CN104518694A - 太阳能发电系统的微逆变器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能发电系统的微逆变器及其操作方法，该方法包含下列步骤：首先，取得一太阳能光伏模块的输出功率值。然后，判断该微逆变器是否启动一功率提升模式。若该微逆变器启动该功率提升模式，则将该微逆变器的输出功率最大值由一额定输出功率值提升至一最大输出功率值。最后，判断太阳能光伏模块的输出功率值是否大于该最大输出功率值。若该太阳能光伏模块的输出功率值大于该最大输出功率值，则该微逆变器的输出功率为该最大输出功率值。本发明利用太阳能电池本身温度与最大输出功率为负温度特性，使太阳能光伏模块操作于低温环境所能输出更大功率，以提供功率提升模式操作选择，提高发电效率、降低发电成本、增加系统使用适应性。

Description

太阳能发电系统的微逆变器及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电系统的微逆变器及其操作方法，尤指一种具有功率提升操作模式的太阳能发电系统微逆变器及其操作方法。

背景技术

自从1970至1980年代发生了两次石油危机，替代能源的寻求与研究即为各重要国家的主要政策之一。并且，由于近期工业化急速发展，造成石化能源短缺价格上升，且衍生出另一环境问题便是二氧化碳过度排放造成地球气候异常且温度上升。为了有效降低对石化能源的依赖，便有许多再生能源应运而生，如：太阳能及风能等。由于太阳能具有无污染、无公害的特性，且又取之不尽用之不竭，因此，太阳能的应用具有相当发展的潜力。由于近年来太阳能电池的积极研究发展，已达到相当高的效率，因此逐渐受到欧、美、日等各国的重视，并制订政策鼓励推展应用。

传统常见的太阳能光伏发电系统结构主要都存在太阳能光伏模块的串联和并联，因此，对于整体的串并联架构下，并无法兼顾系统中每个太阳能光伏模块的最大功率点跟踪，如此将使得太阳能光伏模块数组的利用率低、系统抗局部阴影的能力差，以及系统扩充的灵活性不够。也因此，相较于传统的串并联逆变器系统，为了克服上述的缺点，使得微型逆变器系统的技术蕴孕而生。

请参见图1，为相关技术的太阳能发电系统的太阳能光伏与微逆变器的电路方块示意图。假设该太阳能光伏模块10A产生的输出功率为一太阳能光伏模块输出功率Pv，而该微逆变器20A产生的输出功率为一微逆变器输出功率Pm。为了方便说明，以下将以合理的假设数据为例说明该太阳能光伏模块输出功率Pv与该微逆变器输出功率Pm之间的关系。假设在环境温度为25℃的条件下，该太阳能光伏模块10A的额定输出功率为250瓦特。对太阳能系统的建置商而言，若选购该微逆变器20A的额定输出功率为215瓦特时，尽管该太阳能光伏模块输出功率Pv最大达到输出250瓦特，但由于受限于该微逆变器20A的额定输出功率，因此，该微逆变器20A则仅能够输出215瓦特。换言之，该太阳能光伏模块10A相较于该微逆变器20A额定输出功率能够多产生的输出功率，则无法有效完全利用，因此在此情况下，将造成该太阳能光伏模块输出功率Pv的利用率低。因此，更佳的解决之道在于，太阳能系统的建置商可选购该微逆变器20A的额定输出功率恰等于该太阳能光伏模块输出功率Pv为250瓦特，如此，将能够在环境温度为25℃的条件下，该微逆变器20A则够完全地输出该太阳能光伏模块10A所产生的该太阳能光伏模块输出功率Pv，使得该太阳能光伏模块输出功率Pv的利用率大大地提高。

然而，由于该太阳能光伏模块10A与周围环境温度会呈现负温度系数衰减的关系，也就是说，当周围环境温度越高，则该太阳能光伏模块10A的输出功率会越低。配合参见图2，为相关技术的太阳能发电系统的太阳能光伏模块输出功率与环境温度的关系图。如图所示数据为例，当周围环境温度增加到达40℃时，该太阳能光伏模块输出功率Pv为230瓦特。此外，若当环境温度再增加到达60℃时，该太阳能光伏模块输出功率Pv为210瓦特。因此，若太阳能系统的建置商选购该微逆变器20A的额定输出功率为250瓦特时，无论当环境温度增加到40℃或60℃时，该微逆变器20A皆能够完全地输出该太阳能光伏模块10A所产生的该太阳能光伏模块输出功率Pv，如此，可使得该太阳能光伏模块输出功率Pv的利用率高。

反之，当该太阳能光伏模块10A与该微逆变器20A操作在环境温度为0℃的情况时，该太阳能光伏模块输出功率Pv为280瓦特，然而，该微逆变器20A的额定输出功率仍为250瓦特时，尽管该太阳能光伏模块输出功率Pv因为周围环境温度的减少而增加，但由于受限于该微逆变器20A的额定输出功率，因此，该微逆变器20A则仅能够输出250瓦特。换言之，该太阳能光伏模块10A相较于该微逆变器20A额定输出功率能够多产生的输出功率，则无法有效完全利用，因此在此情况下，将造成该太阳能光伏模块输出功率Pv的利用率低。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种提高发电效率、降低发电成本、增加系统使用适应性的太阳能发电系统的微逆变器及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明的一目的在于提供一种太阳能发电系统的微逆变器，通过一太阳能光伏模块产生一太阳能光伏模块输出功率。该微逆变器包含一直流转直流转换器、一直流转交流转换器、一温度传感器以及一微处理器。该直流转直流转换器接收该太阳能光伏模块所产生的一直流电压，并且产生一直流输出电压。该直流转交流转换器接收该直流输出电压，并且产生一微逆变器输出功率。该温度传感器检测该太阳能光伏模块操作时环境温度，并且产生一温度检测信号。该微处理器接收该温度检测信号与一功率提升信号，其中当该功率提升信号致能时，该微处理器根据该温度检测信号，对应取得该太阳能光伏模块的输出功率值，以产生一第一控制信号控制该直流转直流转换器以及产生一第二控制信号控制该直流转交流转换器，进而增大该微逆变器的输出功率值。

本发明的另一目的在于提供一种太阳能发电系统的微逆变器，通过一太阳能光伏模块产生一太阳能光伏模块输出功率。该微逆变器包含一直流转直流转换器、一直流转交流转换器、一电压传感器、一电流传感器以及一微处理器。该直流转直流转换器接收该太阳能光伏模块所产生的一直流电压，并且产生一直流输出电压。该直流转交流转换器接收该直流输出电压，并且产生一微逆变器输出功率。该电压传感器检测该太阳能光伏模块所产生该直流电压大小，并且产生一电压检测信号。该电流传感器检测该太阳能光伏模块所产生一直流电流大小，并且产生一电流检测信号。该微处理器接收该电压检测信号、该电流检测信号与一功率提升信号，其中当该功率提升信号致能时，该微处理器根据该电压检测信号与该电流检测信号的乘积，取得该太阳能光伏模块的输出功率值，以产生一第一控制信号控制该直流转直流转换器以及产生一第二控制信号控制该直流转交流转换器，进而增大该微逆变器的输出功率值。

本发明的再另一目的在于提供一种太阳能发电系统微逆变器的操作方法，通过一太阳能光伏模块输出一太阳能光伏模块输出功率，经由一微逆变器接收并且产生一微逆变器输出功率。该操作方法包含下列步骤：(a)取得该太阳能光伏模块的输出功率值；(b)判断该微逆变器是否启动一功率提升模式(power-boosting mode)；(c)当该微逆变器启动该功率提升模式，则将该微逆变器的输出功率最大值由一额定输出功率值提升至一最大输出功率值；(d)判断该太阳能光伏模块的输出功率值是否大于该最大输出功率值；(e)当该太阳能光伏模块的输出功率值大于该最大输出功率值，则该微逆变器的输出功率为该最大输出功率值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的太阳能发电系统的微逆变器及其操作方法，利用太阳能电池本身温度与最大输出功率为负温度特性，使得当该太阳能光伏模块操作于低温环境所能输出更大功率，以提供功率提升模式操作选择，达到提高发电效率、降低发电成本、增加系统使用适应性，并且广泛地应用在不同的国家区。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术的太阳能发电系统的太阳能光伏模块与微逆变器的电路方块示意图；

图2为相关技术的太阳能发电系统的太阳能光伏模块输出功率与环境温度的关图；

图3为本发明太阳能发电系统的微逆变器第一实施例的电路方块示意图；

图4为本发明太阳能发电系统的微逆变器第一实施例详细的电路方块示意图；

图5为本发明太阳能发电系统的微逆变器第二实施例的电路方块示意图；

图6为本发明太阳能发电系统的微逆变器第二实施例详细的电路方块示意图；及

图7为本发明太阳能发电系统微逆变器操作方法的流程图。

附图标记：

图1和图2中：

10A   太阳能光伏模块

20A   微逆变器

Pv     太阳能光伏模块输出功率

Pm    微逆变器输出功率

本发明的图3-图7中：

10,20    微逆变器

30     太阳能光伏模块

102,202直流转直流转换器

104,204直流转交流转换器

106    温度传感器

206    电压传感器

208    电流传感器

108,210微处理器

110,212辅助电源单元

1081   比对单元

1082,2102  判断单元

1083,2103  第一控制信号产生单元

1084,2104  第二控制信号产生单元

2101   乘法单元

Vp    直流电压

Ip    直流电流

Vt    直流输出电压

Pv    太阳能光伏模块输出功率

Pm    微逆变器输出功率

Pmr  微逆变器额定输出功率值

Pmm   微逆变器最大输出功率值

Pvt    输出功率比对信号

Pvc    输出功率计算信号

Ta     环境温度

St     温度检测信号

Spb    功率提升信号

Vac    交流电源

Vau    操作电压

S1     第一控制信号

S2     第二控制信号

Sv     电压检测信号

Si     电流检测信号

Sd     驱动信号

S10～S80步骤。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图3，为本发明太阳能发电系统的微逆变器第一实施例的电路方块示意图。该太阳能发电系统的微逆变器通过一太阳能光伏模块30产生一太阳能光伏模块输出功率Pv，并且经过该微逆变器10转换后产生一微逆变器输出功率Pm。该微逆变器10包含一直流转直流转换器102、一直流转交流转换器104、一温度传感器106以及一微处理器108。该直流转直流转换器102接收该太阳能光伏模块30所产生的一直流电压Vp，并且转换该直流电压Vp为一直流输出电压Vt。该直流转直流转换器102本质上为一升压转换器(step-up converter)，用以将该直流电压Vp升压。对60cell的太阳能光伏模块而言，将典型值为30伏特的该直流电压Vp升压为大约300伏特的该直流输出电压Vt。该直流转交流转换器104接收该直流输出电压Vt，并且转换该直流输出电压Vt以产生该微逆变器输出功率Pm。该直流转交流转换器104接收该直流输出电压Vt，并且转换该直流输出电压Vt为一交流电源Vac，以提供对后端负载供电之用或与电网并联供电之用。该温度传感器106检测该太阳能光伏模块30操作时环境温度Ta，并且产生一温度检测信号St。该微处理器108接收该温度检测信号St与一功率提升信号Spb，其中当该功率提升信号Spb致能时，该微处理器108根据该温度检测信号St，取得该太阳能光伏模块输出功率Pv大小，以产生一第一控制信号S1与一第二控制信号S2，分别控制该直流转直流转换器102与该直流转交流转换器104，进而增大该微逆变器输出功率Pm。其中，该功率提升信号Spb由该微逆变器10内部所产生，但不以此为限，也可根据使用者实际操作需要，通过外部机制产生该功率提升信号Spb，提供该微逆变器10使用。此外，其中该微逆变器10还包含一辅助电源单元110。该辅助电源单元110接收该直流电压Vp，并且转换该直流电压Vp为至少一个直流电压输出，例如12伏特、5伏特或3.3伏特等规格的直流输出电压，以提供该微处理器108所需的操作电压Vau。至于该微逆变器10的功率提升操作说明，将在后面详细的阐述。

参见图4，为本发明太阳能发电系统的微逆变器第一实施例详细的电路方块示意图。在该太阳能发电系统架构下，该微逆变器10的该微处理器108包含一比对单元1081、一判断单元1082、一第一控制信号产生单元1083以及一第二控制信号产生单元1084。该比对单元1081接收该温度检测信号St，以产生一输出功率比对信号Pvt。该判断单元1082接收该输出功率比对信号Pvt、该功率提升信号Spb、一微逆变器额定输出功率值Pmr以及一微逆变器最大输出功率值Pmm，以产生一驱动信号Sd。其中，该微逆变器额定输出功率值Pmr以及该微逆变器最大输出功率值Pmm根据该微逆变器的内部电路组件规格相关，换言之，该微逆变器经过功率提升操作后所能输出功率值有其上限，即为该微逆变器最大输出功率值Pmm，并且，该微逆变器最大输出功率值Pmm的上限根据该微逆变器的内部电路组件规格的不同而有所不同。该第一控制信号产生单元1083接收该驱动信号Sd，并且产生该第一控制信号S1，进而控制该直流转直流转换器102。该第二控制信号产生单元1084接收该驱动信号Sd，并且产生该第二控制信号S2，进而控制该直流转交流转换器104。其中该第一控制信号产生单元1083与该第二控制信号产生单元1084分别为一脉波宽度调变信号产生单元(PWM signal generator)，并且该第一控制信号S1与该第二控制信号S2分别为一脉波宽度调变信号(PWM signal)。

其中，当该功率提升信号Spb致能，该驱动信号Sd控制该第一控制信号产生单元1083或该第二控制信号产生单元1084，将该微逆变器输出功率的最大值由一微逆变器额定输出功率值提升至一微逆变器最大输出功率值，并且，若该太阳能光伏模块输出功率大于该微逆变器最大输出功率值时，该微逆变器输出该微逆变器最大输出功率值，若该太阳能光伏模块输出功率小于或等于该微逆变器最大输出功率值时，该微逆变器输出该太阳能光伏模块输出功率；当该功率提升信号Spb禁能，该微逆变器输出功率的最大值为该微逆变器额定输出功率值，并且，若该太阳能光伏模块输出功率大于该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值，该微逆变器输出该微逆变器额定输出功率值，若该太阳能光伏模块输出功率小于或等于该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值，该微逆变器输出该太阳能光伏模块输出功率。值得一提，该功率提升模式的启动与否，可由使用者选择，换言之，该微逆变器操作在正常模式或功率提升模式的切换，可通过使用者基于实际应用的需要加以调整。即，用户可通过设定该微处理器108的一输入脚位为高准位(high level)或低准位(low level)，进而分别控制该功率提升信号Spb致能或禁能。再者，用户可使用电力线通讯(power line communication)技术设定该功率提升信号，以控制该功率提升模式的启动与否。

参见图5，为本发明太阳能发电系统的微逆变器第二实施例的电路方块示意图。该太阳能发电系统的微逆变器，通过一太阳能光伏模块30产生一太阳能光伏模块输出功率Pv，并且经过该微逆变器20转换后产生一微逆变器输出功率Pm。该微逆变器20包含一直流转直流转换器202、一直流转交流转换器204、一电压传感器206、一电流传感器208以及一微处理器210。该直流转直流转换器202接收该太阳能光伏模块30所产生的一直流电压Vp，并且转换该直流电压Vp为一直流输出电压Vt。该直流转直流转换器102本质上为一升压转换器(step-up converter)，用以将该直流电压Vp升压。对60cell的太阳能光伏模块而言，将典型值为30伏特的该直流电压Vp升压为大约300伏特的该直流输出电压Vt。该直流转交流转换器204接收该直流输出电压Vt，并且转换该直流输出电压Vt以产生该微逆变器输出功率Pm。该电压传感器206检测该太阳能光伏模块30所产生该直流电压Vp大小，并且产生一电压检测信号Sv。该电流传感器208检测该太阳能光伏模块30所产生该直流电流Ip大小，并且产生一电流检测信号Si。该微处理器210接收该电压检测信号Sv、该电流检测信号Si与一功率提升信号Spb，其中当该功率提升信号Spb致能时，该微处理器210根据该电压检测信号Sv与该电流检测信号Si的乘积，取得该太阳能光伏模块输出功率Pv大小，产生一第一控制信号S1与一第二控制信号S2，以分别控制该直流转直流转换器202与该直流转交流转换器204，进而增大该微逆变器输出功率Pm。此外，其中该微逆变器20还包含一辅助电源单元212。该辅助电源单元212接收该直流电压Vp，并且转换该直流电压Vp为至少一个直流电压输出，例如12伏特、5伏特或3.3伏特等规格的直流输出电压，以提供该微处理器210所需的操作电压Vau。至于该微逆变器20的功率提升操作说明，将在后面详细的阐述。

参见图6，为本发明太阳能发电系统的微逆变器第二实施例详细的电路方块示意图。在该太阳能发电系统架构下，该微逆变器20的该微处理器210包含一乘法单元2101、一判断单元2102、一第一控制信号产生单元2103以及一第二控制信号产生单元2104。该乘法单元2101接收该电压检测信号Sv与该电流检测信号Si，并计算该电压检测信号Sv与该电流检测信号Si的乘积，以产生一输出功率计算信号Pvc。该判断单元2102接收该输出功率计算信号Pvc、该功率提升信号Spb、一微逆变器额定输出功率值Pmr以及一微逆变器最大输出功率值Pmm，以产生一驱动信号Sd。其中，该微逆变器额定输出功率值Pmr以及该微逆变器最大输出功率值Pmm根据该微逆变器的内部电路组件规格相关，换言之，该微逆变器经过功率提升操作后所能输出功率值有其上限，即为该微逆变器最大输出功率值Pmm，并且，该微逆变器最大输出功率值Pmm的上限根据该微逆变器的内部电路组件规格的不同而有所不同。该第一控制信号产生单元2103接收该驱动信号Sd，并且产生该第一控制信号S1，进而控制该直流转直流转换器202。该第二控制信号产生单元2104接收该驱动信号Sd，并且产生该第二控制信号S2，进而控制该直流转交流转换器204。其中该第一控制信号产生单元2103与该第二控制信号产生单元2104分别为一脉波宽度调变信号产生单元(PWM signalgenerator)，并且该第一控制信号S1与该第二控制信号S2分别为一脉波宽度调变信号(PWM signal)。

其中，当该功率提升信号Spb致能，该驱动信号Sd控制该第一控制信号产生单元2103或该第二控制信号产生单元2104，将该微逆变器输出功率的最大值由一微逆变器额定输出功率值提升至一微逆变器最大输出功率值，并且，若该太阳能光伏模块输出功率大于该微逆变器最大输出功率值时，该微逆变器输出该微逆变器最大输出功率值，若该太阳能光伏模块输出功率小于或等于该微逆变器最大输出功率值时，该微逆变器输出该太阳能光伏模块输出功率；当该功率提升信号Spb禁能，该微逆变器输出功率的最大值为该微逆变器额定输出功率值，并且，若该太阳能光伏模块输出功率大于该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值，该微逆变器输出该微逆变器额定输出功率值，若该太阳能光伏模块输出功率小于或等于该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值，该微逆变器输出该太阳能光伏模块输出功率。值得一提，该功率提升模式的启动与否，可由使用者选择，换言之，该微逆变器操作在正常模式或功率提升模式的切换，可通过使用者基于实际应用的需要加以调整。即，用户可通过设定该微处理器210的一输入脚位为高准位(high level)或低准位(low level)，进而分别控制该功率提升信号Spb致能或禁能。

参见图7，为本发明太阳能发电系统微逆变器操作方法的流程图。该太阳能发电系统通过一太阳能光伏模块输出一太阳能光伏模块输出功率，经由一微逆变器接收，并且该微逆变器转换该太阳能光伏模块输出功率后输出一微逆变器输出功率。该太阳能发电系统微逆变器的操作方法包含下列步骤。首先，取得该太阳能光伏模块所输出的该太阳能光伏模块输出功率(S10)。值得一提，可以查找表(lookup table)方式取得该太阳能光伏模块输出功率大小，该查找表包含该太阳能光伏模块操作在不同的环境温度时，所对应的不同该太阳能光伏模块输出功率。其中，该太阳能光伏模块操作时环境温度通过一温度传感器所测得。或者，可直接计算该太阳能光伏模块所产生直流电压与直流电流的乘积，取得该太阳能光伏模块输出功率大小。其中，可使用电压传感器与电流传感器分别检测该太阳能光伏模块所产生的直流电压与直流电流大小。然后，判断该微逆变器是否启动一功率提升模式(power-boosting mode)或也可称为能量提升模式(energy-boostingmode)(S20)。其中，该功率提升模式的启动与否，可由使用者选择，换言之，该微逆变器操作在正常模式或功率提升模式的切换，可通过使用者基于实际应用的需要加以调整。至于该微逆变器操作在正常模式或功率提升模式的说明，将在文中加以详述。在该步骤(S20)之后，若该微逆变器没有启动该功率提升模式，则判断该太阳能光伏模块输出功率是否大于该微逆变器的一微逆变器额定输出功率值(S60)。其中，该微逆变器额定输出功率值指当该微逆变器完成后，在正常的工作环境下能够维持长时间稳定输出的有效功率。反之，在该步骤(S20)之后，若该微逆变器启动该功率提升模式，则将该微逆变器输出功率的最大值由该微逆变器额定输出功率值提升至一微逆变器最大输出功率值(S30)。承上所述，当该微逆变器操作在正常模式时，该微逆变器可输出功率的最大值即为该微逆变器额定输出功率值。当该微逆变器操作在功率提升模式时，该微逆变器可输出功率的最大值即为该微逆变器最大输出功率值。

在该步骤(S30)之后，判断该太阳能光伏模块输出功率是否大于该微逆变器最大输出功率值(S40)。若该太阳能光伏模块输出功率大于该微逆变器最大输出功率值，则该微逆变器输出该微逆变器最大输出功率值(S50)。反之，若该太阳能光伏模块输出功率小于或等于该微逆变器最大输出功率值，则该微逆变器输出该太阳能光伏模块输出功率(S70)。在该步骤(S60)之后，若该太阳能光伏模块输出功率小于或等于该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值，则该微逆变器输出该太阳能光伏模块输出功率(S70)。反之，若该太阳能光伏模块输出功率大于该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值，则该微逆变器输出该微逆变器额定输出功率值(S80)。

为了方便说明，以下将以合理的假设数据为例，进一步说明该太阳能发电系统微逆变器操作方法。假设在环境温度为25℃的条件下，该太阳能光伏模块的输出功率为250瓦特。由于该太阳能光伏模块与周围环境温度会呈现负温度系数衰减的关系，因此，假设在环境温度为0℃的条件下，该太阳能光伏模块的输出功率为280瓦特；在环境温度为-30℃的条件下，该太阳能光伏模块的输出功率为320瓦特。此外，再假设太阳能系统的建置商所选购该微逆变器的该微逆变器额定输出功率值为250瓦特，并且该微逆变器可通过前述功率提升的技术，将输出功率的最大值由该微逆变器额定输出功率值250瓦特提升至该微逆变器最大输出功率值300瓦特。

在上述假设条件下，以下，将以三种不同该太阳能光伏模块的输出功率为例，加以说明。

(1)假设该太阳能光伏模块的输出功率为230瓦特。换言之，该太阳能光伏模块与该微逆变器操作在约为45℃的周围环境温度下。该太阳能光伏模块所输出的该太阳能光伏模块输出功率可通过该太阳能光伏模块的温度与输出功率曲线，估测出该太阳能光伏模块的输出功率为230瓦特，亦或，通过该太阳能光伏模块所输出的该直流电压与直流电流，计算出该太阳能光伏模块的输出功率为230瓦特。由于该太阳能光伏模块输出功率(230瓦特)小于或等于该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)，因此，无论使用者有无启动该微逆变器的功率提升模式，该微逆变器输出功率的大小即为该太阳能光伏模块输出功率(230瓦特)。

(2)假设该太阳能光伏模块的输出功率为280瓦特。换言之，该太阳能光伏模块与该微逆变器操作在约为0℃的周围环境温度下。该太阳能光伏模块所输出的该太阳能光伏模块输出功率可通过该太阳能光伏模块的温度与输出功率曲线，估测出该太阳能光伏模块的输出功率为280瓦特，或，通过该太阳能光伏模块所输出的该直流电压与直流电流，计算出该太阳能光伏模块的输出功率为280瓦特。由于该太阳能光伏模块输出功率(280瓦特)大于该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)，因此，若使用者没有启动该微逆变器的功率提升模式，该微逆变器输出功率的大小则受限于该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)。反之，若使用者有启动该微逆变器的功率提升模式，该微逆变器输出功率的最大值则可由该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)提升至该微逆变器最大输出功率值(300瓦特)。并且，由于该太阳能光伏模块的输出功率(280瓦特)小于或等于该微逆变器最大输出功率值(300瓦特)，因此，该微逆变器输出功率的大小即为该太阳能光伏模块输出功率(280瓦特)，即，由于通过对该微逆变器的功率提升，使得该太阳能光伏模块所产生的输出功率能够完全地通过该微逆变器输出。

(3)假设该太阳能光伏模块的输出功率为320瓦特。换言之，该太阳能光伏模块与该微逆变器操作在约为-30℃的周围环境温度下。该太阳能光伏模块所输出的该太阳能光伏模块输出功率可通过该太阳能光伏模块的温度与输出功率曲线，估测出该太阳能光伏模块的输出功率为320瓦特，或，通过该太阳能光伏模块所输出的该直流电压与直流电流，计算出该太阳能光伏模块的输出功率为320瓦特。由于该太阳能光伏模块输出功率(320瓦特)大于该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)，因此，若使用者没有启动该微逆变器的功率提升模式，该微逆变器输出功率的大小则受限于该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)。反之，若使用者有启动该微逆变器的功率提升模式，该微逆变器输出功率的最大值则可由该微逆变器额定输出功率值(250瓦特)提升至该微逆变器最大输出功率值(300瓦特)。然而，由于该太阳能光伏模块的输出功率(320瓦特)大于该微逆变器最大输出功率值(300瓦特)，因此，该微逆变器输出功率的大小即为该微逆变器最大输出功率值(300瓦特)，即，由于通过对该微逆变器的功率提升，使得该太阳能光伏模块所产生的输出功率，能够通过该微逆变器由原本未进行功率提升操作的250瓦特(该微逆变器额定输出功率值)增加为功率提升操作后所输出的300瓦特(该微逆变器最大输出功率值)。

综上所述，本发明具有以下的特征与优点：

1、利用太阳能电池本身温度与最大输出功率为负温度特性，使得当该太阳能光伏模块操作于低温环境所能输出更大功率，以提供功率提升模式操作选择；

2、用户可通过设定该微处理器的一输入脚位为高准位(high level)或低准位(low level)控制是否启动该功率提升模式；当该功率提升模式没有启动时，则该微逆变器仅提供正常操作的输出功率，当该功率提升模式被启动后，则该微逆变器的输出功率可提升至该微逆变器最大输出功率值；

3、当该功率提升模式启动后，可以在不需要增加太阳能光伏模块设备下，增加该微逆变器的输出功率，以提高该太阳能光伏模块输出功率的利用率，换言之，可在同样的发电成本下，提供更高的发电效率；

4、该微逆变器具有功率提升模式的控制，在同样太阳能发电系统架构下，太阳能系统的建置商可选购额定输出功率较小的微逆变器，再通过功率提升模式启动，同样可提高该微逆变器的输出功率，如此将可降低设备成本；或者，选择额定输出功率更为合适的微逆变器，以增加该微逆变器的使用适应性；及

5、该微逆变器具有功率提升模式的控制，因此该太阳能光伏模块与该微逆变器的搭配使用，可有效地并广泛地应用在不同的国家区域，特别是温度特别寒冷的国家区域，以提高该功率提升模式使用的价值。

在本发明上述各实施例中，实施例的序号仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的装置和方法等实施例中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (20)

1.一种太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，通过一太阳能光伏模块产生一太阳能光伏模块输出功率；该微逆变器包含：

一直流转直流转换器，接收该太阳能光伏模块所产生的一直流电压，并且产生一直流输出电压；

一直流转交流转换器，接收该直流输出电压，并且产生一微逆变器输出功率；

一温度传感器，检测该太阳能光伏模块操作时环境温度，并且产生一温度检测信号；及

一微处理器，接收该温度检测信号与一功率提升信号，其中当该功率提升信号致能时，该微处理器根据该温度检测信号，对应取得该太阳能光伏模块的输出功率值，以产生一第一控制信号控制该直流转直流转换器以及产生一第二控制信号控制该直流转交流转换器，进而增大该微逆变器的输出功率值。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该微处理器还包含：

一比对单元，接收该温度检测信号，以产生一输出功率比对信号；

一判断单元，接收该输出功率比对信号、该功率提升信号以及该微逆变器的输出功率值，以产生一驱动信号；

一第一控制信号产生单元，接收该驱动信号，并且产生该第一控制信号；及

一第二控制信号产生单元，接收该驱动信号，并且产生该第二控制信号。

3.根据权利要求2所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，当该功率提升信号致能时，该驱动信号控制该第一控制信号产生单元或该第二控制信号产生单元，将该微逆变器的输出功率最大值由一额定输出功率值提升至一最大输出功率值，并且，当该太阳能光伏模块的输出功率值大于该最大输出功率值时，该微逆变器的输出功率为该最大输出功率值，当该太阳能光伏模块的输出功率值小于或等于该最大输出功率值时，该微逆变器的输出功率为该太阳能光伏模块的输出功率值。

4.根据权利要求2所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，当该功率提升信号禁能时，该微逆变器的输出功率最大值为一额定输出功率值，并且，当该太阳能光伏模块的输出功率值大于该额定输出功率值，该微逆变器的输出功率为该额定输出功率值，当该太阳能光伏模块的输出功率值小于或等于该额定输出功率值，该微逆变器的输出功率为该太阳能光伏模块的输出功率值。

5.根据权利要求2所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该比对单元为一查找表，并且该查找表包含该太阳能光伏模块操作在不同的环境温度时，所对应的不同该太阳能光伏模块输出功率；其中，根据该温度检测信号检测到该太阳能光伏模块操作时的环境温度，以查找表方式取得所对应的该太阳能光伏模块输出功率。

6.根据权利要求2所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该额定输出功率值以及该最大输出功率值根据该微逆变器的内部电路组件规格所决定。

7.根据权利要求1所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该微逆变器还包含：

一辅助电源单元，接收该直流电压，并且转换该直流电压为至少一个直流电压输出，以提供该微处理器所需的操作电压。

8.一种太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，通过一太阳能光伏模块产生一太阳能光伏模块输出功率；该微逆变器包含：

一直流转直流转换器，接收该太阳能光伏模块所产生的一直流电压，并且产生一直流输出电压；

一直流转交流转换器，接收该直流输出电压，并且产生一微逆变器输出功率；

一电压传感器，检测该太阳能光伏模块所产生该直流电压大小，并且产生一电压检测信号；

一电流传感器，检测该太阳能光伏模块所产生一直流电流大小，并且产生一电流检测信号；及

一微处理器，接收该电压检测信号、该电流检测信号与一功率提升信号，其中，当该功率提升信号致能时，该微处理器根据该电压检测信号与该电流检测信号的乘积，取得该太阳能光伏模块的输出功率值，以产生一第一控制信号控制该直流转直流转换器以及产生一第二控制信号控制该直流转交流转换器，进而增大该微逆变器的输出功率值。

9.根据权利要求8所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该微处理器还包含：

一乘法单元，接收该电压检测信号与该电流检测信号，并计算该电压检测信号与该电流检测信号的乘积，以产生一输出功率计算信号；

一判断单元，接收该输出功率计算信号、该功率提升信号以及该微逆变器的输出功率值，以产生一驱动信号；

一第一控制信号产生单元，接收该驱动信号，并且产生该第一控制信号；及

一第二控制信号产生单元，接收该驱动信号，并且产生该第二控制信号。

10.根据权利要求9所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，当该功率提升信号致能时，该驱动信号控制该第一控制信号产生单元或该第二控制信号产生单元，将该微逆变器的输出功率最大值由一额定输出功率值提升至一最大输出功率值，并且，若该太阳能光伏模块的输出功率值大于该最大输出功率值时，该微逆变器的输出功率为该最大输出功率值，若该太阳能光伏模块的输出功率值小于或等于该最大输出功率值时，该微逆变器的输出功率为该太阳能光伏模块的输出功率值。

11.根据权利要求9所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，当该功率提升信号禁能时，该微逆变器的输出功率最大值为一额定输出功率值，并且，当该太阳能光伏模块的输出功率值大于该额定输出功率值，该微逆变器的输出功率为该额定输出功率值，当该太阳能光伏模块的输出功率值小于或等于该额定输出功率值，该微逆变器的输出功率为该太阳能光伏模块的输出功率值。

12.根据权利要求9所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该额定输出功率值以及该最大输出功率值根据该微逆变器的内部电路组件所决定。

13.根据权利要求9所述的太阳能发电系统的微逆变器，其特征在于，该微逆变器还包含：

一辅助电源单元，接收该直流电压，并且转换该直流电压为至少一个直流电压输出，以提供该微处理器所需的操作电压。

14.一种太阳能发电系统微逆变器的操作方法，其特征在于，通过一太阳能光伏模块输出一太阳能光伏模块输出功率，通过一微逆变器接收并且产生一微逆变器输出功率；该操作方法包含下列步骤：

(a)取得该太阳能光伏模块的输出功率值；

(b)判断该微逆变器是否启动一功率提升模式；

(c)若该微逆变器启动该功率提升模式，则将该微逆变器的输出功率最大值由一额定输出功率值提升至一最大输出功率值；

(d)判断该太阳能光伏模块的输出功率值是否大于该最大输出功率值；及

(e)当该太阳能光伏模块的输出功率值大于该最大输出功率值，则该微逆变器的输出功率为该最大输出功率值。

15.根据权利要求14所述的太阳能发电系统微逆变器操作方法，其特征在于，在步骤(b)之后，当该微逆变器没有启动该功率提升模式，则包含下列步骤：

(f)判断该太阳能光伏模块的输出功率值是否大于该额定输出功率值；及

(g)当该太阳能光伏模块的输出功率值大于该额定输出功率值，则该微逆变器的输出功率为该额定输出功率值。

16.根据权利要求15所述的太阳能发电系统微逆变器操作方法，其特征在于，在步骤(f)之后，当该太阳能光伏模块的输出功率值小于或等于该额定输出功率值，则该微逆变器的输出功率为该太阳能光伏模块的输出功率值。

17.根据权利要求14所述的太阳能发电系统微逆变器操作方法，其特征在于，在步骤(d)之后，当该太阳能光伏模块的输出功率值小于或等于该最大输出功率值，则该微逆变器的输出功率为该太阳能光伏模块的输出功率值。

18.根据权利要求14所述的太阳能发电系统微逆变器操作方法，其特征在于，在步骤(a)中，以查找表方式取得该太阳能光伏模块的输出功率值，该查找表包含该太阳能光伏模块操作在不同的环境温度时，所对应的不同该太阳能光伏模块输出功率。

19.根据权利要求18所述的太阳能发电系统微逆变器操作方法，其特征在于，该太阳能光伏模块操作时环境温度通过一温度传感器所测得。

20.根据权利要求14所述的太阳能发电系统微逆变器操作方法，其特征在于，在步骤(a)中，以直接计算该太阳能光伏模块所产生直流电压与直流电流的乘积，取得该太阳能光伏模块的输出功率值。