[實(shí)用新型]一種預(yù)防光伏電池板PID效應(yīng)的電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420170349.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN203813731U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱軍衛(wèi);馬春江;王東;張俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海正泰電源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H02S40/30
• 分類號(hào): H02S40/30
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種有效地恢復(fù)因光伏組件PID(英文全稱為Potential?Induced?Degradation，高壓誘導(dǎo)衰減效應(yīng))效應(yīng)導(dǎo)致光伏電池板輸出功率衰減的問題的電路結(jié)構(gòu)，屬于光伏組件發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

PID效應(yīng)是最近幾年光伏領(lǐng)域出現(xiàn)的較新的衰減效應(yīng)。隨著光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逐漸推廣應(yīng)用，系統(tǒng)電壓越來越高，組件內(nèi)部電池片相對(duì)于大地的壓力越來越高，光伏組件的鋁邊框一般都要求接地，在晶體硅光伏組件中的電路與其接地金屬框之間就會(huì)形成負(fù)的高電壓。在該高壓的作用下，組件電池的封裝材料和組件上表面層及下表面層的材料中會(huì)出現(xiàn)離子遷移的現(xiàn)象，從而造成光伏電池組件的光伏性能的持續(xù)衰減。

從目前的研究表明，PID效應(yīng)從系統(tǒng)上而言，是可以通過對(duì)電池組件輸出負(fù)極接地或者對(duì)電池組件輸出端和大地之間施加正電壓的方法來預(yù)防的。但是，在系統(tǒng)上預(yù)防PID效應(yīng)，主要有以下問題以及要求：

1、為光伏逆變器的每個(gè)獨(dú)立輸入均連接一個(gè)PID電源，通過電源對(duì)組件和大地之間施加正電壓，但目前的光伏逆變器一般都是帶有多個(gè)獨(dú)立MPPT(英文全稱為Maximum?Power?Point?Tracking，最大功率點(diǎn)跟蹤)控制器，如果對(duì)每個(gè)獨(dú)立組件均連接一個(gè)PID電源，會(huì)帶來成本的增加，會(huì)造成系統(tǒng)成本浪費(fèi)。

2、通過光伏電池板負(fù)極接地可以避免PID效應(yīng)，但目前的住宅、商業(yè)屋頂?shù)慕^大部分光伏系統(tǒng)及已建成的電站型的光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏電池板采用浮地形式，這類系統(tǒng)不支持將電池負(fù)極接地。

3、專利名稱為“能抗PID效應(yīng)的太陽電池鈍化減反膜”，專利公開號(hào)為“CN103022160A”的專利雖然能夠預(yù)防PID效應(yīng)，但其是從電池制造的角度出發(fā)，對(duì)于現(xiàn)有已經(jīng)安裝的光伏系統(tǒng)則無能為力。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是在較低成本下避免光伏系統(tǒng)的PID效應(yīng)，且適用范圍廣泛。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種預(yù)防光伏電池板PID效應(yīng)的電路，其特征在于，包括PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元，該P(yáng)ID效應(yīng)能量恢復(fù)單元接入電網(wǎng)，由PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為高壓直流電后輸出，PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元的正極輸出端連接光伏電池組串的負(fù)極，PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元的負(fù)極輸出端連接至光伏電池組串的邊框所接的保護(hù)地，從而形成PID效應(yīng)能量恢復(fù)回路，由開關(guān)單元將該P(yáng)ID效應(yīng)能量恢復(fù)回路導(dǎo)通或斷開，從而將PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元從光伏發(fā)電系統(tǒng)中切入或切出，其中，PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元可以連接的光伏電池組串的數(shù)量為N，N≥1。

優(yōu)選地，所述PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元包括高頻開關(guān)電源，高頻開關(guān)電源的輸入端接入電網(wǎng)，N路光伏電池組串的負(fù)極并聯(lián)后與高頻開關(guān)電源的正極輸出端相連，高頻開關(guān)電源的負(fù)極輸出端經(jīng)由第一開關(guān)連接光伏電池組串的邊框所接的保護(hù)地。

優(yōu)選地，每路光伏電池組串的負(fù)極分別串接一根第一保險(xiǎn)絲后再并聯(lián)。

優(yōu)選地，每路光伏電池組串的負(fù)極分別串接一根第一保險(xiǎn)絲及一個(gè)單向?qū)ㄆ骷笤俨⒙?lián)，由單向?qū)ㄆ骷乐闺娏髯怨夥姵亟M串的負(fù)極流向所述高頻開關(guān)電源的正極輸出端。

優(yōu)選地，所述高頻開關(guān)電源的負(fù)極輸出端經(jīng)由串聯(lián)的第一開關(guān)及第二保險(xiǎn)絲后連接所述光伏電池組串的邊框所接的保護(hù)地。

優(yōu)選地，所述PID效應(yīng)能量恢復(fù)單元包括高頻開關(guān)電源，高頻開關(guān)電源的輸入端接入電網(wǎng)，N路光伏電池組串的負(fù)極分別串聯(lián)各自的第二開關(guān)后并聯(lián)并與高頻開關(guān)電源的正極輸出端相連，高頻開關(guān)電源的負(fù)極輸出端連接光伏電池組串的邊框所接的保護(hù)地。

優(yōu)選地，N路光伏電池組串的負(fù)極分別串聯(lián)各自的第一保險(xiǎn)絲及所述第二開關(guān)后并聯(lián)。

優(yōu)選地，N路光伏電池組串的負(fù)極分別串聯(lián)各自的單向?qū)ㄆ骷⒌谝槐ｋU(xiǎn)絲及所述第二開關(guān)后并聯(lián)，由單向?qū)ㄆ骷乐闺娏髯怨夥姵亟M串的負(fù)極流向所述高頻開關(guān)電源的正極輸出端。

優(yōu)選地，所述高頻開關(guān)電源的負(fù)極輸出端經(jīng)由第二保險(xiǎn)絲后連接光伏電池組串的邊框所接的保護(hù)地。

本實(shí)用新型從光伏發(fā)電系統(tǒng)的角度，預(yù)防光伏組件的PID效應(yīng)，通過采樣光伏電池組串的端口電壓，來判斷光伏逆變器工作狀態(tài)，當(dāng)光伏逆變器停止工作時(shí)，對(duì)光伏電池板正負(fù)極和大地之間施加正電壓來預(yù)防PID效應(yīng)。

本實(shí)用新型采用多路輸出的方式，通過判斷電池組串端口電壓來對(duì)電池組件輸出端和大地之間施加正電壓的方法，可以在不影響光伏逆變器工作的前提下，恢復(fù)因光伏組件PID現(xiàn)象導(dǎo)致光伏電池板輸出功率衰減的問題。

附圖說明