[发明专利]一种抗PID电路及其监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池板和接地电路。

背景技术

PID是英文“Potential induced degradation”的缩写，即潜在电势诱导衰减，是太阳能电池板特有形象。最早是美国著名的光伏制造商Sunpower公司在2005年发现的，国内外多家企业以及科研机构在发现PID现象后，从组件结构等方面进行了不同程度的研究，但均不能有效解决PID现象，很大程度上降低了光伏电站在高温高湿地区的发电量，使得光伏电站在东部沿海地区的发展受到严重阻碍，本发明方案从光伏系统入手，通过负极接地的方式有效的控制了PID现象的发生，并安装多项保护措施，增加系统安全性，成功攻克了这一国内外的技术难题。

太阳能电池板组件对地负偏压作用下，使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，电池表面的钝化效果恶化，导致填充系数FF，短路电流Isc、开路电压Voc出现降低，使组件的性能低于设计标准。经观测，太阳能电池板组件在长期负偏压作用下，两年内可以产生40％性能衰减。在2010年NREL 和Solon公司也证实了无论电池板组件采用何种技术的P型晶硅电池片，组件在对地负偏压情况下都存在PID的风险。

产生PID的主要原因与电池板自身的特性、并网发电系统特性、逆变器类型、外部温度、湿度、电池接地方式等综合因素有关。通常情况下，对地呈现负偏压情况下，同时外界出现高温、高湿等环境的电池板更容易产生PID现象。所以电池板PID现象通常发生在有露水或者雾的清晨，或者白天雨后。同时不同品牌的电池板组件的PID程度也会不同。另外电池板对地负偏压越大，PID现象越严重。

受PID现象影响的因素有可逆的极化效应和不可逆的电气腐蚀。可逆的极化效应可以恢复，组件表面清洁干燥后，极化效应会消失，不会对电池板造成永久的损坏。不可逆的电气腐蚀，受环境的温度、湿度影响。

由于PID问题是由于光伏电池板组件对地呈现负偏压造成，因此可以通过光伏电池板组件负极接地的方式消除PID问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是消除和预防光伏电池板PID问题，并对光伏电池板进行漏电检测和保护。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种抗PID电路，包括光伏电池、逆变器；光伏电池正极通过正极继电器与逆变器直流输入的正极相连；光伏电池负极通过负极继电器与逆变器直流输入的负极相连；其特征在于，它还包括接地电路；所述接地电路包括熔断保护电路；所述熔断保护电路由并联的熔断器和保护电阻组成；所述接地电路的一端接逆变器直流输入的负极，经所述熔断保护电路，另一端接地。

进一步，所述接地电路还包括电流传感器，所述电流传感器一端连接所述熔断保护电路，另一端接地。

进一步，所述正极继电器和负极继电器和电流传感器连接监控装置，实现对光伏电池板组件进行远程漏电监控，并进行故障保护。

进一步，所述接地电路还包括正极电压传感器和负极电压传感器；所述正极电压传感器一端接逆变器直流输入的正极，另一端接地；所述负极电压传感器一端接逆变器直流输入的负极，另一端接地；所述正极电压传感器和负极电压传感器连接监控装置。

一种监控装置，它连接上述的正极继电器、负极继电器、电流传感器、正极电压传感器和负极电压传感器，它通过对电流传感器、正极电压传感器、负极电压传感器传递来的数据的分析，判断光伏电池板的漏电情况，并对正极继电器和负极继电器的开关控制实现光伏电池板的保护。

本发明的技术效果为：

1、通过对光伏电池板组件负极的接地，消除和预防PID问题。

2、通过在接地电路中安装熔断保险丝，实现触电保护。

3、通过接地电路中安装电流传感器，监视光伏电池板漏电情况，漏电过大时，通过控制正极继电器和负极继电器的开合保护光伏电池板，并可以即使对光伏电池板维护。

4、通过对正极对地电压和负极对地电压的监测，分析漏电情况。

本发明的实际效益和影响：

1、增加太阳能组件的实际运行寿命，降低衰减率，减少运行中组件的更换数量，降低了光伏电站的运行成本。

2、提高东部沿海地区光伏电站发电量，增加了光伏电站在东部沿海地区的经济收益。使大型光伏电站得以在沿海高温高湿地区大量推广。

3、增加直流侧保护系统，防止安全事故发生。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。