【正文】 W 界面2. 防反二極管的設計為了防止逆變器不工作時，并聯(lián)的電池陣列中形成環(huán)流，（實際應用中光伏電池廠家并未對內部環(huán)流提出明確的應該避免的技術要求）可以在每個電池陣列輸入到匯流的回路內串接一只防反二極管，即可防止內部環(huán)流的形成。光伏陣列中，串聯(lián)各路的輸出電壓不可能絕對相等，各支路電壓總有高低之差，或者某一支路故障、陰影遮蔽等使該支路的輸出電壓降低，高電壓支路的電流就會流向低電壓支路，甚至會使方陣總體輸出電壓的降低。在各支路中串聯(lián)接入防反充二極管就避免了這一現(xiàn)象的發(fā)生。基于二極管的單向導通特性，當發(fā)生電流倒流時，起到反向阻礙作用。圖 防反二極管在電路中的接法和應用由于受到匯流箱IP65等級的限制，一般選擇模塊式更簡便。選擇防反二極管模塊的主要條件：壓降低、熱阻小、熱循環(huán)能力強。目前，市場上有光伏專用防反二極管和普通二極管模塊可以選擇，兩種模塊的區(qū)別如下：光伏專用防反二極管模塊具有壓降低（）。 壓降越低，模塊的功耗越小，散發(fā)的熱量相應也減小，匯流箱的溫升自然就小。 光伏專用防反二極管模塊具有熱阻?。ǎ胀ǘO管模塊（）。 熱阻越小，模塊底板到芯片的溫差越小，模塊工作更可靠。 光伏專用防反二極管模塊具有熱循環(huán)能力強（熱循環(huán)次數(shù)達到1萬次以上），而普通二極管模塊受到內部工藝結構的影響（冷熱循環(huán)次數(shù)只有2000次，甚至更低）。 熱循環(huán)次數(shù)越多，模塊越穩(wěn)定，使用壽命更長。一些特定的、大型的講究系統(tǒng)長期穩(wěn)定性的匯流箱設計則需要用到光伏專用防反二極管；而對于產品設計比較低端，不太講究設備長期穩(wěn)定性的，可以選擇普通二極管模塊，此時成本較低，設計較為簡單。在獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中，有些光伏控制器的電路上已經(jīng)接入了防反充二極管，即控制器帶有防反充功能時，組件輸出就不需要再接二極管了。防反充二極管存在有正向導通壓降，串聯(lián)在電路中會有一定的功率消耗，大功率管可達1~，但其耐壓和功率都較小，適合小功率場合應用。3. 保險絲的選型在任何的電力系統(tǒng)中，保險絲被用來保護電子器件免受過電流的危害，如果不加保護，過電流有可能導致電子器件失靈、過熱、損壞甚至起火。如果保險絲等級過大，無法有效的提供保護功能，如果過小，則無法正常工作。因此在選擇保險絲時，需要根據(jù)光伏組件的額定等級以及相關標準要求而定?！　”ｋU絲的最小等級可由光伏組件的短路電流計算而得，如果當?shù)貥藴蕸]有特殊要求。根據(jù)以上說明，假設匯流箱所配的保險絲等級為1000V/16A，因此計算出每路光伏組件的最大短路電流為16/=。因為熔絲根據(jù)用戶需要選配，因此以上的16A 僅為示例，若匹配其他等級的熔絲，用戶需要與以上說明進行核對，以確定是否滿足要求。 光伏匯流箱的接口設計單片機與PC主站的接口通信采用RS485的通信方式。RS485采用差模信號傳輸方式，與地電平無關，因而其抗干擾的能力比RS232強，即便在信號電壓較小的情況下也可獲得穩(wěn)定的傳輸。但微機本身并不具備專用的RS485 通信口。由于RS485與RS232的工作電平不同，PC機與控制核心間若利用RS485進行通信還需電平轉換，轉換采用MAX485芯片。另外控制核心通信時與RS232通信機不同，RS485需要控制其接收或是發(fā)送。 MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS485芯片，采用單一電源+5V工作，額定電流為300 μA，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉換為RS485電平的功能。MAX485芯片的結構和引腳都非常簡單,內部含有一個驅動器和接收器。RO和DI分別為接收器的輸出和驅動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當/RE為邏輯0時，器件處于接收狀態(tài)；當DE為邏輯1時，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的一個管腳控制這兩個引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端,當A引腳的電平高于B時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當A的電平低于B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機連接時接線非常簡單。只需要一個信號控制MAX485的接收和發(fā)送即可。同時將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100Ω的電阻。圖 RS485與RS232之間電平轉換流程圖. 實例 KBTPVX系列光伏防雷匯流箱在太陽能光伏系統(tǒng)中，用戶可以將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池串聯(lián)起來，組成一個個光伏串列，然后再將若干個光伏串列并聯(lián)接入KBTPVX系列光伏匯流防雷箱，在光伏防雷匯流箱內匯流后，通過直流斷路器輸出，與光伏逆變器配套使用從而構成完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)與市電并網(wǎng)。 為了提高系統(tǒng)的可靠性和實用性，該公司在光伏防雷匯流箱里配置了光伏專用直流防雷模塊、直流熔斷器和斷路器等，并設置了工作狀態(tài)指示燈、雷電計數(shù)器等，方便用戶及時準確的掌握光伏電池的工作情況，保證太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大功效。該匯流箱具有如下功能：可同時接入多路太陽能光伏陣列，每路電流最大可達11A，能滿足不同用戶需求；配有太陽能光伏直流高壓防雷器，正極負極都具備雙重防雷功能；采用專業(yè)直流高壓斷路器，直流耐壓值不低于DC1000V，安全可靠；雷電計數(shù)功能，方便了解雷電災害的侵入情況及頻率；具有工作狀態(tài)指示，便于觀察工作狀況；裝有耐高壓的直流熔斷器和斷路器共兩級安全保護裝置； 可以根據(jù)需要配置傳感器及監(jiān)控顯示模塊對每路的電流進行測量和監(jiān)控，可以遠程記錄和顯示運行狀況，無須到現(xiàn)場（選配）；防護等級達到IP65，滿足室外安裝的使用要求；安裝維護簡單、方便，使用壽命長。圖 科比特系列光伏匯流箱 廣西地凱公司系列防雷匯流箱使用光伏匯流箱，用戶可以根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串并聯(lián)組成1個光伏組件陣列，再將光伏組件陣列接入光伏防雷匯流箱進行匯流后輸出，方便了后級逆變器的接入。該產品具有如下特點：可同時接入多路太陽能光伏陣列，每路額定電流可達10A，最大15A，能滿足不同用戶需求；每路輸入獨立配有太陽能光伏直流高壓防雷電路，具備多級防雷功能，確保雷擊不影響光伏陣列正常輸出；輸出端配有光伏直流高壓防雷模塊，可耐受最大80KA的雷電流。采用高壓斷路器，直流耐壓值不低于DC1000V，安全可靠；具有雷電記錄功能，方便了解雷電災害的侵入情況；具有電流、電壓、電量的實時顯示功能，便于觀察工作狀況（選配）；防護等級達IP65，滿足室外安裝的使用要求；具有遠程監(jiān)控功能（選配）。圖 廣西地凱公司生產的光伏防雷匯流箱總結傳統(tǒng)能源的消耗、環(huán)境的惡化和新能源的優(yōu)劣等多種因素決定了，在未來，太陽能將會成為最主要的綠色新能源之一。開發(fā)利用太陽能，從經(jīng)濟社會走可持續(xù)發(fā)展之路和保護人類賴以生存的地球的生態(tài)環(huán)境的多個角度來審視，都是具有重大戰(zhàn)略意義的。本文介紹了國內外太陽能發(fā)展的歷史和近況和太陽能光伏發(fā)電及匯流箱的一些基本原理，并著重研究了基于ATmega16單片機的光伏匯流箱設計。這一匯流箱以主電路以ATmega16單片機為控制中樞，由電流檢測電路、電壓檢測電路、輸出控制驅動部分、CAN總線通訊電路、輸出驅動電路及控制LCD顯示、鍵盤等電路的控制芯片組成。在通訊設計時，選用地平較穩(wěn)定、抗干擾能力較強的RS485方式。并且在考慮了實際情況之后，設計和選擇了用于防雷的雷擊浪涌器及用于保護線路的熔斷器和保險絲。在最后還引用了一些優(yōu)秀的匯流箱設計實例來用于對比。參考文獻：[1] 邢運民 陶永紅《現(xiàn)代能源與發(fā)電技術》西安電子科技大學出版社，2007；[2] 海濤《太陽能建筑一體化技術應用》科學出版社，2012；[3] 牛山泉《風、太陽與海洋——清潔的自然能源》機械工業(yè)出版社，2010；[4] FrankTKryza《光之力量——人類尋求駕馭太陽的歷程》中國青年出版社，2007；[5] 陳育明《太陽能LED照明系統(tǒng)》化學工業(yè)出版社，2011；[6] 高虹 張愛黎.《新型能源技術與應用》國防工業(yè)出版社，2007；[7] 海濤《現(xiàn)代供配電技術》北京：國防工業(yè)出版社，2010；[8] 尹建華《太陽能光伏產業(yè)—半導體硅材料基礎》化學工業(yè)出版社，2012；[9] 楊德仁《太陽電池材料——電池材料與應用系列》化學工業(yè)出版社，2007；[10]（德）克勞特《太陽能發(fā)電》光伏能源系統(tǒng)，2008；[11] 惠晶《新能源轉換與控制技術》機械工業(yè)出版社，2008；[12]（印）派特《風能與太陽能發(fā)電系統(tǒng)—設計分析與運行》2009；[13]（德）貝林《建筑與太陽能：可持續(xù)建筑的發(fā)展演變（景觀與建筑設計系列）》大連理工大學出版社，2008；[14]（美）F丹尼斯《直接利用太陽能》科學出版社，2011；[15] V. Badescu. Thermodynamics of Photovoltaics：Elsevier Inc，2012；[16] Yongcheng Yu，Shuying Cheng. Advances in Computer， Communication， Control and Automation: Springer Berlin Heidelberg，2011；[17] A. J228。gerWaldau. Overview of the Global PV Industry: Elsevier Inc，2012；[18] A. Athienitis，. Kalogirou，L. Candanedo. Modeling and Simulation of Passive and Active Solar Thermal Systems: Elsevier Inc，2012；[19] . Lamont. History of Photovoltaics: Elsevier Inc，2012；[20] Christopher J. Petti，Mohamed M. Hilali，Gopalkrishna Prabhu. Thin Films in Photovoltaics: Elsevier Inc，2012；[21] 劉軍《光伏匯流箱的設計》中國科技信息2012年第8期；[22] 沙濤《太陽能光伏匯流箱監(jiān)測系統(tǒng)設計》電子科技2013年第26卷第三期；[23] 劉敬科 孔祥新《基于LabVIEW的光伏電源監(jiān)控系統(tǒng)設計》致謝