CN102938623A

CN102938623A - 太阳能供电装置

Info

Publication number: CN102938623A
Application number: CN2012103888275A
Authority: CN
Inventors: 林彦龙; 王志阳; 刘宗明
Original assignee: Qisda Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Current assignee: Qisda Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明提供一种太阳能供电装置，其包括：太阳能电池，用以将太阳能转化为输入电能；光传感器，用以侦测该太阳能的光线强度；脉宽调变单元，耦接该光传感器，该脉宽调变单元根据该光传感器的侦测结果输出脉宽调变讯号；以及直流至直流转换器，耦接该脉宽调变单元，并接收该输入电能，该直流至直流转换器根据脉宽调变讯号产生输出电能。本发明提供的太阳能供电装置，可以侦测太阳能的光线强度，根据光传感器的侦测结果产生输出电能，以获得最大功率。

Description

太阳能供电装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能供电装置，尤其涉及一种通过侦测太阳能的光线强度产生输出电能的太阳能供电装置。

背景技术

目前太阳能是一种从自然中获得的能量，在无污染的能源考虑下，太阳能是最显著的作为下一代能源，因此，相关技术正在被积极地开发。太阳能电池是一种能够获得太阳能的电子装置，用于接收来自太阳的能量，并转化太阳能成为电能，但所产生的功率与角度或太阳电池的光量有关。

再者，太阳电池与传统的电池不同，太阳能电池的电流-电压曲线呈现出非线性。因此，有必要找到的最大功率点，以获得最大功率。

现有技术中，用于取得最大功率，需预先确认的太阳能电池的一个属性到找到一个电压和电流之间的关系，再由侦测电路侦测电压和电流的工作点，如图1和2所示，图1中的横坐标V为电压，纵坐标I为电流，图1中虚线为太阳能电池的最大功率，曲线L1、L2、L3分别表示太阳能的不同光线强度；图2中的横坐标t为时间，纵坐标I为电流，D为太阳能电池的周期，d为太阳能电池在一个周期内的工作时间。若工作点位于虚线上边，需增加工作周期比(Duty)，其中Duty＝d/D，即增加d的时间，可以得到最大功率的电压和电流；若工作点位于虚线下边，需减少工作周期比(Duty)，即减少d的时间，可以得到最大功率的电压和电流。如此，系统持续侦测电压与电流，反馈到系统以调整工作周期比，但对系统的计算量是一大负担。另外，侦测电路因为由许多电子组件组成，成本也是考虑重点。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种太阳能供电装置，可以侦测太阳能的光线强度，根据该光传感器的侦测结果产生输出电能，以获得最大功率。

为了实现上述目的，本发明提供一种太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括：

太阳能电池，用以将太阳能转化为输入电能；

光传感器，用以侦测所述太阳能的光线强度；

脉宽调变单元，耦接所述光传感器，所述脉宽调变单元根据所述光传感器的侦测结果输出脉宽调变讯号；以及

直流至直流转换器，耦接所述脉宽调变单元，并接收所述输入电能，所述直流至直流转换器根据所述脉宽调变讯号产生输出电能。

较佳的，在所述的太阳能供电装置中，所述脉宽调变讯号具有工作周期比，所述太阳能供电装置还包含记忆单元，所述记忆单元储存所述太阳能的第一光线强度与对应所述第一光线强度的第一工作周期比。

较佳的，在所述的太阳能供电装置中，所述记忆单元储存所述太阳能的第二光线强度与对应所述第二光线强度的第二工作周期比，其中所述第一光线强度大于所述第二光线强度，所述第一工作周期比大于所述第二工作周期比。

较佳的，在所述的太阳能供电装置中，所述光传感器的侦测结果小于一默认值时，所述脉宽调变单元停止输出所述脉宽调变讯号。

较佳的，在所述的太阳能供电装置中，所述太阳能供电装置还包含储能单元，所述储能单元接收所述输出电能。

较佳的，在所述的太阳能供电装置中，所述太阳能供电装置还包含处理器，所述处理器电连接所述光传感器与所述脉宽调变单元，所述处理器根据所述光传感器的侦测结果控制所述脉宽调变单元输出所述脉宽调变讯号。

本发明还提供了一种由太阳能电池取得电能的方法，所述太阳能电池将太阳能转化为输入电能，所述由太阳能电池取得电能的方法包括：

步骤一，直接侦测所述太阳能的光线强度；

步骤二，根据所述太阳能的光线强度输出脉宽调变讯号；

步骤三，根据所述输入电能与所述脉宽调变讯号产生输出电能。

较佳的，在所述的由太阳能电池取得电能的方法中，所述脉宽调变讯号具有工作周期比，所述由太阳能电池取得电能的方法还包含：储存所述太阳能的第一光线强度与对应所述第一光线强度的第一工作周期比，其中，在所述步骤二中，若所述太阳能的光线强度与所述太阳能的第一光线强度相同，则产生具有所述第一工作周期比的脉宽调变讯号。

较佳的，在所述的由太阳能电池取得电能的方法中，所述一种由太阳能电池取得电能的方法还包含：储存所述太阳能的第二光线强度与对应所述第二光线强度的第二工作周期比，其中，在所述步骤二中，若所述太阳能的光线强度与所述太阳能的第二光线强度相同，则产生具有所述第二工作周期比的脉宽调变讯号，其中所述第一光线强度大于所述第二光线强度，所述第一工作周期比大于所述第二工作周期比。

较佳的，在所述的由太阳能电池取得电能的方法中，若所述太阳能的光线强度小于一默认值时，所述第一工作周期比为零。

与现有技术相比，所述光传感器侦测太阳能的光线强度，所述脉宽调变单元根据所述光传感器的侦测结果输出一脉宽调变讯号，所述直流至直流转换器根据所述脉宽调变讯号产生输出电能，本发明提供的太阳能供电装置根据太阳能的光线强度对所述太阳能电池的工作时间进行调整，从而获得了最大功率。

附图说明

图1为现有技术中太阳能电池的功率示意图；

图2为现有技术中太阳能电池工作周期比示意图；

图3为本发明一较佳实施例的太阳能供电装置的功率调整示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

本发明提供一种太阳能供电装置，可以侦测太阳能的光线强度，根据该光传感器的侦测结果产生输出电能，以获得最大功率。以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

首先，如图3所示，为本发明一较佳实施例的结构示意图；本发明的太阳能供电装置200包含有太阳能电池210、光传感器220、脉宽调变单元230与直流至直流转换器240。太阳能电池210，用以将太阳能(光能L)转化为输入电能(Iin或Vin)。光传感器220用以侦测太阳能的光线强度L，光传感器220电连接至处理器260，光传感器220将其侦测结果传送至处理器260。处理器260电连接至脉宽调变单元230，处理器260根据光传感器220侦测结果产生控制讯号Sc至脉宽调变单元230，脉宽调变单元230根据控制讯号Sc产生脉宽调变讯号Spwm。直流至直流转换器240电连接至脉宽调变单元230，直流至直流转换器240根据脉宽调变讯号Spwm将输入电能(Iin或Vin)转换为输出电能(Iout或Vout)，其中，输出电能(Iout或Vout)供应至储能单元250，用以对储能单元250进行储能；或将输出电能(Iout或Vout)供应至处理器260或其它负载，用以提供电能，使其能正常工作。

下面详细叙述本发明的工作原理，如图1、2与3所示。在本实施例中，如图2所示，当太阳能供电装置中的光传感器220侦测目前太阳能光线强度L为L2，例如80000流明(lux)，此时，处理器260根据光传感器220侦测结果产生控制讯号Sc至脉宽调变单元230，脉宽调变单元230根据控制讯号Sc产生脉宽调变讯号Spwm，例如，L2为80000流明(lux)时，脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)为65％-70％，上述数字并非用以限制本发明。若太阳能的光线强度L由L2增强至L3，且太阳能供电装置中的光传感器220侦测目前太阳能光线强度L为L3，例如100000流明(lux)，脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)增加为75％-80％，即增加d的时间，可以得到较佳功率。同样地，若太阳能的光线强度L由L2减弱至L1，且太阳能供电装置中的光传感器220侦测目前太阳能光线强度L为L1，例如60000流明(lux)，脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)减少为55％-60％，即减少d的时间，可以得到较佳功率。

补充说明，在本发明另一较佳实施例中，太阳能供电装置还包含记忆单元270，记忆单元270电连接处理器260，记忆单元270用以储存太阳能的光线强度L与脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)的对照表，例如表一，目的在使光传感器220侦测太阳能的光线强度L后，处理器260根据对照表控制脉宽调变单元230产生对应脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)。另外，对照表并非限定，其它可能的实施例，例如：太阳能的光线强度L与脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)的关系曲线。另外，本发明另一较佳实施例中，光传感器220与记忆单元270电连接至脉宽调变单元230，其中脉宽调变单元230具有运算功能，脉宽调变单元230根据光传感器220侦测结果产生脉宽调变讯号Spwm。需注意，虽然表一以一固定太阳能的光线强度L对应一脉宽调变讯号的工作周期比(Duty)，但实际情况也有可能为一预定范围太阳能的光线强度L对应一脉宽调变讯号的工作周期比(Duty)，例如：105000流明(lux)-95000流明(lux)对应75％-80％，95000流明(lux)-85000流明(lux)对应70％-75％，以此类推。

表一

太阳能的光线强度L	脉宽调变讯号的工作周期比(Duty)
		100000流明(lux)	75％-80％
900000流明(lux)	70％-75％
		800000流明(lux)	65％-70％
700000流明(lux)	60％-65％
		600000流明(lux)	55％-60％
500000流明(lux)	50％-55％
		400000流明(lux)	45％-50％
300000流明(lux)	40％-45％
		200000流明(lux)	35％-40％
100000流明(lux)	30％-35％
		100000流明(lux)以下	0％

补充说明，如图2、图3与表一所示，光传感器220侦测太阳能的光线强度L小于一默认值(例如100000流明(lux)以下)时，处理器260控制脉宽调变单元230使脉宽调变讯号Spwm的工作周期比(Duty)为0％，表示太阳能的光线强度不足，发电效率差，因此不使用太阳能电池进行发电。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种太阳能供电装置，其特征在于，所述太阳能供电装置包括：

太阳能电池，用以将太阳能转化为输入电能；

光传感器，用以侦测该太阳能的光线强度；

脉宽调变单元，耦接该光传感器，该脉宽调变单元根据该光传感器的侦测结果输出脉宽调变讯号；以及

直流至直流转换器，耦接该脉宽调变单元，并接收该输入电能，该直流至直流转换器根据脉宽调变讯号产生输出电能。

2.如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于，该脉宽调变讯号具有工作周期比，该太阳能供电装置还包含记忆单元，该记忆单元储存太阳能的第一光线强度与对应该第一光线强度的第一工作周期比。

3.如权利要求2所述的太阳能供电装置，其特征在于，该记忆单元还储存该太阳能的第二光线强度与对应该第二光线强度的第二工作周期比，其中该第一光线强度大于该第二光线强度，该第一工作周期比大于该第二工作周期比。

4.如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于，该光传感器的侦测结果小于一默认值时，该脉宽调变单元停止输出该脉宽调变讯号。

5.如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于，该太阳能供电装置还包含储能单元，该储能单元接收该输出电能。

6.如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于，该太阳能供电装置还包含处理器，该处理器电连接该光传感器与该脉宽调变单元，该处理器根据该光传感器的侦测结果控制该脉宽调变单元输出该脉宽调变讯号。

7.一种由太阳能电池取得电能的方法，该太阳能电池将太阳能转化为输入电能，其特征在于，该由太阳能电池取得电能的方法包括：

步骤一，直接侦测该太阳能的光线强度；

步骤二，根据该太阳能的光线强度输出脉宽调变讯号；

步骤三，根据该输入电能与该脉宽调变讯号产生输出电能。

8.如权利要求7所述的由太阳能电池取得电能的方法，其特征在于，该脉宽调变讯号具有工作周期比，该由太阳能电池取得电能的方法还包含：储存该太阳能的第一光线强度与对应该第一光线强度的第一工作周期比，其中，在所述步骤二中，若该太阳能的光线强度与该太阳能的第一光线强度相同，则产生具有该第一工作周期比的脉宽调变讯号。

9.如权利要求8所述的由太阳能电池取得电能的方法，其特征在于，所述由太阳能电池取得电能的方法还包含：储存该太阳能的第二光线强度与对应该第二光线强度的第二工作周期比，其中，在所述步骤二中，若该太阳能的光线强度与该太阳能的第二光线强度相同，则产生具有该第二工作周期比的脉宽调变讯号，其中该第一光线强度大于该第二光线强度，该第一工作周期比大于该第二工作周期比。

10.如权利要求8所述的由太阳能电池取得电能的方法，其特征在于，若该太阳能的光线强度小于一默认值时，该第一工作周期比为零。