用于太阳能集电装置的电力储存装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能装置，且特别是一种用于太阳能集电装置的电力储存装置。
【背景技术】
[0002]现存于地球上的能源逐年短缺，例如:煤炭、石油、乙醇、核能、水力、地热能、风能、可再生的生质能。上述的所有能源都面临着不同的缺点和在成本上的因素，如安全性、量产性以及绿能的考虑。因为电力的使用和人口逐渐增加，使得难以有一个干净、可靠成本低廉的能源可供人们日常使用。目前有两个可以符合前面要求的能源候选，即核融合和太阳能。核融合很好但是因为技术屏障而无法商业化。而太阳能恰好是可满足能源上的决定性作用的候选者。尽管太阳能集电方式是一种可行的电力来源，但是太阳能集电仍存在一些有待突破的问题以使其成为有力的电力来源。有待解决的问题如太阳能电池(solar cell)的效率、光能和电能转换以及集电的效率。具有新的量子点技术的三五族απ-v)化合物太阳能电池具有令人惊讶的70%的光电转换效率，然而，因其高昂的制造成本而使其仅用于少数特殊的应用。现用的商用型太阳能电池是以硅为基底且光电转换效率达到21%。即使还有其他种类的太阳能电池，例如有机聚合物、二六族(I1-VI)化合物，但是可靠度、耐用度以及成本仍然是使其尚无法作为良好的太阳能电池的候选者。目前的太阳能电池的制造商投资越来越多金钱在以硅为基底的太阳能电池的集光的改良、入射光的再利用、多路径吸收等技术。截至目前为止，对于收集到的太阳能电力转换至(或储存至)电力形式或储存为可用的电力，仍没有良好的光电转换的设计。大多数的设计需要较高强度的入射太阳光以集电和转换，例如:需要30至50K勒克斯(Lux)。
[0003]现有的太阳能集电装置受限于储存和驱动能力。电池形式的电力储存装置的储存和驱动能力具有两个相反方向的需求的矛盾。对储存而言，集电的速度必须适中以延长电池的寿命且减少电池的成本。然而，对驱动能力的需求是相反的。为了与现有的商业化的电池种类并存(例如:以通用序列总线(USB)或适配器(adaptor)控制充电的电池)，受限于充电电压的范围限制，对太阳能集电进行直接的能量转换是不可能的。因此，利用传统的集电、升压转换和充电控制器无法符合低光源太阳能集电和电力转换。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种用于太阳能集电装置的电力储存装置，用以储存太阳能的电力。
[0005]本发明实施例提供一种用于太阳能集电装置的电力储存装置，该电力储存装置包括至少一第一电力储存单元、至少一第二电力储存单元、电池监控单元以及电源转换器。第一电力储存单元接收并储存来自太阳能集电装置的电力。第二电力储存单元用以耦接一外部供电系统，该外部供电系统以一预定电压对第二电力储存单元进行充放电。电池监控单元耦接第一电力储存单元，感测第一电力储存单元的输出电压，并依据第一电力储存单元的输出电压产生控制信号。电源转换器具有输入端和输出端，输入端耦接第一电力储存单元，输出端耦接第二电力储存单元，电源转换器受控于控制信号以将第一电力储存单元的电力转换至第二电力储存单元。当第一电力储存单元的输出电压大于启动电压时，电池监控单元通过控制信号使能电源转换器，以使电源转换器将第一电力储存单元的电力转换至第二电力储存单元，当第一电力储存单元的输出电压小于停止电压时，电池监控单元通过控制信号禁能电源转换器，其中启动电压大于停止电压。
[0006]综上所述，本发明实施例提供一种用于太阳能集电装置的电力储存装置，可判断第一电力储存单元的输出电压以控制是否要对第二电力储存单元充电。
[0007]为使能更进一步了解本发明的特征和技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明和附图，但是这些说明和附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例提供的用于太阳能集电装置的电力储存装置的电路方框图。
[0009]图2是本发明实施例提供的电池监控电路的电路图。
[0010]图3是本发明实施例提供的电池监控单元控制第一电力储存单元充放电的状态图。
[0011]【符号说明】
[0012]1:太阳能集电装置
[0013]10:太阳能接收单元
[0014]11:电压转换器
[0015]12:充电功率控制器
[0016]P1、P3:输入端
[0017]P2、P4:输出端
[0018]P5:控制端
[0019]ViruVa:输入电压
[0020]I in、Ia:输入电流
[0021]Vo、Vin’:供应电压
[0022]1、Iin’:供应电流
[0023]Vo’:充电电压
[0024]Ιο’:充电电流
[0025]2:电力储存装置
[0026]21:第一电力储存单元
[0027]22:电池监控单元
[0028]23:电源转换器
[0029]24:第二电力储存单元
[0030]211,241:温度传感器
[0031]TS:温度感测信号
[0032]Vb:输出电压
[0033]Ib:输出电流
[0034]GND:接地端
[0035]3:外部供电系统
[0036]PMO:P型晶体管
[0037]NM0、NM1:N 型晶体管
[0038]221:启动电路
[0039]222:停止电路
[0040]223:闩锁器
[0041]2211、2221:分压电路
[0042]R0、Rl、R2、R3、Ra、Rb、Re:电阻性元件
[0043]CO、Cl:电容
[0044]S:设定端
[0045]R:重置端
[0046]Ds:启动信号
[0047]Dr:停止信号
[0048]DO:控制信号
[0049]En:使能信号
[0050]Vbatl、Vl、V2、V3:电压
【具体实施方式】
[0051 ]〔用于太阳能集电装置的电力储存装置的实施例〕
[0052]请参照图1，图1是本发明实施例提供的用于太阳能集电装置的电力储存装置的电路方框图。太阳能集电装置I包括太阳能接收单元10、电压转换器11以及充电功率控制器12。太阳能接收单元10通常是具有多个太阳能电池(solar cell)的太阳能板。适应性太阳能集电装置I将太阳能接收单元10的电力传递至至少一电力储存单元13。值得一提的是，在图1中仅示出一个第一电力储存单元21和一个第二电力储存单元24，然而，第一电力储存单元21和第二电力储存单元24也可以是多个。本发明并不限定第一电力储存单元21和第二电力储存单元24的个数。
[0053]电压转换器11可以是升压(boost)转换器或降压(buck)转换器。电压转换器11具有输入端Pl和输出端P2。电压转换器11的输入端Pl耦接太阳能接收单元10，电压转换器11通过输入端Pi接收太阳能接收单元10的电力。太阳能接收单元10提供输入电压Vin和输入电流Iin至电压转换器11。充电功率控制器12耦接电压转换器11的输出端P2，并产生充电电压Vo’和充电电流Ιο’以对至少一第一电力储存单元21充电。
[0054]用于太阳能集电装置I的电力储存装置2包括至少一第一电力储存单元21、至少一第二电力储存单元24、电池监控单元22以及电源转换器23。第一电力储存单元21接收并储存来自太阳能集电装置I的电力。第二电力储存单元24用以耦接外部供电系统3，所述外部供电系统3对第二电力储存单元24以一预定电压进行充放电。外部供电系统3可以是USB充电电路，以提供固定5伏特(V)的电压的充放电。外部供电系统3也可以是市电，例如:110伏特或220伏特的市电。因为外部供电系统3通常具备固定的工作电压，使得第二电力储存单元24的充放电必须遵守外部供电系统3的工作条件和工作电压。第一电力储存单元21和第二电力储存单元24通常为二次电池，例如锂镍电池