太阳能增效储能系统及其方法_2

文档序号:9566764阅读:来源:国知局
能模块能够操作于最大功率输出点。
[0027]其中,低太阳辐射指该太阳能模块所输出的微小电力使该光伏逆变器处于低载运转状态下,而该低载运转状态指该太阳能模块输入该光伏逆变器的输入功率低于该光伏逆变器的稳定工作功率。
[0028]其中,于低太阳辐射时,该储能设备能够以定电压追踪模式,将该太阳能模块所输出的微小电力进行储存。
[0029]其中,于低太阳辐射时,该太阳能模块能够将所产生的微小电力输出至光伏逆变器、且该储能设备能够一并进行放电以透过一直流转换器将电力输出至光伏逆变器,而该直流转换器能够设定为以温度修正的定电压追踪模式,以使光伏逆变器能够提供最佳太阳电能转换效率、并使该太阳能模块能够操作于最大功率输出点。
[0030]其中,该直流转换器内系具有直流电压转换机制,用以将该储能设备进行放电所输出至光伏逆变器的电压垫高,以补偿该储能设备在充电与放电之间的电压差异。
[0031]通过上述内容,本发明实现了如下技术效果:
[0032]1.本发明能够于低太阳辐射状态时,将多个太阳能板将所输出的微小电力对该储能设备进行充电,并于充电到一定程度后,再将该储能设备所储存的电能、及多个太阳能板所输出的微小电力,一并输出至光伏逆变器,以使于低太阳福射状态下,该直流转换器能够提供最佳太阳电能转换工作电压、并使太阳能模块能够操作于最大功率输出点。
[0033]2.本发明可以避开光伏逆变器在轻载时(〈10% )的低效率区,避免光伏逆变器操作于开开、关关的不连续操作,同时将低太阳辐射能量以超过90%效率承接于原有的发电系统中,提升整体的光伏发电效率。在实际的应用中,储能设备的总容量仅需10?20%的太阳能板一小时的最大发电量,所匹置的直流电力升压系统的功率更低于2%,因此极具发展的效益。
【附图说明】
[0034]图1:习用光伏逆变器的效率曲线示意图。
[0035]图2A和2B:习用太阳能板无法依光伏转换效率与光伏电动势做完整配对的示意图。
[0036]图3A:本发明太阳能增效储能系统及其方法的整体架构示意图。
[0037]图3B:本发明太阳能增效储能系统及其方法的电池单元内部架构示意图。
[0038]图4:太阳能增效储能系统及其方法的锂系电池充电曲线示意图。
[0039]图5:本发明太阳能增效储能系统及其方法的储能与放电供意电能示意图。
[0040]图6:本发明太阳能增效储能系统及其方法的流程示意图。
[0041]图7:本发明太阳能增效储能系统及其方法的隔离升压示意图。
[0042]图8A:本发明太阳能增效储能系统及其方法的实施例图。
[0043]图8B:本发明太阳能增效储能系统及其方法的实施例图。
【具体实施方式】
[0044]有关于本发明其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。
[0045]请参阅图3A及图3B,为本发明太阳能增效储能系统及其方法的整体架构示意图及电池单元内部架构示意图,由图中可知,该太阳能增效储能系统,包含一太阳能模块1、一光伏逆变器6、一第一切换开关31、一储能设备4、一第二切换开关32、一具有直流电压转换电路21的直流转换器2、一第三切换开关33及一控制主机5,其中该太阳能模块1由多个太阳能板11互连而成,而该太阳能模块1会与该光伏逆变器6相连接,以当该第一切换开关31处于导通(on)的状态时,该光伏逆变器6则会将该太阳能模块1所产生的电力转换为与市电相同电压与频率;
[0046]而该储能设备4与该太阳能模块1及该直流转换器2相连接,其中该储能设备4与该太阳能模块1之间介接有该第二切换开关32、储能设备4与该直流转换器2之间介接有该第三切换开关33,而该储能设备4由多个电池单元41串接而成,每一个电池单元41内包含了数个电池411及数个与该电池411连接的监控模块412,其中该储能设备4用以储存使该光伏逆变器6处于低载运转状态下的太阳能模块1所输出的电力;
[0047]另外该控制主机5为一工业级的运算主机,而该控制主机5包含了一中央控制单元51,该中央控制单元51与该太阳能模块1、该第一切换开关31、该储能设备4、该第二切换开关32、该直流转换器2、该第三切换开关33相连接,其中该中央控制单元51能够判断该太阳能模块1所输出的电力是否使该光伏逆变器6处于低载运转状态下,其中低载运转状态是指该太阳能模块1输入该光伏逆变器6的输入功率低于该光伏逆变器6的额定功率的10%以下,但此处所叙述百分比则是最佳状况,更能够适情况调整百分比。
[0048]如图4所示,由于本发明的电池单元41的电池411使用锂电池,由图中可知,单串电压约在3.0?4.2V之间,磷酸铁锂电池的充电电压几乎是定电压(3.35?3.55V),而目前所有量产的太阳能板的最佳转换效率的工作电压也几乎固定。
[0049]当该中央控制单元51于太阳能模块1处于低太阳辐射状态下(或是该光伏逆变器6处于低载运转状态下),由于该电池单元41的监控模块412能够将该电池411储存的电能资讯回传至该中央控制单元51,因此该中央控制单元51则会判断该储能设备4所储存的电能是否低于该储能设备的电能总容量的90%以下时,若低于90%以下,则会控制第二切换开关32导通(on),以使该储能设备4 (由磷酸铁锂电池组成)能够以定电压追踪模式(Constant Voltage Tracking mode),将使该光伏逆变器6处于低载运转状态下的太阳能模块所输出的电力(太阳能电能转换的电力)进行储存。
[0050]当该中央控制单元51于太阳能模块1处于低太阳辐射状态下(或是该光伏逆变器6处于低载运转状态下),并同时判断该储能设备4所储存的电能达到该储能设备4的电能总容量的90%以上时,则会控制第二切换开关32关闭(off)、并使该第一切换开关31及第三切换开关33导通(on),因此该光伏逆变器6处于低载运转状态下的太阳能模块1将能够将所产生的电力输出至该光伏逆变器6、且该储能设备4能够一并进行放电以将电力输出至该直流转换器2,并经由该直流转换器2垫高电压的后,与太阳能模块1能够将所产生的电力一同输出至该光伏逆变器6。
[0051]而上述模式则会维持到下述两种状况则会变动:
[0052]1.该储能设备4所储存的电能达到该储能设备4的电能总容量的10%以下时,该中央控制单元51则会控制第一切换开关31及第三切换开关33关闭(off)、并使该第一切换开关32导通(on),使该光伏逆变器6处于低载运转状态下的太阳能模块所输出的电力(太阳能电能转换的电力)进行储存。
[0053]2.该太阳能模块1非处于低太阳辐射状态下(或是该光伏逆变器6非处于低载运转状态下)时,其中该中央控制单元51则会控制第二切换开关32及第三切换开关33关闭(off)、并使该第一切换开关31导通(on)
[0054]由图5中可知,而充电所得的电能,当进行放电后,虽然太阳能模块1的太阳能板于低太阳辐射状态下时,是提供微弱电力,但经由该储能设备4进行放电后,将能使该光伏逆变器6能够避开低效率工作区,且由于该中央控制单元51能够控制直流转换器2处于以温度修正的定电压追踪模式(Modified Constant Voltage Tracking mode),因此能够使直流转换器2能够提供最佳太阳电能转换工作电压、并使该太阳能模块1能够操作于最大功率输出点。
[0055]而本发明的太阳能增效储能方法,如图6所示,其方法为:
[0056]1.于低太阳福射时,将一太阳能模块的多个太阳能板所输出的微小电力对一储能设备进行充电601 ;
[0057]2.再将该储能设备所储存的电能、及该太阳能模块的多个太阳能板所输出的微小电力,一并输出至一光伏逆变器,以使于低太阳辐射状态下,该光伏逆变器能够提供最佳太阳电能转换工作电压、并使太阳能模块能够操作于最大功率输出点602。
[0058]另外,如图7所示,由于该储能设备4的充电与放电的位准不同,因此要将放电直接用于与该太阳能模块1所产生的微小电力并接输出,将会有问题,但本发明利用电力电子学的隔离升压的方式,如图3A所示,由于该直流转换器2内具有直流电压转换电路21,
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