一种太阳能电池设备的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其是一种太阳能电池设备。


背景技术：

2.目前的太阳能电池板结构由一个至多个太阳能电池片串联组组成，由于各太阳能电池片为串联连接，在太阳能电池板进行工作的时候如果有一个太阳能电池片的阳光被遮挡或太阳能电池片出现故障，则会导致整个太阳能电池电路的电压与电流下降，使整块太阳能电池板的输出功率大幅下降，损失较高，并且维修时需要将整个太阳能电池板停止工作，操作较为复杂。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。通过改变太阳能电池架构，来减少太阳能电池片存在遮挡时太阳能电池板输出功率下降的情况。
4.本实用新型一种太阳能电池设备，包括：用于将光能转化为电能的太阳能电池模块，太阳能电池模块包括多个太阳能电池单元，多个所述太阳能电池单元包括多个串联连接的太阳能电池子单元，所述太阳能电池子单元包括太阳能电池片和用于旁路的单向流通电子元件，所述单向流通电子元件的方向与所述太阳能电池片生成的电流流动方向一致。
5.进一步，所述太阳能电池模块中的多个所述太阳能电池单元为并联连接。
6.进一步，所述太阳能电池模块还包括主升压模块，所述主升压模块的输入端与所述太阳能电池模块的输出端连接，用于将所述太阳能电池模块的输出电压提升至预设电压。
7.进一步，所述主升压模块包括主升压电路和主控制装置，所述主升压电路和所述主控制装置与所述太阳能电池模块的输出端连接，所述主控制装置用于根据所述太阳能电池模块输出的电压信号和所述主升压电路的输出信号使所述太阳能电池模块启动或停止，并稳定所述太阳能电池模块的输出电压至某个设定电压或固定电压区间。
8.进一步，所述主升压电路还设置有太阳能电池设备输出端，所述太阳能电池设备输出端的输出电压为多个所述太阳能电池模块并接后经由所述主升压电路进行电流转换的输出电压。
9.进一步，所述主升压电路包括第一电容、第二电容、第一电感、第一场效应管、第一二极管和第一电阻，所述太阳能电池模块的输出端均与所述主控制装置的第一端口、第一电容的一端和第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一二极管的阳极和第一场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的栅极与所述主控制装置的第二端口连接，所述第一场效应管的源极与所述主控制装置的第三端口和第一电阻的一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电容的一端均与所述主控制装置的第四端口连接，所述第一电容的另一端、所述第一电阻的另一端和所述第二电容的另一端均接地。
10.进一步，所述单向流通电子元件的一端与所述太阳能电池子单元的太阳电池片负
极连接，所述单向流通电子元件的另一端与所述太阳能电池子单元的太阳能电池片正极连接。
11.进一步，所述太阳能电池单元包括子升压模块，所述子升压模块的输入端与所述太阳能电池子单元的输出端连接，用于将所述太阳能电池子单元的输出电压提升至预设电压；所述子升压模块包括子升压电路和子控制装置，所述子升压电路和所述子控制装置与所述太阳能电池子单元的输出端连接。
12.进一步，所述子升压电路包括第三电容、第四电容、第二电感、第二二极管、第二场效应管和第二电阻，所述太阳能电池子单元的输出端与所述子控制装置的第一端口、所述第三电容的一端和所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第而二极管的阳极和所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的栅极与所述子控制装置的第二端口连接，所述第二场效应管的源极与所述子控制装置的第三端口和所述第二电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极和所述第四电容的一端均与所述子控制装置的第四端口连接，所述第三电容的另一端、所述第四电容的另一端和所述第二电阻的另一端均接地。
13.进一步，所述子升压电路还设置有太阳能电池单元输出端，多个所述太阳能电池子单元的输出端汇集为所述太阳能电池单元输出端。
14.本实用新型的有益效果是：所有的太阳能电池子单元独立运行，如果一个太阳能电池子单元被遮挡，被遮挡的太阳能电池子单元内的太阳能电池片被单向流通元件旁路，不影响其他太阳能电池子单元的功率输出；在一个太阳能电池模块内，所有的太阳能电池单元独立运行，如果一个太阳能电池单元被遮挡，则被遮挡的太阳能电池单元内的子升压电路停止工作，不会阻碍其他太阳能电池单元的发电，从而最大限度的减少了遮挡或故障对整个太阳能电池模块的影响，并同时对太阳能电池进行了保护。
附图说明
15.图1是本实用新型一种太阳能控制电路太阳能电池模块的电路图；
16.图2是本实用新型一种太阳能控制电路太阳能电池单元的电路图；
17.图3是本实用新型一种太阳能控制电路太阳能电池子单元的电路图。
18.附图标记：1、太阳能电池模块；2、太阳能电池单元；21、太阳能电池子单元；201、太阳能电池片；202、单向流通电子元件；3、主升压模块；31、主升压电路32、主控制装置；301、主控制装置第一端口；302、主控制装置第二端口；303、主控制装置第三端口；304、主控制装置第四端口；4、子升压模块；41、子升压电路；42、子控制装置；401、子控制装置第一端口；402、子控制装置第二端口；403、子控制装置第四端口；404、子控制装置第四端口；
19.r1、第一电阻；r2、第二电阻；c1、第一电容；c2、第二电容；d1、第一二极管；d2、第二二极管；q1、第一场效应管；q2、第二场效应管；l1、第一电感；l2、第二电感；ua、太阳能电池设备输出端；ub、太阳能电池单元输出端。
具体实施方式
20.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
21.本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明
23.参照图1至图2，进一步作为可选的实施方式，用于将光能转化为电能的太阳能电池模块1，太阳能电池模块1包括多个太阳能电池单元2，多个太阳能电池单元2包括多个串联连接的太阳能电池子单元21，太阳能子单元21包括太阳能电池片201和用于对太阳能电池片201进行旁路的单向流通电子元件202，其中，单向流通电子元件202的方向于太阳能电池片201生成的电流流动方向一致，太阳能电池单元2彼此并接，多个太阳能电池子单元21彼此串接；主控制装置32，与太阳能电池模块1的输出端连接，用于根据太阳能电池模块1输出电压的大小控制太阳能电池模块1启动或停止，太阳能电池模块1还包括主升压模块3，主升压模块3的输入端与所述太阳能电池模块1的输出端连接，用于将所述太阳能电池模块1的输出电压提升至预设电压，太阳能电池模块1由多个太阳能电池单元2组成，其中太阳能电池单元2之间相互并联，每个太阳能电池单元2中的太阳能电池子单元21串接，每个太阳能电池子单元21独立运行，最终太阳能电池模块1的输出连接至主升压电路31。
24.具体的，太阳能电池设备输出端ua的输出电流为经由主升压电路3进行电流转换处理之后的太阳能电池模块1的总输出电流；太阳能电池单元输出端ub为经由子升压电路41进行电流转换处理之后的多个太阳能电池子单元21的输出电流，太阳能电池单元输出端ub即代表太阳能电池单元2的输出电流，每个太阳能电池单元输出端ub所输出的电流之间并联最终汇集成太阳能电池模块1输出，通过主控制装置32稳定太阳能电池模块的输出电压至某个设定电压或固定电压区间，再由主升压电路3将输出电压提升至预设电压，最终输送至负载，利用这种连接方式达到当某一太阳能电池子单元21发生遮挡或存在故障时，不影响其他太阳能电池子单元21的正常工作；当某一个太阳能电池单元被遮挡，则被遮挡的太阳能电池单元内的子升压电路停止工作，不会阻碍其他太阳能电池单元的发电，从而最大限度地减少遮挡对整个太阳能电池模块的影响，同时对太阳能电池进行保护。
25.参照图1，进一步作为可选的实施方式，主升压电路3包括第一电容c1、第二电容c2、第一电感l1、第一场效应管q1、第一二极管d1和第一电阻r1，太阳能电池模块1的输出端均与主控制装置32第一端口301、第一电容c1的一端和第一电感l1的一端连接，第一电感l1的另一端与第一二极管d1的阳极和第一场效应管q1的漏极连接，第一场效应管q1的栅极与主控制装置32第二端口302连接，第一场效应管q1的源极与主控制装置32第三端口303和第一电阻r1的一端连接，第一二极管d1的阴极与第二电阻r2的一端均与主控制装置32第四端口304连接，第一电容c1的另一端、第一电阻r1的另一端和第二电容c2的另一端均接地，通过主升压电路3与主控制装置32的连接，使主控制装置32可以检测太阳能电池模块1的输出电压以及经主升压电路3转换的输出电压和经过第一场效应管q1的电流，并输出控制信号控制第一场效应管q1的关断和导通，将太阳能电池模块1的输出电压稳定某个设定电压或电压范围区间内，如果太阳能电池模块1或主升压电路3转换的输出电压过高或过低，此时主控制装置32将第一场效应管q1关断，并发出停止信号，使主控制装置32进入保护模式，并
使所有太阳能电池单元2停止运行，通过主控制装置32对第一场效应管q1输出信号使得场效应管进行关断或导通，当输出电压处在某个电压范围区间内，第一场效应管q1工作，在设定电压区间范围外则第一场效应管q1停止工作，从而达到对太阳能电池模块的保护与控制，其中，主升压电路3还设置有太阳能电池设备输出端，太阳能电池设备的输出电压为多个太阳能电池模块并接后经由主升压电路3进行电流转换后的输出电压。
26.参照图2，进一步作为可选的实施方式，太阳能电池单元2还包括子升压模块4，子升压模块4的输入端与子太阳能电池子单元21的输出端连接，用于将太阳能电池子单元21的输出电压提升至预设电压；子升压模块4包括子升压电路41和子控制装置42，子升压电路41和子控制装置42与太阳能电池子单元21的输出端连接，子控制装置42用于根据太阳能电池子单元21输出电压大小控制太阳能电池单元2的启动或停止；太阳能电池子单元21与子控制装置42还连接有子升压电路41，用于将太阳能电池子单元21的低压电流转换为高压电流；子升压电路41包括第三电容c3、第四电容c4、第二电感l2、第二二极管d2、第二场效应管q2和第二电阻r2，太阳能电池子单元21的输出端与子控制装置42第一端口401、第三电容c3的一端和第二电感l2的一端连接，第二电感l2的另一端与第二二极管d2的阳极和第二场效应管q2的漏极连接，第二场效应管q2的栅极与子控制装置42第二端口402连接，第二场效应管q2的源极与子控制装置42第三端口403和第二电阻r2的一端连接，第二二极管d2的阴极和第四电容c4的一端均与子控制装置42第四端口404连接，第三电容的c3另一端、第二电阻r2的另一端和第四电容c4的另一端均接地，用于将多个太阳能电池子单元21的低压直流转为高压直流，通过子控制装置42对第二场效应管q2输出信号使得第二场效应管q2进行关断或导通，当太阳能电池子单元21输出电压处在设定的区间内，第二场效应管q2工作，在设定电压区间范围外则第二场效应管q2不工作，通过子控制装置42对第二场效应管q2进行控制，使得当一个太阳能电池单元2被遮挡时，不会阻碍其他太阳能电池单元的发电；此外，子控制装置42还可以发出停止信号，控制太阳能电池单元2的启动与停止，从而实现对太阳能电池单元2的保护与控制，以达到每个太阳能电池单元2都可在子控制装置42的控制与保护下进行有效功率输出。
27.需要说明的是，子控制装置42可采用但不限于mppt控制器来实现，在对太阳能电池单元2和子升压电路41进行控制的同时，也可以实现对太阳能电池单元2最大功率点的追踪，确保太阳能电池单元2的发电效率；太阳能电池单元2的子控制装置42的电压区间可以与太阳能电池模块1的主控制装置32的电压区间不同。
28.参照图3，进一步作为可选的实施方式，太阳能电池单元2中的每一个太阳能电池子单元21中都包括并接在太阳能电池片201上的单向流通电子元件202，用于当太阳能电池子单元21故障或存在遮挡时，将太阳能电池子单元21中的太阳能电池片201进行旁路处理；具体地，本方案所选用的单向流通电子元件202为二极管，每一个太阳能电池子单元21都是将目前通用的10cm到20cm大小的太阳能电池片切割成小太阳能电池片，比如是未切割前的九分之一，并将多个太阳能电池子单元21进行串联，每一个太阳能电池子单元21内都有并联一个二极管，二极管的正极与太阳能电池片201的负极连接，二极管的负极与太阳能电池片201的正极连接，如果太阳能电池子单元21内的太阳能电池片201存在遮挡，则被并联的二极管旁路，不影响太阳能电池单元2的其他太阳能电池子单元21的正常工作，太阳能电池子单元21存在遮挡或故障的情况下，不会影响其他太阳能电池单元2的输出功率，以保证太
阳能电池模块1的整体发电效果。
29.本实用新型一种太阳能电池控制电路的工作原理是：将太阳能电池模块进一步分解成多个太阳能电池单元，每个太阳能电池单元独立进行工作，每个太阳能电池单元通过子升压电路进行初步电流转换，太阳能电池模块通过主升压电路进行电压转换，太阳能电池单元和太阳能电池模块通过控制装置进行管理，从而实现对太阳能电池保护与控制，此外，在每个太阳能电池子单元内并联有单向流通电子元件，当太阳能电池子单元存在遮挡或故障时，单向流通电子元件将太阳能电池片旁路处理，从而不影响其他太阳能电池子单元的正常运行，当某一个太阳能电池单元被遮挡，则被遮挡的太阳能电池单元内的子升压电路停止工作，不会阻碍其他太阳能电池单元的发电。
30.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种太阳能电池设备，其特征在于，包括：用于将光能转化为电能的太阳能电池模块，太阳能电池模块包括多个太阳能电池单元，多个所述太阳能电池单元包括多个串联连接的太阳能电池子单元，所述太阳能电池子单元包括太阳能电池片和用于旁路的单向流通电子元件，所述单向流通电子元件的方向与所述太阳能电池片生成的电流流动方向一致。2.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述太阳能电池模块中的多个所述太阳能电池单元为并联连接。3.根据权利要求2所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述太阳能电池模块还包括主升压模块，所述主升压模块的输入端与所述太阳能电池模块的输出端连接，用于将所述太阳能电池模块的输出电压提升至预设电压。4.根据权利要求3所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述主升压模块包括主升压电路和主控制装置，所述主升压电路和所述主控制装置与所述太阳能电池模块的输出端连接，所述主控制装置用于根据所述太阳能电池模块输出的电压信号和所述主升压电路的输出信号使所述太阳能电池模块启动或停止，并稳定所述太阳能电池模块的输出电压至某个设定电压或固定电压区间。5.根据权利要求4所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述主升压电路还设置有太阳能电池设备输出端，所述太阳能电池设备输出端的输出电压为多个所述太阳能电池模块并接后经由所述主升压电路进行电流转换的输出电压。6.根据权利要求4所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述主升压电路包括第一电容、第二电容、第一电感、第一场效应管、第一二极管和第一电阻，所述太阳能电池模块的输出端均与所述主控制装置的第一端口、第一电容的一端和第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一二极管的阳极和第一场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的栅极与所述主控制装置的第二端口连接，所述第一场效应管的源极与所述主控制装置的第三端口和第一电阻的一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电容的一端均与所述主控制装置的第四端口连接，所述第一电容的另一端、所述第一电阻的另一端和所述第二电容的另一端均接地。7.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述单向流通电子元件的一端与所述太阳能电池子单元的太阳电池片负极连接，所述单向流通电子元件的另一端与所述太阳能电池子单元的太阳能电池片正极连接。8.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述太阳能电池单元包括子升压模块，所述子升压模块的输入端与所述太阳能电池子单元的输出端连接，用于将所述太阳能电池子单元的输出电压提升至预设电压；所述子升压模块包括子升压电路和子控制装置，所述子升压电路和所述子控制装置与所述太阳能电池子单元的输出端连接。9.根据权利要求8所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述子升压电路包括第三电容、第四电容、第二电感、第二二极管、第二场效应管和第二电阻，所述太阳能电池子单元的输出端与所述子控制装置的第一端口、所述第三电容的一端和所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第而二极管的阳极和所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的栅极与所述子控制装置的第二端口连接，所述第二场效应管的源极与所述子控制装置的第三端口和所述第二电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极和所述第四电容的一端均与所述子控制装置的第四端口连接，所述第三电容的另一端、所述第四电容的另
一端和所述第二电阻的另一端均接地。10.根据权利要求8所述的太阳能电池设备，其特征在于，所述子升压电路还设置有太阳能电池单元输出端，多个所述太阳能电池子单元的输出端汇集为所述太阳能电池单元输出端。

技术总结
本实用新型公开了一种太阳能电池控制电路包括，用于将光能转化为电能的太阳能电池模块，太阳能电池模块包括多个并联的太阳能电池单元，多个太阳能电池单元包括多个串联连接的太阳能电池子单元，太阳能电池子单元内设置有用于旁路的单向流通电子元件，多个单向流通电子元件的方向与太阳能电池子单元生成的电流流动方向一致。所有的太阳能电池单元独立运行，在一个太阳能电池模块内，如果部分太阳能电池单元被遮挡，则被遮挡的太阳能电池单元停止工作，不会阻碍其他太阳能电池单元的发电，从而最大限度的减少了遮挡或故障对整个太阳能电池模块的影响，并同时对太阳能电池进行了保护。保护。保护。


技术研发人员：曾庆钢
受保护的技术使用者：珠海市天卫者科技有限公司
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/9/19