電池按照一定的設計進行串聯或并聯而成的，因此將避雷元件分散安裝在光伏陣列11中太陽能電池之間的串聯/并聯線路中，能更有效地防護雷擊對太陽能光伏陣列造成的損害。

為防止雷電感應，將光伏系統的所有金屬物進行等電位連接(通過等電位連接排15連接接地體16)以減小各金屬部位和各系統之間的電位差，其中，光伏陣列11的金屬外框、直流接地箱12、逆變器13和交流配電箱14的金屬箱體以及金屬穿線管等不帶電的金屬部件，分別用導線直接連接到等電位連接排15，將太陽能光伏陣列11與直流接地箱之間的電纜、直流接地箱12與逆變器13之間的電纜、以及逆變器13與交流配電箱之間的電纜等帶電部件分別通過避雷元件20間接接入等電位連接排15。所述避雷元件20例如可以為防雷器。

以下進一步結合附圖對本發明的太陽能光伏發電系統進行詳細說明。

根據本發明的一個具體實施例，所述太陽能光伏陣列11的連接回路中安裝的避雷元件包括直流浪涌保護器。

由于感應雷可沿直流輸入線路侵入太陽能光伏發電系統，因此，在太陽能光伏陣列連接線路中可以使用直流浪涌保護器，緩和從線路侵入的異常電壓，降低雷電浪涌峰值。

進一步地，所述太陽能光伏陣列11的連接回路中還安裝有防雷變壓器。

防雷變壓器以屏蔽絕緣變壓器為主體，附加避雷器和電容器，在雷電浪涌侵入的場合，因內置的避雷器一次側和二次側間的高度絕緣以及屏蔽作用，因此在太陽能光伏陣列的連接線路中安裝防雷變壓器，可以阻斷雷電浪涌。

根據本發明的另一個具體實施例，所述直流接地箱12中安裝有直流浪涌保護器、所述逆變器13以及交流配電箱14中安裝有交流浪涌保護器。

由于直流接地箱內部為沒有經逆變器轉換的直流線路，因此，在直流接地箱的內部線路中安裝直流浪涌保護器；在逆變器及交流配電箱的交流線路中安裝交流浪涌保護器。浪涌保護器能夠對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護。浪涌保護器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪涌對回路中其他設備的損害，緩和從線路侵入的異常電壓，降低雷電浪涌峰值。

根據本發明的又一個具體實施例，所述直流接地箱12、逆變器13以及交流配電箱14中安裝有阻容過電壓保護器。

根據本發明的再一個具體實施例，所述配電盤18中安裝有避雷元件。太陽能光伏發電系統的雷電浪涌的入侵路徑，除太陽能電池陣列外，還有配電線路，對于從低壓配電線路侵入的雷電浪涌，可以通過在配電盤中安裝避雷元件進行阻擋。

其中，配電盤中安裝的避雷元件具體可以為避雷器，避雷器與被保護的設備并聯，其間隙擊穿電壓比被保護的設備絕緣的擊穿電壓低，正常工作電壓作用時，避雷器間隙不會被擊穿，而當雷電浪涌沿導線傳來，出現危及被保護設備的過電壓時，避雷器間隙很快被擊穿，對地放電，使大量的電荷都泄入地中，從而限制了被保護設備的過電壓數值，起到保護設備的作用，避免設備損壞。

根據本發明的再一個具體實施例，所述配電盤的輸出側安裝有耐雷變壓器。由于配電盤連接用電負載，當太陽能光伏系統受到雷擊時，為避免雷擊引起瞬時高電壓，對用電負載造成損害，在配電盤輸出側安裝耐雷變壓器，也就是在配電盤與用電負載(用戶側)之間安裝耐雷變壓器，避免雷電侵入引起的高電壓對用電負載造成損害。

根據本發明的再一個具體實施例，所述接線箱中安裝有避雷元件。所述接線箱中安裝的避雷元件具體可以包括避雷器，限制被保護設備的過電壓數值，避免設備損壞。

以上對本發明的太陽能光伏發電系統進行了描述。根據本發明的上述方案，將避雷元件安裝在太陽能光伏陣列的連接線路中，即太陽能電池之間串聯/并聯的線路中，能夠更加有效地防止雷電對太陽能電池陣列造成的損害。并且，在光伏陣列連接線路中加裝防雷變壓器，進一步阻斷雷電浪涌的侵入；另外，通過在太陽能光伏陣列、直流接地箱、逆變器以及交流配電箱中安裝浪涌保護器和或阻容過電壓保護器，避免從直流輸入線路、交流輸出線路侵入的雷電浪涌造成的瞬時過電壓；對于從太陽能光伏發電系統低壓配電線路侵入的雷電浪涌，通過在配電盤安裝避雷器進行阻擋，并能限制被保護設備的過電壓數值，起到保護設備的作用；在配電盤輸出側安裝耐雷變壓器，避免雷電侵入引起的高電壓對用電負載造成損害。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。例如，所述直流接地箱中安裝有直流浪涌保護器、所述逆變器以及交流配電箱中安裝有交流浪涌保護器；并且，所述直流接地箱、逆變器以及交流配電箱中還安裝有阻容過電壓保護器，可以實現多級保護，使雷擊電流經過多級防雷器件泄流。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。