一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法与流程

本发明涉及光伏，具体为一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法。

背景技术：

1、多光谱光伏电池组合效率优化器基于最大功率点追踪技术，并融合了多光谱分析技术，以实现对不同光谱范围内的光伏电池进行精细化的管理和优化，并没有考虑到现有的优化器在使用时并不能自监测优化器和光伏电池的连接情况，存在一定缺陷。

2、现有的光伏优化器存在的缺陷是：

3、1、在申请文件cn117560865a中，主要考虑如何提高对优化器内光学元件以及优化元件的防护，并没有考虑到现有的优化器在使用时并不能自监测优化器和光伏电池的连接情况；

4、2、在专利文件cn116744608b中，主要考虑如何提高检修的便捷性，并没有考虑到现有的优化器在长时间的使用后其自身的稳定性和可靠性得不到保障；

5、3、在专利文件us11695295b2中，主要考虑如何减少成本，并没有考虑到现有的优化器在使用时检修的便捷性较差；

6、4、在专利文件us20200295572a1中，主要通过调整光伏优化器的输出功率来跟踪光伏发电系统的最大功率点，并没有考虑到现有的优化器在使用时并不能监测使用环境。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，包括优化器主体，所述优化器主体的底部安装有防护块，两组所述防护块的底部均安装有两组连接线，两组所述连接线的底部分别安装有连接头一和连接头二，且连接头二与连接头一相适配；

3、所述连接头一的底部设置有插孔和对称布置的插槽，且插孔位于两组插槽的中间，所述插孔的底壁安装有激光测距传感器，所述连接头二的底部安装有对称布置的插块，且插块与插槽相适配，两组插块的底部均安装有压力传感器；

4、两组防护块上的连接头一和连接头二用于将优化器主体与光伏电池衔接以及两组优化器主体之间的衔接。

5、优选的，所述优化器主体的后壁安装有限位套，限位套的内部嵌合安装有插杆，插杆的正面固定有安装板，安装板的正面安装有控制电路、辅助供电模块和两组主功率电路，控制电路与主功率电路之间采用光耦隔离技术来降低强电部分对弱电部分的干扰，控制电路与主功率电路之间的模拟信号通过控制板或功率板排线传输，辅助供电模块用于为控制电路和主功率电路提供工作电源。

6、优选的，所述优化器主体的正面通过合页安装有盖板，盖板和优化器主体之间使用防盗锁芯结构连接。

7、优选的，所述优化器主体的后壁安装有信息采集器，且信息采集器位于限位套的内侧，盖板的背面和安装板的背面均安装有导热片，且其中一组导热片的背面与安装板的正面以及控制电路、主功率电路以及辅助供电模块的外表面相贴合，另一组导热片的背面与信息采集器的正面相贴合，两组导热片的内部填充有导热橡胶，优化器主体的一侧外壁安装有散热风扇，信息采集器用于收集优化器主体的运行数据。

8、优选的，所述优化器主体的另一侧外壁安装有防护盒，优化器主体的底部安装有三组等距布置的监控摄像头，且监控摄像头与防护块间隔分布，防护盒的内部安装有监测器，且监测器配设有自监测系统，监测器的输入端与信息采集器的输出端相连接，自监测系统包括数据接收单元、处理单元和告警单元，数据接收单元使用数据接收器收集信息采集器采集到的运行数据以及温度传感器一、激光测距传感器、压力传感器和监控摄像头检测到的数据信息，处理单元使用中央处理器处理数据信息并判断是否存在异常数据，告警单元用于接收异常数据并向监控中心发送告警信息。

9、优选的，所述控制电路配设有控制系统，控制系统包括采样模块、功率计算模块、控制模块和执行模块，采样模块使用传感器采集光谱条件以及光伏电池的温度、电压和电流参数，功率计算模块用于根据采集的电流和电压参数进行运算处理计算功率大小，控制模块根据计算的功率大小以及采集的温度参数下达降功率操作指令或控制设备启停的操作指令，且控制设备的启停包括降温装置的启停或电源开关的控制，执行模块用于执行控制模块下达的操作指令。

10、优选的，所述传感器包括光谱传感器、温度传感器二、输入电流传感器、输出电流传感器、输入电压传感器和输出电压传感器。

11、优选的，所述优化器主体的背面固定有安装块，安装块的表面套挂有连接板，且连接板用于将优化器主体固定在光伏支架上。

12、优选的，优化器的使用方法如下：

13、s1、在使用该优化器主体前，首先将控制电路、主功率电路和辅助供电模块固定在安装板上，并在安装板的背面粘黏上导热橡胶，然后在安装板背面上的导热橡胶的表面贴附上一层导热片，接着将信息采集器安装在限位套的内侧；

14、s2、在使用该优化器主体时，通过连接板将优化器主体固定在光伏支架上，然后将光伏电池的输出接入至其中一组防护块上的连接头一，并将连接头二与汇流箱或逆变器的输入端，然后通过另一组防护块上的连接头一和连接头二来衔接两组优化器主体，在衔接两组优化器主体时，将其中一组优化器主体上的连接头一与另一组优化器主体上的连接头二插接在一起，使得插槽能够与插块嵌合，此时压力传感器能够检测到压力，且记激光测距传感器距离连接头二顶壁平面的间距为a；

15、s3、在后续的使用过程中，通过光谱传感器收集环境光谱信息，分析不同光谱段对光伏电池性能的影响，然后利用mppt技术实时监测和调整光伏电池的输出电压和电流，确保光伏电池在最大功率点工作，并采用智能算法，根据环境光谱信息和光伏电池的实时性能数据，计算出最佳的控制策略，以优化光伏电池组合的输出效率；

16、s4、在使用该优化器主体的过程中，通过信息采集器来收集优化器主体的运行状态，并时刻监测压力传感器是否能够检测到压力，且在压力传感器检测不到压力时，查看间距a是否发生变化，当间距a未发生变化时则说明压力传感器出现故障，反之则说明优化器主体上的连接头一和连接头二与光伏电池的连接松动，接着通过告警单元向监控中心发送告警信息，并上传至监控中心。

17、优选的，在s1中，还包括如下步骤：

18、s11、接着在信息采集器的正面贴附上夹有导热橡胶的导热片，然后就能够通过插杆和限位套的嵌合来将安装板固定在优化器主体内，并盖上盖板，使得盖板背面的导热片能够贴附在安装板、控制电路、主功率电路和辅助供电模块的表面；

19、在s4中，还包括如下步骤：

20、s41、当压力传感器能够检测到压力时，通过监控摄像头监控优化器主体的周围环境，并通过图像处理技术判断优化器主体的底部区域是否长有杂草，从而分析监控优化器主体的使用环境。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、本发明通过多组连接头一和连接头二的设置来将优化器主体串联在光伏电池和汇流箱或逆变器之间，并通过压力传感器是否检测到压力以及激光测距传感器是否检测到间距变化来分析判断优化器主体与光伏电池之间的连接情况，从而确保优化器主体与光伏电池之间电气接触良好。

23、2、本发明通过在优化器主体内设置两个主功率电路以实现独立的最大功率点跟踪，使得每个电路都可以独立地寻找其连接的光伏电池的最佳工作点，确保它们能够在最佳条件下运行，从而提高整个光伏系统的发电效率。

24、3、本发明通过在导热橡胶的表面贴附上一层导热片，使得导热橡胶不直接与优化器主体内的电路组件贴合，且通过插杆和限位套的嵌合来实现安装板的拆装，使得后续检修时，不需要破坏优化器主体内部的导热橡胶，提高导热橡胶的使用期限，同时还能够提高检修的便捷性。

25、4、本发明通过设置有自监测系统，不仅能够实时监测优化器主体和光伏电池的连接情况，且还能够监测优化器自身的运行状态以及周围环境变化情况，并在发现异常情况时向监控中心发送告警信息，在一定程度上能够为优化器的使用提供良好的环境。

技术特征：

1.一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，包括优化器主体(1)，其特征在于：所述优化器主体(1)的底部安装有防护块(3)，两组所述防护块(3)的底部均安装有两组连接线(4)，两组所述连接线(4)的底部分别安装有连接头一(5)和连接头二(6)，且连接头二(6)与连接头一(5)相适配；

2.根据权利要求1所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述优化器主体(1)的后壁安装有限位套(11)，限位套(11)的内部嵌合安装有插杆(12)，插杆(12)的正面固定有安装板(13)，安装板(13)的正面安装有控制电路(14)、辅助供电模块(16)和两组主功率电路(15)，控制电路(14)与主功率电路(15)之间采用光耦隔离技术来降低强电部分对弱电部分的干扰，控制电路(14)与主功率电路(15)之间的模拟信号通过控制板或功率板排线传输，辅助供电模块(16)用于为控制电路(14)和主功率电路(15)提供工作电源。

3.根据权利要求1所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述优化器主体(1)的正面通过合页安装有盖板(2)，盖板(2)和优化器主体(1)之间使用防盗锁芯结构连接。

4.根据权利要求3所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述优化器主体(1)的后壁安装有信息采集器(18)，且信息采集器(18)位于限位套(11)的内侧，盖板(2)的背面和安装板(13)的背面均安装有导热片(19)，且其中一组导热片(19)的背面与安装板(13)的正面以及控制电路(14)、主功率电路(15)以及辅助供电模块(16)的外表面相贴合，另一组导热片(19)的背面与信息采集器(18)的正面相贴合，两组导热片(19)的内部填充有导热橡胶(17)，优化器主体(1)的一侧外壁安装有散热风扇(20)，信息采集器(18)用于收集优化器主体(1)的运行数据。

5.根据权利要求4所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述优化器主体(1)的另一侧外壁安装有防护盒(23)，优化器主体(1)的底部安装有三组等距布置的监控摄像头(24)，且监控摄像头(24)与防护块(3)间隔分布，防护盒(23)的内部安装有监测器，且监测器配设有自监测系统，监测器的输入端与信息采集器(18)的输出端相连接，自监测系统包括数据接收单元、处理单元和告警单元，数据接收单元使用数据接收器收集信息采集器(18)采集到的运行数据以及温度传感器一、激光测距传感器(7)、压力传感器(10)和监控摄像头(24)检测到的数据信息，处理单元使用中央处理器处理数据信息并判断是否存在异常数据，告警单元用于接收异常数据并向监控中心发送告警信息。

6.根据权利要求2所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述控制电路(14)配设有控制系统，控制系统包括采样模块、功率计算模块、控制模块和执行模块，采样模块使用传感器采集光谱条件以及光伏电池的温度、电压和电流参数，功率计算模块用于根据采集的电流和电压参数进行运算处理计算功率大小，控制模块根据计算的功率大小以及采集的温度参数下达降功率操作指令或控制设备启停的操作指令，且控制设备的启停包括降温装置的启停或电源开关的控制，执行模块用于执行控制模块下达的操作指令。

7.根据权利要求6所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述传感器包括光谱传感器、温度传感器二、输入电流传感器、输出电流传感器、输入电压传感器和输出电压传感器。

8.根据权利要求1所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，其特征在于：所述优化器主体(1)的背面固定有安装块(21)，安装块(21)的表面套挂有连接板(22)，且连接板(22)用于将优化器主体(1)固定在光伏支架上。

9.一种多光谱光伏电池组合效率优化器的使用方法，根据权利要求1-8任意一项所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器，其特征在于，优化器的使用方法如下：

10.根据权利要求9所述的一种多光谱光伏电池组合效率优化器的使用方法，其特征在于，在s1中，还包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种多光谱光伏电池组合效率优化器及其使用方法，涉及光伏技术领域，包括优化器主体，两组所述连接线的底部分别安装有连接头一和连接头二，所述连接头一的底部设置有插孔和对称布置的插槽，所述插孔的底壁安装有激光测距传感器，所述连接头二的底部安装有对称布置的插块，两组插块的底部均安装有压力传感器，两组防护块上的连接头一和连接头二用于将优化器主体与光伏电池衔接以及两组优化器主体之间的衔接。本发明通过多组连接头一和连接头二的设置来将优化器主体串联在光伏电池和汇流箱或逆变器之间，并通过压力传感器是否检测到压力以及激光测距传感器是否检测到间距变化来分析判断优化器主体与光伏电池之间的连接情况。

技术研发人员：张勇,包振宇,姚冬华,赵宏声,郑旭明,张国强,邢鹏
受保护的技术使用者：华能阿荣旗新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23