CN102111090A - 用于监视光伏面板的操作状态的***、对应光伏***及用于远程监视的控制方法和单元 - Google Patents

用于监视光伏面板的操作状态的***、对应光伏***及用于远程监视的控制方法和单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于监视光伏面板的操作状态的***、对应光伏***及用于远程监视的控制方法和单元。一种用于监视光伏面板（P）的操作状态的***。该***包括用于连接到所述面板（P）的转发器（T），其中，当所述面板（P）处于第一操作状态时，所述转发器（T）响应于预定接收信号而传送单独标识符代码，并且其中，当所述面板（P）处于第二操作状态时，所述转发器（T）不传送所述单独标识符代码。

Description

用于监视光伏面板的操作状态的***、对应光伏***及用于远程监视的控制方法和单元
技术领域
本发明涉及光伏***并涉及用于光伏面板的监视***。
背景技术
在光伏***中，感觉到需要具有可用的监视功能，该监视功能将实现对不运行或以异常方式运行的面板的识别以便设想维护的干预或面板本身的替换。该监视功能在具有大量面板的***中尤其重要。
文献No. EP-A-2136411描述了一种用于多个光伏面板的防盗和监视***，包括被设计为生成激活代码的第一单元、和与所述面板相关联的多个第二单元，其中，每个第二单元被设计为在不存在激活代码达到预置时段的情况下禁止相应面板的操作。
所述防盗和监视***被配置为用于通过发送对应的唯一激活代码来选择性地激活单个面板并经由测量设备来检测单独活动面板的电压和电流特性。该已知***因此实现了对不运行或以异常方式运行的面板的识别。
该已知***的主要缺点是与单独面板相关联的单元和执行监视的中央单元的相对高的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于光伏面板的监视***，其简单、可靠且廉价。
根据本发明，由用于监视光伏面板的操作状态的***来实现以上目的，所述光伏面板具有构成权利要求1的主题的特征。本发明还涉及对应的光伏***，以及用于该光伏***的远程监视的方法和控制单元。
权利要求构成在本文中提供的关于本发明的技术讲授内容的不可分割的部分。
各种实施例设想一种用于监视光伏面板的操作状态的***。
在各种实施例中，所述***包括转发器（transponder），其中，根据光伏面板的状态来控制转发器的操作。
在各种实施例中，如果所述光伏面板处于第一操作状态，则所述转发器响应于由外部发射机接收到的信号而传送单独代码。作为替代，如果所述光伏面板处于第二操作状态，则所述转发器不传送单独代码。
在各种实施例中，所述转发器是无源（passive）转发器；即，外部发射机供应电磁场，所述电磁场在转发器的天线中产生对转发器进行供电（supply）的电流。
在各种实施例中，所述光伏面板包括至少一个旁路二极管。
在各种实施例中，检测用于使所述旁路二极管偏压的指示值，并根据所述值来确定所述光伏面板的状态。
附图说明
现在将参考附图来描述本发明，附图完全是以非限制性示例的方式提供的，并且在附图中：
－图1示出典型的光伏***；
－图2示出典型的光伏模块；以及
－图3和4示出用于监视光伏面板的状态的***的实施例。
具体实施方式
在随后的说明中，举例说明旨在提供实施例的深入理解的各种特定细节。可以在没有所述特定细节中的一个或多个的情况下或用其它方法、组件、材料等来获得实施例。在其它情况下，未举例说明或详细描述公知的结构、材料、或操作以免使实施例的各方面含糊难懂。
在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的参考旨在指示相对于实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可能在本说明书的不同点上出现的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指的是同一个实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以适当的方式来组合特定构造、结构、或特性。
本文所使用的参考仅仅是出于方便的原因而采用的，因此不限定保护范围或实施例的范围。
图1示出光伏***10的可能实施例。
在各种实施例中，所述光伏***包括转换器102（例如，DC/AC转换器）和至少一个光伏面板P。例如，在图1中，示出了相互并联地连接的两个面板P1、P2。
在各种实施例中，所述光伏面板P包括至少一个光伏模块M，所述光伏模块M包括串联地连接的多个光伏电池。
例如，在始终考虑的实施例中，三个光伏模块M被串联地连接以形成被相互并联地连接的相应串S。本领域的技术人员将认识到构成串的模块的数目取决于要求的电压，并且并联地连接的串的数目实现了可以递送的电流的增加。
在各种实施例中，所述光伏面板P包括至少一个旁路二极管DB。例如，在所考虑的实施例中，每个串S具有并联地连接的相应旁路二极管DB。
在各种实施例中，可以设想串联地连接到每个串S的是用于进行过电流保护的熔丝和/或防止反向电流的阻塞二极管。
图2示出包括一系列（a series of）光伏电池C的模块M的可能实施例。
并且，在这种情况下，可以提供与该光伏电池C系列并联连接的旁路二极管DB。
例如，所述旁路二极管DB防止在一个或多个电池C的暗化（obscuration）的情况下对串S的损坏。由于在不存在直射光的情况下，光伏电池C趋向于关掉，降低整个系列的导电性，所以在暗化的（obscured）电池两端可能发生由于其它电池产生电压、而暗化的电池充当负载这一事实而引起的过电压。
在所考虑的实施例中，为了防止对后者的损坏，提供了采取反并联配置的旁路二极管DB，其实现电流的流动，因此防止电流通过暗化的电池。
因此，在各种实施例中，所述旁路二极管DB：
a）如果光伏模块P被暗化，则被正向偏压；
b）如果模块正确地运行，则被反向偏压；以及
c）如果光伏***未暴露于太阳辐射，则不被偏压。
本发明人已注意到可以使用此性质来确定模块M的操作状态。事实上，本发明人已经注意到如果模块M有故障，则所述旁路二极管DB还被正向偏压。
在各种实施例中，因此根据指示旁路二极管DB的偏压的信号来检测光伏面板P的状态。
在各种实施例中，根据标识旁路二极管两端的电压（例如旁路二极管两端的电压）和/或穿过旁路二极管的电流的信号来检测光伏面板P的状态。
在各种实施例中，将转发器用于传送所检测的状态。
图3示出用于监视光伏面板P的状态的上述种类的***的可能实施例。
在所考虑的实施例中，所述光伏面板包括模块M的单个串S，并且被关联到整个串S的是单个旁路二极管DB。
在所考虑的实施例中，并联地连接到旁路二极管DB的是转发器T，其根据旁路二极管Db两端-即串S两端的电压来检测面板P的状态。
在所考虑的实施例中，外部控制单元20例如经由传送天线Tx来传送用于对转发器T进行询问的命令，所述转发器T根据所检测的状态进行响应。例如，外部控制单元20可以是中央单元或掌上电脑。
例如，在一个实施例中，所述转发器T：
a）如果面板P未正确地运行，则用其自己的标识符代码进行响应；以及
b）如果面板P正确地运行，即当旁路二极管DB被反向偏压时，不进行响应。
在所考虑的实施例中，外部控制单元20例如经由接收天线Rx来接收转发器T的响应并显示面板P的状态和/或采取其它措施。
图4示出转发器T的可能实施例。
在所考虑的实施例中，转发器T是无源转发器，即这样的转发器，其不包括内部电源，而是从由对其进行询问的读取器发送的无线电波接收用于供电的能量，以便被激活并重传该数据。例如，转发器T可以是RFID（射频识别）类型的转发器。
在各种实施例中，转发器T包括用于从外部单元20接收供电能量的至少一个天线32。
在各种实施例中，转发器T还包括控制电路34，例如微芯片，其在其内部存储标识符代码，即通用唯一号码。例如，在各种实施例中，控制电路34分析经由天线32接收到的命令，并且当检测到询问命令时，控制电路34传送其标识符代码。因此，所述标识符代码实现相应转发器T的唯一识别。
在所考虑的实施例中，所述转发器还包括供电电路36，例如电容器，其用于从由天线32接收到的能量开始，生成用于控制电路34的供电38。
在各种实施例中，提供了根据面板P的状态来控制的电子开关40。
例如，在所考虑的实施例中，开关40通常是闭合的，并且仅在面板P正确地运行-即旁路二极管DB被反向偏压的情况下被断开。这意味着如果面板P未正确地运行，则转发器被供电并进行响应。然而，在不存在跨越面板P的任何外部供电信号的情况下，开关40也保持闭合，例如如果面板P被断开连接，或者如果被串联连接的所有面板例如在夜晚被关闭。
因此，在所考虑的实施例中，转发器T：
a）当旁路二极管DB被反向偏压时，即当面板正在运行时，不进行响应；
b）当旁路二极管DB被正向偏压时，即当面板不在运行时，进行响应；以及
c）当旁路二极管DB未被偏压时，进行响应。
此性质实现了在几个简单步骤中验证包括多个光伏面板的光伏***的功能。
例如，在第一步骤中，在日间-即当***暴露于太阳辐射时验证来自相应面板P的转发器T的响应。在这种情况下，来自转发器T的用其自己的标识符代码进行的响应指示相应光伏面板P的故障。
优选地，接下来，还在夜间-即不存在太阳辐射的情况下验证来自相应面板P的转发器T的响应。事实上，在这种情况下，每个转发器将必须用其自己的标识符代码进行响应。在这种情况下，来自转发器T的响应的不存在指示相应转发器T的故障。
例如，负责维护的人可以在光伏***表现出低效率时决定检查顶板。例如，可以根据在计数器层级测量的电功率并根据用与面板具有相同敷设平面的光伏电池测量的日射来确定顶板8（即光伏***）的效率。
因此，前述各种实施例涉及用于监视光伏面板的设备。特别地，该设备包括：
－用于检测所述面板的操作状态的装置；以及
－转发器，其在面板处于第一操作状态的情况下用其自己的标识符代码进行响应并在面板处于第二操作状态的情况下不进行响应。
可以例如用在相对远的距离处操作的传送天线Tx和接收天线Rx进行询问。在其中由于成本原因而并不意图使用此类***的情况下，还可以用例如为负责维护的人提供的低功率和低成本仪器进行，负责维护的人在面板附近通过，逐个面板地进行询问。
当然，在不违背本发明的原理的情况下，可以相对于在本文中完全以非限制性示例的方式举例说明的内容甚至显著地改变构造和实施例的细节，而不因此脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (10)

1. 一种用于监视光伏面板（P）的操作状态的***，其特征在于所述***包括用于连接到所述面板（P）的转发器（T），其中，当所述面板（P）处于第一操作状态时，所述转发器（T）响应于预定接收信号而传送单独标识符代码，并且其中，当所述面板（P）处于第二操作状态时，所述转发器（T）不传送所述单独标识符代码。
2. 根据权利要求1所述的***，其中，所述面板（P）包括至少一个光伏电池（C）和与所述至少一个光伏电池（C）反并联地连接的一个旁路二极管（DB），并且其中，根据标识所述旁路二极管（DB）的偏压的值来确定所述操作状态。
3. 根据权利要求2所述的***，其中，标识所述旁路二极管（DB）的偏压的所述值是所述旁路二极管（DB）两端的电压。
4. 根据权利要求2或权利要求3的***，其中，所述转发器（T）被配置为用于：
a）当所述旁路二极管DB被反向偏压时，不传送所述单独标识符代码；
b）当所述旁路二极管DB被正向偏压时，传送所述单独标识符代码；以及 
c）当所述旁路二极管DB未被偏压时，传送所述单独标识符代码。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的***，其中，根据所述面板（P）的所述操作状态来启用（40）所述转发器的供电。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的***，其中，所述转发器（T）是无源转发器。
7. 一种包括多个光伏面板（P）的光伏***（10），并且其中，耦合到每个光伏面板（P）的是用于监视根据权利要求1至6中的任一项所述的操作状态的相应***。
8. 一种用于根据权利要求7所述的光伏***（10）的操作状态的远程监视的方法，包括步骤：
a）当所述***（10）暴露于太阳辐射时：
－向每个转发器（T）传送所述预定信号；
－检测每个转发器（T）的响应；以及 
－根据从相应转发器（T）接收到的响应对每个面板（P）的操作状态进行分类。
9. 根据权利要求8所述的方法，包括步骤： 
a）当所述***（10）未暴露于太阳辐射时： 
－向每个转发器（T）传送所述预定信号； 
－检测每个转发器（T）的响应；以及 
－根据从相应转发器（T）接收到的响应对每个转发器（T）的操作状态进行分类。
10. 一种用于根据权利要求7所述的光伏***（10）的操作状态的远程监视的控制单元（20），包括被配置为用于实现根据权利要求8或权利要求9所述的方法的处理单元。
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