[发明专利]一种具有隔离通信功能的光伏组件及接线盒

说明书

技术领域

本发明涉及光伏组件及接线盒的隔离通信及控制，具体涉及一种用于解决光伏组件之间及与外部装置隔离通信，光伏组件的通与断控制，信息检测及故障保护的智能光伏组件及接线盒。

背景技术

光伏系统需要高可靠性及低成本的通信与控制，完善的异常监测，施工简易与组网方便。而基于光伏组件级别的技术支撑则显得尤为重要。目前的通信多数基于无线电磁波实现，电磁波通信存在系统复杂和成本高，易被干扰，损耗大，组网信道数量受限等问题。电磁波通信无法支撑组件级别的通信需求，尤其在大型光伏系统中。

光伏系统发生电弧或过流或漏电等异常故障时，需要及时断开光伏组件。因此、低插入损耗与高可靠性的保护开关是关键。而机械式开关存在严重的开关电弧问题，电子开关存在导通损耗过大的问题。光伏组件级别的故障保护是系统保护必不可少的基础支撑，而常规的开关无法解决组件级别的开关控制。

现有光伏组件接线盒功能单一，内部发热器件散热不良。应用环境温度过高或组件背面通风不良时，问题则更加突出。

随着光伏发电特别是建筑光伏的发展，如何检测出每块光伏组件的电压与电流和温度信息及通信控制?如何有效的检测出光伏系统的串联电弧与并联电弧及过流和漏电等故障并自动保护?如何方便消防救援和维护需要而切断或闭合每块光伏组件?如何解决光伏组件接线盒内部器件的散热不良？急需一款散热优良的接线盒，一款具有信息检测与通信和控制功能，以及具有各种故障检测与自动保护功能的智能光伏组件。

发明内容

本发明的目的在于实现光伏组件的信息检测，光伏组件之间隔离通信，光伏组件与外部装置隔离通信，光伏组件的通与断控制，故障检测与保护，改善器件散热和绝缘性能等。上述功能全部或部分封装在光伏组件接线盒中，以降低光伏系统成本，简化安装与维护，提高系统的可靠性和可控性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种具有隔离通信功能的光伏组件及接线盒，接线盒包括由接线盒上壳与接线盒下壳构成的接线盒壳体、印刷电路板、电子元器件、隔离收发器件、通信连接器插座、通信连接器插头、通信电缆、光伏组件电缆和光伏组件汇流条；所述印刷电路板与接线盒下壳或接线盒上壳固定；所述光伏组件电缆及光伏组件汇流条分别与印刷电路板连接；所述电子元器件和所述隔离收发器件分别焊接在印刷电路板上；所述隔离收发器件的收发端口与接线盒内部通信电路A连接，隔离收发器件的隔离收发端口与通信连接器插座连接；所述通信连接器插头与接线盒内部通信电路B连接；光伏组件的通信连接器插头与相邻光伏组件的通信连接器插座连接，若干块光伏组件构成光伏阵列，各光伏组件通过隔离收发器件实现相互隔离通信。

所述隔离收发器件由第一光电耦合器和第二光电耦合器两个光电耦合器组成，第一光电耦合器的发射端与第二光电耦合器的接收端构成收发端口，第二光电耦合器的发射端与第一光电耦合器的接收端构成隔离收发端口。

所述隔离收发器件由第一红外收发器和第二红外收发器两个红外收发器组成，第一红外发射管与第一红外接收管构成收发端口，第二红外发射管与第二红外接收管构成隔离收发端口。

所述第一红外发射管和第一红外接收管与接线盒内部通信电路A连接；所述第二红外发射管和第二红外接收管与接线盒内部通信电路B连接；所述第一红外发射管和第一红外接收管与第二红外发射管和第二红外接收管，分别封装在通信连接器插座和通信连接器插头中，或分别封装在接线盒壳体中。

所述通信连接器插座固定在接线盒壳体上，所述通信连接器插头用通信电缆引出接线盒壳体外部；或所述通信连接器插座和通信连接器插头均固定在接线盒壳体上；或用通信电缆将通信连接器插座和通信连接器插头引出接线盒壳体外部。