阅读说明：本技术 一种cigs太阳能薄膜电池的监控装置 (Monitoring device for CIGS solar thin film cell ) 是由 王传省 邱景波 张炎 徐婧 常先杰 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种CIGS太阳能薄膜电池的监控装置,包括有控制模块,分别与控制模块连接的LoRa无线通信模块、电压电流检测模块和两个短路切换继电器；每个CIGS太阳能薄膜电池的正负极上分别连接有一个对应的短路切换继电器,CIGS太阳能薄膜电池的正负极上均设置有电压电流检测模块,控制模块通过LoRa无线通信模块与CIGS太阳能薄膜电池组件的上位监控系统进行无线通信连接。本发明可对单个CIGS太阳能薄膜电池进行监控,并保证CIGS太阳能薄膜电池组件的整体顺利供电。(The invention discloses a CIGS solar thin film cell monitoring device, which comprises a control module, an LoRa wireless communication module, a voltage and current detection module and two short circuit switching relays, wherein the LoRa wireless communication module, the voltage and current detection module and the two short circuit switching relays are respectively connected with the control module; the positive electrode and the negative electrode of each CIGS solar thin-film battery are respectively connected with a corresponding short-circuit switching relay, the positive electrode and the negative electrode of each CIGS solar thin-film battery are respectively provided with a voltage and current detection module, and the control module is in wireless communication connection with an upper monitoring system of the CIGS solar thin-film battery assembly through a LoRa wireless communication module. The invention can monitor a single CIGS solar thin film battery and ensure the smooth power supply of the whole CIGS solar thin film battery component.)

一种CIGS太阳能薄膜电池的监控装置

技术领域

本发明涉及CIGS太阳能薄膜电池技术领域，具体是一种CIGS太阳能薄膜电池的监控装置。

背景技术

随着节能减排的推广,可再生能源得到了越来越广泛的应用。太阳能由于其清洁性和获取的便捷性,逐渐成为了替代传统能源的主力军，而适用于BIPV应用环境CIGS(铜锢稼硒)太阳能薄膜电池组件的也逐渐被大家所接受，当前的CIGS太阳能薄膜电池组件的安装方式基本上将多个CIGS太阳能薄膜电池串联然后就近接入汇流排，进入逆变器，接入电网。

但是这种成组安装、成组监控的方式由于不容易查找故障发电玻璃组件，对后期发电玻璃幕墙日后的维护极不方便，造成了大量的人力物力的浪费。主要存在以下问题：(1)、故障定位不准确，维护工作量大。现在CIGS太阳能薄膜电池的安装方式为分组级联安装方式，这就造成了任何一个CIGS太阳能薄膜电池出现问题，维护人员必须将这一组内每个CIGS太阳能薄膜电池进行反复检查，才能确定故障位置，造成维护效率极低，且由于维护玻璃幕墙属于有限空间作业，长时间在里面逗留也增加维护作业的风险性。(2)、发电效率低。串联方式接入，一个CIGS太阳能薄膜电池损坏，串联的所有CIGS太阳能薄膜电池将无法将产生的电能输出，降低了CIGS太阳能薄膜电池组件整体的发电效率。(3)、发电生产无监控。无法准确的搜集每个CIGS太阳能薄膜电池的电流、电压、功率、状态等信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种CIGS太阳能薄膜电池的监控装置，对单个CIGS太阳能薄膜电池进行监控，并保证CIGS太阳能薄膜电池组件的整体顺利供电。

本发明的技术方案为：

一种CIGS太阳能薄膜电池的监控装置，包括有控制模块，分别与控制模块连接的LoRa无线通信模块、电压电流检测模块和两个短路切换继电器；每个CIGS太阳能薄膜电池的正负极上分别连接有一个对应的短路切换继电器，每个短路切换继电器均包括切换开关、固定触点、电池连接触点和短路触点，每个短路切换继电器的固定触点连接于CIGS太阳能薄膜电池组件的串联线路上，切换开关的一端与固定触点连接，切换开关的另一端与电池连接触点或短路触点连接，每个CIGS太阳能薄膜电池的正极或负极与对应短路切换继电器的电池连接触点连接，每个CIGS太阳能薄膜电池正负极上连接的两个短路切换继电器其短路触点相互连接；每个CIGS太阳能薄膜电池上连接的两个短路切换继电器的控制端均与控制模块连接，CIGS太阳能薄膜电池的正负极上均设置有电压电流检测模块，所述的控制模块通过LoRa无线通信模块与CIGS太阳能薄膜电池组件的上位监控系统进行无线通信连接。

所述的控制模块的供电输入端与对应的CIGS太阳能薄膜电池连接实现供电。

所述的控制模块上连接有微型电池，微型电池用于控制模块的备用供电。

所述的两个短路切换继电器为互锁继电器，即每个CIGS太阳能薄膜电池正负极上连接的两个短路切换继电器其切换开关同时切换至短路触点连通或是同时切换至电池连接触点连通。

所述的每个CIGS太阳能薄膜电池上连接的两个短路切换继电器中，其中一个短路切换继电器的固定触点与CIGS太阳能薄膜电池的正极插头连接，另一个短路切换继电器的固定触点与CIGS太阳能薄膜电池的负极插头连接。

所述的CIGS太阳能薄膜电池的正极插头和负极插头之间连接有公用线缆。

本发明的优点：

(1)、本发明连接于每个CIGS太阳能薄膜电池上，可对单个CIGS太阳能薄膜电池发电过程中的状态进行监控，即准确监控每个CIGS太阳能薄膜电池的功率、电压、运行状态等信息，且可对每个CIGS太阳能薄膜电池进行故障准确定位，极大降低人员判定故障点的工作量。

(2)、本发明通过LoRa无线通信模块与上位监控系统连接，适用于大范围内CIGS太阳能薄膜电池组件的监控，保证监控通信的稳定性和低功耗监测需求。

(3)、本发明设置有短路切换继电器，判定其中一个CIGS太阳能薄膜电池出现故障，随即切换此电池的短路线路连通，保证CIGS太阳能薄膜电池组件的整体顺利供电，保证其它的CIGS太阳能薄膜电池产生的电能可以继续传给逆变器。

(4)、本发明设置有公用线缆，主要目的是减少现场施工的布线工作量，现场施工时只需要进行公用线缆的前后对接，不需要再额外铺设公共电源电缆。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明短路切换继电器连接于CIGS太阳能薄膜电池上的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

见图1和图2，一种CIGS太阳能薄膜电池的监控装置，包括有控制模块1，分别与控制模块1连接的LoRa无线通信模块2、电压电流检测模块3和两个短路切换继电器4；每个CIGS太阳能薄膜电池5的正负极上分别连接有一个对应的短路切换继电器4，每个短路切换继电器4均包括切换开关、固定触点、电池连接触点和短路触点，每个CIGS太阳能薄膜电池5上连接的两个短路切换继电器4中，其中一个短路切换继电器4的固定触点与对应CIGS太阳能薄膜电池的正极插头6连接，另一个短路切换继电器4的固定触点与对应CIGS太阳能薄膜电池的负极插头7连接，CIGS太阳能薄膜电池的正极插头6和负极插头7之间连接有公用线缆8，切换开关的一端与对应的固定触点连接，切换开关的另一端与电池连接触点或短路触点连接，每个CIGS太阳能薄膜电池5的正极或负极与对应短路切换继电器4的电池连接触点连接，每个CIGS太阳能薄膜电池5正负极上连接的两个短路切换继电器4其短路触点相互连接；每个CIGS太阳能薄膜电池5上连接的两个短路切换继电器4的控制端均与控制模块1连接，CIGS太阳能薄膜电池5的正负极上均设置有电压电流检测模块3，控制模块1通过LoRa无线通信模块2与CIGS太阳能薄膜电池组件的上位监控系统进行无线通信连接。

其中，控制模块1的供电输入端与对应的CIGS太阳能薄膜电池5连接实现供电；控制模块1上还连接有微型电池，微型电池用于控制模块1的备用供电。

两个短路切换继电器4为互锁继电器，即每个CIGS太阳能薄膜电池5正负极上连接的两个短路切换继电器4其切换开关同时切换至短路触点连通或是同时切换至电池连接触点连通。

本发明电压电流检测模块3实时对单个CIGS太阳能薄膜电池5两端的正负极进行检测，准确测得单个CIGS太阳能薄膜电池5的电压、电流、运行状态等信息；控制模块1按照设计的频率将采集的电压电流信息打包定期发给LoRa无线通信模块2，通过LoRa无线通信模块2发给LoRa网关，CIGS太阳能薄膜电池组件的上位监控系统通过LoRa网关接收到信息对每个CIGS太阳能薄膜电池5的状态信息，上位监控系统可通过采集信息判定某一个CIGS太阳能薄膜电池5发生故障，然后上位监控系统通过LoRa无线通信模块2发送控制指令给控制模块1，控制模块1控制连接于故障CIGS太阳能薄膜电池5上的两个短路切换继电器4的切换开关切换至短路触点连通，此时，故障CIGS太阳能薄膜电池5切换至短路模式，保证其它的CIGS太阳能薄膜电池串联产生的电能可以继续传给逆变器。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。