明的系统如何使得能够利用针对较小数目的充电-再充电循环设计的电池模块来实现所要求的寿命跨度。
【具体实施方式】
[0030]本发明提供具有太阳能电池单元和包括多个模块的电池的功率供给系统。基于多日的时间段内的能量供给和需求数据来控制用于向负载供给电功率的模块数目以及模块的再充电。这使得电池模块能够更高效地使用，并且它们平均起来可以被较不频繁地充电和再充电，从而延长电池寿命。
[0031]本发明的系统利用模块化电池系统，其使得电池能够配置为期望的模块组合，使得电池可以具有可选容量。模块可以包括堆叠环。
[0032]电池模块可以具有相对小的容量，因为小粒度避免不同模块配置之间的容量中的大跳动。例如，电池可以由例如在范围5至15中的若干模块形成，但是其它配置是可能的。
[0033]将描述如应用于离网街道照明应用(0SL)的本发明。在该应用中的特定兴趣在于，作为季节天气改变以及日出和日落时间的结果，需求在一年内变化。
[0034]图1示出系统的概览。为了清楚起见，未示出在电池供电的0SL架构中典型的一些组件。
[0035]系统包括向充电系统2提供所生成的电力的光伏电池1。充电系统向电池模块6提供电荷并且控制电池模块配置。所要求的电池模块配置基于确定可以从正常充电功能取出哪些电池模块的循环减除建议器3来确定。
[0036]循环减除建议器可以从可选数据管理系统4和后勤办公室系统5接收输入。电力到负载的供给由还处于循环减除建议器(advisor) 3的控制下的放电功能7来控制，如所示。这向负载8提供电力。
[0037]为了使得循环减除建议器能够指定电池模块配置，系统提供到基本上用于电池再充电的太阳能电池单元的功率供给的建模，以及对为提供照明所要求的需求进行建模。
[0038]功率供给图被集成到系统架构中，其绘制了可用功率供给与时间的关系，特别地在全年时段内。为了创建功率供给图，存在来自PV板的能量产生随时间的记录(如已知的)。将该信息(例如1、V、T周围、T面板)传递到系统管理单元的规划模块部分。该图使得系统能够预测年度可得到的能量产生并且标识具有针对从夏季到冬季的能量转移的过剩产生的时段。
[0039]功率供给图使得能够确定当能量供给最高时的一天期间的时段，以及一年中的时段。该年度循环用于确定所要求的PV容量，以及还有电池容量。
[0040]功率供给图列出全年(或多年)内每天的预期未来能量供给。
[0041]图2示出如何生成这样的功率供给图并且输出使得能够实现计算的输入。
[0042]从可容易得到的“日晒”信息创建简单的功率供给图。这被提供为“气候廓形”。
[0043]可以使用数据库，其中所记录的数据诸如例如但不限于:
-平均每日温度和日间温度(影响PV模块中的电压性能)。
[0044]-辐照(影响PV模块中的电流性能)。
[0045]-太阳能平均值(以Wh/m2/日为单位)或者标准测试条件(“STC”)太阳小时。
[0046]-较长时段内的统计平均值。
[0047]该数据用于创建(多于)全年内的功率供给图。
[0048]功率供给图通过附加数据来扩充。系统管理将实现细化算法以改进年度(PV)功率供给图，导致可以在(多)年内变化的本地地点的自适应总太阳能资源因子(“TSRF”)，但是将导致可以如何在全年内收获最大能量的策略。不例是例如但不限于:
-恢复备用容量的例如日循环中的所要求的时段。这是所示出的“备用恢复持续时间”信息。所安装的备用容量可以是可调适的，但是必须在其在多日的恶劣天气期间被使用/耗尽时进行恢复。该恢复将要求附加PV容量。
[0049]-来自诸如例如森林之类的本地植被的本地视线障碍物。该数据可以集成到系统中或者上载到系统(例如某些植被类型的生长表)。此外，传感器可以记录森林的生长(例如经由视线障碍物的图片或检测)并且预测TSRF的降低(即太阳能障碍物中的未来发展)。该信息可以通过考虑一年中的什么时段将产生足够能量而被用在过剩平衡图中以细化所规划的能量产生。该信息可以传送至板外系统以规划例如植被维护或用于其它维护任务，诸如例如重填操作或一些不同操作。
[0050]-造成较少PV功率的诸如雪或云之类的本地记录的恶劣天气现象的统计平均。这改进第一年之后的预测。可替换地，该信息可以经由通过例如存储器存储或数据通信网络下载的数据来扩充。
[0051]-来自例如建筑物、山脉、山丘等的本地视线障碍物。
[0052]-链接的浊度数据。
[0053]-本地平均每日和昼间温度，潜在地增加或降低PV性能。
[0054]-过去和所记录的PV性能(1、V、T周围、T面板)。这被示出为“所记录的本地PV性能”。
[0055]如所示，组合该信息的全部以使得能够计算年度功率供给并提供功率供给图。如以上概述的要使用的可能数据的列表(除气候廓形、备用恢复容量和所记录的PV性能之外)被示出为“经扩充的数据”。
[0056]除了对功率供给进行建模(即预期贯穿全年可得到多少能量)之外，还存在功率需求规划管理(即将需要多少能量)。这可以包括考虑光和调光廓形。
[0057]创建一年的功率需求图，以便能够规划需要存储以用于从例如夏季到冬季的能量转移的能量的量。该功率需求图包括与光和调光信息组合的关于在地理上计算的光和黑暗的小时数的基本信息，并且计算诸如(但不限于)平均负载/天数之类的信息以规划能量产生和能量存储管理。
[0058]利用功率需求图，系统可以改进在什么月份或季节系统将需要增加能量产生方面的预测，或者可替换地在例如较低(或较高)负载上执行不同的功率需求廓形以帮助管理能量存储并且避免耗尽。
[0059]在图3中示出针对埃因霍温的功率需求图的示例。绘制每日光负载以及一年内的平均值。弯曲的图线是每月所要求的能量并且直线是平均值。
[0060]功率需求图列出所预期的全年或更长时间内每天的未来能量需求。
[0061]如何创建功率需求图的示例在图4中示出，图4示出使得能够实现计算的输入。
[0062]使用可容易得到的地理信息基于本地地点的白天和夜晚时间数据(示出为“每日日出日落”)创建简单的功率需求图。其它源是可用的，诸如来自天文导航的航海/航空导航的地理表和公式。
[0063]该数据用于创建全年内的黑暗概览。结果得到的黑暗小时被合并到光廓形中。光廓形可以实现许多原因以使日出或日落的时间偏移，以适应例如由于恶劣天气所致的较黑暗的条件、法规、能量节约或其它原因。此外，可以包括黑暗期间的调光。
[0064]因此，考虑“所记录的自适应调光”，因为这将更改功率需求廓形，以及期望的调光廓形(示出为“光负载和调光廓形”)。
[0065]使用如以上讨论的相同附加数据扩充数据(“经扩充的数据”)，例如涉及诸如例如可能导致TSRF〈100%的山脉范围、建筑物、森林等之类的本地现象。许多数据库已经这样做。
[0066]系统管理还实现细化算法以改进年度功率需求图。示例是例如但不限于:
导致灯接通的较长时段的自适应调光(所示的“所记录的自适应调光”)的持续时间的统计平均。这改进前若干日/周/月的使用之后的预测，因为这取决于本地自适应调光，其经受在所安装的杆的附近的本地交通。可替换地，该信息可以经由通过例如存储器存储或数据通信网络下载的数据来扩充。
[0067]导致灯被接通的较长时段的诸如例如雪或云之类的本地记录的恶劣天气现象的统计平均。这渐进地改进预测，特别是在第一个全年之后。可替换地，该信息可以经由通过例如存储器存储或数据通信网络下载的数据来扩充。
[0068]需要消耗电气能量的其它系统组件的寄生负载(示出为“(多个)寄生负载”)。该数据可以是动态的，来自例如测量交流负载，其可以在本地记录。该数据还可以由静态预算或二者的组合限定。
[0069]针对(可配置)备用容量限制的适用值(示出为“备用容量限