一种BIPV的DCDC散聚型直流系统的制作方法

一种bipv的dcdc散聚型直流系统
技术领域
1.本发明属于产能建筑、装配式建筑、绿色建筑等领域的新型智能建材技术领域，具体涉及一种bipv的dcdc散聚型直流系统。


背景技术：

2.常规光伏电站系统，做法是将10～25块太阳能电池板的正负极依次串联，然后在接入逆变器中，这样在直流发电侧就形成了500～1200v的直流电压。参照附图2。1000v的电压如果持续作用在人体上超过3秒，人就会有生命危险。所以，配套串联光伏阵列高压的常规逆变器用于建筑物光伏发电的场景中，存在相当大的安全隐患。
3.在安全性的基础上，运维人员，遇到需要更换的电池板，只能选择在夜间更换，或者配备抗高压防护服。部分电站运维人员安全意识不高，直接拔插组件接头，加大了运维安全风险，增加了电站运维成本，降低了工作效率。并且，由于木桶短板效应，有一块电池板异常，整个串联的回路都会受到影响，造成发电能力的损失和系统效率的降低。
4.常规高压逆变器冷却风扇三年左右大面积需要更换，另外电解电容电解液使用三年也需要大面积更换，甚至整个机器更换。通常，风扇损坏原因：异物导致电机卡阻。电解电容更换原因：液态电解质的电容主要是电解液中有微量的水分，这个水分是用来在铝电极耐压不够的时候被电解为氢氧，然后氧化铝电极增加耐压强度。而密封的橡胶圈周围其实还是有非常微小的缝隙，用以释放多余的氢气。其实氢气量很少，但是仍然需要释放，而这个水分很微量，所以时间长了他会挥发。但是，铝电极受到电解液的腐蚀氧化铝膜会变薄，这样以来在再次工作的时候漏电就会增大且由于水分的失去而无法恢复原有的绝缘强度。且电解液的干涸也会导致容量散失。
5.此外，常规逆变器采用多路高压直流输入，输入电压因不稳定存在电压匹配损失，需作mppt功率跟踪，造成跟踪效果差，系统效率低，逆变器使用寿命短。
6.然而，直流侧高压对组件也会产生影响：
7.1、高压直流拉弧。传统组件采用组串连接，形成直流侧高压，直流1000v，1500v的电压。该电压对人类活动构成极大的安全威胁。高压直流也容易拉弧引发火灾，占火灾因素的45％。
8.2、pid效应。因为高压直流形成的对地电势差过大引发pid效应(电势诱导衰减)。
9.3、独立运行问题。现行组串模式导致各组件不能独立运行，一旦其中一个出现问题，串内的能量集中至问题组件，极易发热引发火灾。
10.综上所述，高压电气系统做法存在的问题是：存在安全、检修困难、提高电站运维人力成本、逆变器维修更换成本增高、受木桶短板效应，电站发电量、发电率下降。


技术实现要素：

11.为了解决现有建筑发电技术中存在的安全性低、发电量、发电率下降的问题，本发明提供了一种bipv的dcdc散聚型直流系统，实现了太阳能电池板侧保持低压，安全性高，提
高了发电量和发电率。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
12.一种bipv的dcdc散聚型直流系统，包括：太阳能电池板、直流升压器、逆变器和电力网络；
13.所述太阳能电池板由1～n块电池组件并联，所述太阳能电池板通过接线盒与直流升压器的输入端连接，所述直流升压器的输出端连接至直流母线输入端，所述直流母线输出端连接至逆变器输入端，所述逆变器的输出端与电力网络连接。
14.进一步地，上述直流升压器为多个独立输入单一输出的直流-直流变换器。
15.进一步地，上述直流升压器为2-8个独立输入单一输出的直流-直流变换器。
16.进一步地，上述的dcdc散聚型直流系统，每个所述太阳能电池板的输出端分别与一个直流升压器的输入端连接。
17.进一步地，上述接线盒为无二极管的接线盒；
18.所述无二极管的接线盒包括：导电铜基材、下壳体和与下壳体能够扣合的上壳体；
19.所述导电铜基材固定在下壳体内，所述导电铜基材的上部设置有上锡处，所述导电铜基材的下部与电缆固定连接；
20.所述下壳体的底部或侧壁开设有焊带穿孔。
21.进一步地，上述直流升压器2的mppt光功率跟踪每一路光伏发电的低压直流输入，输入电压范围20v-60v，高压侧输出为750v直流电压等级。
22.进一步地，上述逆变器3输入侧为750v直流电压等级无mppt功率跟踪。
23.进一步地，上述逆变器包括逆变器本体和插头，所述逆变器本体和插头通过电线连接。
24.进一步地，上述逆变器本体的输入端与直流母线的输出端连接，所述逆变器本体的输出端与插头连接，所述插头与电力网络连接。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果：
26.1.本发明的dcdc散聚型直流系统采用安全低压直流发电，输入电压为20-60v，经过直流升压器输出稳定的高压直流750v等级，高压直流汇集传输，进入逆变器逆变为交流电380v，进入用电或供电的电力网络。高压直流线路只在建筑屋顶和墙面的专用封闭桥架或管道内，从而能够避免高压直流拉弧引发火灾现象。另外，因建筑表面的直流发电侧依然是安全低压直流，低于48v，从避免了高压直流形成的对地电势差过大引发pid效应。
27.2.本发明的dcdc散聚型直流系统，太阳能电池板由1～n块电池组件并联，每个电池组件可以独立运行，即使一个电池组件出现问题，不会影响其他电池组件运行，可以提高发电量和发电率。
28.3.本发明的dcdc散聚型直流系统通过dcdc直流升压器输入设置mppt分路独立跟踪，大大提高了光伏发电的效率；dcdc直流升压器对每一路输入进行电流和电压的测量，可实现组件级监控管理，实现建筑发电的ai物联网级智能监控和运维管理。
29.4.本发明的dcdc散聚型直流系统中，逆变器采用恒压输入750v直流电压等级，无需再用mppt跟踪，简化逆变器的复杂性，提高效率和使用寿命。
30.5.本发明的dcdc散聚型直流系统中，采用无二极管的接线盒，该接线盒包括导电铜基材、下壳体和上壳体，导电铜基材固定在下壳体内，导电铜基材的上部设置有上锡处，导电铜基材的下部与电缆固定连接，下壳体的底部开设有焊带穿孔，结构简单、导电性能
好、使用过程不会产生大量热量、使用寿命长。
31.6.本发明的dcdc散聚型直流系统中，逆变器包括逆变器本体和插头，逆变器本体和插头通过电线连接，在逆变器本体上接上插头，方便使用，简单易操作。
附图说明
32.图1是本发明dcdc散聚型直流系统的示意图。
33.图2是常规光伏发电站系统示意图。
34.图3是本发明dcdc散聚型直流系统中逆变器的结构示意图。
35.图4是接线盒去掉上壳体后的结构示意图。
36.图5是接线盒的背面结构示意图。
37.图6是接线盒的整体结构示意图。
38.图中：1、太阳能电池板；2、直流升压器；3、逆变器；31、逆变器本体；31、插头；4、电力网络；5、接线盒；51、导电铜基材；52、下壳体；53、上壳体；54、上锡处；55、电缆；56、焊带穿孔；57、溢流粘接孔。
具体实施方式
39.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
40.在本实施例的描述中，需要理解的术语，“上”“下”“左”“右”等指示的方位和位置关系，给予附图所示的方位或位置关系。仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示和暗示，所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。
41.本实施例提供了一种bipv的dcdc散聚型直流系统，参照附图1，该dcdc散聚型直流系统包括：太阳能电池板1、直流升压器2、逆变器3和电力网络4。太阳能电池板1由1～n块电池组件并联。每个电池组件可以独立运行，即使一个电池组件出现问题，不会影响其他电池组件运行，可以提高发电量和发电率。
42.本实施例的直流升压器2为多个独立输入单一输出的直流-直流变换器。太阳能电池板1通过接线盒与直流升压器2的输入端连接，直流升压器2的输出端连接至直流母线输入端，直流母线输出端连接至逆变器3输入端，逆变器3的输出端与电力网络4连接。实现了太阳能电池板侧保持低压，安全性高，能够避免高压直流拉弧引发火灾现象，且能够避免高压直流形成的对地电势差过大引发的pid效应。
43.优选地，直流升压器2为2-8个独立输入单一输出的直流-直流变换器。在本实施例的dcdc散聚型直流系统中，每个太阳能电池板1的输出端分别与一个直流升压器2的输入端连接。直流升压器的作用：升压，电池板电压只有几十伏特，要逆变的话，必须大于输出侧电网要求。本实施例增加了直流升压器，实现了组件侧保持低压，从而组件不会因为常规直流做法，使得高电压对组件产生影响，比如高压直流拉弧，pid效应等。
44.本实施例的直流升压器2的mppt光功率跟踪每一路光伏发电的低压直流输入，输入电压范围20v-60v，高压侧输出为750v直流电压等级。对每一路输入进行电流和电压的测量，组件级监控管理，实现建筑发电的ai物联网级智能监控和运维管理。逆变器3输入侧为
750v直流电压等级无mppt功率跟踪，简化逆变器的复杂性，提高效率和使用寿命。
45.本实施例的接线盒5为无二极管的接线盒。参照附图4-附图6，该无二极管的接线盒包括：导电铜基材51、下壳体52和与下壳体52能够扣合的上壳体53。上壳体51和下壳体52之间通过卡接方式连接，方便安装和维修。
46.导电铜基材51固定在下壳体52内，导电铜基材52的上部设置有上锡处54，方便焊接。导电铜基材51的下部与电缆55固定连接，下壳体52的底部或侧壁开设有焊带穿孔56。导电铜基材的导热性和导电性能好，使用过程不会产生大量热量，使用寿命长。优选地，焊带穿孔56位于上锡处54的上方，方便穿正极引出线或负极引出线。下壳体52的底部开设有溢流粘接孔57，能够充分实现与基材的粘接牢固性能。
47.本实施例中，逆变器3包括逆变器本体31和插头32，逆变器本体31和插头32通过电线连接，参照附图3。具体地，逆变器本体31的输入端与直流母线的输出端连接，逆变器本体31的输出端与插头32连接，插头32与电力网络4连接。在逆变器本体上接上插头，方便使用。
48.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。