[發明專利]一種高效率加熱光伏組件的裝置

在審

• 申請號: 202010012955.4
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111181484A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 郭軍;楊榮;龐先標;邢帥
• 申請（專利權）人: 新疆中興能源有限公司
• 主分類號: H02S40/12
• 分類號: H02S40/12;H02S50/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰

本發明公開了一種高效率加熱光伏組件的裝置，該裝置包括半導體加熱器和控制電路，半導體加熱器用于對光伏組件進行局部集中加熱，控制電路用于控制半導體加熱器的啟動和停止?？刂齐娐钒ù撨B接的光感控制器和電流檢測控制器，光感控制器或電流檢測控制器電連接半導體加熱器，光感控制器在有光照時閉合，否則斷開；電流檢測控制器在檢測到光伏組件發電電流小于設定定值時閉合，否則斷開。該裝置工作時對光伏組件局部進行集中加熱，未被加熱的組件部分由于無發電能力而成為熱負載，其釋出的熱可以逐漸融化冰雪擴大發電面積，產生正反饋效應，最終可實現無人工干預、自動、快速、高效率、低成本的光伏組件融雪，恢復或提升發電能力。

技術領域

本發明涉及光伏技術領域，尤其涉及一種高效率加熱光伏組件的裝置。

背景技術

太陽能以“儲量巨大、應用便利、供應持久、清潔無害”等優勢受到了越來越多的關注和青睞，成為最具開發和利用潛力的清潔能源之一。隨著其應用領域的不斷拓寬，行業技術的不斷成熟，光伏組件已經能夠被應用在偏遠地區，甚至條件惡劣的環境中，可為離網供電和無人值守提供極大的便利。然而北方高寒地區，在冬季不可避免的存在光伏組件會被雪、霜覆蓋表面的情況，從而會影響光伏組件的工作效率，嚴重的情況下還可能結冰導致組件較長時間無法發電。而這些應用場景，之所以會選擇光伏新能源，也是為了實現無人值守，因此，在有雪和霜的時段，整個系統的發電量極大降低，有些時候會影響到其用電設備的工作情況。若要專門派人前往進行處理，一方面存在極大的時間和人力成本，而且對于處理人員來說，在行程和處理中，由于是偏遠地區或者高海拔或者其他惡劣條件，存在一定的安全隱患。

光伏組件的積雪問題，已成為國內外研究學者的重要課題。目前主要有以下幾種除雪方式:人工除雪、機械除雪、電阻絲加熱融雪、納米自清潔涂層和增大光伏板角度。但是各自都存在著一些缺點，人工除雪費用高成本大，在偏遠惡劣環境中尤其不適用；機械除雪裝置復雜，成本高，操作不便，壽命和可靠性也有很大挑戰；電阻絲加熱融雪，加熱速度慢，耗電量大，在電力稀缺的偏遠地區不適用；納米自清潔層性價比很低；增大光伏板角度會大大降低發電效率。

發明內容

針對光伏組件積雪問題，現有的解決方案自身都存在不同程度的缺點，以至于不能廣泛的應用，本發明以半導體制冷片的熱端為核心發熱器件，外加光感控制器和電流檢測控制器組成的控制電路。裝置工作時對光伏組件局部進行集中加熱融雪消冰發電，未被加熱的組件部分由于無發電能力而成為熱負載，其釋出的熱可以逐漸融化冰雪擴大發電面積，產生正反饋效應，最終可實現無人工干預、自動、快速、高效率、低成本的光伏組件融雪，恢復或提升發電能力。在電力本身就稀缺的環境惡劣、維護困難的偏遠地區，本發明可以最大程度的降低對備用電源的消耗，減少人工維護，提升光伏發電系統正常工作率。

本發明采用的技術方案如下：

一種高效率加熱光伏組件的裝置，包括半導體加熱器和控制電路，其中：

所述半導體加熱器用于對光伏組件進行局部集中加熱，當所述光伏組件表面有積雪覆蓋時，啟動所述半導體加熱器對所述光伏組件局部進行加熱，局部組件冰雪融掉之后可正常接收光照進行發電，由于所述光伏組件的光伏電池板內p-n結特性，作為負載可等效為一電阻絲，當未加熱的所述光伏電池板中有電流流過時自身會產生熱量融雪，并且會形成一種正反饋效應，融雪面積越大發電電流就會越大，發電電流越大融雪速度就會越快。

所述控制電路用于控制所述半導體加熱器的啟動和停止，所述控制電路包括串聯連接的光感控制器和電流檢測控制器，所述光感控制器或電流檢測控制器電連接所述半導體加熱器，所述光感控制器在有光照時閉合，否則斷開以停止所述半導體加熱器工作；所述電流檢測控制器在檢測到所述光伏組件發電電流小于設定定值時閉合，否則斷開以停止所述半導體加熱器工作。其中，兩個控制器采用串聯連接的方式，可以保證所述半導體加熱器在白天光伏組件由于積雪覆蓋發不了電時自動啟動，在夜間無光照或者光伏組件可以正常工作時自動停止。