[實用新型]一種子串級光伏發電效率管理智能優化器

有效

• 申請號: 202120055772.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN214069884U
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 段正剛
• 申請（專利權）人: 蘇州快可光伏電子股份有限公司
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;H02S40/34;G05F1/67
• 代理公司: 南京科知維創知識產權代理有限責任公司 32270
• 代理人: 許益民

本實用新型提供一種子串級光伏發電效率管理智能優化器，包括盒體、控制電路板、盒蓋和電纜線，控制電路板設于所述盒體內，其上設有MPPT控制模塊、DC/DC變換器、智能旁路二極管、子串級匯流條連接區以及電纜連接區；智能優化器與光伏組件中的每個電池組子串連接。本實用新型可實現子串級發電效率優化，獨立進行MPPT，消除最小板間性能失配問題，提高光伏系統發電能力；采用智能旁路二極管替代傳統旁路二極管，達到更小的溫升和更低的功耗，提高光伏系統可靠性；導電體的U型結構及中間缺口設計，既方便觀察電纜線的鉚接情況，又方便進行額外焊錫，使鉚接處受力均勻，增加電纜線連接牢固度。

技術領域

本實用新型涉及光伏發電技術領域，尤其涉及一種子串級光伏發電效率管理智能優化器。

背景技術

目前，由多片太陽電池組合而成的光伏組件被大量使用用于建設各種光伏發電系統，或用于作為建筑物幕墻來建成節能環保型建筑。光伏發電系統是由多個電池組件組成的電池組件串并聯而形成的組件陣列，每個電池組件中都包括串聯的多個電池片。在一個光伏系統中，各個太陽電池組件的參數并不完全相同，受到的太陽輻射條件也會不同，比如，組件表面的不同程度的臟污、各種原因造成的局部陰影、組件朝向等，這些會造成光伏系統中各個太陽電池組件的實際發電量不相同，也即，并聯的各個太陽電池組件串的實際輸出功率與理論上的最大輸出功率是有差異的。光伏系統的實際發電量與系統效率有很直接的關系，理論上，光伏系統的發電效率一般在80％左右，而根據實際的統計數據，即使在光照輻射條件較好的西部地區，光伏系統的平均系統效率僅為74％。

為了解決這個問題，目前應用最廣泛的是在光伏發電系統中使用最大功率點跟蹤(MPPT，Maximum Power Point Tracking)電路。通常的MPPT控制電路和逆變器一體安裝在逆變器機箱內，通過MPPT控制電路對整個光伏系統的輸出功率進行調整或者針對系統中的每個電池組件串連接一個MPPT控制電路來對每個電池組件串的輸出功率進行調整；在前一種方式中，只要各個組件串的輸出之間存在差異，組串之間就會互相影響，輸出電壓就會被限制在一個較低的數值上(木桶效應)，造成能量的損失，組串的差異越大，這種能量損失就越大；另外，嚴重的組串之間的差異性會造成局部熱斑，影響系統的整體可靠性；而在后一種方式中，MPPT控制電路也僅能針每一個組件串進行最大輸出功率調整，無法真正優化每一個組件甚至每個組件中的單個電池串的輸出功率。

另外，當光伏系統某些單元被遮蔽時，被遮蔽單元會因為反向偏置單元功耗過大而呈現為過熱點，目前使用傳統的P-N結二極管或肖特基二極管作為旁路元件來緩解這一問題。遺憾的是，此類二極管的正向電壓仍偏高（普通二極管約為0.6V，肖特基二極管為0.4V），功耗很高，且會導致二極管所在接線盒的內部溫度升高，降低模塊可靠性。

國內外市面上的大多數高功率組件，多以常規的旁路性能為主的單體、三分體接線盒。隨著光伏組件技術的快速更新換代，高功率雙面雙玻組件、高功率單面組件、疊瓦組件等新型組件成為市場主流產品。在此背景下，對接線盒端的研發創新提出了更高的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種子串級光伏發電效率管理智能優化器，替代單板MPPT接線盒，實現子串級優化，消除最小板件性能失配問題，大大提升光伏組件的發電能力。

為實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種子串級光伏發電效率管理智能優化器，所述的智能優化器包括盒體、控制電路板、導電體以及盒蓋，所述控制電路板設于所述盒體內，所述控制電路板上設有MPPT控制模塊、DC/DC變換器、智能旁路二極管、子串級匯流條連接區以及電纜連接區；所述的光伏發電效率管理智能優化器與光伏組件中的每個電池組子串連接；所述MPPT控制模塊控制DC/DC變換器使光伏組件中的電池組子串提供最大發電功率；所述智能旁路二極管包括內置FET管， FET驅動器模塊以及驅動FET為旁路電流通過提供電阻路徑的電荷泵；所述子串級匯流條連接區與光伏組件子串匯流條連接；所述導電體的一端與所述控制電路板連接，另一端與電纜線連接固定。