专利名称：太阳能电池的高效低成本使用方法
技术领域：
本发明是太阳能电池利用的一个技术领域。
背景技术：
近年来得益于技术进步太阳能电池的价格一路下降，使它普及家庭成为可能。太阳能电池能把太阳光直接转化为电能给我们使用，无须燃料、无须维修、零排放、一次投资长久受益，因此受到大家的普遍欢迎。但是要利用太阳能电池也并不是那么简单轻松的事， 要解决的问题还很多。太阳能电池输出电能的多少与太阳光的强度成正比，天气是不断变化的，照到太阳能电池上的阳光不可能恒定不变。这就给太阳能电池的使用带来麻烦，因为我们的电器需要稳定的电源才能正常工作。为解决这个问题人们常用的办法是把它与畜电池连接在一起，由畜电池多存少补，然后逆变成交流电后给负载供电。虽然这样可解决问题，但是畜电池是一个昂贵、笨重、污染环境和短命的东西，它的使用必然导致供电成本的急剧上升，同时经过这些环节后我们所能获得的电能已经大打折扣。这样即使太阳能发电有无须付燃料费等优点，它的电费也不能与我们现在大量使用的廉价的化学能源相比。所以在现有的技术方案下使用太阳能发电对家庭来说没有经济意义。但是地球的环境因我们大量使用化学然料已到了病入膏肓的地步，再这样下去我们的子孙以后怎样生存？这个问题我们必须要正视。为了保护地球环境，为了我们的子孙，我们必须要减小使用化学能源， 发展绿色的替代能源。一直以来使用成本高昂是太阳能发电的最大障碍，如何降低它的使用成本，是一个能对人类生存产生长远影响和具有重大社会战略意义的技术问题。
发明内容
为解高效低成本地使用太阳能发电本人在这方面进行了一些思考，现公开出来， 希望通过专申请这个平台能引起广大有识之士的重视，也希望他们在这一方面多多出力， 共同探讨解决的方法。本方案在这方面采取了一些措施，不使用逆变方式、不使用电池和充电器。电网电源经降压或稳降压、整流、滤波后与太阳能电池各自通过二极管并联同时连接在电路中。以太阳能电池供电为主，太阳能不足时由电网为辅。太阳能电池的输出不管足与不足都作最大程度的利用。具体的措施是设定电网的交流电源通过调压器或稳压器降压、 整流电路整流、滤波电路滤波后输出的直流电压(以下简称电网方的直流输出电压下同)高于用电器适用交流电压范围下限值的峰值电压，低于太阳能电池的额定输出直流电压，太阳能电池的额定输出直流电压高于电网的直流输出电压，电网的交流电源经调压器或稳压器降压、整流电路整流、滤波电路滤波后与太阳能电池各自通过二极管后并联向负载供电。由于取本方案消了电池、充电器和逆变器的使用，使整个系统的投资和使用成本只及现有技术方案的几分之一，大大降低了使用成本，太阳能发电的利用率也因此得到的大大提高。
图1、太阳能电池与电网并联供电的方式。
具体实施例方式本方案提出太阳能电池与电网两者并联后向负载供电的目的是当太阳能电池的输出不能满足负载需要时，不足的部分由较为稳定的电网交流电源来弥补，太阳能电池的输出的电能在任何情况下都要作最大程度的利用。本方案是针对我们平时使用得最多的家用电器如电视机、使用开关电源的光盘播放机、电脑、LED照明灯具、节能灯具、电磁炉等而设计的，这些电器其实是使用直流电的电器。只要太阳能电池的输出电压在这些电器的电压适用范围，这些电器是可以直接使用太阳能发电而无须逆变转换的，这样太阳能发电的利用率将大为提高。但是太阳能发电最大缺点是它的输出随天气而变化而，这就给使用起来带来很多麻烦。本方案提出的太阳能发电与电网并联后向负载供电，就是为了消除这一不利因素所带来的影响。当太阳能电池输出不足，不足部分由电网供给，时保证电器能够在任何情况下都能正常工作。我们太阳能电池输出的是直流电，其输出的额定电压和功率可以按需要订做。电网上提供的是交流电，其输出电压可通过调压器或稳压器改变。两者不能直接并联在一起。 既然上述电器都实际上使用的是直流电，那么我们可以将电网上提供的交流电，整流滤波变成直流电后与太阳能电池通过二极管并联在一起向负载供电，这是太阳能发电最简单和高效的使用方式，因为它不使用畜电池也不使用逆变器。这样的电路结构要实现以太阳能电池供电为主电网电源为辅的目的还不够，还必须要电网方的直流输出电压低于太阳能电池输出的额定直流电压才能实现。本方案为了降低电网方的直流输出电压特别在整流之前使用调压器或稳压器把电网的电压降低。调压器或稳压器的种类很多有使用变压器的，有使用可控硅的等。其中比较适合本方案的是使用可控硅的，因为它的线路简单效率较高。我们家庭使用的电源都是交流220V，它的峰值电压约310V。上述家用器的电源适应范围一般都在交流150-M0V之间，对应的峰值电压是210-340V左右。上述家用电器并不是直接使用交流电的，而是经过整流滤波变成直流电后才使用的。交流电整流滤波后得到的电压就是交流电的峰值电压，也就是说上述家用电器可以直接使用直流电压约为210-340V的直流电源，可见家用电器的电压适应范围是非常广的，这为本方案提供了良好的基础。本方案把电网电源经调压降压或稳压降压、整流电路整流、滤波电路滤波后的直流电压也就是所谓电网方的直流输出电压设定在高于用电器交流电压适应范围下限值的对应峰值电压，低于太阳能电池的额定输出电压。把太阳能电池的额定输出电压设定为高于电网方的直流输出电压。也就是该电源的峰值电压。为安全太阳能电池的输出电压最高不能超过用电器电压适用范围上限值的峰值电压。经这样安排后将这两个直流电源通过二极管并联在一起向上述用电器供电如图1所示。由于两个直流电源是通过二极管并联在一起的，所以两电源之间不可能有电流流向对方，供电的优先权在电压高的一方。从太阳能电池的特性曲线可知，它的空载输出电压即使在阳光不足的情况下也不会下降很多，它的特性有些象恒流源，内阻较大。也就是说太阳能电池的空载输出电压在大多数情况下都能保持较高的水平。这一些特性为将太阳能电池输出的电能作最大限度的利用奠定了基础。换句话说只要太阳能电池有输出都能被有效地利用。在本方案中电网电源只是提供一个最低保障，当太阳能电池的输出不足以维持负载用电时它的电压必然下降，当降到一定程度时由电网电源提供不足的部分，使负载能正常工作而无后顾之忧。当夜晚时，太阳能电池没有电流输出这时电器的需要全部由电网电源提供，所有的这些过程都是在人们不知不觉中进行的，是无缝的。所以使用本方案完全不用担电源的稳定性问题
权利要求
1. 一种太阳能电池的高效低成本使用方法，其特征在于，设定电网方的直流输出电压 (电网的交流电源通过调压器或稳压器降压、整流电路整流、滤波电路滤波后输出的直流电压)高于用电器适用交流电压范围下限值的峰值电压，低于太阳能电池的额定输出直流电压，太阳能电池的额定输出直流电压高于电网方的直流输出电压，电网的交流电源经调压器或稳压器降压、整流电路整流、滤波电路滤波后与太阳能电池各自通过二极管并联向负载供电。
全文摘要
一种太阳能电池的高效低成本使用方法，属太阳能电池利用的一个技术领域。为高效低成本地使用太阳能发电本方案采取了一些措施。不使用电池、不使用逆变方式，太阳能发电与电网并联直接向负载供电。具体的方法是设定电网方的直流输出电压高于用电器适用交流电压范围下限值的峰值电压，低于太阳能电池的额定输出直流电压，太阳能电池的额定输出直流电压高于电网方的直流输出电压，电网的交流电源经调压器或稳压器降压、整流电路整流、滤波电路滤波后与太阳能电池各自通过二极管并联向负载供电。由于取消了电池和逆变器的使用，使整个系统的投资和使用成本大大降低，太阳能发电的利用率也因此得到的大大提高。
文档编号H02J1/10GK102437568SQ20121000803
公开日2012年5月2日 申请日期2012年1月3日 优先权日2012年1月3日
发明者胡达广 申请人:胡达广