BE1028418A1 - Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel - Google Patents

Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel Download PDF

Info

Publication number
BE1028418A1
BE1028418A1 BE20205457A BE202005457A BE1028418A1 BE 1028418 A1 BE1028418 A1 BE 1028418A1 BE 20205457 A BE20205457 A BE 20205457A BE 202005457 A BE202005457 A BE 202005457A BE 1028418 A1 BE1028418 A1 BE 1028418A1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
voltage
current
converter
energy storage
solar panel
Prior art date
Application number
BE20205457A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1028418B1 (nl
Inventor
Ismaël Ben-Al-Lal
Kristof Gaukema
Original Assignee
Futech Bvba
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Futech Bvba filed Critical Futech Bvba
Priority to BE20205457A priority Critical patent/BE1028418B1/nl
Priority to EP21739442.8A priority patent/EP4169141A1/en
Priority to PCT/IB2021/055439 priority patent/WO2021260522A1/en
Priority to CN202180044056.5A priority patent/CN115885444A/zh
Publication of BE1028418A1 publication Critical patent/BE1028418A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1028418B1 publication Critical patent/BE1028418B1/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/50Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de uitvinding een werkwijze voor het winnen van een gevraagd vermogen (127) uit een energieopslagmiddel (121) wanneer het via een DC-DC converter (122) aan de zonnepaneelzijde van een omvormer (140) met maximaal-vermogenspunt-volgen (141), MPPT, is geconnecteerd; en waarin de werkwijze de volgende stappen omvat: het bepalen van een stroom-spanningscurve met een zonnepaneelkarakteristiek en met een als maximum vermogenspunt het gevraagd vermogen (127); en het aansturen van de DC-DC converter (122) zodat de uitgang de stroom-spanningscurve volgt waardoor de omvormer naar het maximum vermogenspunt evolueert en het gevraagd vermogen (127) wint uit het energieopslagmiddel.

Description

-1- BE2020/5457
WERKWIJZE EN APPARAAT VOOR WINNEN VAN EEN GEVRAAGD
VERMOGEN UIT EEN ENERGIEOPSLAGMIDDEL Technisch Gebied De onderhavige uitvinding heeft, naast andere zaken, betrekking op het winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel wanneer het via een DC-DC converter aan de zonnepaneelzijde van een omvormer met maximaal- vermogenspunt-volgen, MPPT, is geconnecteerd.
Stand van de Techniek
[01] Een zonnepaneelinstallatie omvat één of meerdere zonnepanelen die gekoppeld zijn aan een omvormer. In werking gedragen zonnepanelen zich typisch als een stroombron waarbij de geleverde stroom afhankelijk is van de hoeveelheid geconverteerd licht. De omvormer heeft als doel het vermogen geleverd door de zonnepanelen om te zetten en aan de uitgang een stabiele spanning te leveren, i.e. een stabiele AC- of DC-spanning.
[02] De omvormer omvat naast de wisselrichterschakeling meestal ook een maximaal-vermogenspunt-volgen of maximum power point tracking module, kortweg een MPPT-module. De MPPT-module moet er voor zorgen dat de zonnepanelen in hun optimale werkingspunt opereren. De MPPT-module zorgt er dan voor dat de elektrische last zodanig is dat de zonnepanelen in hun ideale werkingspunt opereren, d.i, dat de zonnepanelen hun maximaal vermogen leveren. Dit ideale werkingspunt wordt het maximum vermogenspunt of maximum power point genoemd, kortweg het MPP.
[03] Aan zonnepanelen die door middel van een omvormer met MPPT aan een elektriciteitsnet zijn gekoppeld, kan ook een energie-opslagsysteem, bv een batterij, zijn gekoppeld. Het energie-opslagsysteem kan dan energie van de zonnepanelen opslaan, al dan niet in parallel met de omvormer. Wanneer er
-2- BE2020/5457 geen opbrengst is, zoals bijvoorbeeld ‘s nachts kan het energie-opslagsysteem worden ontladen door energie te leveren aan het elektriciteitsnet.
[04] Aangezien de meeste energie-opslagsysteem een DC spanning leveren is het het meest efficiënt om het energie-opslagsysteem aan de DC zijde van de omvormer te voorzien.
[05] Eén oplossing is bv om het energie-opslagsysteem tussen de MPPT- module en de wisselrichterschakeling te voorzien, zodat het energie- opslagsysteem niet interfereert met de MPPT. Een probleem met deze oplossing is dat een omvormer meestal als één geheel wordt voorzien en het dus niet mogelijk is om nadien nog een energie-opslagsysteem te voorzien zonder aanpassingen aan de omvormer.
[06] Een andere oplossing is om het energie-opslagsysteem voor de omvormer te plaatsen, d.i. tussen de omvormer en de zonnepanelen. Op deze manier kan het energie-opslagsysteem nog nadien voorzien worden door het simpelweg tussen de zonnepanelen en omvormer te schakelen. Een probleem met deze oplossing is echter dat de batterij de werking van de MPPT-module zal beïnvloeden en omgekeerd. Meer bepaald wordt het dan moeilijk om de batterij een bepaald vooringesteld vermogen te laten leveren.
Samenvatting van de Uitvinding
[07] Het doel van de onderhavige uitvinding is om bovengenoemd probleem op te lossen door te voorzien in een eenvoudige oplossing voor het voorzien van een energie-opslagsysteem tussen de zonnepanelen en de omvormer met een in te stellen af te geven vermogen.
[08] Volgens een eerste aspect heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel wanneer het via een DC-DC converter aan de
-3- BE2020/5457 zonnepaneelzijde van een omvormer met maximaal-vermogenspunt-volgen, MPPT, is geconnecteerd; en waarin de werkwijze de volgende stappen omvat: - het bepalen van een stroom-spanningscurve met een zonnepaneelkarakteristiek en met een als maximum vermogenspunt, het MPP, het gevraagd vermogen; en - het aansturen van de DC-DC converter zodat de uitgang de stroom- spanningscurve volgt waardoor de omvormer naar het maximum vermogenspunt evolueert en het gevraagd vermogen wint uit het energieopslagmiddel.
[09] Met andere woorden wordt bij het ontladen de DC-DC converter van het energieopslagmiddel dusdanig aangestuurd dat de MPPT-module aan zijn ingangspolen de stroom-spanningscurve van een zonnepaneel ziet. De MPPT- module zal daarom zijn last aanpassen om zo snel mogelijk naar het MPP van deze stroom-spanningscurve te evolueren. Aangezien de stroom- spanningscurve zo geselecteerd is dat ze het gevraagd vermogen als MPP heeft, zal het energieopslagmiddel dus het gevraagd vermogen gaan leveren.
[10] Het is een voordeel dat zo een energieopslagmiddel aan de zonnepaneelzijde van de omvormer kan geplaatst worden terwijl ze een instelbare vermogensafgitte heeft. Dit laat verder toe om het energieopslagmiddel gecontroleerd te laten ontladen, bv op een vraaggestuurde manier.
[11] Een mogelijke parameter voor de te bepalen stroom-spanningscurve is de openklemspanning, d.i. spanning waarbij er volgens de stroom- spanningscurve geen stroom vloeit. Volgens een uitvoeringsvorm omvat het bepalen van de stroom-spanningscurve het bepalen van deze openklemspanning van de zonnepaneelkarakteristiek. Het aansturen van de DC-DC converter kan dan verder het instellen van een instelspanning van de DC-DC converter met deze openklemspanning omvatten. M.a.w. wordt de DC- DC converter gevraagd een spanning te leveren, dus ingesteld, gelijk aan de openklemspanning van de stroom-spanningscurve. Dit resulteert in een
-4- BE2020/5457 eenvoudige relatie tussen een parameter van de DC-DC converter, nl. de instelspanning, en een parameter van de stroom-spanningscurve, nl. de openklemspanning.
[12] Volgens een uitvoeringsvorm omvat het aansturen van de DC-DC converter verder het instellen van een maximale uitgangsstroom van de DC-DC converter zoals bekomen volgens de stroom-spanningscurve met als spanning de spanning opgelegd door de omvormer. Met andere woorden, de stroom- spanningscurve wordt bekomen door continue de maximale uitgangsstroom van de DC-DC converter bij te regelen volgens de stroom-spanningscurve.
[13] Aangezien de MPPT-module de spanning bepaalt kan dit eenvoudig gebeuren door een spanningsmeting aan de uitgang van de DC-DC converter en dan de overeenkomstige stroomwaarde te bepalen aan de hand van de stroom-spanningsceurve. Het is verder een voordeel dat DC-DC converters met een instelbare uitgansspanning en instelbare maximale uitgangsstroom makkelijk beschikbaar zijn. De werkwijze kan daarom uitgevoerd worden met een DC-DC converter die reeds beschikbaar is op de markt.
[4] Volgens een uitvoeringsvorm omvat het bepalen van de stroom- spanningscurve verder het bepalen van een kortsluitstroom van de zonnepaneelkarakteristiek. De kortsluitstroom is een andere mogelijke parameter die de stroom-spanningscurve bepaalt, d.i. de stroom wanneer de spanning nul is, d.i. bij kortsluiting. Het bepalen van de stroom-spanningscurve kan dan verder het bepalen van de kortsluitstroom omvatten op basis van het gevraagd vermogen en de openklemspanning.
[15] Volgens een uitvoeringsvorm gebeurt het bepalen van een openklemspanning van de zonnepaneelkarakteristiek op basis van een spanning geleverd door het energieopslagmiddel. Bij voorkeur wordt een openklemspanning geselecteerd die lager is dan de spanning geleverd door het energieopslagmiddel.
-5- BE2020/5457
[16] Sommige DC-DC converters kunnen enkel een uitgangsspanning leveren die lager is dan de ingangsspanning, d.i., de spanning geleverd door het energieopslagmiddel. Door de openklemspanning lager te kiezen dan deze spanning is het zeker dat de volledige stroom-spanningscurve kan doorlopen worden.
[17] Volgens een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze verder volgende stappen: - het detecteren wanneer de spanning geleverd door het energieopslagmiddel onder een bepaalde grensspanning zakt; - het bepalen van een nieuwe openklemspanning op basis van de gedetecteerde spanning; - het bepalen van een nieuwe stroom-spanningscurve op basis van een nieuw bepaalde openklemspanning; - het aansturen van de DC-DC converter zodat de uitgang de stroom- spanningscurve volgt waardoor de omvormer naar het maximum vermogenspunt evolueert en het gevraagd vermogen wint uit het energieopslagmiddel.
[8] De uitgangsspanning van het energieopslagmiddel kan langzaam zakken tijdens het ontladen waardoor de maximale uitgangsspanning van de converter ook daalt. Door bovengenoemde stappen wordt verhinderd dat op een gegeven moment de stroom-spanningscurve niet meer kan gevolgd worden door de DC-DC converter, meer bepaald de zones met de hoogste spanning.
[19] Volgens een tweede aspect wordt voorzien in een inrichting voor het opslaan en afgeven van energie in een zonnepaneelinstallatie omvattende: - een energieopslagmiddel: - een DC/DC converter voor het omzetten van spanning van het energieopslagmiddel naar een uitgangsspanning en aansluitbaar aan de zonnepaneelzijde van een omvormer met maximaal-vermogenspunt- volgen, MPPT; en
-6- BE2020/5457 - een controle-eenheid geconfigureerd om de werkwijze volgens het eerste aspect uit te voeren.
[20] Volgens een derde aspect wordt voorzien in een zonnepaneelinstallatie omvattende: - op zijn minst één zonnepaneel; - een omvormer; en - de inrichting volgens het tweede aspect.
[21] Volgens een vierde aspect wordt voorzien in een computerprogramma product bevattende op een computer uitvoerbare instructies om de werkwijze volgens het eerste aspect uit te voeren indien dit programma wordt uitgevoerd op een computer.
[22] Volgens een vijfde aspect wordt voorzien in een computer leesbaar opslagmiddel bevattende het computerprogramma product volgens het vierde aspect.
Korte Beschrijving van de Figuren
[23] Figuur 1 toont een zonnepaneelinstallatie met een energieopslagsysteem volgens een uitvoeringsvorm;
[24] Figuur 2 toon een stroom-spanningscurve volgens een uitvoeringsvorm;
[25] Figuur 3 toont stappen uitgevoerd voor het aansturen van een DC-DC converter volgens een uitvoeringsvorm;
[26] Figuur 4 toont verdere stappen uitgevoerd voor het aansturen van een DC-DC converter volgens een uitvoeringsvorm; en
[27] Figuur 5 toon een controle-eenheid geschikt voor het uitvoeren van verschillende werkwijzen volgens de beschreven uitvoeringsvormen. Beschrijving van Uitvoeringsvormen
[28] Tekening 1 illustreert een zonnepaneelinstallatie 100 met een inrichting 120 volgens een uitvoeringsvorm. De zonnepaneelinstallatie omvat één of meerdere zonnepanelen 101 die via een omvormer 140 aan een stroomnet 143 zijn gekoppeld. Zo'n installatie 100 kan bijvoorbeeld worden voorzien bij een particuliere gebruiker van het stroomnet 143, bij een industriële gebruiker of als stroomoplossing op industriële schaal. Omvormer 140 omvat een DC-AC converter 142 die het DC spanningsniveau van de zonnepanelen omzet naar het AC spanningsniveau van het net 143. Alternatief kan dit ook een DC-DC converter zijn als er bv een lokaal DC spanningsnet 143 wordt gevoed. Omvormer 140 omvat verdere een module 141 voor maximaal-vermogenspunt- volgen, ook wel maximum powerpoint tracking, verder MPPT, genoemd. MPPT-module 141 zorgt ervoor dan de zonnepanelen 101 in hun ideale werkingspunt werken, d.i. het maximum vermogenspunt, ook wel maximum powerpoint, kortweg MPP. Bij gegeven omstandigheden zullen zonnepanelen opereren als een niet ideale stroombron zoals geïllustreerd door stroom- spanningscurve 210 in Fig. 2. Als de klemmen van een zonnepaneel worden kortgesloten leveren de panelen een zogenaamde kortsluitstroom 213. Bij toenemende belasting zal deze kortsluitstroom langzaamaan dalen met een stijgende spanning tot ze op een gegeven moment naar nul evolueert bij de openklemspanning 212. MPPT-module 141 zal dan de belasting van de zonnepanelen en dus de uitgangsspanning 105 dusdanig regelen dat de zonnepanelen hun maximale vermogen leveren, d.i. zich in het MPP 211 bevindt.
[29] Inrichting 120 is een energieopslagsysteem dat tussen de zonnepanelen 101 en omvormer 140 kan gekoppeld worden. Inrichting 120 omvat een energieopslagmiddel 121, bv een batterij 121, die een DC spanning Vaar (126)
-8- BE2020/5457 levert. Inrichting 120 kan ook een aansluitng omvatten om zon energieopslagmiddag extern aan te sluiten. Afhankelijk van het laadniveau van batterij 121 kan deze uitgangsspanning 126 variëren. Typisch zal deze afnemen bij afnemend laadniveau. Energieopslagmiddel 121 is gekoppeld aan een DC- DC converter 122 die op zijn beurt aan de omvormer 140 is gekoppeld. De DC- DC converter kan geconfigureerd worden om een bepaalde openklemspanning Vpc (124) te leveren en om de geleverde stroom te beperken tot een maximale bovengrens Imax (125). De inrichting 120 omvat verder een controle-eenheid 128 geconfigureerd om verschillende stappen van een werkwijze uit te voeren volgens een uitvoeringsvorm zoals hieronder verder toegelicht met verwijzing naar Fig. 3 en Fig. 4. Deze controle-eenheid 128 is geconfigureerd om de DC- DC converter 122 aan te sturen naar maximale stroom 125 en instelspanning 124 gebaseerd op de gemeten spanning 105 en een gevraagd vermogen 127 zodat het energieopslagmiddel 121 dit gevraagd vermogen 127 aan het net 143 aflevert via de omvormer 140. Controle-eenheid 128 kan verder de aansturing doen op basis van de spanning 126 geleverd door het energieopslagmiddel 121.
[30] Inrichting 120 kan verder schakelaars 129 omvatten die toelaten om de zonnepanelen 101 van de omvormer 140 en DC-DC converter 122 af te koppelen tijdens het ontladen van het energieopslagmiddel 121. Controle- eenheid kan verder geconfigureerd worden om het energieopslagmiddel 121 op te laden met energie opgewekt door de zonnepanelen, al dan niet in parallel met de omvormer 140.
[31] Figuur 3 toon stappen van een werkwijze 300 die door controle-eenheid 128 kunnen worden uitgevoerd om het energieopslagmiddel 121 met een gevraagd vermogen 127 te laten ontladen naar de omvormer 140. Dit gebeurt bij voorkeur wanneer de zonnepanelen 101 buiten werking zijn, bv door de zonnepanelen 101 af te koppelen door middel van schakelaars 129, door het ontladen 's nachts of bij duisternis uit te voeren, of door een combinatie van beiden. Werkwijze 300 is daarom uitvoerbaar tijdens een ontlaadcyclus van het energieopslagmiddel 121. De werkwijze 300 zorgt ervoor dat de DC-DC converter 122 zich gedraagt volgens een stroom-spanningscurve 210 van een
-9- BE2020/5457 zonnepaneel naar de omvormer 140 toe. Deze stroomcurve 210 wordt dusdanig geselecteerd dat het MPP 211 overeenkomt met het gevraagd vermogen 127. Aangezien de omvormer 140 met MPPT werkt, zal de DC-DC converter 122 na verloop van tijd naar het MPP 211 evolueren en dus het gevraagde vermogen 127 leveren aan de omvormer.
[32] Een stroomspanningscurve van een zonnepaneel kan gekarakteriseerd worden door kortsluitstroom Isc (213), openklemspanning Voc (212) en een vulfactor, ook wel fill factor, kortweg FF. Deze bepalen dan het MPP 211 en, dus, het gevraagd vermogen 127. De werkwijze 300 illustreert de stappen om een bepaalde stroomspanningscurve 210 te selecteren voor gebruik door de controle-eenheid 128.
[33] In een eerste stap 301 wordt de openklemspanning Voc (323, 212) bepaald. Deze wordt geselecteerd binnen het werkingsgebied van de omvormer 140 en wordt bij voorkeur lager gekozen dan de maximale openklemspanning van de zonnepanelen 101. Typisch zijn meerdere zonnepanelen in serie geplaats in een 'string' en is de maximale openklemspanning deze van de volledige string. Bij voorkeur wordt de openklemspanning Voc (212) zo groot mogelijk genomen omdat dan het ontladen het meest efficiënt zal verlopen. Zo kan de gekozen openklemspanning 323 bepaald worden als een vooraf bepaald percentage van de maximale spanning van de omvormer, bv 80% of 90%.
[34] Sommige DC-DC converters kunnen enkel een spanning leveren die lager ligt dan de ingangsspanning, de zogenaamde buck converters. In dit geval zal de gekozen openklemspanning 323 dus lager moeten gekozen worden dan de spanning Vear (126) van het energieopslagmiddel. Bij voorkeur wordt de openklemspanning 323 wat lager gekozen dan de spanning Vear (126) omdat de spanning 126 verder kan dalen bij het ontladen. Zo kan de gekozen klemspanning 323 bij dit type DC-DC converters bepaald worden als een vooraf bepaald percentage van de spanning Veart 126, bv 80% of 90%.
-10- BE2020/5457
[35] In de volgende stap 302 wordt de kortsluitstroom 213, 327 van de stroomspanningscurve 210 bepaald. Als de fill factor van curve 210 vast ligt kan de kortsluitstroom 213, 327 bepaald worden op basis van het MPP 211 en dus het gevraagd vermogen 127 en op basis van de openklemspanning 323. Het bepalen van de kortsluitstroom 213, 327 kan gebeuren aan de hand van een tabel 310 waarin telkens voor een mogelijke set van de openklemspanning 323 en het gevraagd vermogen 127 een overeenkomstige kortsluitstroom 327 wordt gegeven. De openklemspanning 323 en het gevraagd vermogen 127 kunnen hierbij afgerond worden naar een set van waarden in de tabel 310. Het uitvoeren van stap 302 bepaalt dus de nodige parameters de nodig zijn om de stroom- spanningscurve te definiëren. Op deze manier wordt een relatie 304 bekomen waarbij de stroom kan afgeleid worden van een bepaalde ingangsspanning, d.i. de spanning VmerT zoals opgelegd door de omvormer 140. Dit kan bijvoorbeeld aan de hand van een analytische functie op basis van de afgeleide waarden. Een voorbeeld van zo'n analytische functie is: Vuppr xn) Imax = Ilse — € Voc Waarbij c een constante is die de vulfactor FF van de curve bepaalt. Een voorbeeldwaarde voor c is c = 1.10 70.
[36] De werkwijze vervolgt dan met stap 303 voor het continue aansturen van de DC-DC converter. Bij de start van stap 303 wordt de openklemspanning Vpc van de DC-DC converter ingesteld overeenkomstig de afgeleid openklemspanning Voc 323. De maximumstroom Imax 125 wordt dan ingesteld volgens de afgeleide stroomspanningskarakteristiek 210 op basis van de gemeten spanning Vmerr. Typisch zal een MPPT module 141 eerst de openklemspanning van een zonnepaneel meten en dus starten in het punt 212. Overeenkomstig wordt in stap 303 dan Imax=0 ingesteld. Daarna zal de MPPT module 141 iteratief naar het MPP 211 en dus het gevraagde vermogen Pp 127 evolueren door de spanning 105 aan te passen. Het aansturen van de stroom Imax dient continu te gebeuren zodat het MPPT algoritme in de MPPT module 141 niet verstoord wordt. Daarom wordt bij voorkeur de stroom Imax ingesteld
-11- BE2020/5457 binnen hetzelfde tijdsinterval als het MPPT algoritme. Typisch zal dit tijdsinterval onder de seconde liggen, zelfs in de grootteorde van milliseconden, bv tussen de één en honderd milliseconden.
[37] Sommige types van DC-DC convertoren 122 kunnen enkel een uitgangsspanning 105 leveren die lager is dan de batterijspanning 126. Verder kan de batterijspanning 126 dalen tijdens het ontladen. Hierdoor kan het voorkomen dat de batterijspanning onder de ingestelde spanning 124 en dus onder de openklemspanning 212 komt. Op dat moment kan in stap 303 de ingestelde stroom-spanningskarakteristiek 210 niet meer ingesteld worden. Fig. 4 toont extra stappen 401-403 om deze situatie te voorkomen. Tijdens de stap 303 wordt de batterijspanning 126 constant gecontroleerd in een stap 401, bijvoorbeeld iedere seconde. Zolang de gemeten batterijspanning 126 boven een grensspanning VT ligt blijft stap 303 de onder stap 302 bepaalde karakteristiek 304 gebruiken (zie pijl 402). In de gemeten batterijspanning 126 onder de grensspanning VT komt, gaat de werkwijze via stap 403 terug naar de eerste stap 301 om een nieuwe openklemspanning 301 te bepalen en zo terug een nieuwe karakteristiek 304 te bepalen.
[38] Fig. 5 toont een geschikt computersysteem 500 voor het uitvoeren van de stappen volgens de werkwijzen van de bovenstaande uitvoeringsvormen. Computersysteem 500 kan in het algemeen zijn uitgevoerd als een geschikte computer voor algemene doeleinden met een databus 510, een processor 502, een lokaal geheugen 504, één of meer optionele invoerinterfaces 514, één of meer uitvoerinterfaces 516, een communicatie-interface 512, een opslagelementinterface 506 en één of meer opslagelementen 508. Bus 510 kan één of meer geleiders omvatten, die communicatie tussen de componenten van het computersysteem 500 mogelijk maken. Processor 502 kan elk type conventionele processor of microprocessor omvatten, die programma- instructies interpreteert en uitvoert. Lokaal geheugen 504 kan een Random Access Memory (RAM) of een ander type dynamische opslag-inrichting omvatten, die informatie en instructies voor uitvoering door processor 502 opslaat, en/of een Read-Only Memory (ROM) of een ander type statische
-12- BE2020/5457 opslag-inrichting omvatten, die statische informatie en instructies voor gebruik door processor 502 opslaat. Invoerinterface 514 kan één of meer conventionele mechanismen omvatten, die een bediener in staat stellen informatie in de computerinrichting 500 in te voeren, zoals een toetsenbord 520, een muis 530, een pen, stemherkenning en/of biometrische mechanismen, enz. Uitvoerinterface 516 kan één of meer conventionele mechanismen omvatten, die informatie aan de bediener afgeven, zoals een display 540, een printer 550, een luidspreker, enz. Communicatie-interface 512 kan een zendontvanger- achtig mechanisme omvatten, zoals bijvoorbeeld één of meer Ethernet- interfaces, dat het computersysteem 500 in staat stelt te communiceren met andere inrichtingen en/of systemen. De communicatie-interface 512 van computersysteem 500 kan met een dergelijk ander computersysteem verbonden zijn door middel van een Local Area Network (LAN) of een Wide Area Network (WAN), zoals bijvoorbeeld het internet. Opslagelementinterface 506 kan een opslaginterface omvatten, zoals bijvoorbeeld een Serial Advanced Technology Attachment (SATA) interface of een Small Computer System Interface (SCSI), voor het verbinden van bus 510 met één of meer opslagelementen 508, zoals één of meer lokale schijven, bijvoorbeeld SATA- schijfstations, en het lezen en schrijven van gegevens naar en/of van deze opslag-elementen 508 besturen. Hoewel de opslagelementen 508 hierboven als een lokale schijf zijn beschreven, zou in het algemeen elk ander geschikt computer-leesbaar medium, zoals een verwijderbare magnetische schijf, optische opslagmedia, zoals een CD of DVD, ROM-schijf, solid-state drives, flashgeheugenkaarten, kunnen worden gebruikt.
[39] Hoewel de onderhavige uitvinding werd geïllustreerd aan de hand van specifieke uitvoeringsvormen, zal het voor de vakman duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de details van de voorgaande illustratieve uitvoeringsvormen, en dat de onderhavige uitvinding kan worden uitgevoerd met verschillende wijzigingen en aanpassingen zonder daarbij het toepassingsgebied van de uitvinding te verlaten. De onderhavige uitvoeringsvormen moeten daarom op alle vlakken worden beschouwd als illustratief en niet restrictief, waarbij het toepassingsgebied van de uitvinding
-13- BE2020/5457 wordt beschreven door de bijgevoegde conclusies en niet door de voorgaande beschrijving, en alle wijzigingen die binnen de betekenis en de reikwijdte van de conclusies vallen, zijn hier derhalve mee opgenomen.
Er wordt met andere woorden van uitgegaan dat hieronder alle wijzigingen, variaties of equivalenten vallen die binnen het toepassingsgebied van de onderliggende basisprincipes vallen en waarvan de essentiële attributen worden geclaimd in deze octrooiaanvraag.
Bovendien zal de lezer van deze octrooiaanvraag begrijpen dat de woorden "omvattende" of "omvatten" andere elementen of stappen niet uitsluiten, dat het woord "een" geen meervoud uitsluit, en dat een enkelvoudig element, zoals een computersysteem, een processor of een andere geïntegreerde eenheid de functies van verschillende hulpmiddelen kunnen vervullen die in de conclusies worden vermeld.
Eventuele verwijzingen in de conclusies mogen niet worden opgevat als een beperking van de conclusies in kwestie.
De termen "eerste", "tweede", "derde", "a", "bp", "c' en dergelijke,
wanneer gebruikt in de beschrijving of in de conclusies, worden gebruikt om het onderscheid te maken tussen soortgelijke elementen of stappen en beschrijven niet noodzakelijk een opeenvolgende of chronologische volgorde.
Op dezelfde manier worden de termen "bovenkant", "onderkant", "over", onder" en dergelijke gebruikt ten behoeve van de beschrijving en verwijzen ze niet noodzakelijk naar relatieve posities.
Het moet worden begrepen dat die termen onderling verwisselbaar zijn onder de juiste omstandigheden en dat uitvoeringsvormen van de uitvinding in staat zijn om te functioneren volgens de onderhavige uitvinding in andere volgordes of oriëntaties dan die beschreven of geïllustreerd in het bovenstaande.

Claims (13)

-14- BE2020/5457 CONCLUSIES
1. Een op een computer geïmplementeerde werkwijze (300) voor het winnen van een gevraagd vermogen (127) uit een energieopslagmiddel (121) wanneer het via een DC-DC converter (122) aan de zonnepaneelzijde van een omvormer (140) met maximaal-vermogenspunt-volgen (141), MPPT, is geconnecteerd; en waarin de werkwijze de volgende stappen omvat: - het bepalen (301, 302) van een stroom-spanningscurve (211, 304) met een zonnepaneelkarakteristiek en met een als maximum vermogenspunt (211) het gevraagd vermogen (127); en - het aansturen (303) van de DC-DC converter (122) zodat de uitgang de stroom-spanningscurve volgt waardoor de omvormer naar het maximum vermogenspunt (211) evolueert en het gevraagd vermogen (127) wint uit het energieopslagmiddel.
2. De werkwijze volgens conclusie 1 waarin het bepalen (301, 302) van de stroom-spanningscurve het bepalen (301) van een openklemspanning (212, 323) van de zonnepaneelkarakteristiek omvat.
3. De werkwijze volgens conclusie 2 waarin het aansturen (303) van de DC-DC converter (122) verder omvat het instellen van een instelspanning (124) van de DC-DC converter met de openklemspanning (212, 323) van de stroom- spanningscurve.
4. De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies waarin het aansturen (303) van de DC-DC converter (122) verder omvat het instellen van een maximale uitgangsstroom (125) van de DC-DC converter (122) zoals bekomen volgens de stroom-spanningscurve met als spanning de spanning (105) opgelegd door de omvormer (140).
5. De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies waarin het bepalen (301, 302) van de stroom-spanningscurve verder omvat het bepalen van een kortsluitstroom (213, 327) van de zonnepaneelkarakteristiek.
-15- BE2020/5457
6. De werkwijze volgens conclusie 2 en 5 waarin het bepalen (301, 302) van de stroom-spanningscurve verder omvat het bepalen van de kortsluitstroom (213, 327) op basis van het gevraagd vermogen (127) en de openklemspanning (212, 323).
7. De werkwijze volgens conclusie 3 waarin het bepalen van een openklemspanning (212, 323) van de zonnepaneelkarakteristiek gebeurt op basis van een spanning (121) geleverd door het energieopslagmiddel.
8. De werkwijze volgens conclusie 7 waarin de openklemspanning (212, 323) lager is dan de spanning (121) geleverd door het energieopslagmiddel.
9. De werkwijze volgens conclusie 7 of 8 waarin de werkwijze verder volgende stappen omvat: - detecteren (401) wanneer de spanning (121) geleverd door het energieopslagmiddel onder een bepaalde grensspanning (VT) zakt; - bepalen (301) van een nieuwe openklemspanning (212, 323) op basis van de gedetecteerde spanning; - bepalen (302) van een nieuwe stroom-spanningscurve (211, 304) op basis van een nieuw bepaalde openklemspanning (212, 323) - aansturen (303) van de DC-DC converter (122) zodat de uitgang (134) de stroom-spanningscurve volgt waardoor de omvormer naar het maximum vermogenspunt (211) evolueert en het gevraagd vermogen (324) wint uit het energieopslagmiddel.
10. Inrichting voor het opslaan en afgeven van energie in een zonnepaneelinstallatie omvattende: - een energieopslagmiddel (121); - een DC/DC converter (122) voor het omzetten van spanning van het energieopslagmiddel naar een uitgangsspanning en aansluitbaar aan de zonnepaneelzijde (132) van een omvormer (102) met maximaal- vermogenspunt-volgen (103), MPPT; en
-16- BE2020/5457 - een controle-eenheid geconfigureerd om de stappen volgens één van de conclusies 1 tot 9 uit te voeren.
11. Een zonnepaneelinstallatie omvattende: - op zijn minst één zonnepaneel; - een omvormer; en - de inrichting volgens conclusie 10.
12. Een computer programma product bevattende op een computer uitvoerbare instructies om de werkwijze volgens één der conclusies 1 tot 9 uit te voeren indien dit programma wordt uitgevoerd op een computer.
13. Een door een computer leesbaar opslagmiddel bevattende het computer programma product volgens conclusie 11.
BE20205457A 2020-06-22 2020-06-22 Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel BE1028418B1 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205457A BE1028418B1 (nl) 2020-06-22 2020-06-22 Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel
EP21739442.8A EP4169141A1 (en) 2020-06-22 2021-06-21 Method and apparatus for extracting a requested power from an energy storage medium
PCT/IB2021/055439 WO2021260522A1 (en) 2020-06-22 2021-06-21 Method and apparatus for extracting a requested power from an energy storage medium
CN202180044056.5A CN115885444A (zh) 2020-06-22 2021-06-21 用于从能量存储介质提取所需功率的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205457A BE1028418B1 (nl) 2020-06-22 2020-06-22 Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1028418A1 true BE1028418A1 (nl) 2022-01-24
BE1028418B1 BE1028418B1 (nl) 2022-02-01

Family

ID=71465019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20205457A BE1028418B1 (nl) 2020-06-22 2020-06-22 Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4169141A1 (nl)
CN (1) CN115885444A (nl)
BE (1) BE1028418B1 (nl)
WO (1) WO2021260522A1 (nl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202200009482A1 (it) * 2022-05-09 2023-11-09 Sic Divisione Elettr S R L U Gruppo elettronico di adattamento configurato per adattare apparati di accumulo di energia elettrica ad apparati convertitori da convertitori da corrente continua a corrente alternata e metodo di funzionamento relativo

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012002185B4 (de) * 2012-02-07 2019-11-07 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Energiegewinnungssystem mit Energiespeicher, Verfahren zum Betreiben eines Energiegewinnungssystems
GB2541431A (en) * 2015-08-19 2017-02-22 Power Flow Energy Ltd On-grid battery storage system
BE1023677B1 (nl) * 2016-04-29 2017-06-13 Futech Bvba Werkwijze en inrichting voor het ontladen van een energie-opslagsysteem in een zonnepaneelinstallatie

Also Published As

Publication number Publication date
EP4169141A1 (en) 2023-04-26
BE1028418B1 (nl) 2022-02-01
CN115885444A (zh) 2023-03-31
WO2021260522A1 (en) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2574949A2 (en) Photovoltaic panel diagnosis device, method and program
US7091707B2 (en) Method and apparatus for controlling power drawn from an energy converter
US8965589B2 (en) Circuit and method for maximum power point tracking of solar panel
US20150370278A1 (en) Maximum Power Point Tracking Method and Device, and Photovoltaic Power Generation System
CN104242651A (zh) 用于多相转换器的高级相数控制
WO2022087955A1 (zh) 光伏系统母线电压控制方法及装置
US11031786B2 (en) Power convertor, power generation system, and power generation control method
CN105191045B (zh) 用于将dc输入功率转换成ac输出功率的方法和装置
BE1028418B1 (nl) Werkwijze en apparaat voor winnen van een gevraagd vermogen uit een energieopslagmiddel
EP3602765A1 (en) Multiple buck stage single boost stage optimizer
US20120228935A1 (en) Electric power generation system, method of controlling a battery and computer-readable recording medium
JP2010207062A (ja) 充電装置
CN105659181A (zh) 太阳能发电设备和太阳能发电设备的控制方法
CN103995561B (zh) 一种最大功率点跟踪方法及装置
JP5953698B2 (ja) 直流電源のパワーコンディショナ、及び、電力変換用プログラム
KR101968154B1 (ko) 태양광 발전 시스템 및 그 제어 방법
US11081961B2 (en) Power convertor, power generation system, and power generation control method
JP2007135384A (ja) 充電装置
CN112117920B (zh) 电源供应器及其控制方法及电源供应系统
CN115425733B (zh) 一种充电控制方法、装置、太阳能充电控制器及存储介质
KR20230154993A (ko) 발전기의 출력 전력 제어 방법, 장치 및 발전기 시스템
BE1023318B1 (nl) Werkwijze en inrichting voor het opladen van een energie-opslagsysteem in een zonnepaneelinstallatie
JP6146663B2 (ja) 充電回路及び閃光放電ランプ点灯装置
JPH10133755A (ja) インバータの制御方法およびインバータ装置
JP7377707B2 (ja) 電源装置の制御方法及び電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20220201