太陽能電池陣列以及太陽能電池組件監測裝置的制造方法
【專利說明】太陽能電池陣列以及太陽能電池組件監測裝置
[0001]本申請要求于2015年09月30日提交中國專利局、申請號為201520770162.3、實用新型名稱為“太陽能電池陣列以及太陽能電池組件監測裝置”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過弓I用結合在本申請中。
技術領域
[0002]本申請涉及太陽能電池技術領域，具體涉及太陽能電池陣列。
[0003]本申請另外涉及太陽能電池組件監測裝置。
【背景技術】
[0004]太陽能以其具有無污染、清潔安全、普遍、可再生、可持續性等特點，已成為人類使用能源的重要組成部分，尤其是能源危機及傳統能源對環境污染程度日趨嚴重，更加快了對太陽能探索的步伐，太陽能的利用顯得意義重大，研究太陽能電池因此也成為科學研究的重要領域之一。
[0005]太陽能電池是一種新興電池，利用光電轉換原理使太陽的輻射光通過半導體材料轉變為電能，這種光電轉換通常叫做光生伏打效應，因此太陽能電池又稱為光伏電池。
[0006]太陽能電池組件是按照負載要求，將若干單體太陽能電池按性能等參數進行分類組合(串并聯)生成，可獨立作為電源使用的最小單元，比如由太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明背板、接線盒以及鋁合金邊框等構件封裝后組成的太陽能電池組件。
[0007]太陽能電池陣列是為了滿足高電壓、大功率的需求，根據實際使用的負載要求將若干太陽能電池組件進行串并聯，用特定機械方式加以固定組合，并配以半導體器件(如防反充二極管、旁路二極管)構成。
[0008]太陽能電池組件作為一種半導體器件，可靠性相對較高，但在實際應用中不可避免的會發生一些失效現象，如太陽能電池陣列中的一塊太陽能電池組件失效，將導致整個太陽能電池陣列發電量的損失，嚴重時甚至會導致太陽能電池陣列失效及至發生火災事故。因此，對太陽能電池陣列進行實時監測、及時發現故障是非常有必要的。
[0009]目前，針對上述問題采取的解決方案，是對若干太陽能電池組件組成的太陽能電池陣列進行輸出監控，比如在采用組串式逆變器的光伏發電系統(如光伏電站)中，通過在逆變器內設置檢測電路和通訊電路，通過檢測電路采集太陽能電池陣列的輸出參數，并且通過通訊電路將采集到的輸出參數上傳至服務器，服務器根據輸出參數針對太陽能電池組件進行數據分析和故障排查，降低光伏發電系統的事故風險。
[0010]上述現有技術提供存在明顯的缺陷。
[0011]上述現有技術的缺點在于:
[0012]上述現有技術通過在逆變器內設置檢測電路和通訊電路采集和上傳太陽能電池陣列的輸出參數，通過對輸出參數的分析能夠實現太陽能電池陣列級別的定位，即定位到光伏發電系統中發生故障的具體太陽能電池陣列，在光伏發電系統的運行過程中起到了一定的作用，但是隨著光伏發電系統的建設以及后期運維需求的發展，需要對光伏發電系統實現更精細的監控，如實現太陽能電池組件級別的監控，定位到光伏發電系統中具體發生故障的太陽能電池組件，上述現有技術無法滿足，存在一定的缺陷，在實際應用中推廣難度大，實用性較低。
【實用新型內容】
[0013]本申請提供太陽能電池陣列，以解決現有技術存在的實用性低、成本高和結構復雜的問題。
[0014]本申請另外提供太陽能電池組件監測裝置。
[0015]本申請提供的太陽能電池陣列，包括:
[0016]至少一個太陽能電池組件、監測通訊模塊、中繼模塊、電池陣列正極和電池陣列負極；
[0017]其中，所述監測通訊模塊與所述太陽能電池組件一一對應，所述監測通訊模塊并聯在各自對應的所述太陽能電池組件的正極和負極上，所述監測通訊模塊與所述中繼模塊連接；
[0018]若所述太陽能電池組件的個數為1，所述太陽能電池組件的正極和負極分別與所述電池陣列正極和所述電池陣列負極連接；
[0019]若所述太陽能電池組件的個數大于1，所述太陽能電池組件之間采用串聯的方式依次連接，前一太陽能電池組件的正極與后一太陽能電池組件的負極連接，居于首位的太陽能電池組件的負極與所述電池陣列負極連接，居于末位的太陽能電池組件的正極與所述電池陣列正極連接；
[0020]所述太陽能電池組件，將太陽能轉化成電能，并通過所述電池陣列正極和電池陣列負極輸出；
[0021]所述監測通訊模塊，用于監測和采集所述太陽能電池組件的輸出參數，并將采集到的所述太陽能電池組件的輸出參數發送至所述中繼模塊；
[0022]所述中繼模塊，向預設的服務器上傳所述太陽能電池組件的輸出參數。
[0023]可選的，所述監測通訊模塊包括:
[0024]電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和通訊單元；
[0025]其中，所述電壓采樣單元并聯在各自對應的所述太陽能電池組件的正極和負極上，所述電壓采樣單元的電壓信號輸出端與所述信號處理單元的信號輸入端連接，所述信號處理單元的信號輸出端與所述中央控制單元連接，所述中央控制單元與所述通訊單元的數據輸入端連接，所述通訊單元的數據輸出端與所述中繼模塊連接；
[0026]所述電壓采樣單元，用于采集各自對應的所述太陽能電池組件的電壓參數；
[0027]所述信號處理單元，對采集到的所述太陽能電池組件的電壓參數進行相應處理；
[0028]所述中央控制單元，實現對所述電壓采樣單元、所述信號處理單元和所述通訊單元的控制；
[0029]所述通訊單元，用于將處理之后的電壓參數上傳至所述中繼模塊。
[0030]可選的，所述信號處理單元包括模數轉換器；
[0031]其中，所述模數轉換器的信號輸入端與所述電壓采樣單元的電壓信號輸出端連接，所述模數轉換器的信號輸出端與所述中央控制單元連接；
[0032]所述模數轉換器，將采集到的所述太陽能電池組件的電壓參數由模擬信號轉換為數字信號。
[0033]可選的，所述太陽能電池陣列，包括:
[0034]直流供電單元、第一直流電源總線和第二直流電源總線；
[0035]其中，所述直流供電單元的正極與所述第一直流電源總線連接，所述直流供電單元的負極與所述第二直流電源總線連接；
[0036]所述第一直流電源總線與所述電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電正極連接，所述第二直流電源總線與所述電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電負極連接；
[0037]所述直流供電單元，通過所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線，為所述電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和所述通訊單元進行供電。
[0038]可選的，所述太陽能電池陣列，包括:
[0039]直流供電單元；
[0040]其中，所述直流供電單元的正極分別與所述電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電正極連接，所述直流供電單元的負極分別與所述電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和所述通訊單元的接電負極連接；
[0041]所述直流供電單元，為所述電壓采樣單元、信號處理單元、中央控制單元和所述通訊單元提供直流電源。
[0042]可選的，所述直流供電單元設置在所述中繼模塊上。
[0043]可選的，所述監測通訊模塊設置程控開關，所述程控開關并聯在所述監測通訊模塊各自對應的所述太陽能電池組件上；
[0044]其中，所述程控開關的接電正極與所述太陽能電池組件的正極連接，所述程控開關的接電負極與所述太陽能電池組件的負極連接，所述程控開關的控制信號輸入端與所述中央控制單元連接；
[0045]所述程控開關，用于控制所述太陽能電池組件工作狀態，若所述程控開關斷開，所述太陽能電池組件正常工作，若所述程控開關閉合，所述太陽能電池組件被短接，輸出參數中的輸出功率為0。
[0046]可選的，所述太陽能電池陣列，包括:
[0047]陣列終端模塊；
[0048]所述陣列終端模塊與所述太陽能電池組件連接；
[0049]所述陣列終端模塊，用于協同太陽能電池陣列之間的連接。
[0050]可選的，所述陣列終端模塊設置直流電源總線平衡電路；
[0051]所述直流電源總線平衡電路與所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線連接；
[0052]所述直流電源總線平衡電路，用于產生相同和相反信號，并將產生的信號送入所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線，保持所述第一直流電源總線和所述第二直流電源總線中直流電源