CN105990830B - 太阳能与其他能源自动调节供电装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能与其他能源自动调节供电装置，适用于作为一个太阳能发电装置及一个恒压电源装置对于一负载的供电调节，该自动调节供电装置包含：数个主输入端、一个主输出端，及数个电流闸控组件。所述主输入端分别电连接该太阳能发电装置及该恒压电源装置。该主输出端电连接该负载。所述电流闸控组件分别包括一个电连接所述主输入端的内输入端及一个内输出端。所述内输入端分别电连接所述主输入端。所述内输出端电连接该主输出端。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电装置，特别是涉及一种太阳能与其他能源自动调节供电装置。
背景技术
随着环保意识抬头以及人们对于能源使用的急迫需求，一种号称无污染的发电方式正方兴未艾，即太阳能发电方式。一般太阳能发电方式系利用太阳能板做为收集光能的装置，通过光电效应(photovoltaic effect)将光能转换为电能而做为供电来源。
然而，太阳能板所输出功率会随着日照强度有所变化，在日照强度不足时，太阳能板所输出功率就会降低，致使无法满足所电连接的电器稳定的供电需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以太阳能发电电源为主而其他电源为辅进行稳定供电的太阳能与其他能源自动调节供电装置。
本发明的太阳能与其他能源自动调节供电装置，适用于作为一个太阳能发电装置及一个恒压电源装置对于一负载的供电调节，该自动调节供电装置包含：数个主输入端、一个主输出端，及数个电流闸控组件。
所述主输入端分别电连接该太阳能发电装置及该恒压电源装置。
该主输出端电连接该负载。
所述电流闸控组件分别包括一个内输入端及一个内输出端。所述内输入端分别电连接所述主输入端。所述内输出端电连接该主输出端。
其中，当该太阳能发电装置输入进相对应的电流闸控组件的电压大于该恒压电源装置输入进相对应的电流闸控组件的电压一个差值时，对应于该恒压电源装置的电流闸控组件形成断路而对应于该太阳能发电装置的电流闸控组件形成通路，此时全由该太阳能发电装置对该负载供应电流，当该太阳能发电装置及该恒压电源装置分别输入所述电流闸控组件的电压差的绝对值小于该差值时，所述电流闸控组件为通路，此时由该太阳能发电装置及该恒压电源装置同时对于该负载供应电流，当该恒压电源装置输入进相对应的电流闸控组件的电压大于该太阳能发电装置输入进相对应的电流闸控组件的电压该差值时，则全由该恒压电源装置对于该负载供应电流。
较佳地，所述电流闸控组件分别为一个二极管。
较佳地，所述电流闸控组件分别为一个硅控整流器。
较佳地，所述电流闸控组件分别为一个双向闸流体。
较佳地，该太阳能与其他能源自动调节供电装置还包含数个电压调整单元及数个供电优先权选择单元，所述电压调整单元分别电连接于每两相对应主输入端及内输入端间，所述供电优先权选择单元分别电连接所述电压调整单元，且用于调整该电压调整单元分别输出至该内输入端的输出电压。
较佳地，该太阳能与其他能源自动调节供电装置还包含数个分别电连接所述内输入端的储能单元。
较佳地，所述储能单元分别为一个电容器。
本发明的功效在于：能达到以该太阳能发电装置为优先对于该负载进行供电，并当该太阳能发电装置的输出功率不足给该负载使用时，则进行由该恒压电源装置对于该负载补充供电，直到该太阳能发电装置的输出功率大于该负载所需，而调节成全由该太阳能发电装置对于该负载进行供电，因此达到可以该太阳能发电装置为主而其他能源为辅的稳定供电的功效。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的较佳实施例详细说明中清楚地呈现，其中：
图1是一个示意图，说明本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置的一个实施例的各个组件的电连接关系；
图2是一个表格图，说明该实施例一个太阳能发电装置与一个恒压电源装置经由电路仿真所得的输入电压对输出电流关系；
图3是一个实验数据图，说明该实施例的一个太阳能发电装置与一个恒压电源装置两者在不同日照量下的电压电流变化；
图4是一个示意图，说明本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置的实施例的另一个实施态样的各个组件的电连接关系。
具体实施方式
参阅图1，本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置的一个实施例，适用于作为一个太阳能发电装置11及一个恒压电源装置12对于一负载2的供电调节，该自动调节供电装置包含两个主输入端3、一个主输出端4、两个电流闸控组件5、两个电压调整单元6、两个供电优先权选择单元7，及两个储能单元8。
所述主输入端3分别电连接该太阳能发电装置11及该恒压电源装置12。该主输出端4电连接该负载2。其中，该太阳能发电装置11具有形成一个电连接上述主输入端3的供电回路的一个太阳能板单元111与一个最大功率转换单元112，该恒压电源装置12具有形成一个电连接上述主输入端3的供电回路的一个市电121与一个交直流转换单元122。
所述电流闸控组件5分别包括一个内输入端51及一个内输出端52。所述内输入端51分别电连接所述主输入端3，所述内输出端52电连接该主输出端4。在本实施例中，所述电流闸控组件5分别为一个二极管(diode)，而各电流闸控组件5的内输入端51及内输出端52分别为二极管的阳极(anode)及阴极(cathode)。较佳地，所述电流闸控组件5也能分别为一个硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)。更佳地，所述电流闸控组件5也能分别为一个双向闸流体(TRIAC)。
所述电压调整单元6分别电连接于每两相对应的主输入端3及内输入端51间，所述电压调整单元6分别能于一个工作状态及一个非工作状态间切换，当各电压调整单元6于该工作状态时，该电压调整单元6的输出电压则稳定于一个适用于该负载2的工作电压范围内，当各电压调整单元6于该非工作状态时，该电压调整单元6的输出电压则随着输入电压变化。
所述供电优先权选择单元7分别电连接所述电压调整单元6，且分别用于将所述电压调整单元6于该工作状态及该非工作状态间切换，且用于调整所述电压调整单元6于该工作状态时输出至相对应的电流闸控组件5的内输入端51的输出电压。
所述储能单元8分别电连接所述电流闸控组件5的内输入端51。在本实施例中，所述储能单元8分别为一个电容器。
接着配合参阅图2，在使用本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置时，通过所述供电优先权选择单元7分别将电连接该太阳能发电装置11的电压调整单元6切换至该非工作状态，以及将电连接该恒压电源装置12的电压调整单元6切换至该工作状态，且将该电压调整单元6的输出电压调整至该负载2所适用的工作电压范围内。在本实施例的电路仿真中，该电压调整单元6的输出电压被调整至24.6V。
当该太阳能发电装置11输入进相对应的电流闸控组件5的电压大于该恒压电源装置12输入进相对应的电流闸控组件5的电压一个差值时，在本实施例中，该差值为0.4V，对应于该太阳能发电装置11的电流闸控组件5为顺向偏压且压差大于该电流闸控组件5的一个阈值电压(threshold voltage)，即二极管的PN接面电压，因此形成通路，而对应于该恒压电源装置12的电流闸控组件5的内输入端51与内输出端52两者的压差小于该电流闸控组件5的阈值电压，因此形成断路，此时全由该太阳能发电装置11对该负载2供应电流。
当该太阳能发电装置11因日照条件有所变化，使得其输出电压开始下降，且与该恒压电源装置12分别输入所述电流闸控组件5的内输入端51的电压差的绝对值小于该差值时，对应该太阳能发电装置11的电流闸控组件5保持通路，但该太阳能发电装置11输出至该主输出端4的电流随着其压降而变小，同时对应该恒压电源装置12的电流闸控组件5为顺向偏压且压差大于该阈值电压而呈通路状态，此时则由该太阳能发电装置11及该恒压电源装置12同时对于该负载2供应电流，然而该恒压电源装置12输出至该负载2的电流以补充该太阳能装置11所短缺的部分，从而维持该负载2于正常工作功率。
当该太阳能发电装置11因日照条件差而发电功率低，且使得该恒压电源装置12输入进相对应的电流闸控组件5的电压大于该太阳能发电装置11输入进相对应的电流闸控组件5的电压该差值时，对应该恒压电源装置12的电流闸控组件5保持通路，同时对应该太阳能发电装置11的电流闸控组件5的内输入端51与内输出端52两者的压差小于该电流闸控组件5的该阈值电压，因此形成断路，此时全由该恒压电源装置12对该负载2供应电流。
参阅图3，为本实施例在不同日照条件的供电调节的实验数据图。其中，所使用的负载2的工作电压为24V且消耗功率为130W，因此该电压调整单元6的输出电压被调整至24V。由图3能得知，本实施例确实能达到上述的功效。
值得一提的是，参阅图4，本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置还能进行电路组件扩充，而再与一个如风力发电装置、地热发电装置、潮汐发电装置、生质能源发电装置等的再生能源发电装置13电连接，然而该太阳能与其他能源自动供电调节装置能将该太阳能发电装置11、该恒压电源装置12及该再生能源发电装置13进行对于该负载2的供电调节。其中，该太阳能与其他能源自动调节供电装置还包含一个前述的主输入端3、一个具有一个电连接于该主输入端3的内输入端51及一个电连接该主输出端4的内输出端52的电流闸控组件5、一个电连接于该主输入端3与该电流闸控组件5的内输入端51的电压调整单元6、一个电连接该电压调整单元6的供电优先权选择单元7，及一个电连接该电流闸控组件5的内输入端51的储能单元8。
该再生能源发电装置13具有形成一个电连接上述主输入端3的供电回路的一个再生能源发电单元131与一个最大功率转换单元132。
在使用本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置时，通过所述供电优先权选择单元7分别将电连接该太阳能发电装置11的电压调整单元6切换至该非工作状态、将电连接该恒压电源装置12的电压调整单元6切换至该工作状态，以及将电连接该再生能源发电装置13的电压调整单元6切换至该工作状态，且将于该工作状态的所述电压调整单元6的输出电压调整至该负载2所适用的工作电压范围内，其中，对应该再生能源发电装置13的电压调整单元6的输出电压大于对应该恒压电源装置12的电压调整单元6的输出电压。
根据前述的太阳能与其他能源自动调节供电装置的工作原理，当该太阳能发电装置11的输出功率不足，即输出电压有所下降时，则先由该再生能源发电装置13进行补充供电，直到该再生能源发电装置13的输出功率也不足，即输出电压有所下降时，则由该恒压电源装置12进行补充供电。借此，达到能以该太阳能发电装置11为主而其他能源为辅的稳定供电的功效，除此之外，通过供电优先权的选择能依其他能源的供电成本高低来决定供电顺序，以有效降低整体的供电成本。上述供电先后顺序是对应于所述电压调整单元所设定的输出电压高低。
综上所述，本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置通过该供电优先权选择单元7对于所述电压调整单元6的输出电压进行调控，且与所述电流闸控组件5相配合达到以该太阳能发电装置11为优先对于该负载2进行供电，并当该太阳能发电装置11的输出功率不足给该负载2使用时，则依序由其他能源进行对于该负载2补充供电，直到该太阳能发电装置11的输出功率大于该负载2所需，而调节成全由该太阳能发电装置11对于该负载2进行供电，因此达到能以该太阳能发电装置11为主而其他能源为辅的主动式调节供电的功效，且免去需增加电压电流侦测装置作为太阳能发电装置11的供电状态侦测，来进行后续与其他能源分配调节供电依据。再者，由于本发明太阳能与其他能源自动调节供电装置的组成电路组件简单，因此可以并联扩充方式增加多个由一个电流闸控组件5、一个电压调整单元6、一个供电优先权选择单元7及一个储能单元8所组成分别供其他能源装置电连接的回路，从而并联其他能源装置。除此之外，通过供电优先权的选择能依其他能源的供电成本高低来决定供电顺序，以有效降低整体的供电成本。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。
Claims (7)
1.一种太阳能与其他能源自动调节供电装置，适用于作为一个太阳能发电装置及一个恒压电源装置对于一负载的供电调节，其特征在于：该自动调节供电装置包含：
二个主输入端，分别电连接该太阳能发电装置及该恒压电源装置；
一个主输出端，电连接该负载；
二个电流闸控组件，每一个电流闸控组件包括一个内输入端及一个内输出端，所述内输入端分别电连接所述主输入端，所述内输出端电连接该主输出端；
二个电压调整单元，分别电连接于所述主输入端及相对应的内输入端间，且能各自于工作状态及非工作状态间切换，于该工作状态时，所述电压调整单元的输出电压稳定于适用于所述负载的工作电压范围内，于该非工作状态时，所述电压调整单元的输出电压随所述电压调整单元的输入电压变化；及
二个供电优先权选择单元，分别电连接所述电压调整单元，每一个供电优先权选择单元用于将对应的电压调整单元于该工作状态及该非工作状态间切换，且用于调整对应的电压调整单元于该工作状态时输出至相对应的电流闸控组件的内输入端的输出电压；其中，当该太阳能发电装置经由相对应的电压调整单元输入进相对应的电流闸控组件的电压大于该恒压电源装置经由相对应的电压调整单元输入进相对应的电流闸控组件的电压一个差值时，对应于该恒压电源装置的电流闸控组件形成断路而对应于该太阳能发电装置的电流闸控组件形成通路，此时全由该太阳能发电装置对该负载供应电流，当该太阳能发电装置及该恒压电源装置分别经由其各自对应的电压调整单元输入所述电流闸控组件的电压差的绝对值小于该差值时，所述电流闸控组件为通路，此时由该太阳能发电装置及该恒压电源装置同时对于该负载供应电流，当该恒压电源装置经由相对应的电压调整单元输入进相对应的电流闸控组件的电压大于该太阳能发电装置经由相对应的电压调整单元输入进相对应的电流闸控组件的电压该差值时，则全由该恒压电源装置对于该负载供应电流；
其中，使优先选择的供电来源所对应的供电优先权选择单元将对应的电压调整单元切换为非工作状态，其他的供电优先权选择单元将对应的电压调整单元切换为工作状态。
2.根据权利要求1所述的太阳能与其他能源自动调节供电装置，其特征在于：所述电流闸控组件分别为一个二极管。
3.根据权利要求1所述的太阳能与其他能源自动调节供电装置，其特征在于：所述电流闸控组件分别为一个硅控整流器。
4.根据权利要求1所述的太阳能与其他能源自动调节供电装置，其特征在于：所述电流闸控组件分别为一个双向闸流体。
5.根据权利要求2至4其中任一项所述的太阳能与其他能源自动调节供电装置，其特征在于：该自动调节供电装置还包含：
第三个主输入端，适用于电连接一个再生能源发电装置；
第三个电流闸控组件，包括一个内输入端及一个内输出端，所述内输入端电连接所述第三个主输入端，所述内输出端电连接所述主输出端；
第三个电压调整单元，电连接于相对应的第三个主输入端及相对应的第三个内输入端间，能于工作状态及非工作状态间切换，于该工作状态时，所述电压调整单元的输出电压稳定于适用于所述负载的工作电压范围内，于该非工作状态时，所述电压调整单元的输出电压随所述电压调整单元的输入电压变化；及
第三个供电优先权选择单元，电连接所述第三个电压调整单元，用于将对应的电压调整单元于该工作状态及该非工作状态间切换，且用于调整对应的电压调整单元于该工作状态时输出至相对应的电流闸控组件的内输入端的输出电压；
使非优先选择的供电来源所对应的供电优先权选择单元将对应的电压调整单元皆切换为工作状态，并依优先次序将非优先选择的供电来源所对应的电压调整单元的输出电压调整为由高至低。
6.根据权利要求2至4其中任一项所述的太阳能与其他能源自动调节供电装置，其特征在于：该自动调节供电装置还包含数个分别电连接所述内输入端的储能单元。
7.根据权利要求6所述的太阳能与其他能源自动调节供电装置，其特征在于：所述储能单元分别为一个电容器。
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