[實用新型]太陽能發電機的電路裝置

有效

• 申請號: 201320268462.2
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN203481786U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 約阿希姆·拉斯欽斯基
• 申請（專利權）人: 艾思瑪太陽能技術股份公司
• 主分類號: H02H3/17
• 分類號: H02H3/17
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;崔利梅

技術領域

本申請涉及用于提高太陽能發電機的壽命的電路裝置，尤其是涉及用于提高薄膜型太陽能發電機的壽命的電路裝置。?

背景技術

在太陽能發電機中，諸如陽光之類的入射光被轉換為直流電（DC），該直流電可以被轉換為交流電（AC）并且隨后被饋送至公共電網中。到DC的轉換在半導體結構內進行，該半導體結構與正面電極和背面電極電接觸。正面電極，即在入射陽光一側的電極，通常由諸如透明導電氧化物（TCO）（例如，銦錫氧化物（ITO））之類的透明導電層形成。在潮濕和熱的影響下，這樣的TCO層受到腐蝕，導致光性能和/或電性能的退化。這將導致太陽能發電機的退化直至完全失效。這種現象被稱為“TCO腐蝕”。?

在實際應用中，TCO腐蝕取決于存在于TCO層的位置處的電場的強度和方向。例如，與在存在于發電機電極附近的基準電位下操作相比，當在負電極電位下操作時薄膜型發電機腐蝕得特別快。即使還不清楚有效腐蝕機理的詳情，也懷疑帶正電荷的鈉離子從太陽能發電機的防護玻璃板向TCO電極遷移。為了抑制此過程，專家建議將發電機負極接地或者連接至該發電機經由逆變器連接至的電網的中性導體。?

然而，長期研究已經表明，即使負極端子接地或者連接至電網的中性端子的太陽能發電機也受到TCO腐蝕，上述建議并不足以防止退化。?

實用新型內容

因此，本實用新型的一方面提供了一種電路裝置，該電路裝置允許在沒有TCO腐蝕所引起的退化或相關影響的情況下操作太陽能?發電機。這種電路裝置被構造為向太陽能發電機的負極端子提供正電位。該電路裝置可以被集成到與太陽能發電機連接的逆變器中，并因此形成逆變器的組成部分。可以使用電壓源來提供正電位。電壓源可以通過第一端子與太陽能發電機的負極端子連接。第二電壓源端子可以接地或連接至電網的中性端子。為了防止由接觸引起的人身傷害，優選地將在發電機負極端子處提供的正電位限制為相對于地的50V以下的值。然而，可以對電壓源進行防護以不被接觸，在此情況下也允許超過50V的限制。?

在本實用新型的一方面中，電壓源可以配備有過電流傳感器。過電流傳感器被構造為在發生接地故障的情況下，檢測接地故障，并且觸發諸如將逆變器從電網斷開之類的適當措施。?

附圖說明

本申請還通過附圖來說明，其中：?

圖1示出太陽能發電機的示意性截面圖；?

圖2示出本領域已知的電路裝置；?

圖3示出根據本實用新型的一種電路裝置；以及?

圖4示出根據本實用新型的另一種電路裝置。?

具體實施方式

圖1示出太陽能發電機100的截面。有源半導體30中面向入射光80的方向的正面被TCO層20覆蓋，TCO層20連接至發電機負極端子。在背面，背面接觸50向相應的發電機正極端子提供電連接。有源半導體被嵌入乙烯醋酸乙烯酯共聚物EVA裝填物70中，并且被層疊在正面玻璃板10和背面玻璃板60之間。整個堆疊由框架40保持，框架40通常由金屬形成。從框架40到TCO層20的電流取決于這兩個電極之間的電場的強度和方向，并且受到諸如濕度和溫度之類的環境參數的強烈影響。電流通路可以至少部分穿過正面玻璃板10，使得遷移的鈉離子對電流有貢獻，因而作為腐蝕源向TCO層20傳輸。?

圖2示出本領域中已知的電路裝置。包括串聯連接為串的多個?太陽能電池、并且可選地包括多個并聯連接電池串的太陽能發電機100通過正極端子110和負極端子120連接至逆變器140的DC輸入，以將所產生的DC電轉換為AC電，以便饋送到與逆變器140的AC輸出相連的電網130中。在此，逆變器140是連接至電網130的相位端子L和中性端子N的單相逆變器。然而，也可以使用諸如三相逆變器之類的多相逆變器。負極端子120和電網130的中性端子N之間的連接確保發電機負極端子處在或接近地電位。?

在圖3中，負極端子120和電網130的中性端子N之間的直接連接被電壓源150和過電流傳感器160的串聯連接所取代。電壓源150為發電機負極端子120提供相對于中性端子電位的預定正電位。當在太陽能發電機100的完美絕緣條件下時，過電流傳感器160應該檢測到實質上為零的電流，任何接地故障將使檢測到的電流增大，因此，當超過預定電流閾值時將提供可靠的接地故障檢測。?

在圖4的實施例中，電壓源150連接至地電位而不是電網130的中性端子N，與圖3的實施例相比，也實質上不變地向發電機負極端子120有效提供正電位以及有效提供接地故障檢測。?

附圖標記列表：?

10???玻璃板?

20???TCO層?