CN102244396B - 自然能源电力倍能充放电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自然能源电力倍能充放电装置，是由一整流器电性连接自然能源电力产生器的电力发出端；该整流器的一极端具有第一无穷级共振舱，及二极端并联有一第二无穷级共振舱；俾发电装置，发出的电透过整流电路整流处理后，藉由第一、二无穷级共振舱在整流电路二极端所形成的共振、阻尼效应及产生电性泵的作用，据以使电的储存，不会有最大功率移转的问题，可倍能的取出最大电能在第一、二蓄电池上充电；且由于充电与放电路径不同，该第一、二蓄电池充电过程中，还能同时放电给逆变器输出电源给负载；达到自然能源电力高利用率的效能。

Description

自然能源电力倍能充放电装置

技术领域

本发明涉及一种不会有最大功率转移问题，能使自然能源电力得到最高利用率的自然能源电力倍能充放电装置。 

背景技术

近年来，随着高油价时代的来临与社会对节能议题的重视，全球太阳能与风力发电产业愈趋发达。若能有效利用大自然的太阳能或风力，不仅可以克服目前石化能源日益短缺的问题，亦可避免由火力发电厂或核电厂所造成的温室效应与核废料之处理等环保问题。故大自然绿色能源中，太阳能光电与风力利用是近年来备受各界的关注，而太阳能与风力转换电能的效率，则是最具发展性的研究领域。 

太阳能发电原理，简单的说，是利用太阳能芯片(电池)吸收0.2μm～0.4μm波长的太阳光，将光能转换成电能输出一种发电方式。虽半导体技术的提升，有助于太阳能芯片光能转换电能的效率，唯太阳能芯片所产生的电是电能(CELL)不是电力(Battery)，如图1，在透过充电电路10对蓄电池20充电时，为符合图2所示等效电路之最大功率移转定理，如图1，充电电路是由一电感L、一晶体管Q、一控制晶体管Q的控制器IC及一二极管D₁所构成，以电流充电方式对蓄电池20充电，因此造成反应效率差、电力储存少(最大值只有一 半)、充电速度慢、充电温度高，且蓄电池20无法快速放电(高温会造成电池受损)，以及无法同时充电与放电(因路径只有一条)；若这些技术难题无法克服，则太阳能芯片(电池)在产业上，还是无法得到优化利用。 

风力发电原理，是利用大自然的空气对流风力驱动风力发电机扇叶旋转转换成电力输出的一种发电方式。一般而言，风力发电机所发出的电，必须经功率因素调整或处理才能提供符合匹配的电力给负载使用；如图3，习用用在风力发电机30上的PFC功率因素调整处理电路40，是利用一IC芯片41触发一晶体管Q，使输入端电源经整流器42整流后，通过一电感L形成与逆变器43共振的电源，再由逆变器43直流转换成交流的输出电力给负载；唯，习用PFC功率因素调整处理电路40用在风力发电机30上当电源使用，基本上，风停了自然就停电，且风速过大时，如图4，风力发电机30必须靠刹车电阻器31来耗散，甚至要停机(保护)；若欲在习用PFC功率因素调整处理电路40上设储电(蓄电池)设备，势必会因充电与放电同路径而无法充电，且无论电源有无储存；都必须面临最大功率移转的损耗问题。 

是以，大自然能源的利用，既使太阳能芯片，风力发电机的发电效率不断提升，然而，当电源使用时所必须面临的最大功率移转问题，却使能源无法充份得到最高的利用率(至少有一半以上的电能，在电源输出过程中损耗)；有了无穷级共振舱，虽使电源以电子流的型态供给负载使用的构思有了技术性突破的开端，唯，对无穷级共振舱的建构与组件运用，仍须再 进一步研发，才能真正使太阳能芯片或风力发电机的电源完全克服最大功率移转的问题。 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种自然能源电力倍能充放电装置，该装置能使自然能源电力得到最高利用率。 

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种自然能源电力倍能充放电装置，包括一整流电路，该整流电路与至少一个自然能源发电装置的发出电端电性连接；该整流电路的一极端连接有一第一无穷级共振舱且其另一极端并联有一第二无穷级共振舱；该第一无穷级共振舱通过二极管与逆变器一端电性连接，且该二极管的两端分别通过第一晶体管和第一蓄电池与整流电路的另一极端并联电性连接；该第二无穷级共振舱通过第二晶体管与整流电路一极端电性连接且其通过另一二极管与逆变器另一端电性连接，且该另一二极管连接逆变器的线路与第一蓄电池之间连接有第二蓄电池；其中，该第一无穷级共振舱至少是由一第一电感并联相互串联的一第一电性阻尼器及一第一电容所构成，且该第一晶体管是由一第一IC芯片触发；该第二无穷级共振舱至少是由一第二电感并联相互串联的一第二电性阻尼器及一第二电容所构成，且该第二晶体管是由第二IC芯片触发，发电装置发出的电通过整流电路整流处理后，经由第一、二无穷级共振舱在整流电路二极端形成共振、阻尼效应及产生电性泵的作用，据以使电的储存，不会有最大功率转移的问题，可倍能的取出最大电能在 第一、二蓄电池上充电；且由于充电与放电路径不通，该第一、二蓄电池充电过程中，还能同时放电给逆变器输出电源给负载，达到自然能源电力高利用率的效能。 

作为本发明的进一步改进，所述第一蓄电池及第二蓄电池为锂电池(或为同性质的快充式蓄电池)，据以使发电装置所发出的电得到快充储存及直接放电使用的效果。 

作为本发明的进一步改进，所述第一无穷极共振舱的第一电感以及第二无穷极共振舱的第二电感皆是由线圈与含强磁的铁芯所构成的电感器，据以使在第一、二超级电感上所产生的电性泵作用，能和性质为超大电容性负载的第一、二蓄电池构成匹配。 

作为本发明的进一步改进，所述整流电路具有R、S、T级入电端，所述发电装置为具有R、S、T极出电端的三相发电装置，该整流电路的R、S、T极入电端与三相发电装置的R、S、T极出电端电性连接，据以使整流电路实现对三相发电装置所发出的电进行整流。 

作为本发明的进一步改进，所述三相发电装置为三相风力发电机。 

作为本发明的进一步改进，所述整流电路具有P、N极入电端，所述发电装置为具有P、N极出电端的双相发电装置，该整流电路的P、N极入电端与双相发电装置的P、N极出电端电性连接，据以使整流电路实现对双相发电装置所发出的电进行整流。 

作为本发明的进一步改进，所述双相发电装置为太阳能发 电芯片装置。 

作为本发明的进一步改进，所述整流电路包含有R、S、T级入电端及P、N极入电端，所述发电装置包括有具有R、S、T极出电端的三相发电装置和具有P、N极出电端的双相发电装置，该整流电路的R、S、T极入电端与三相发电装置的R、S、T极出电端电性连接，该整流电路的P、N极入电端与双相发电装置的P、N极出电端电性连接，据以使整流电路同时提供对三相发电装置及双相发电装置所发出的电的整流。 

作为本发明的进一步改进，所述三相发电装置为三相风力发电机，所述双相发电装置为太阳能发电芯片装置。 

本发明的有益效果是：发电装置发出的电通过整流电路整流处理后，经由第一、二无穷级共振舱在整流电路二极端形成共振、阻尼效应及产生电性泵的作用，据以使电的储存，不会有最大功率转移的问题，可倍能的取出最大电能在第一、二蓄电池上充电；且由于充电与放电路径不通，该第一、二蓄电池充电过程中，还能同时放电给逆变器输出电源给负载，达到自然能源电力高利用率的效能。 

附图说明

图1为本发明所对比的原有技术中习用的太阳能芯片充电的电路示意图； 

图2为本发明所对比的原有技术中习用的最大功率转移的等效电路示意图； 

图3为本发明所对比的原有技术中习用的利用风力发电 机的功率因素调整处理电路示意图； 

图4为本发明所对比的原有技术中习用的利用风力发电机的刹车电阻构造示意图； 

图5为本发明构造电路示意图； 

【主要组件符号说明】 

充电电路10             电感L 

晶体管Q                二极管D₁

蓄电池20               风力发电机30 

刹车电阻31             功率因素调整处理电路40 

IC芯片41               整流器42 

逆变器43               整流电路50 

第一无穷级共振舱51     第一超级电感L₁

第一电性阻尼器Xu₁      第一电容C₁

第二无穷级共振舱52     第二超级电感L₂

第二电性阻尼器Xu₂      二极管D₁、D₂

第一晶体管Q₁           第二晶体管Q₂

第一蓄电池53           第二蓄电池54 

第一IC芯片55           第二IC芯片56 

发电装置60             三相发电装置60A 

双相发电装置60B        逆变器70 

具体实施方式

实施例：一种自然能源电力倍能充放电装置，如图5，是由一整流电路50与至少一自然能源发电装置60之发出电端电性连接；该整流电路60的一极端具有一第一无穷级共振舱51及二极端并联有一第二无穷级共振舱52；该第一无穷级共振舱51，系透过一二极管D₁与逆变器70一端电性连接，且该二极管D₁的两端，分别并联的具有一第一晶体管Q₁及一第一蓄电池53与整流电路50的另一极端电性连接；该第二无穷级共振舱52，系透过一第二晶体管Q₂与整流电路50一极端电性连接，及透过另一二极管D₂与该逆变器70另一端电性连接，且该另一二极管D₂与逆变器70的连接线路上还并联的具有一第二蓄电池54；其中，该第一无穷级共振舱51，至少是由一第一超级电感L₁并联相互串接的一第一电性阻尼器Xu₁及一第一电容C₁所构成，且该第一晶体管Q₁是由一第一IC芯片55触发；该第二无穷级共振舱52，至少是由一第二超级电感L₂并联相互串接的一第二电性阻尼器Xu₂及一第二电容C2所构成，且该第二晶体管Q2是由第二IC芯片56触发；俾发电装置60，发出的电透过整流电路50整流处理后，藉由第一、二无穷级共振舱51、52在整流电路50二极端所形成的共振、阻尼效应及产生电性泵的作用，据以使电的储存，不会有最大功率移转的问题，可倍能的取出最大电能在第一、二蓄电池53、54上充电；且由于充电与放电路径不同，该第一、二蓄电池53、54充电过程中，还能同时放电给逆变器70输出电源给负载；达到自然能源电力高利用率的效能。 

根据上述实施例，其中，如图5，该第一蓄电池53及第二蓄电池54，为锂电池或为同性质的快充式蓄电池，据以使发电装置60所发出的电得到快充储存及直接放电使用的效果。 

根据上述实施例，其中，如图5，该第一无穷级共振舱51的第一超级电感L₁，及第二无穷级共振舱52的第二超级电感L₂，皆是由线圈与含强磁的铁芯所构成电感器，据以在第一、二超级电感L₁、L₂上所产生的电性泵作用，能和性质为超大电容性负载的第一、二蓄电池构成匹配。 

根据上述实施例，其中，如图5，该整流电路50，具有R、S、T三极入电端，自然能源发电装置60为三相发电装置60A时，能由该整流电路50的三级入电端：R、S、T极入电端与三相发电装置60A的R、S、T极出电端电性连接，据以使整流电路50提供对三相发电装置60A所发出的电进行整流；又，上述的三相发电装置60A，实施上，可以是三相风力发电机。 

根据上述实施例，其中，如图4，该整流电路具有二级入电端：P、N极入电端，自然能源发电装置60为双相发电装置60B时，能由该整流电路50的P、N极入电端与双相发电装置60B的P、N极出电端电性连接，据以使整流电路50对双相发电装置60B所发出的电进行整流；而上述的双相发电装置60B，可以是太阳能发电芯片装置。 

根据上述实施例，其中，如图4，该整流电路50包含有R、S、T极入电端及P、N极入电端，自然能源发电装置 60同时存在有三相发电装置60A及双相发电装置60B时，能由整流电路60的R、S、T极入电端与三相发电装置60A的R、S、T极出电端电性连接，及能由P、N极入电端与双相发电装置60B的P、N极出电端电性连接，据以使整流电路50同时对三相发电装置60A及双相发电装置60B所发出的电进行整流；而上述的三相发电装置60A及双相发电装置60B，可以对应分别是三相风力发电机及太阳能发电芯片装置。 

以上说明，仅属本发明方法较佳具体实施例，举凡就上述实施例所作之等效方法简易变更，仍应属本发明技术范畴。 

Claims (9)

1.一种自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：包括一整流电路(50)，该整流电路(50)与至少一个自然能源发电装置(60)的发出电端电性连接；该整流电路(50)的一极端连接有一第一无穷级共振舱(51)且其另一极端并联有一第二无穷级共振舱(52)；该第一无穷级共振舱(51)通过二极管(D₁)与逆变器(70)一端电性连接，且该二极管(D₁)的两端分别通过第一晶体管(Q₁)和第一蓄电池(53)与整流电路(50)的另一极端并联电性连接；该第二无穷级共振舱(52)通过第二晶体管(Q₂)与整流电路(50)一极端电性连接且其通过另一二极管(D₂)与逆变器(70)另一端电性连接，且该另一二极管(D₂)连接逆变器(70)的线路与第一蓄电池(53)之间连接有第二蓄电池(54)；其中，该第一无穷级共振舱(51)至少是由一第一电感(L₁)并联相互串联的一第一电性阻尼器(Xu₁)及一第一电容C₁所构成，且该第一晶体管(Q₁)是由一第一IC芯片(55)触发；该第二无穷级共振舱(52)至少是由一第二电感(L₂)并联相互串联的一第二电性阻尼器(Xu₂)及一第二电容(C₂)所构成，且该第二晶体管(Q₂)是由第二IC芯片(56)触发，发电装置(60)发出的电通过整流电路(50)整流处理后，经由第一、二无穷级共振舱(51、52)在整流电路(50)二极端形成共振、阻尼效应及产生电性泵的作用。

2.根据权利要求1所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述第一蓄电池(53)及第二蓄电池(54)为锂电池。

3.根据权利要求1所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述第一无穷极共振舱(51)的第一电感(L₁)以及第二无穷极共振舱(52)的第二电感(L₂)皆是由线圈与含强磁的铁芯所构成的电感器。

4.根据权利要求1所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述整流电路(50)具有R、S、T级入电端，所述发电装置(60)为具有R、S、T极出电端的三相发电装置(60A)，该整流电路(50)的R、S、T极入电端与三相发电装置(60A)的R、S、T极出电端电性连接。

5.根据权利要求4所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述三相发电装置(60A)为三相风力发电机。

6.根据权利要求1所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述整流电路(50)具有P、N极入电端，所述发电装置(60)为具有P、N极出电端的双相发电装置(60B)，该整流电路(50)的P、N极入电端与双相发电装置(60B)的P、N极出电端电性连接。

7.根据权利要求6所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述双相发电装置(60B)为太阳能发电芯片装置。

8.根据权利要求1所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述整流电路(50)包含有R、S、T级入电端及P、N极入电端，所述发电装置(60)包括有具有R、S、T极出电端的三相发电装置(60A)和具有P、N极出电端的双相发电装置(60B)，该整流电路(50)的R、S、T极入电端与三相发电装置(60A)的R、S、T极出电端电性连接，该整流电路(50)的P、N极入电端与双相发电装置(60B)的P、N极出电端电性连接。

9.根据权利要求8所述的自然能源电力倍能充放电装置，其特征在于：所述三相发电装置为三相风力发电机，所述双相发电装置为太阳能发电芯片装置。

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