CN204928190U - 太阳能逆变系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳能逆变系统，包括多个太阳能面板、多个太阳能蓄电器、逆变器、控制器、储能器、负载以及市用电源，其中各太阳能面板分别与太阳能蓄电器耦接，各太阳能蓄电器以并联型式相接，控制器耦接太阳能蓄电器以及逆变器，逆变器耦接负载、储能器以及太阳能蓄电器，市用电源可直接对负载供电。当有日照时，控制器控制太阳能蓄电器供应电源至储能器以及负载，无日照时，仅由储能器供应电源至负载。由逆变器内部电流转换单元不对称的设置，以达成不对称的三相供电，从而增加本实用新型的太阳能逆变系统供电的灵活性。

Description

太阳能逆变系统

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能逆变系统，尤其涉及一种具有控制供电模式以及提供不对称三相电源功能的太阳能逆变系统。

背景技术

已知的太阳能光电系统由太阳能电池模块和逆变器所组成，太阳能电池模块将太阳光线以化学能的形式转化为电能，逆变器将太阳能电池模块产生的直流电压转换成交流电压可送至负载并对其供电。

然而，太阳能光电系统在高功率规格需求下，由多个太阳能电池模块串或并联起来使用，以达到太阳能电池模块所需的输出规格，后端再串接逆变器将直流电转换成交流电输出。传统的太阳能光电系统并无法有效的控制供电模式以及在日照时将多余电能储存起来，以供无市电时供电所需。

实用新型内容

根据本实用新型的实施方式，提供了一种太阳能逆变系统，其中，包括：多个太阳能面板，用于接收光能；多个太阳能蓄电器，各该太阳能蓄电器分别耦接各该太阳能面板，各该太阳能蓄电器用于将光能转换成电能，其中，各该太阳能蓄电器以并联型式所连接；一逆变器，耦接各该太阳能蓄电器；一控制器，耦接至各该太阳能蓄电器与该逆变器；一储能器，耦接至各该太阳能蓄电器与该逆变器；以及一负载，耦接该逆变器，该逆变器传送电能给该负载；其中，该多个太阳能蓄电器的输出功率大于二倍的负载的消耗功率，当该太阳能面板接收到光能时，各该太阳能蓄电器将光能转换成电能，该控制器控制各该太阳能蓄电器输出一第一电能至该储能器，并控制各该太阳能蓄电器输出一第二电能至该逆变器，该逆变器逆变该第二电能以供电给该负载。

其中，当该太阳能面板无法接收到光能时，该储能器传送一第三电能以供电给该负载。

其中，该逆变器用于逆变该第二电能或该第三电能为一三相电流，该逆变器包括至少一第一相电流转换单元、至少一第二相电流转换单元及至少一第三相电流转换单元。

其中，在该至少一第一相电流转换单元的数量大于二时，该至少一第一相电流转换单元并联且同步运作，在该至少一第二相电流转换单元的数量大于二时，该至少一第二相电流转换单元并联且同步运作，在该至少一第三相电流转换单元的数量大于二时，该至少一第三相电流转换单元并联且同步运作。

其中，该至少一第一相电流转换单元用于输出一第一相电流，该至少一第二相电流转换单元用于输出一第二相电流，该至少一第三相电流转换单元用于输出一第三相电流，该第一相电流、该第二相电流及该第三相电流为一组各相差120度的三相电流。

其中，该控制器通过最大功率追踪模式以控制各该太阳能蓄电器所输出的电能给该逆变器。

其中，该第一电能为该多个太阳能蓄电器的输出功率的一部分，该第二电能为该多个太阳能蓄电器的输出功率的其余部分。

其中，该储能器储电饱和后，该第一电能为零功率，该第二电能为该多个太阳能蓄电器的输出功率的全部。

其中，该储能器为至少一蓄电池。

其中，该第一电能与该第二电能的功率比值大于1。

本实用新型实施例提供一种太阳能逆变系统，包括多个太阳能面板、多个太阳能蓄电器、逆变器、控制器、储能器、负载以及市用电源，其中各太阳能面板分别与太阳能蓄电器耦接，各太阳能蓄电器以并联型式相接，控制器耦接太阳能蓄电器以及逆变器，逆变器耦接负载、储能器以及太阳能蓄电器。当有日照时，控制器控制太阳能蓄电器供应第一电能至储能器以及透过逆变器供应第二电能至负载，无接受日照时，则由储能器供应第三电能至负载，并由逆变器内部第一、二、三相位电流转换单元不对称的设置，以有效达成不对称的三相供电，其中，该多个太阳能蓄电器的输出功率大于两倍的负载的消耗功率，第一电能与第二电能的功率比值大于1。

进一步执行该特定功能，本实用新型所提出的太阳能逆变系统有效利用控制器令整体系统接收太阳光能并将其转换能直流电能后，储存供应负载电能的剩余电能，以供无日照所需，再者，不对称第一、二、三相位电流转换单元的配置更能增加本实用新型的太阳能逆变系统供电的灵活性，在第一、二、三相位可提供不对称的电流。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的保护范围作任何的限制。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的太阳能逆变系统(市用电源模式)。

图2为本实用新型另一实施例的太阳能逆变系统(日照供电模式)。

图3为本实用新型另一实施例的太阳能逆变系统(无日照供电模式)。

图4为本实用新型另一实施例的太阳能逆变系统的三相供电模式1。

图5为本实用新型另一实施例的太阳能逆变系统的三相供电模式2。

图6为本实用新型另一实施例的太阳能逆变系统的三相供电模式3。

图7为本实用新型另一实施例的太阳能逆变系统的单相供电模式。

具体实施方式

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例的太阳能逆变系统(市用电源模式)，包括太阳能面板101a、101b、101c、太阳能蓄电器103a、103b、103c、逆变器105、控制器107、储能器109、负载111以及市用电源113，其中太阳能面板101a、101b、101c分别与太阳能蓄电器103a、103b、103c耦接，实务上，通常将太阳能面板101a、101b、101c放置于无光害且日照时间长的地区用于接收光能，太阳能蓄电器103a、103b、103c用于将光能转换成电能，其中太阳能蓄电器103a、103b、103c以并联型式所连接。

逆变器105耦接太阳能蓄电器103a、103b、103c，逆变器105接收到太阳能蓄电器103a、103b、103c所传送的直流电源后，将其转换成交流电源，并可提供一组三相电源作为市电供应电源所用。逆变器105更包括电流转换单元(图未示)，用于将太阳能蓄电器103a、103b、103c以及储能器109所提供的直流电转换成交流电。

逆变器105包括至少一第一相电流转换单元、至少一第二相电流转换单元及至少一第三相电流转换单元。第一相电流转换单元的数量大于二时，第一相电流转换单元并联且同步运作。第二相电流转换单元的数量大于二时，第二相电流转换单元并联且同步运作，利用相同地概念，第三相电流转换单元的数量大于二时，第三相电流转换单元并联且同步运作。第一相电流转换单元用于输出第一相电流，第二相电流转换单元用于输出第二相电流，第三相电流转换单元用于输出第三相电流。第一相电流、第二相电流及第三相电流为一组各相差120度的三相电流。

控制器107耦接于太阳能蓄电器103a、103b、103c与逆变器105，控制器107透过最大功率追踪以控制太阳能蓄电器103a、103b、103c所输出的电能给逆变器105并进行控制，其中最大功率追踪为检测在日照的哪个时段或哪个角度具有最大功率的储电效率。

储能器109耦接于太阳能蓄电器103a、103b、103c与逆变器105，其中控制器107用于控制太阳能蓄电器103a、103b、103c输出第一电能至储能器109将电能储存。负载111耦接逆变器105，逆变器105接收自太阳能蓄电器103a、103b、103c或储能器109所传送电能后，将电能转换成三相电源后传送至负载111并对其供电。其中，该储能器109包括至少一蓄电池，可为铅蓄电池、锂电池或可充电电池，本实用新型不以电池种类为限。

此外，当太阳能面板101a、101b、101c接收到光能时，太阳能蓄电器103a、103b、103c将光能转换成电能，控制器107可控制太阳能蓄电器103a、103b、103c输出不同比例的第一电能传送至该储能器109将电能储存，亦或是，控制器107可控制太阳能蓄电器103a、103b、103c输出不同比例的第二电能至逆变器105以提供负载111的供电。其中，太阳能蓄电器103a、103b、103c所输出的功率大于两倍负载所需消耗的功率，目的是为了确保储能器109能接收到足够的第一电能，扣除掉电能于传输中所消耗掉的功率后，足以供无市电时负载111供电所需。

举例来说，一般太阳能逆变系统接收到的光能大多转换为供应负载的电能。因此，一般储能器将获得较少或不足的充电电能。所以，于市用电源113无法供电给负载111，且一般太阳能逆变系统无法接收到充足的阳光时，一般储能器往往无法提供充足的电能给负载111，或是一般储能器往往只能暂时性地供电给负载111。但是，本实施例的储能器109能够接收到足够的第一电能。因此，于上述状况而由储能器109供电给负载111时，储能器109可提供充足的电能给负载111，或是长时间供电给负载111。其中，太阳能面板101a、101b、101c及太阳能蓄电器103a、103b、103c根据储能器109及负载111的需求而搭配设计，以提供充足的第一电能给储能器109及充足的第二电能给负载111。

当太阳能面板101a、101b、101c无法接收到光能时，控制器107透过逆变器105来控制储能器109传送第三电能以提供负载111所需。再者，市用电源113耦接负载11，当无太阳光时以及储能器109电力不足时，即利用市用电源113对负载111进行供电。以下将针对本实用新型实施例的太阳能逆变系统在日照以及无日照时的供电模式作进一步说明。

请参照图2，图2为本实用新型实施例的太阳能逆变系统(日照供电模式)，包括太阳能面板201a、201b、201c、太阳能蓄电器203a、203b、203c、逆变器205、控制器207、储能器209以及负载211，其中太阳能面板201a、201b、201c分别与太阳能蓄电器203a、203b、203c耦接，太阳能蓄电器203a、203b、203c以并联型式所连接。

逆变器205耦接太阳能蓄电器203a、203b、203c，逆变器205将太阳能蓄电器203a、203b、203c所传送的直流电源转换成交流电源，并可提供一组三相电源作为负载211的供电。控制器207耦接于太阳能蓄电器203a、203b、203c与逆变器205，控制器207透过最大功率追踪以控制太阳能蓄电器203a、203b、203c所输出的电能。

储能器209耦接于太阳能蓄电器203a、203b、203c与逆变器205，当太阳能面板201a、201b、201c接收日照时，其中控制器207用于控制太阳能蓄电器203a、203b、203c输出第一电能至储能器209将电能储存，或是，控制器207可控制太阳能蓄电器203a、203b、203c输出不同比例的第二电能至逆变器205以提供负载211的电力所需。其中，第一电能为太阳能蓄电器203a、203b、203c输出功率的一部分，第二电能为太阳能蓄电器203a、203b、203c输出功率的其余部分。

其中第一电能与第二电能的功率比值大于1。换句话说，第一电能至少略高于第二电能，目的是为了确保能让储能器209可以储存第一电能视为较高优先权。当储能器209储存电力达饱和后，第一电能将降至零功率，太阳能蓄电器203a、203b、203c将输出所有功率以做为第二电能供应负载211供电所需。

请参照图3，图3为本实用新型实施例的太阳能逆变系统(无日照供电模式)，包括逆变器305、控制器307、储能器309以及负载311，逆变器305分别与控制器307、储能器309以及负载311耦接。当无日照时，负载311的供电由储能器309输出第三电能以提供负载311供电所需，并由控制器307经由逆变器305对储能器309作进一步的控制，令储能器309输出的直流电源经逆变器305中的电流转换单元(图未示)将直流电源转换成三相电源，以供负载所需。

请参照图4，图4为本实用新型实施例的太阳能逆变系统的三相供电模式1，包括第一相电流转换单元401a、401b、第二相电流转换单元401c、401d、第三相电流转换单元401e、401f、储能器405、市用电源407以及负载409。

储能器405的两条接线分别与第一相电流转换单元401a、401b、第二相电流转换单元401c、401d、第三相电流转换单元401e、401f连接，用于接通电源。市用电源407有四条接线，分别是N、L1、L2、L3，代表接地线、第一相位、第二相位、第三相位。负载409有四条接线，分别是N、L1、L2、L3，代表接地、第一相位、第二相位、第三相位。

第一相电流转换单元401a、401b分别连接储能器405、市用电源407的接地线以及第一相位、负载409的接地线以及第一相位，意即在第一相位中由第一相电流转换单元401a、401b来将直流电源转换成交流电中第一相位的电能；第二相电流转换单元401c、401d分别连接储能器405、市用电源407的接地线以及第二相位、负载409的接地线以及第二相位，意即在第二相位中由第二相电流转换单元401c、401d来供应电能；第三相电流转换单元401e、401f分别储能器405、连接市用电源407的接地线以及第三相位、负载409的接地线以及第三相位，意思即在第三相位中由第三相电流转换单元401e、401f来供应电源。

在本实施例中，选用第一相电流转换单元401a、401b、第二相电流转换单元401c、401d、第三相电流转换单元401e、401f所能提供的功率是相同的，在任一相位中，各自包括两台电流转换单元，意即在第一、二、三相位所能提供的功率是相同的。举例来说，每一个电流转换单元所能提供的功率是10千瓦-小时(10度电)，而第一相电流转换单元401a、401b在第一相位能提供20度电，以此类推，第二相电流转换单元401c、401d在第二相位能提供20度电，第三相电流转换单元401e、401f在第三相位也同样地能提供20度电。

请参照图5，图5为本实用新型实施例的太阳能逆变系统的三相供电模式2，包括第一相电流转换单元501a、501b、501c、501d、第二相电流转换单元501e、第三相电流转换单元501f、市用电源507以及负载509。

第一相电流转换单元501a、501b、501c、501d分别连接储能器505、市用电源507的接地线以及第一相位、负载509的接地线以及第一相位。由第一相电流转换单元501a、501b、501c、501d来对第一相位供应电源；第二相电流转换单元501e分别连接储能器505、市用电源507的接地线以及第二相位、负载509的接地线以及第二相位。意即在第二相位中由第二相电流转换单元501e来供应电源；第三相电流转换单元501f分别连接储能器505、市用电源507的接地线以及第三相位、负载509的接地线以及第三相位，在第三相位中由第三相电流转换单元501f来供应电源。

在本实施例中，第一相电流转换单元501a、501b、501c、501d包括四台电流转换单元，第二相电流转换单元501e、第三相电流转换单元501f各自包括一台电流转换单元，意即在第一、二、三相位所能提供的电能是属于不对称的。就本实施来说，每一个电流转换单元所能提供的电能是10千瓦-小时(10度电)，而第一相电流转换单元501a、501b、501c、501d在第一相位能提供40度电，第二相电流转换单元501e在第二相位能提供10度电，第三相电流转换单元501f在第三相位也同样地能提供10度电。

请参照图6，图6为本实用新型实施例的太阳能逆变系统的三相供电模式3，包括第一相电流转换单元601a、601b、601c、第二相电流转换单元601d、601e、第三相电流转换单元601f、储能器605、市用电源607以及负载609。

第一相电流转换单元601a、601b、601c分别连接储能器605、市用电源607的接地线以及第一相位、负载609的接地线以及第一相位，并对第一相位供应电源；第二相电流转换单元601d、601e分别连接储能器605、市用电源607的接地线以及第二相位、负载609的接地线以及第二相位，在第二相位中由第二相电流转换单元601d、601e来供应电源；第三相电流转换单元601f分别连接储能器605、市用电源607的接地线以及第三相位、负载609的接地线以及第三相位，在第三相位中由第三相电流转换单元601f来供应电源。

在本实施例中，第一相电流转换单元601a、601b、601c包括三台电流转换单元，第二相电流转换单元601d、601e包括两台电流转换单元，第三相电流转换单元601f包括一台电流转换单元，意即在第一、二、三相位所能提供的电能是属于不对称的。就举例来说，第一相电流转换单元601a、601b、601c在第一相位能提供30度电，第二相电流转换单元601d、601e在第二相位能提供20度电，第三相电流转换单元601f在第三相位能提供10度电。

请参照图7，图7为本实用新型实施例的太阳能逆变系统的单相供电模式，包括电流转换单元701、储能器705、市用电源707以及负载709。相电流转换单元701分别连接储能器705、市用电源707的接地线以及第一相位、负载709的接地线以及第一相位。

在本实施例中，电流转换单元701共有六台，即在第一相位中能提供60度电，用于显现本实用新型亦可提供单相电源至负载709。

综上所述，本实用新型所提出利用控制器来控制太阳能蓄电器以及储能器的供电路径以及供电比例，在有日照时，由太阳能蓄电器供应电能至储能器以及负载，无日照时，仅由储能器对负载供电，另外，逆变器中电流转换单元可作为不对称的供电配置，并透过逆变器将储能器所提供的直流电源转换成交流电源，以提供负载端不对称的三相电源。藉此，本实用新型所提出的太阳能逆变系统能有效储存太阳能，并将其供无日照所需，另外，不对称电流转换单元的配置更能增加本实用新型的太阳能逆变系统供电的灵活性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用于限定本实用新型的专利保护范围。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍在本实用新型的专利保护范围内。

【符号说明】

101a、101b、101c、201a、201b、201c太阳能面板

103a、103b、103c、203a、203b、203c太阳能蓄电器

105、205、305逆变器

107、207、307控制器

109、209、309储能器

111、211、311负载

113市用电源

401a、401b、501a、501b、501c、501d、601a、601b、601c第一相电流转换单元

401c、401d、501e、601d、601e第二相电流转换单元

401e、401f、501f、601f第三相电流转换单元

405、505、605、705储能器

407、507、607、707市用电源

409、509、609、709负载

701电流转换单元。

Claims (10)

1.一种太阳能逆变系统，其特征在于，包括：

多个太阳能面板，用于接收光能；

多个太阳能蓄电器，各该太阳能蓄电器分别耦接各该太阳能面板，各该太阳能蓄电器用于将光能转换成电能，其中，各该太阳能蓄电器以并联型式所连接；

一逆变器，耦接各该太阳能蓄电器；

一控制器，耦接至各该太阳能蓄电器与该逆变器；

一储能器，耦接至各该太阳能蓄电器与该逆变器；以及

一负载，耦接该逆变器，该逆变器传送电能给该负载；

其中，该多个太阳能蓄电器的输出功率大于二倍的该负载的消耗功率，当该太阳能面板接收到光能时，各该太阳能蓄电器将光能转换成电能，该控制器控制各该太阳能蓄电器输出一第一电能至该储能器，并控制各该太阳能蓄电器输出一第二电能至该逆变器，该逆变器逆变该第二电能以供电给该负载。

2.根据权利要求1所述的太阳能逆变系统，其特征在于，当该太阳能面板无法接收到光能时，该储能器传送一第三电能以供电给该负载。

3.根据权利要求2所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该逆变器用于逆变该第二电能或该第三电能为一三相电流，该逆变器包括至少一第一相电流转换单元、至少一第二相电流转换单元及至少一第三相电流转换单元。

4.根据权利要求3所述的太阳能逆变系统，其特征在于，在该至少一第一相电流转换单元的数量大于二时，该至少一第一相电流转换单元并联且同步运作，在该至少一第二相电流转换单元的数量大于二时，该至少一第二相电流转换单元并联且同步运作，在该至少一第三相电流转换单元的数量大于二时，该至少一第三相电流转换单元并联且同步运作。

5.根据权利要求3所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该至少一第一相电流转换单元用于输出一第一相电流，该至少一第二相电流转换单元用于输出一第二相电流，该至少一第三相电流转换单元用于输出一第三相电流，该第一相电流、该第二相电流及该第三相电流为一组各相差120度的三相电流。

6.根据权利要求1所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该控制器通过最大功率追踪模式以控制各该太阳能蓄电器所输出的电能给该逆变器。

7.根据权利要求1所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该第一电能为该多个太阳能蓄电器的输出功率的一部分，该第二电能为该多个太阳能蓄电器的输出功率的其余部分。

8.根据权利要求7所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该储能器储电饱和后，该第一电能为零功率，该第二电能为该多个太阳能蓄电器的输出功率的全部。

9.根据权利要求1所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该储能器为至少一蓄电池。

10.根据权利要求1所述的太阳能逆变系统，其特征在于，该第一电能与该第二电能的功率比值大于1。