FI122046B - Aurinkovoimala - Google Patents
Aurinkovoimala Download PDFInfo
- Publication number
- FI122046B FI122046B FI20095018A FI20095018A FI122046B FI 122046 B FI122046 B FI 122046B FI 20095018 A FI20095018 A FI 20095018A FI 20095018 A FI20095018 A FI 20095018A FI 122046 B FI122046 B FI 122046B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- solar
- phase
- terminal
- terminals
- unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Aurinkovoimala
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy itsenäisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen aurinkovoimalaan.
5 Näkyvän valon taajuista auringon säteilyä on tunnettua muuntaa au rinkokennoilla sähköenergiaksi. Kukin aurinkokenno tuottaa tasavirtaa, jonka suuruus vaihtelee kyseiseen aurinkokennoon osuvan auringon säteilyn määrän funktiona. Lukuisia aurinkokennoja käsittävä aurinkovoimala on usein tarkoituksenmukaista varustaa tasavirtamuuttajavälineillä, jotka on sovitettu muut-10 tamaan aurinkokennoilta saatavat sisääntulojännitteiset sisääntulotasavirrat ulostulojännitteiseksi ulostulotasavirraksi. Tasavirtamuuttajavälineet on tunnettua toteuttaa käyttäen yksivaiheisia dc/dc-hakkureita.
Aurinkovoimaloiden yksivaiheisilla dc/dc-hakkureilla toteutettujen ta-savirtamuuttajavälineiden ongelmana ovat korkeat kustannukset, suuri tilantar-15 ve ja puutteellinen luotettavuus.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on kehittää aurinkovoimala, jolla yllämainittuja ongelmia saadaan lievitettyä. Keksinnön tavoite saavutetaan aurinkovoima-lalla, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisessä patenttivaatimuk-20 sessa 1. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Keksintö perustuu siihen, että aurjnkovoimalan tasavirtamuuttajavä-lineissä käytetään kolmivaiheista invertteriyksikköä tasavirtamuuttajana.
Keksinnön mukaisen aurinkovoimalan etuja ovat sen tasavirtamuut-25 tajavälineiden aiempaa alhaisemmat kustannukset, vähäisempi tilantarve ja ^ parempi luotettavuus. Alhaisemmat kustannukset saavutetaan muun muassa g sen ansiosta, että kolmivaiheisia invertteriyksiköitä valmistetaan suurissa sar- ö joissa verrattuna yksivaiheisien dc/dc-hakkureiden tuotantosarjoihin. Tilantarve
CO
x on pienempi, koska kolmivaiheisessa invertteriyksikössä kuusi ohjattavaa kyt- * 30 kintä on integroitu samaan yksikköön. Kolmivaiheisten inverttereiden luotetta- $2 vuus on parempi kuin yksivaiheisten dc/dc-hakkureiden luotettavuus, koska o g kolmivaiheisia invertteriyksiköitä on käytössä huomattavasti enemmän kuin yk- o sivaiheisia dc/dc-hakkureita, joten kolmivaiheisista invertteriyksiköistä on ole massa paljon enemmän käyttökokemuksia.
2
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheiseen kuvioon 1, joka esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen aurinkovoimalan yksinkertaistettua kytkentäkaaviota.
5 Kuvion 1 aurinkovoimat käsittää aurinkokennovälineet 2, jotka on sovitettu aurinkoenergian muuttamiseksi tasavirraksi, tasavirtamuuttajavälineet 4, jotka on sovitettu muuttamaan aurinkokennovälineiden 2 tuottamat sisääntu-lotasavirrat ulostulotasavirraksi, energiavarastovälineet, jotka on sovitettu varastoimaan sähköenergiaa, ja verkkovaihtosuuntaajavälineet 8, jotka on sovi-10 tettu tasavirtamuuttajavälineiden 4 syöttämän sähkön vaihtosuuntaamiseksi ja syöttämiseksi sähkönjakeluverkkoon.
Aurinkokennovälineet 2 käsittävät useita aurinkokennoyksiköitä 21 -25, joista kukin sisältää ensimmäisen kennonavan ja toisen kennonavan, jotka on sovitettu toimimaan yhdessä aurinkokennoyksikön tuottaman sähköenergi-15 an syöttämiseksi tasavirtana ulos aurinkokennoyksiköstä. Kuviossa 1 kunkin aurinkokennoyksikön 21 - 25 ensimmäinen kennonapa on positiivinen napa, ja toinen kennonapa on negatiivinen napa, eli käyttötilanteessa ensimmäisen kennonavan sähköinen potentiaali on korkeampi kuin toisen kennonavan.
Tasavirtamuuttajavälineet 4 käsittävät kuusi tasavirtasisääntu-20 lonapaa, joista kukin on kytketty vähintään yhteen kennonapaan, ja kaksi tasa-virtaulostulonapaa. Tasavirtamuuttajavälineet 4 on sovitettu muuttamaan tasa-virtasisääntulonapojen kautta tuotavat sisääntulojännitteiset sisääntulotasavir-rat ulostulojännitteiseksi ulostulotasavirraksi, ja syöttämään ulostulotasavirran tasavirtaulostulonapojen kautta ulos tasavirtamuuttajavälineistä 4.
25 Tasavirtamuuttajavälineet 4 on toteutettu kahdella kolmivaiheisella invertteriyksikköllä 11 ja 12, joista kullakin on kolme vaihenapaa kaksi tasajän-^ nitenapaa. Invertteriyksikön 11 vaihenapoja on merkitty viitteillä L1n, L2^ ja ^ L3n, ja tasajännitenapoja viitteillä INVn+ ja INV-n-, Invertteriyksikön 12 vai-
LO
9 henapoja on puolestaan merkitty viitteillä LI12, L212 ja L312, ja tasajännitenapo- m 30 ja viitteillä INVi2+ ja INVi2-, Kukin invertteriyksikkö on sovitettu toimimaan täit savi rta m uuttajana siten, että kukin sen kolmesta vaihenavasta on sovitettu ta- ^ savirtamuuttajavälineiden tasavirtasisääntulonavaksi, ja kukin sen tasajänni- o tenavoista on sähköisesti johtavassa yhteydessä tasavirtamuuttajavälineiden 4 o yhteen tasavirtaulostulonapaan. Tasavirtamuuttajavälineillä 4 on siis tasan yksi
O
^ 35 positiivinen tasavirtaulostulonapa, ja tasan yksi negatiivinen tasavirtaulostu- lonapa.
3
Keksinnön eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa tasavirta-muuttajavälineet käsittävät vain yhden invertteriyksikön. Tällöin kyseisen in-vertteriyksikön tasajännitenavat voidaan sovittaa tasavirtamuuttajavälineiden tasavirtaulostulonavoiksi, eli invertteriyksikkökomponentin tasajännitenavat 5 voivat toimia tasavirtamuuttajavälineiden tasavirtaulostulonapoina ilman mitään lisäkomponentteja tai kytkentöjä. Mitä tasavirtamuuttajavälineiden tasavir-tasisääntulonapojen kytkentöihin tulee, on selvää, että keksinnön suojapiirin sisään kuuluvat kaikki ratkaisut, joissa aurinkokennovälineiden tuottamaa tasasähköä tuodaan sisään invertteriyksikköön vaihenapojen kautta, riippumatta 10 siitä, kulkeeko sisään tuotava tasavirta joidenkin lisäkomponenttien kautta vai ei.
Invertteriyksikön 11 kukin vaihenapa on kytketty täsmälleen yhteen kennonapaan siten, että vaihenapa L1n on kytketty aurinkokennoyksikön 21 ensimmäiseen kennonapaan DC21+, vaihenapa L2n on kytketty aurinkoken-15 noyksikön 22 ensimmäiseen kennonapaan DC22+ ja vaihenapa L3n on kytketty aurinkokennoyksikön 23 ensimmäiseen kennonapaan DC23+. Invertteriyksikön 12 kolmesta vaihenavasta ensimmäinen vaihenapa L112 on kytketty aurinkokennoyksikön 24 ensimmäiseen kennonapaan DC24+, toinen vaihenapa L212 on kytketty sekä aurinkokennoyksikön 24 toiseen kennonapaan DC24- että au-20 rinkokennoyksikön 25 ensimmäiseen kennonapaan DC25+, ja kolmas vaihenapa L3-I2 on kytketty aurinkokennoyksikön 25 toiseen kennonapaan DC25-.
Invertteriyksiköt 11 ja 12 on kytketty rinnan siten, että sekä invertteriyksikön 11 positiivinen tasajännitenapa INVn+ että invertteriyksikön 12 positiivinen tasajännitenapa INV-|2+ on sähköisesti johtavassa yhteydessä tasavir-25 tamuuttajavälineiden 4 positiiviseen tasavirtaulostulonapaan. Vastaavasti sekä invertteriyksikön 11 negatiivinen tasajännitenapa INVn- että invertteriyksikön 12 negatiivinen tasajännitenapa INV12- on sähköisesti johtavassa yhteydessä o tasavirtamuuttajavälineiden 4 negatiiviseen tasavirtaulostulonapaan. o Invertteriyksikkö on keksinnön mukaisen aurinkovoimalan tasavir- co 30 tamuuttajavälineissä sovitettu toimimaan totutusta poikkeavalla tavalla. Nor-* maalisti invertteriyksikkö on sovitettu tasavirran vaihtosuuntaamiseen siten, et-
CL
tä invertteriyksikön tasajännitenapoihin tuotava tasavirta muutetaan invertte- 00 5 riyksikössä vaihtovirraksi, joka syötetään ulos invertteriyksikön vaihenapojen
LO
g kautta. Tässä tekstissä invertteriyksikön navat on nimetty invertteriyksikön ° 35 normaalin toiminnan eli vaihtosuuntaustoiminnan perusteella. Tästä syystä ta- 4 savirtamuuttajavälineiden kunkin invertteriyksikön navat, jotka on sovitettu vastaanottamaan tasavirtaa aurinkokennovälineiltä, on nimetty vaihenavoiksi.
Energiavarastovälineet on kytketty tasavirtamuuttajavälineiden 4 ta-savirtaulostulonapoihin, ja sovitettu varastoimaan sähköenergiaa. Energiava-5 rastovälineet käsittävät invertteriyksikön 11 tasajännitenapojen INVn+ ja INV11- väliin kytketyn kondensaattorin Cu, invertteriyksikön 12 tasajännitenapojen INV12+ ja INV12- väliin kytketyn kondensaattorin C12, ja verkkovaih-tosuuntaajavälineiden 8 tasajännitenapojen väliin kytketyn kondensaattorin Ce. Energiavarastovälineet on sovitettu tasoittamaan aurinkokennovälineiden 2 10 sähköntuotannon ajallista vaihtelua.
Verkkovaihtosuuntaajavälineet 8 käsittävät kolmivaiheisen invertteriyksikön 13, jonka positiivinen tasajännitenapa INV13+ on sähköisesti johtavassa yhteydessä invertterisyksiköiden 11 ja 12 positiivisiin tasajännitenapoi-hin INVn+ja INV12+. Invertteriyksikön 13 negatiivinen tasajännitenapa INV13. 15 on sähköisesti johtavassa yhteydessä invertterisyksiköiden 11 ja 12 negatiivisiin tasajännitenapoihin INVn-ja INV12-.
Verkkovaihtosuuntaajavälineiden 8 kolmivaiheinen invertteriyksikkö 13 voi olla identtinen tasavirtamuuttajavälineiden 4 invertteriyksiköiden 11 ja 12 kanssa. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa kaikki tasavirtamuuttajaväli-20 neissä ja verkkovaihtosuuntaajavälineissä käytettävät kolmivaiheiset invertte-riyksiköt ovat keskenään identtisiä. Tällaisen järjestelyn etuihin kuuluu muun muassa huoltotoiminnan helpottuminen varaosanimikkeiden määrän pienentymisen ansiosta.
Kukin invertteriyksiköistä 11, 12 ja 13 käsittää kuusi ohjattavaa kyt- 25 kintä, jotka on kytketty siltakytkentään tavalla, joka on alalla täysin tunnettu.
Siltakytkentä sisältää positiivisen kiskon ja negatiivisen kiskon. Positiivinen kis- ^ ko on käyttötilanteessa olennaisesti samassa potentiaalissa kuin invertteriyksi- o kön positiivinen tasajännitenapa, ja negatiivinen kisko on käyttötilanteessa o olennaisesti samassa potentiaalissa kuin invertteriyksikön negatiivinen tasa- co 30 jännitenapa. Kuviosta 1 nähdään, että kunkin invertteriyksikön positiivinen kis- ko on kytketty kolmeen ylärivissä sijaitsevaan ohjattavaan kytkimeen, ja negatiivinen kisko on kytketty kolmeen alarivissä sijaitsevaan ohjattavaan kytki-00 5 meen. Edelleen kuviosta 1 nähdään, että aurinkokennoyksiköiden 21, 22 ja 23
LO
g toiset kennonavat DC21-, DC22- ja DC23-, eli negatiiviset kennonavat, ovat säh- oj 35 köisesti johtavassa yhteydessä invertteriyksikön 11 negatiiviseen kiskoon siten, että aurinkokennoyksiköiden 21, 22 ja 23 toiset kennonavat ovat käyttöti- 5 lanteessa olennaisesti samassa potentiaalissa kuin invertteriyksikön 11 negatiivinen kisko.
Kunkin invertteriyksikön ohjattavia kytkimiä ohjataan kyseisen invertteriyksikön ohjausyksiköllä. Ohjausyksikkö CUn on sovitettu ohjaamaan 5 invertteriyksikön 11 ohjattavia kytkimiä, ohjausyksikkö CU12 on sovitettu ohjaamaan invertteriyksikön 12 ohjattavia kytkimiä, ja ohjausyksikkö CU 13 on sovitettu ohjaamaan invertteriyksikön 13 ohjattavia kytkimiä.
Ohjausyksikkö CUn on sovitettu mittaamaan invertteriyksikön 11 kuhunkin vaihenapaan tulevan virran suuruuden ja jännitteen. Ohjausyksikkö 10 CUn siis mittaa vaihenapaan Un tulevan virran suuruuden I1n ja jännitteen U111, vaihenapaan L2n tulevan virran suuruuden I2n ja jännitteen U2n, ja vaihenapaan L3n tulevan virran suuruuden I3n ja jännitteen U3n. Lisäksi ohjausyksikkö CUn on sovitettu mittaamaan invertteriyksikön 11 negatiivisen kiskon ja aurinkokennoyksiköiden 21, 22 ja 23 toisten kennonapojen välistä virtaa 15 lR ja invertteriyksikön 11 negatiivisen kiskon jännitettä Ur.
Ohjausyksikkö CU12 on sovitettu mittaamaan invertteriyksikön 12 kunkin vaihenavan jännitettä ja virtaa. Mitattavia suureita ovat vaihenavan L112 jännite UI12 ja virta 1112, vaihenavan L212 jännite U212 ja virta I212, ja vaihenavan L3i2 jännite U3i2 ja virta I3i2.
20 Kukin aurinkokennoyksiköistä 21 - 25 käsittää useita rinnankytketty jä aurinkokennoketjuja, kunkin aurinkokennoketjun sisältäessä useita sarjaan-kytkettyjä aurinkokennoelementtejä. Keksinnön eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa aurinkokennovälineet käsittävät ainakin yhden aurinkokennoyk-sikön, joka sisältää ainoastaan yhden aurinkokennoketjun. Keksinnön toisessa 25 vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa aurinkokennovälineet käsittävät ainakin yhden aurinkokennoyksikön, jonka kaikki aurinkokennoelementit on kytketty ^ rinnan keskenään. Edelleen keksinnön eräässä toisessa vaihtoehtoisessa suo- o ^ ritusmuodossa aurinkokennovälineet käsittävät ainakin yhden aurinkokennoyk- o sikön, joka sisältää tasan yhden aurinkokennoelementin. Myös edellä esitettypä 30 jen suoritusmuotojen erilaiset kombinaatiot ovat mahdollisia, g Keksinnön mukaisessa aurinkovoimalassa kunkin aurinkokennoyk-
CL
sikön teho voidaan optimoida yksilöllisesti hyödyntämällä vastaavan ohjausyk-5 sikön mittaustietoja ja ohjaamalla tasavirtamuuttajavälineiden ohjattavia kytki-
LO
g miä näiden mittaustietojen perusteella. Tasavirtasisääntulonapakohtaisia mit- ° 35 taustietoja hyödyntämällä on myös mahdollista järjestää aurinkokennoyksikkö- kohtainen valvonta ja suojaus.
6
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen aurinkovoimalan tasa-virtamuuttajavälineiden invertteriyksikköön voidaan kytkeä aurinkokennoyksik-köjä, joiden sähköiset ominaisuudet poikkeavat toisistaan esimerkiksi nimellis-tehon tai nimellisjännitteen osalta. Esimerkiksi tilanteessa, jossa tasavirtamuut-5 tajavälineiden yhteen tasavirtasisääntulonapaan kytketyn aurinkokennoyksikön tuottama jännite on alempi kuin muiden tasavirtasisääntulonapojen jännite, ohjataan alemman jännitteen omaavaan tasavirtasisääntulonapaan kytkettyjä ohjattavia kytkimiä siten, että ne nostavat jännitteen olennaisesti samalle tasolle kuin muissa tasavirtasisääntulonavoissa.
10 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
o
(M
ιό
O
o co
X
en
CL
00 δ m σ> o o
(M
Claims (14)
1. Aurinkovoimala, joka käsittää aurinkokennovälineet (2), jotka on sovitettu aurinkoenergian muuttamiseksi sähköenergiaksi, ja jotka käsittävät useita aurinkokennoyksiköitä (21 5 - 25), kunkin aurinkokennoyksikön (21) sisältäessä ensimmäisen kennonavan (DC21+) ja toisen kennonavan (DC21-), näiden kennonapojen (DC21+, DC2r) ollessa sovitettu toimimaan yhdessä aurinkokennoyksikön (21) tuottaman sähköenergian syöttämiseksi tasavirtana ulos aurinkokennoyksiköstä (21); ja tasavirtamuuttajavälineet (4), jotka käsittävät useita tasavirtasisään-10 tulonapoja ja kaksi tasavirtaulostulonapaa, kunkin tasavirtasisääntulonavan ollessa kytketty vähintään yhteen kennovapaan (DC2i+), tasavirtamuuttajaväli-neiden (4) ollessa sovitettu muuttamaan tasavirtasisääntulonapojen kautta tuotavat sisääntulojännitteiset sisääntulotasavirrat ulostulojännitteiseksi ulostulo-tasavirraksi, ja syöttämään ulostulotasavirran tasavirtaulostulonapojen kautta 15 ulos tasavirtamuuttajavälineistä (4), tunnettu siitä, että tasavirtamuuttajavälineet (4) käsittävät kolmivaiheisen invertteriyksikön (11), jossa on kolme vaihenapaa (L1n, L2n, L3n) ja kaksi tasajännitenapaa (INVn+, INVn-), ja invertteriyksikkö (11) on sovitettu toimimaan tasavirtamuuttajana siten, että kukin kolmesta vaihenavasta (L1n, 20 L2ii, L3ii) on sovitettu tasavirtasisääntulonavaksi ja on kytketty täsmälleen yhteen kennonapaan (DC2i+, DC22+, DC23+), ja kukin tasajännitenapa (INVn+, INVn-) on sähköisesti johtavassa yhteydessä tasavirtamuuttajavälineiden (4) tasan yhteen tasavirtaulostulonapaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aurinkovoimala, tunnettu 25 siitä, että tasavirtamuuttajavälineet (4) käsittävät ainakin kaksi kolmivaiheista invertteriyksikköä (11), joiden tasajännitenavat (INV11+, INVn-) on kytketty rin- 5 nan-
^ 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen aurinkovoimala, t u n - tn 9. e tt u siitä, että se lisäksi käsittää energiavarastovälineet (Cu, Cs), jotka on ° 30 kytketty tasavirtamuuttajavälineiden (4) tasavirtaulostulonapoihin, ja jotka on I sovitettu varastoimaan sähköenergiaa. qq
4. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen aurinkovoima- o la, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää verkkovaihtosuuntaajavälineet o (8), jotka on sovitettu tasavirtamuuttajavälineiden (4) tasavirtaulostulonapoihin O ^ 35 syöttämän sähkön vaihtosuuntaamiseksi kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi ja syöttämiseksi sähkönjakeluverkkoon. 8
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen aurinkovoimala, tunnettu siitä, että verkkovaihtosuuntaajavälineet (8) käsittävät kolmivaiheisen invertte-riyksikön (13), joka on identtinen tasavirtamuuttajavälineiden (4) kolmivaiheisen invertteriyksikön (11) kanssa.
6. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen aurinkovoima la, tunnettu siitä, että ainakin yksi aurinkokennoyksikkö (21) käsittää useita sarjaankytkettyjä aurinkokennoelementtejä ja/tai useita rinnankytkettyjä au-rinkokennoelementtejä.
7. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen aurinkovoima-10 la, t u n n e 11 u siitä, että se käsittää lisäksi ohjausyksikön (CUn), joka on sovitettu mittaamaan tasavirtamuuttajavälineiden kolmivaiheisen invertteriyksikön (11) kunkin vaihenavan (L111t L2n, L3n) jännitettä (U1n, U2n, U3n) ja virtaa (1111, I2n, I3ii), ja ohjaamaan kyseisen kolmivaiheisen invertteriyksikön (11) toimintaa mitattujen jännitteiden ja virtojen perusteella.
8. Aurinkovoimala, joka käsittää aurinkokennovälineet (2), jotka on sovitettu aurinkoenergian muuttamiseksi sähköenergiaksi, ja jotka käsittävät useita aurinkokennoyksiköitä (24, 25), kunkin aurinkokennoyksikön (24) sisältäessä ensimmäisen kennonavan (DC24+) ja toisen kennonavan (DC24-), näiden kennonapojen (DC24+, DC24-) 20 ollessa sovitettu toimimaan yhdessä aurinkokennoyksikön (24) tuottaman sähköenergian syöttämiseksi tasavirtana ulos aurinkokennoyksiköstä (24); ja tasavirtamuuttajavälineet (4), jotka käsittävät useita tasavirtasisään-tulonapoja ja kaksi tasavirtaulostulonapaa, kunkin tasavirtasisääntulonavan ollessa kytketty vähintään yhteen kennovapaan (DC24+), tasavirtamuuttajaväli-25 neiden (4) ollessa sovitettu muuttamaan tasavirtasisääntulonapojen kautta tuotavat sisääntulojännitteiset sisääntulotasavirrat ulostulojännitteiseksi ulostuloin tasavirraksi, ja syöttämään ulostulotasavirran tasavirtaulostulonapojen kautta ^ ulos tasavirtamuuttajavälineistä (4), LO o tunnettu siitä, että tasavirtamuuttajavälineet (4) käsittävät kol- 8 30 mivaiheisen invertteriyksikön (12), jossa on kolme vaihenapaa (H12, L2i2, g L3i2) ja kaksi tasajännitenapaa (INV12+, INV12-), ja invertteriyksikkö (12) on so- vitettu toimimaan tasavirtamuuttajana siten, että kukin kolmesta vaihenavasta o (L112, L2-12, L3i2) on sovitettu tasavirtasisääntulonavaksi, ja kukin tasajänni- LO g tenapa (INV12+, INV12-) on sähköisesti johtavassa yhteydessä tasavirtamuutta- ° 35 javälineiden (4) tasan yhteen tasavirtaulostulonapaan, tasavirtamuuttajavälinei den invertteriyksikön (12) kolmesta vaihenavasta (L112, L2i2, L3i2) ensimmäi- 9 sen vaihenavan (L112) ollessa kytketty yhden aurinkokennoyksikön (24) ensimmäiseen kennonapaan (DC24+), toinen vaihenavan (L212) ollessa kytketty sekä mainitun yhden aurinkokennoyksikön (24) toiseen kennonapaan (DC24-) että toisen aurinkokennoyksikön (25) ensimmäiseen kennonapaan (DC25+). ja 5 kolmannen vaihenavan (L3i2) ollessa kytketty mainitun toisen aurinkokennoyksikön (25) toiseen kennonapaan (DC25-).
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen aurinkovoimala, tunnettu siitä, että tasavirtamuuttajavälineet (4) käsittävät ainakin kaksi kolmivaiheista invertteriyksikköä (12), joiden tasajännitenavat (INV12+, INV12-) on kytketty rin- 10 nan.
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen aurinkovoimala, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää energiavarastovälineet (C12, Cs), jotka on kytketty tasavirtamuuttajavälineiden (4) tasavirtaulostulonapoihin, ja jotka on sovitettu varastoimaan sähköenergiaa.
11. Jonkin patenttivaatimuksista 8-10 mukainen aurinkovoimala, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää verkkovaihtosuuntaajavälineet (8), jotka on sovitettu tasavirtamuuttajavälineiden (4) tasavirtaulostulonapoihin syöttämän sähkön vaihtosuuntaamiseksi kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi ja syöttämiseksi sähkönjakeluverkkoon.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen aurinkovoimala, tunnettu siitä, että verkkovaihtosuuntaajavälineet (8) käsittävät kolmivaiheisen invertte-riyksikön (13), joka on identtinen tasavirtamuuttajavälineiden (4) kolmivaiheisen invertteriyksikön (12) kanssa.
13. Jonkin patenttivaatimuksista 8-12 mukainen aurinkovoimala, 25 tunnettu siitä, että ainakin yksi aurinkokennoyksikkö (24) käsittää useita sarjaankytkettyjä aurinkokennoelementtejä ja/tai useita rinnankytkettyjä aurin-^ kokennoelementtejä. O
^ 14. Jonkin patenttivaatimuksista 8-13 mukainen aurinkovoimala, o tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi ohjausyksikön (CU12), joka on sovitet- g 30 tu mittaamaan tasavirtamuuttajavälineiden kolmivaiheisen invertteriyksikön g (12) kunkin vaihenavan (L112, L2i2, L3i2) jännitettä (UI12, U2i2, U3i2) ja virtaa (1112, I2i2, I3i2), ja ohjaamaan kyseisen kolmivaiheisen invertteriyksikön (12) 00 5 toimintaa mitattujen jännitteiden ja virtojen perusteella. m CO o o (M 10
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20095018A FI122046B (fi) | 2009-01-12 | 2009-01-12 | Aurinkovoimala |
| EP10150438.9A EP2207248B1 (en) | 2009-01-12 | 2010-01-11 | Solar power plant |
| CN201010002348.6A CN101777855B (zh) | 2009-01-12 | 2010-01-11 | 太阳能发电设备 |
| US12/686,051 US8704406B2 (en) | 2009-01-12 | 2010-01-12 | Solar power plant |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20095018 | 2009-01-12 | ||
| FI20095018A FI122046B (fi) | 2009-01-12 | 2009-01-12 | Aurinkovoimala |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20095018A0 FI20095018A0 (fi) | 2009-01-12 |
| FI20095018A FI20095018A (fi) | 2010-07-13 |
| FI122046B true FI122046B (fi) | 2011-07-29 |
Family
ID=40329476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20095018A FI122046B (fi) | 2009-01-12 | 2009-01-12 | Aurinkovoimala |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8704406B2 (fi) |
| EP (1) | EP2207248B1 (fi) |
| CN (1) | CN101777855B (fi) |
| FI (1) | FI122046B (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2461456B1 (en) | 2010-12-03 | 2014-07-02 | ABB Oy | AC conversion of varying voltage DC such as solar power |
| US20130062953A1 (en) * | 2011-04-15 | 2013-03-14 | Abb Research Ltd. | Reconfigurable Power Converters, Systems and Plants |
| DE102014002592A1 (de) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Karlsruher Institut für Technologie | Schaltungsanordnungen und Verfahren zum Abgreifen elektrischer Leistung von mehreren Modulsträngen |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543336B2 (ja) * | 1985-05-15 | 1996-10-16 | 三菱電機株式会社 | 超電導コイル・エネルギ−貯蔵回路 |
| SE515334C2 (sv) | 1995-12-14 | 2001-07-16 | Daimler Chrysler Ag | Omriktaranordning |
| JP3568023B2 (ja) * | 1998-05-07 | 2004-09-22 | シャープ株式会社 | 太陽光発電用電力変換装置 |
| US7138730B2 (en) * | 2002-11-22 | 2006-11-21 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Topologies for multiple energy sources |
| US6940735B2 (en) * | 2003-11-14 | 2005-09-06 | Ballard Power Systems Corporation | Power converter system |
| JP4540410B2 (ja) | 2004-06-29 | 2010-09-08 | 東洋電機製造株式会社 | 直流／直流変換装置 |
| GB0625121D0 (en) * | 2006-12-18 | 2007-01-24 | Gendrive Ltd | Electrical energy converter |
| JP5004610B2 (ja) * | 2007-02-14 | 2012-08-22 | シャープ株式会社 | 太陽光発電システム、管理装置、および発電監視装置 |
| US8018748B2 (en) * | 2007-11-14 | 2011-09-13 | General Electric Company | Method and system to convert direct current (DC) to alternating current (AC) using a photovoltaic inverter |
| KR20110014200A (ko) * | 2008-05-14 | 2011-02-10 | 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 | 지능형 인터버들의 어레이를 위한 시스템 및 방법 |
| CN101286655B (zh) * | 2008-05-22 | 2011-08-31 | 中国科学院电工研究所 | 基于超级电容器储能的风力发电、光伏发电互补供电系统 |
-
2009
- 2009-01-12 FI FI20095018A patent/FI122046B/fi not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-01-11 EP EP10150438.9A patent/EP2207248B1/en not_active Not-in-force
- 2010-01-11 CN CN201010002348.6A patent/CN101777855B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-01-12 US US12/686,051 patent/US8704406B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20095018A (fi) | 2010-07-13 |
| US20100180926A1 (en) | 2010-07-22 |
| CN101777855B (zh) | 2014-03-05 |
| US8704406B2 (en) | 2014-04-22 |
| FI20095018A0 (fi) | 2009-01-12 |
| CN101777855A (zh) | 2010-07-14 |
| EP2207248B1 (en) | 2017-08-02 |
| EP2207248A2 (en) | 2010-07-14 |
| EP2207248A3 (en) | 2014-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8053930B2 (en) | Solar power plant | |
| Saravanan et al. | A modified high step-up non-isolated DC-DC converter for PV application | |
| US9431922B2 (en) | ARC fault protection for power conversion | |
| JP6058205B2 (ja) | 電気分解スタックおよび電気分解装置 | |
| US20130200715A1 (en) | Converter assembly and a power plant including the converter assembly | |
| RU2016105213A (ru) | Многоуровневое силовое преобразовательное устройство | |
| CN102545673A (zh) | 用于操作两级功率转换器的方法和系统 | |
| US20180048160A1 (en) | Optimizer battery pv energy generation systems | |
| US8648498B1 (en) | Photovoltaic power system with distributed photovoltaic string to polyphase AC power converters | |
| AU2011202980A1 (en) | Solar power generation system and method | |
| FI122046B (fi) | Aurinkovoimala | |
| KR20150032052A (ko) | 전력 변환 장치 | |
| KR20150026335A (ko) | 태양광 인버터 | |
| RU2012127384A (ru) | Способ работы преобразовательной схемы и устройство для его осуществления | |
| RU2015102584A (ru) | Преобразователь и способ его эксплуатации для преобразования напряжений | |
| JP2011205824A (ja) | 蓄電システム | |
| US11418116B2 (en) | DC-DC converter for photovoltaic-linked energy storage system and control method therefor | |
| RU2011120444A (ru) | Установка электроснабжения, содержащая первое и второе устройства электроснабжения | |
| KR101346579B1 (ko) | 태양광 발전용 계통 연계형 병렬 인버터 시스템 | |
| US20220052600A1 (en) | Dc-dc converter for solar linked energy storage system and control method thereof | |
| Venkateshkumar et al. | Design of a new multilevel inverter standalone hybrid PV/FC power system | |
| JP6023458B2 (ja) | 太陽電池システム | |
| JP5086484B2 (ja) | 太陽電池システム | |
| AU2016286182B2 (en) | Energy management system for an energy generation system | |
| Bhalja et al. | Microgrid with five-level diode clamped inverter based hybrid generation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 122046 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |