一種光伏組件故障鑒別電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于故障鑒別領域,特別涉及大型光伏電場中的光伏組件鑒別領域,具體涉及一種光伏組件故障鑒別電路。
【背景技術】
[0002]隨著全球能源問題的日益突出,人們逐漸將目光轉向再生能源,太陽能就是其中之一。在過去的幾年里,因為光伏材料的價格下降以及各國政府的支持,光伏材料得到了快速的發展,目前光伏組件的壽命在二十年到三十年之間,這就要求光伏電場在這二三十年內可以實現高效、穩定、持續發電。但是光伏電場一般安裝在比較惡劣的環境之中,容易引發故障。因此,光伏電場的維護和光伏組件的故障鑒別就變得非常重要。
[0003]通常的光伏組件的故障鑒別方法有以下幾種:
[0004]第一種是基于電路結構的故障鑒別方法,其本質是通過改變電路結構來減少傳感器數量。缺點是系統安裝過程太復雜,并且對于大型的光伏電場而言,所需要的傳感器數量巨大,系統成本會增加,因此基于電路結構的故障鑒別方法只適用于小規模的光伏電場或特殊場合。
[0005]第二種是基于數學模型法,其本質是對光伏系統進行數學建模,將系統正常工作狀態下的運行結果與實際運行的結果進行比較,通過觀測兩者之間的差異大小判定是否有光伏組件發生故障。這種方法的缺陷是由于光伏系統非常依賴壞境因素,模型的建立困難,而且這種方法只能鑒別是否有光伏組件故障,但無法快速準確的鑒別故障組件
[0006]第三種是基于電氣測量法,基于電氣測量法中又包括基于1-V曲線的方法、基于測量接地電容的方法、基于測量反饋信號的方法。這三種方法的鑒別思路相同,都是用實際測量值與預估值相比較,雖然和第一種方法相比可以減少光伏組件故障鑒別的成本,但這三種方法都不能快速準確的鑒別出大型光伏電場中的故障組件。
[0007]第四種是基于紅外圖像的分析方法,與前面三種方法相比,這種方法不需要測量光伏組件的參數,而是利用紅外攝像機將光伏組件拍攝下來,然后利用計算機進行紅外圖像分析來鑒別故障組件,所依據的原理是故障組件處的溫度與非故障組件處的溫度存在差異并體現在紅外圖像上。其不足是必須配備高分辨率的紅外攝像頭,增加了系統成本,而且圖像容易受外界環境干擾,導致故障組件的鑒別出現誤差。
[0008]因此,本實用新型提出一種新的光伏組件故障鑒別方法,具有電路結構簡單,成本低廉,能快速準確鑒別出大型光伏電場中的故障組件等優點,利于光伏電場的維護。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型所解決的技術問題是,針對現有技術的不足,提供一種光伏組件故障鑒別電路,能快速準確鑒別出大型光伏電場中的故障組件。
[0010]為了實現上述目的,本實用新型采用的優化方案是:
[0011 ] 一種光伏組件故障鑒別電路,其特征在于,包括兩個接線端口,一個限流電阻,一個5V的穩壓二極管D和一個發光二極管LED;
[0012]兩個接線端口分別是第一端口和第二端口,限流電阻的一端接第一端口,另一端接穩壓二極管D的負極,穩壓二極管D的正極接第二端口;發光二極管LED的正極接穩壓二極管D的負極,發光二極管LED的負極接穩壓二極管D的正極;
[0013]需要進行故障鑒別的光伏組件的正極接第一端口,需要進行故障鑒別的光伏組件的負極接第二端口 ;
[0014]所述限流電阻的阻值R取值為需要進行故障鑒別的光伏組件(即故障鑒別電路所并聯的光伏組件)的開路電壓值Voc的100倍,8卩R = 100*Voc,其中阻值R的單位為Ω,開路電壓值Voc的單位為V。
[0015]所述穩壓二極管D的型號為1N750。
[0016]所述發光二極管LED的型號為BTlOl。
[0017]本實用新型的光伏組件故障鑒別電路,故障鑒別原理為:
[0018]將需要進行故障鑒別的光伏組件的正極接在第一端口,需要進行故障鑒別的光伏組件的負極接在第二端口;當發光二極管LED點亮時,判定該光伏組件為非故障組件,當發光二極管LED熄滅時,判定該光伏組件為故障組件。
[0019]有益效果:
[0020]本實用新型電路結構簡單,成本低廉,能快速準確鑒別出大型光伏電場中的故障組件,利于光伏電場的維護。
[0021]本實用新型的優點是:I)采用發光二極管LED指示故障組件,能快速準確的鑒別出大型光伏電場中的故障組件,很好的解決了故障定位的問題。2)不需要建立復雜的數學模型,也不需要繁瑣的理論分析。3)使用的功率器件少,電路結構簡單,成本低廉,具有非常好的經濟性能。
【附圖說明】
[0022]圖1光伏組件故障鑒別電路圖。
[0023]圖2光伏組件故障鑒別接線圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白,以下結合附圖對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
[0025]圖1是光伏組件故障鑒別電路圖。故障鑒別部分由兩個接線端口(分別是第一端口和第二端口)、一個限流電阻、一個5V的穩壓二極管D和一個發光二極管LED組成。限流電阻的一端接在第一端口,另一端接在穩壓二極管D的負極,穩壓二極管D的正極接在第二端口,發光二極管LED的正極接在穩壓二極管D的負極,發光二極管LED的負極接在穩壓二極管D的正極。所述限流電阻的阻值R取值為需要進行故障鑒別的光伏組件(即故障鑒別電路所并聯的光伏組件)的開路電壓值Voc的100倍,S卩R=100*Voc,其中阻值R的單位為Ω,開路電壓值Voc的單位為V。
[0026]圖2是光伏組件故障鑒別接線圖,光伏組件故障鑒別電路的第一端口接在光伏組件的正極,光伏組件故障鑒別電路的第二端口接在光伏組件的負極。
[0027]限流電阻R既能為穩壓二極管D和發光二極管LED提供工作電流,又能保護穩壓二極管D和發光二極管LED不受過流損壞。光伏組件正常工作時的端口電壓Vm遠大于5V,因此,當光伏組件運行正常時,穩壓二極管D被反向擊穿,其端口電壓被鉗位在5V。由于發光二極管LED與穩壓二極管并聯,因此發光二極管LED的端口電壓也為5V,發光二極管點亮;當光伏組件出現故障時,其輸出電壓降到0,穩壓二極管D兩端的電壓為0V,發光二極管LED會熄滅。
[0028]因此,觀察發光二極管LED的狀態,當發光二極管點亮時,判定與之相連的光伏組件正常;當發光二極管熄滅時,判定與之相連的光伏組件故障。
【主權項】
1.一種光伏組件故障鑒別電路,其特征在于,包括兩個接線端口,一個限流電阻,一個5V的穩壓二極管D和一個發光二極管LED; 兩個接線端口分別是第一端口和第二端口,限流電阻的一端接第一端口,另一端接穩壓二極管D的負極,穩壓二極管D的正極接第二端口;發光二極管LED的正極接穩壓二極管D的負極,發光二極管LED的負極接穩壓二極管D的正極; 需要進行故障鑒別的光伏組件的正極接第一端口,需要進行故障鑒別的光伏組件的負極接第二端口 ; 所述限流電阻的阻值R取值為需要進行故障鑒別的光伏組件的開路電壓值Voc的100倍,S卩R=100*Voc,其中阻值R的單位為Ω,開路電壓值Voc的單位為V。2.根據權利要求1所述的光伏組件故障鑒別電路,其特征在于,所述穩壓二極管D的型號為1N750。3.根據權利要求1所述的光伏組件故障鑒別電路,其特征在于,所述發光二極管LED的型號為BT101。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光伏組件故障鑒別電路,包括兩個接線端口,一個限流電阻,一個5V的穩壓二極管D和一個發光二極管LED;兩個接線端口分別是第一端口和第二端口,限流電阻的一端接第一端口,另一端接穩壓二極管D的負極,穩壓二極管D的正極接第二端口;發光二極管LED的正極接穩壓二極管D的負極,發光二極管LED的負極接穩壓二極管D的正極;需要進行故障鑒別的光伏組件的正極接第一端口,需要進行故障鑒別的光伏組件的負極接第二端口。本實用新型電路結構簡單,成本低廉,能快速準確鑒別出大型光伏電場中的故障組件,利于光伏電場的維護。
【IPC分類】H02S50/10
【公開號】CN205232153
【申請號】CN201521030019
【發明人】榮飛, 賀銳智, 黃守道, 羅德榮, 田新華, 徐業事
【申請人】湖南大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月10日