[实用新型]光伏防火断路器电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏防火断路器电路。

背景技术

随着光伏产业发展的趋势及政府政策导向，光伏建筑一体化被视为拯救国内光伏行业的有效途径之一，相应的建筑节能目标也被国家列入十二五计划之中，光伏建筑一体化正进入高速发展阶段。然而，在大力推动节能与建筑相结合的同时，光伏系统的防火一直是行业内隐而不谈的问题。

与在开阔地建设的光伏电站不同的是，当光伏产品被广泛的运用到建筑中，人民的生命及财产安全及消防人员的安全将是一个不容忽视的问题。

本项目提出的BIPV项目的防火产品及系统集成的研究主要关注在光伏电站直流侧的防火监控，预防及直流侧的电源切断方式，这些产品的研发与集成具有创新意义，在光伏系统上的应用也属首次。

近几年来，针对此隐患的研究也越来越多，例如UL实验室于2011年6月份左右出具的光伏消防实验报告，更突出了此项研究的重要性。更多的媒体评论出现在各种网站及报端，然而目前，国内外对于光伏的消防并没有可靠的产品，所以在新产品上市前，在光伏建筑火灾发生并引起重视前，针对此系统的研发将具有开创性的意义。

光伏与建筑一体化，即：“BIPV”，是太阳能光伏发电的重要方法之一，其主要是并网发电。为了和电网电压一致和提高系统效率、降低制造成本，通常是将多块电压等级为24或者36V的太阳电池组件串联，因此光伏直流系统的电压比较高，工作可以达到600伏左右，如果开路电压可能达到800V以上。和建筑物紧密结合以后会产生许多安全问题：

1）：消防安全没有办法解决。当建筑物发生火灾以后，由于建筑物有600V的带电体，同时这个带电体只要有光照就存在，致使消防队无法施救。

2）：如果太阳电池组件发生漏电，可能造成建筑物带电，造成人身电压会事故，即使漏电保护器动作，光伏方阵仍然带电，无法对触电者施救。

3）：目前的技术是当发现太阳电池组件发生漏电故障时，自动断开逆变器的直流输入，但是这时候光伏方阵电压会突然升高，会造成更大的事故。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种光伏防火断路器电路。根据太阳电池的基本特性，它在开路或短路的情况下不会损坏，本实用新型的光伏防火断路器电路在出现事故时，立即将太阳电池组件开路或者短路，使方阵停止发电。可以通过远程控制继电器的通断来实现对太阳能方阵发电的控制。

技术方案：一种光伏防火断路器电路，包括主控制电路、电源电路、通信电路和继电器控制电路；所述通信电路将用于使太阳电池组件工作、开路或者短路远程控制信号模数转换后发送给主控制电路；所述主控制电路根据接收到的控制信号，通过继电器控制电路控制太阳电池组件进行工作、开路或者短路；所述电源电路分别给主控制电路、通信电路和继电器控制电路供电。

所述主控制电路通过STM8S207S6T6C处理器的SW1和SW2两个拨码开关为光伏防火断路器设置地址；STM8S207S6T6C处理器的UART1接口和UART3接口分别与通信电路的一路485电路连接，分别用于与PC控制端和控制台端通讯；STM8S207S6T6C处理器的PB0～PB5接口用于控制继电器工作，PB6、PB7可根据需要进行扩展。

所述电源电路由24V蓄电池接到接线端子J2接口为光伏防火断路器电路供电，电源经电解电容C5滤波后输入DC/DC芯片LM2596，稳压滤波后输出5V的电压给STM8S207S6T6C处理器供电，485电路的电压由电源隔离芯片B0505S-1W稳压后供给，以隔离通信电路，减小其受到的干扰。

所述通信电路使用Modbus-RTU通讯协议，其物理接口选用RS485两线制接口；光伏防火断路器上备有两路485通道，分别供PC控制端和控制台通信；485电路采用高速光耦6N137，保证电路可以进行高速通信，控制芯片为MAX487芯片。

所述继电器控制电路集中控制光伏串联组件间的通断，并汇流输出；并预留有6个继电器控制端口，根据需要进行扩展，继电器常闭端串联在光伏组件之间，常开端并联在光伏组件两端，继电器工作时同时实现光伏阵列的裂解和光伏组件的短路；当继电器控制端输出高电平时，NPN管S9013导通工作，继电器输入端被施加24V的正向电压，继电器工作；当继电器控制端输出低电平时，NPN管S9013截止，继电器输入端没有电压，继电器恢复原状态。