JP2012515519A - 電力供給システムおよびそのための太陽電池装置 - Google Patents
電力供給システムおよびそのための太陽電池装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012515519A JP2012515519A JP2011544837A JP2011544837A JP2012515519A JP 2012515519 A JP2012515519 A JP 2012515519A JP 2011544837 A JP2011544837 A JP 2011544837A JP 2011544837 A JP2011544837 A JP 2011544837A JP 2012515519 A JP2012515519 A JP 2012515519A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- solar cell
- module
- power supply
- supply system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 11
- 101150027978 UMOD gene Proteins 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 241000710179 Potato virus S Species 0.000 description 14
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000036561 sun exposure Effects 0.000 description 1
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
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- 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
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
-
- 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
Abstract
【課題】生成された電気エネルギーが効率的に、高電圧DC送電線を介して最小限の技術的労力で需要家サイドに送電されるように設計された太陽電池装置およびそれを含む電力供給システムを提供する。
【解決手段】複数のDC電圧生成太陽電池モジュール(PVM)を含む、電力供給システム(SYS)およびそのための太陽電池装置(PVE)が、提案される。ここで、太陽電池モジュールの耐電圧(Umodmax)を越えるDC電圧(Udc*)を生成し、高電圧DC送電に適している太陽電池モジュール(PVM)は、相互に並列または直列に接続される。また、電力供給システム(SYS)は、需要家のために設置された電力供給ネットワーク(SVN)に接続されうる変換変電所(UFS)を含み、太陽電池装置(PVE)によって生成されたDC電圧(Udc*)を変換変電所(UFS)に高電圧帯で送電する、高電圧DC送電線(HGUE)を含む。
【選択図】図2
【解決手段】複数のDC電圧生成太陽電池モジュール(PVM)を含む、電力供給システム(SYS)およびそのための太陽電池装置(PVE)が、提案される。ここで、太陽電池モジュールの耐電圧(Umodmax)を越えるDC電圧(Udc*)を生成し、高電圧DC送電に適している太陽電池モジュール(PVM)は、相互に並列または直列に接続される。また、電力供給システム(SYS)は、需要家のために設置された電力供給ネットワーク(SVN)に接続されうる変換変電所(UFS)を含み、太陽電池装置(PVE)によって生成されたDC電圧(Udc*)を変換変電所(UFS)に高電圧帯で送電する、高電圧DC送電線(HGUE)を含む。
【選択図】図2
Description
本発明は、請求項1の前提としての電力供給システムと、そのために提供される独立請求項の前提としての太陽電池装置とに関する。特に、本発明は、太陽電池装置から遠くまたは近くに位置する需要家に電力を供給することに適した電力供給装置および太陽電池装置に関する。
太陽電池装置および太陽電池プラントは、いわゆる太陽光発電所においてますます使用されている。このような発電所は、主に多くの太陽光を得られる地域に建設され、既存のおよびしばしば遠隔の需要家サイド電力供給ネットワークのために、電力を集中的に生成するように意図される。そのような太陽電池装置は、好ましくは広大な土地に建設され、太陽エネルギーから電力を生成するために、たとえば砂漠地帯に建設される。これらのプラントは、「大規模太陽光発電システム」、略してVLS−PVシステムとも称され、たとえば、集合テーマのボリューム「FVS−Themen2002」67〜70ページのルドルフ・ミンダー博士による記事「大規模太陽光発電システム」(フォルシュングスフェアブント ゾンネンエネルギー ベルリン,ドイツ出版。インターネットでは、以下を参照:www.fv-sonnenergie.de。)において提案されている。より詳細には触れていないが、複数のPVモジュールのモジュラー構造がそこで提案されている。高電圧直流(DC)送電、略してHVDC(またはHGUEは、ドイツ語用語で「高圧−直流−転送」である)のような様々な送電技術が、得られた電気を送電するために提案されている。
したがって、大規模な集中発電用の太陽光発電所を含む電力供給システムにおいて、高電圧DC送電(HGUE)方法によって、遠隔需要家または需要家サイド電力ネットワークに長距離送電線にわたって、効率的に生成された電力を送電することが知られている。この目的のために、PVモジュールによって発電所サイドで生成されたDC電圧は、まず、電力インバーターによってAC電圧に変換され、それから変圧器により高AC電圧に変換される(第1変換)。発電所サイドに設置された中央変換変電所は、この高交流電圧(AC高電圧)をDC高電圧に変換(第2変換)し、これをHGUE電線または区画に供給する。そのため、DC高電圧をAC高電圧に変換するための、さらなる中央変換変電所は、HGUE電線の終端である需要家地域に位置している(第3変換)。このAC高電圧は、需要家サイド電力ネットワークに供給するには適合されている。したがって、電気エネルギーの変換は、発電所サイドと需要家サイド両方で必要となる。すなわち、3段階の変換が必要とされる。そのため、これは、複数の電力インバーターと、特に発電所サイドにすなわち電力がHGUE電線に供給される前に設置される、中央変換変電所とを必要とする。これには、投資コストが高くつく。また、電気エネルギーの損失が、各電圧変換に伴う。
本発明の目的は、ゆえに、前書きで言及された種類の電力供給システムおよびそのための太陽電池装置を提供することである。当該システムおよび装置では、前書きで言及された短所は、有利に克服される。特に、太陽電池装置は、それによって生成された電気エネルギーが効率的に、高電圧DC送電線を介して最小限の技術的労力で需要家サイドに送電されるように、設計されるべきである。
上記目的は、請求項1の特徴を有する電力供給システムおよび独立請求項の特徴を有する太陽電池装置によって達成される。ゆえに、太陽電池モジュールの耐電圧または絶縁耐力を超える、高電圧DC送電に適したDC電圧を生成するための太陽電池モジュールが、並列および/または直列に相互に接続されることが提案される。そして、電力供給システムは、需要家用に設置された電力供給ネットワークに接続されうる変換変電所を含み、太陽電池装置によって生成されたDC電圧を変換変電所に高電位帯で送電する高電圧DC送電線を含む。これらの特徴の当該組合せにより、高電圧DC送電線に直接供給でき、需要家サイドに送電できる十分に高いDC電圧が、太陽電池装置の設置点である発電サイドで事前に生成される。HGUE電線の終端では、単に送電されたDC電圧を所望のAC電圧に変換することが必要となる。特に、従来システムおよびHGUE整流所において、発電サイドに必要とされた電力変換器が、省略される。太陽電池装置によって生成されたDC電圧は、今日せいぜい約1kVである個々の太陽電池モジュールの何倍もの耐電圧(絶縁耐力)を越え、かつ、たとえば1kVから2MV間の高電位帯でありうる。
太陽電池装置は、好ましくは、各ケースにおいて第1数の太陽電池モジュールが、セラミックスやプラスチック絶縁体等の絶縁要素によって地電位に対して絶縁されるモジュールブロックに接続されるように設計される。また、太陽電池装置は、好ましくは、各ケース内において第2数のモジュールブロックが、生成されたDC電圧の少なくとも部分電圧を配電する、モジュールストリングを形成する。こうすることで、ブロック単位に配置されるPVモジュールの、電気的に絶縁される支持配列が達成される。その結果、全てのPVモジュール、支持配列およびその極近傍にある部分は、所望の電位に上昇および/または変更されうる。また、HGUE送電に必要な高電位は、PVモジュールの対応する直列および並列接続によってのみ生成される。
各ケース内においてモジュールブロックに接続される太陽電池モジュールは、支持フレーム構造に構成され、この場合、フレーム構造が電位結合により、モジュールブロックの最低、中間または最高電位レベルに接続されることは、また有利である。PVブロック上の合計電圧Upvbが、個々のPVモジュールの絶縁耐力より低い電位を維持するように、ブロック上に配列される直列接続のPVモジュールの数が調節される場合、PVブロックの最低または最高電位への電位結合は、適切である。耐電圧(絶縁耐力)の用語は、ここでは、内部セルストリングとモジュールフレームまたはモジュールの極近傍との間に発生させうる最大電圧を示す。使用されるPVモジュールの種類によっては、モジュールの内部セルストリングとモジュールフレームまたはフレーム構造との間の正または負の電圧差は、電圧結合の本質によって調整されうる。これは、可能な場合、モジュールの劣化効果を防止したり、製造業者によって設定された対応する推奨または限度を観察するために、必要かもしれない。合計電位Upvbが、個々のPVブロック上において、少なくとも個々のPVモジュールの絶縁耐力(たとえば1kV)より高くなるまで、PVモジュールのPVブロックへの直列接続が維持される場合、PVブロックの中電位への電圧結合は特に適切である。このようにして、各PVブロックによって生成される電圧のせいぜい半分に相当する電位差だけが、個々のPVモジュールと支持部材との間に発生しうることが、保証される。このように、各モジュールの最大許容電圧の2倍の電圧が、PVブロック上において生成されうる。
フレーム構造が(たとえば、導電性グリッドによって)2次元構造に形成されることも、また有利である。こうすることで、モジュールに対する地電位が検査され、モジュールはフレーム構造の電位差にのみ影響される。
好ましくは、各ケースにおいて、少なくとも2つのモジュールストリングが直列に接続され、直列に接続された複数のモジュールストリングは、高電位帯で送電されるDC電圧を生成するように、並列に接続される。この場合、生成されたDC電圧がバスバーを介して分岐できるように、モジュールストリングの接続が第1バスバーおよび第2バスバーを含むことは有利である。
DC電圧送電線の終端の変換変電所は、送電されたDC電圧をAC電圧に変換するための電力インバーターを有し、変換変電所は、いわゆる「MPP追従」(MPP:最大電力点)のための制御回路を備えることはさらに有利である。こうすることで、可能な限りの最大出力がPV装置から得られ、需要家サイドネットワークに供給するために変換できるように、電力インバーターの動作点が調整される。1つのバスバーのみと1つの線(架空送電線またはケーブル)とが設置されるように、このシステムおよびHGUE送電線自体は、単極システムとしても設計されうる。HGUE送電線は、架空送電線を好適に使用する遠距離用、および、ケーブルを好適に使用する短距離用に設計されうる。これらから帰結する発明および長所は、添付の図面を参照して、例示的な実施例をもって、以下により詳細に記載される。
図1は、本発明による電力供給システムSYSの構成を概略的に示す図である。システムSYSは主に、好ましくは好天な地域の発電所サイドの中心地点に設置された太陽電池装置PVEを含み、高電位DC送電線HGUEに供給するためのエネルギーを供給する。太陽電池装置PVEは、その特別な設計上の長所により、数百kVの高電位帯にあり、高電位DC送電線HGUEに直接供給されうるDC電圧Udcを生成する。高電位DC送電線HGUEは、数百または数千キロメートルにさえわたり得、中央変換変電所UFSにおいて需要家サイドに終端を有する。送電線はまた、しかしながら、小距離にわたる場合があり、この場合、HGUE送電線は、ケーブルにより好適に配線される。変換変電所UFSは、電力インバーターWRを含み、主に、送電されたDC電圧Udcを所望のAC電圧Uacに変換する。それから、これをたとえば、ローカル電力供給ネットワークSVNに供給する。
たとえば500kVの高DC電圧Udcの直接的な生成のために、太陽電池装置PVEは、直列および/または並列に接続された複数の太陽電池ストリングPVSを含み、PVSは、各ケース内において、再び複数のPVモジュールを含む。
太陽電池ストリングPVSの構成は、図2に詳細に示されている。図示されるように、モジュールブロックPVB形式の本発明に係る複数のPVモジュールPVMによる配列が、各ストリングPVSについて提案される。ここで、モジュールブロックは、各ケースに、接地に対して絶縁される支持フレーム構造RK上に設置される。絶縁により、PVモジュールPVMは、非常に高い電位に上昇されうる。たとえば、セラミックまたはプラスチック絶縁体ISが、絶縁のために使用される。
各ケースにおけるブロックPVB毎の並列または直列接続のNモジュールPVMと、好ましくは直列接続のMブロックとにより、合計してN×Mモジュールを有するストリングPVSが作成される。
図1に示すように、設備または装置PVEにおいて、太陽電池ストリングPVSは、それからさらに直列および並列に接続される。この接続において、各ケースの2つのストリングPVSは、たとえば直列に接続され、電力ダイオードおよび上部バスバーS+と下部バスバーS−とにつなげる遮断器TSにより接続される。複数のこれらの直列に接続された線PVSは、並列に接続され、バスバーS+およびS−に結合され、最終的には所望の高電圧帯のDC電圧Udc*を出力側に配電する。たとえば、600MW配列では、およそY=68モジュールストリングが必要である。したがって、合計でY×N×MモジュールPCMが、装置PVE内で相互に接続される。遮断器TSに加えて、バスバーS+,S−を短絡するための短絡スイッチKSと、高電圧DC送電線(HGUE)を隔離および非接続するためのDC回路ブレーカーGSLSとが提供される。
各モジュールストリングPVSは、最大出力電圧U’dc=500kVを生成でき、最大電流25Aまでを送電できる。占積率約70%のシステム特性では、これは、最大固有出力8.8MWに相当する。したがって、地電位EPに対する最大電位+500kVが、上部バスバーS+上にかかることになる。そのため、地電位EPに対する最大負電位−500kV(「最大」は、電圧の寄与を意味する)が、下部バスバーS−にかかることになる。全ての線を合わせると、最大約850Aの電流をHGUE電力線に配電することができる。この場合、太陽電池PVEによって生成された約1000kVのDC電圧Udc*は、対応するスイッチTSおよびKSによって分岐され、高電圧DC送電力線HGUEに直接接続される。
この構成によって、システム技術としての多大な節約が、電力が送電線HGUEに供給される前に、発電所サイドで達成されることになる。特に、HGUE電力線の出力における従来システムおよび発電所サイド変圧器変電所において必要であった変換器および変圧器は、必要となくなる。さらに、ほとんど排他的に小導体交差電線が使用できるので、モジュールフィールドにケーブル接続するコストも節減される。さらなる利点は、全ての発電所サイド変換および変電損失が回避されるので、システムの全体的な効率が向上することである。
中央変換変電所UFSは、送電されたDC電圧Udc*を所望のAC電圧Uacに変換するDC/AC電力インバーターを主に含むHGUE送電線の終端である需要家サイドに位置する。さらに、変換変電所UFSはまた、モジュールフィールドを動作点最大電力点(いわゆるMPP追従)に制御する、制御および監視装置を含む。こうすることで、太陽電池PVEによって実際に生成された変動する電気エネルギーによっては、電力インバーターWRの動作点の調整は、最大電力分岐に一致させうる。
図示されたシステムSYSにおいて発電所サイドでの高DC電圧Udcの直接供給を達成するためには、PVSを相互に接続することに加え、各ストリングPVSを構成することが特に重要である。図2に示されるように、各ストリングPVSは、たとえば複数のモジュールブロックPVBを含み、各PVBは、複数のモジュールPVMを含む。各ブロックPVBは、フレーム構造RKに設けられており、絶縁ISによって地電位から絶縁されている。相互接続および支持配列により、フレームRK上およびその極近傍の各ケースに備えられるモジュールPVMは、いかなる任意の電位まで充電されうる。ここで、各モジュールブロックPVBの電圧降下量は、たとえば2kVである。モジュールブロックの電位は、直列接続により上昇する。たとえば、本ケースの場合、それぞれ2kVの250個のブロックが、合計500kVの電圧を得るために、相互に接続される(図1参照)。さらに、フレーム構造RKは、支持配列およびフレーム構造の電位レベルを、各ブロックPVBのこの電位レベルに適用するように、電位結合部MPを介してモジュールブロックPVBの電位レベルに接続される。電位結合部MPは、モジュールブロックの最低レベル、中レベル、または最高レベルの電位レベルに接続されうる。PVブロック上で合計電圧Upvbが、個々のPVモジュールの耐電圧(絶縁耐力)以下であるように、1ブロックに直列に接続されるPVモジュールの数が設定される場合、PVブロックの最低または最高電位への電位結合は、適正である。
実装されるPVモジュールの種類によっては、モジュールの内部セルストリングとモジュールフレームおよびフレーム構造との間の正または負の電位差は、電位結合の本質によって調整されうる。これは、たとえば、モジュールの劣化効果を回避したり、生産者によって設定された対応する推奨または限度を観察するために必要となる。個々のPVモジュールの絶縁耐力(たとえば1kV)より高くなりうる合計電圧Upvbが、少なくとも個々のPVブロック上に存在するまで、PVブロックへのPVモジュールの直列接続が維持される場合、PVブロックの中電位への電位結合は、特に適正である。
ここで、Umodmaxは、個々のモジュールの耐電圧(絶縁耐力)を示す。これは、内部セルストリングおよびゆえにモジュールの電気的接続と、モジュールフレームおよびその極近傍との間で許容される、最大許容電位差を特定する。
ここで、Umodは、実際に存在する電圧または、内部セルストリングおよびゆえにモジュールの電気的接続と、モジュールフレームおよびその極近傍との間の電位差を示す。Umodは、PVBへの直列接続されるモジュール毎に異なる。Umod<Umodmaxという条件が、常に成立していなくてはならない。ここで実装される太陽電池モジュールPVMは、好ましくは構成的に同等であり、およそ同一の絶縁耐力を有する。異なる絶縁耐力を有するモジュールが使用される場合、Udc*が、全ての実装されるモジュールPVMの絶縁耐力を超えるという状況となりかねない。
エネルギーが局所的に異なる地点において、HGUE電線に供給され、局所的に異なる地点において分岐(いわゆるマルチポイント接続)されうるようにも、ここに記載された電力供給システムが設計されうる。
電力が、複数地点において同一HGUE線に供給されるように、ここに記載されたようなモジュールフィールドは、複数並列に接続されうる。この接続では、モジュールフィールドの位置は、相互に長距離離れていてもよい。同時に、異なるフィールドはできるだけ一様に配列され、太陽への露出度がおよそ同一となるように設計されるべきである。この理由から、相互に並列に接続されたフィールドの最大許容距離は、500kmよりもはるかに短い。
UGUE電線からのいくつかの地点でエネルギーを分岐する可能性は、これらの地点において電力インバーターを有する変換変電所を必要とする。これは、複数の需要家センターが更なる送電路に沿っていかようにも供給される場合、十分に合理的である。この場合、全ての変換変電所は、技術的に制御される方法により、最大出力点におけるモジュールフィールドを操作するように連結されることが保証されるべきである。この場合、PV発電所の全体的な可能な最良の動作点が達成されるように、好ましくは、変電所の一つは「マスター」変電所として機能し、MPP制御を前提とし、相互におよそ一致される動作点における全てのさらなる変電所を管理する。
本発明によれば、全体的な直接的および特に費用効率の高い、生成されたエネルギーの高電圧DC送電線へ供給が達成される。需要家サイドでは、その後エネルギーは、中央変換変電所においてローカルな所望電圧に変換されなくてはならないだけである。本発明は、特に、投資費用および稼動費という両方の点で有利な、費用効率の高いシステム技術によって特徴付けられる。
SYS 電力供給システム、
PVE 太陽電池、
PVS 太陽電池ストリング(モジュールストリング)、
PVB 太陽電池ブロック(モジュールブロック)、
PVM 太陽電池モジュール、
TS 遮断器、
KS 短絡回路スイッチ、
GSLS DC回路ブレーカー、
D ダイオード(ダイオードパック)、
EP 地電位、
S+,S− バスバー、
HGUE 高電圧DC送電線、
UFS 変換変電所、
WR (MPP制御可能な)電力インバーター、
SVN 電力供給ネットワーク(需要家サイド)、
Udc* 高電圧帯で生成され送電されたDC電圧、
Udc’ (発電所サイド、ストリングPVS毎)部分電圧、
Umodmax 1モジュールの耐電圧(絶縁耐力)、
Umod 実際に存在する電圧、または電位差(Umod<Umodmax)、
Upvb モジュールブロックの合計電圧、
Uas (需要家サイド)AC電圧、
RK モジュールブロックのためのフレーム構造、
IS 支持配列のための絶縁体。
PVE 太陽電池、
PVS 太陽電池ストリング(モジュールストリング)、
PVB 太陽電池ブロック(モジュールブロック)、
PVM 太陽電池モジュール、
TS 遮断器、
KS 短絡回路スイッチ、
GSLS DC回路ブレーカー、
D ダイオード(ダイオードパック)、
EP 地電位、
S+,S− バスバー、
HGUE 高電圧DC送電線、
UFS 変換変電所、
WR (MPP制御可能な)電力インバーター、
SVN 電力供給ネットワーク(需要家サイド)、
Udc* 高電圧帯で生成され送電されたDC電圧、
Udc’ (発電所サイド、ストリングPVS毎)部分電圧、
Umodmax 1モジュールの耐電圧(絶縁耐力)、
Umod 実際に存在する電圧、または電位差(Umod<Umodmax)、
Upvb モジュールブロックの合計電圧、
Uas (需要家サイド)AC電圧、
RK モジュールブロックのためのフレーム構造、
IS 支持配列のための絶縁体。
Claims (25)
- 複数のDC電圧生成太陽電池モジュール(PVM)を含む太陽電池装置(PVE)を有する電力供給システム(SYS)において、
前記太陽電池モジュール(PVM)は、相互に並列および/または直列に接続され、前記太陽電池モジュールの耐電圧(Umodmax)を越えるDC電圧(Udc*)を生成し、高電圧DC送電に適しており、
前記電力供給システム(SYS)は、需要家のために設置される電力供給ネットワーク(SVN)に接続されうる、少なくとも1つの変換変電所(UFS)を含み、前記太陽電池装置(PVE)によって生成された前記DC電圧(Udc*)を、高電圧帯で前記変換変電所に送電する高電圧DC送電線(HGUE)を含む電力供給システム。 - 各ケースにおいて、第1数(N)の前記太陽電池モジュール(PVM)が、絶縁要素(IS)によって地電位(EP)に対して絶縁されるモジュールブロック(PVB)に接続されており、
各ケースにおいて、第2数(M)の前記モジュールブロック(PVB)は、前記生成されたDC電圧(Udc*)の少なくとも部分電圧(Udc’)を配電するモジュールストリング(PVS)を形成する、請求項1に記載の電力供給システム。 - 各ケースにおいて、前記高電圧DC送電に適した前記DC電圧(Udc*)を生成するために、少なくとも2つの前記モジュールストリング(PVS)は直列に接続され、複数の当該直列に接続されたモジュールストリング(PVS)は並列に接続される、請求項2に記載の電力供給システム。
- 前記モジュールストリング(PVS)の接続は、第1のバスバー(S+)および第2のバスバー(S−)を含み、
前記バスバーを介して、前記高電圧DC送電に適する前記DC電圧(Udc*)が分岐されうる、請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記太陽電池装置(PVE)は、前記バスバー(S+,S−)を短絡するための、1つ以上の短絡回路スイッチ(KS)を含む、請求項4に記載の電力供給システム。
- 前記太陽電池装置(PVE)または前記電力供給システム(SYS)は、前記高電圧DC送電線(HGUE)を分離するための、1つ以上のDC回路ブレーカー(GSLS)を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記生成されたDC電圧(Udc*)は、前記太陽電池モジュール(PVM)の耐電圧(Umodmax)より複数倍大きい、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記生成されたDC電圧(Udc*)は、1kVから2MVの高電圧帯にある、請求項7に記載の電力供給システム。
- 各ケースにおいて前記モジュールブロック(PVB)に接続される前記太陽電池モジュール(PVM)は、支持フレーム構造(RK)に設置される請求項2〜8のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記各モジュールと前記フレーム構造(RK)間の電圧差(Umod)が、モジュールブロック(PVB)上のどの前記太陽電池モジュール(PVM)の耐電圧(Umodmax)を越えないように、前記支持フレーム構造(RK)は、電位結合(MP)を介して前記モジュールブロック(PVB)の中レベル、最高レベルの電位に接続される、請求項9に記載の電力供給システム。
- 前記フレーム構造は、2次元構造として形成され、特に導電性のグリッドとして形成される、請求項9または10に記載の電力供給システム。
- 前記高電圧DC送電線(HGUE)は、少なくとも一つの架空送電線および/または少なくとも一つのケーブルによって、単極形態に配線される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記変換変電所(UFS)は、生成されて送電されたDC電圧(Udc*)をAC電圧(Uac)に変換するための電力インバーター(WR)を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記変換変電所(UFS)または前記電力インバーター(WR)は、前記太陽電池装置(PVE)によって生成された変動する電気的出力に従って、前記電力インバーター(WR)の動作点の調整を最大電力引出しに一致させる、請求項13に記載の電力供給システム。
- 複数のDC電圧生成太陽電池モジュール(PVM)を含む太陽電池装置(PVE)において、
前記太陽電池モジュール(PVM)は、相互に並列および/または直列に接続され、前記太陽電池モジュールの耐電圧(Umodmax)を越えるDC電圧(Udc*)を生成し、高電圧DC送電に適している太陽電池装置。 - 各ケースにおいて、第1数(N)の前記太陽電池モジュール(PVM)が、絶縁要素(IS)によって地電位(EP)に対して絶縁される、モジュールブロック(PVB)に接続されており、
各ケースにおいて、第2数(M)の前記モジュールブロック(PVB)は、前記生成されたDC電圧(Udc*)の少なくとも部分電圧(Udc’)を配電するモジュールストリング(PVS)を形成する、請求項15に記載の太陽電池装置。 - 各ケースにおいて、前記高電圧DC送電に適した前記DC電圧(Udc*)を生成するために、少なくとも2つの前記モジュールストリング(PVS)は直列に接続され、複数の当該直列に接続されたモジュールストリング(PVS)は並列に接続される、請求項16に記載の太陽電池装置。
- 前記モジュールストリング(PVS)の接続は、第1のバスバー(S+)および第2のバスバー(S−)を含み、
前記バスバーを介して、前記高電圧DC送電に適する前記DC電圧(Udc*)が分岐されうる、請求項17に記載の太陽電池装置。 - 前記バスバー(S+,S−)を短絡するための、1つ以上の短絡回路スイッチ(KS)を含む、請求項18に記載の太陽電池装置。
- 前記高電圧DC送電線(HGUE)を分離するための、1つ以上のDC回路ブレーカー(GSLS)を含む、請求項15〜19のいずれか一項に記載の太陽電池装置。
- 前記生成されたDC電圧(Udc*)は、前記太陽電池モジュール(PVM)の耐電圧(Umodmax)より複数倍大きい、請求項15〜20のいずれか一項に記載の太陽電池装置。
- 前記生成されたDC電圧(Udc*)は、1kVから2MVの高電圧帯にある、請求項21に記載の太陽電池装置。
- 各ケースにおいて前記モジュールブロック(PVB)に接続される前記太陽電池モジュール(PVM)は、支持フレーム構造(RK)に設置される請求項16〜22のいずれか一項に記載の太陽電池装置。
- 前記各モジュールと前記フレーム構造(RK)間の電圧差(Umod)が、モジュールブロック(PVB)上のどの前記太陽電池モジュール(PVM)の耐電圧(Umodmax)を越えないように、前記支持フレーム構造(RK)は、電位結合(MP)を介して前記モジュールブロック(PVB)の中レベル、最高レベルの電位に接続される、請求項23に記載の太陽電池装置。
- 前記フレーム構造は、2次元構造として形成され、特に導電性のグリッドとして形成される、請求項23または24に記載の太陽電池装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009004679.8 | 2009-01-12 | ||
DE200910004679 DE102009004679B3 (de) | 2009-01-12 | 2009-01-12 | Stromversorgungssystem und Photovoltaik-Einrichtung dafür |
PCT/EP2009/068021 WO2010079112A2 (de) | 2009-01-12 | 2009-12-30 | Stromversorgungssystem und photovoltaik-einrichtung dafür |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012515519A true JP2012515519A (ja) | 2012-07-05 |
Family
ID=42169005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011544837A Pending JP2012515519A (ja) | 2009-01-12 | 2009-12-30 | 電力供給システムおよびそのための太陽電池装置 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8901773B2 (ja) |
EP (1) | EP2386121B1 (ja) |
JP (1) | JP2012515519A (ja) |
CN (1) | CN102272943B (ja) |
DE (1) | DE102009004679B3 (ja) |
ES (1) | ES2688645T3 (ja) |
MA (1) | MA33029B1 (ja) |
TN (1) | TN2011000313A1 (ja) |
TR (1) | TR201811106T4 (ja) |
WO (1) | WO2010079112A2 (ja) |
ZA (1) | ZA201105096B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019175428A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | サングロー パワー サプライ カンパニー リミテッド | 中高圧太陽光発電システム |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009031982A1 (de) | 2009-07-06 | 2011-01-13 | Schott Solar Ag | Photovoltaik-Modul und Photovoltaik-Einrichtung |
US9090253B2 (en) * | 2012-01-30 | 2015-07-28 | Enow, Inc. | Method and apparatus for vehicular energy management |
US8965596B2 (en) * | 2012-03-02 | 2015-02-24 | Tsmc Solar Ltd. | Solar array with electrical transmission line communication |
CN103368201B (zh) * | 2013-06-25 | 2015-02-25 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种高压直流输电型并网光伏发电系统 |
CN103368200A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-10-23 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种单端vsc—hvdc光伏发电系统 |
DE102014116765A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Sma Solar Technology Ag | Photovoltaikkraftwerk und wechselrichter für ein photovoltaikkraftwerk |
EP2928036A1 (de) | 2014-04-03 | 2015-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsstrecke |
ES2832823T3 (es) | 2015-02-22 | 2021-06-11 | Marici Holdings The Netherlands Bv | Detección de polaridad inversa de cadenas fotovoltaicas |
EP3304679B1 (en) * | 2015-05-31 | 2021-04-07 | Thermo King Corporation | Method and system for extending autonomous operation of a self-contained climate controlled storage unit |
EP3142153B1 (en) * | 2015-09-12 | 2020-04-01 | IMEC vzw | Reconfigurable photovoltaic module |
US10256732B2 (en) | 2015-10-16 | 2019-04-09 | General Electric Company | Power conversion system and method of operating the same |
EP4088353A1 (de) * | 2020-09-09 | 2022-11-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrisches netzwerk |
EP4152544A1 (de) * | 2021-09-16 | 2023-03-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Mittelspannungsanordnung von solarmodulen und stromrichter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10285965A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-23 | Meidensha Corp | 太陽光発電システム |
JP2004311883A (ja) * | 2003-04-10 | 2004-11-04 | Canon Inc | 太陽電池モジュール設置構造体 |
JP2006165168A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Canon Inc | 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0373234A1 (de) * | 1988-12-12 | 1990-06-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Solargenerator |
JP3265398B2 (ja) * | 1992-01-30 | 2002-03-11 | 株式会社日立製作所 | 直流送電装置の制御装置 |
JPH10322899A (ja) * | 1997-05-15 | 1998-12-04 | Fujitsu Ltd | 電源供給装置 |
DE10038814A1 (de) * | 2000-08-09 | 2002-02-21 | Abb Research Ltd | Hochspannungs-Gleichstromwandler |
TWI264172B (en) * | 2001-08-29 | 2006-10-11 | Oqo Inc | Bi-directional DC power conversion system |
JP2004135397A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | I-O Data Device Inc | 電源装置および電源分配用の直流電圧変換装置 |
US7679943B2 (en) * | 2007-01-08 | 2010-03-16 | Maxvision Corporation | Uninterruptable power supply |
CA2727904A1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | Abb Research Ltd | A power apparatus for a high voltage electrical power system |
-
2009
- 2009-01-12 DE DE200910004679 patent/DE102009004679B3/de not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-30 EP EP09799365.3A patent/EP2386121B1/de active Active
- 2009-12-30 CN CN200980154465.XA patent/CN102272943B/zh active Active
- 2009-12-30 US US13/143,586 patent/US8901773B2/en active Active
- 2009-12-30 JP JP2011544837A patent/JP2012515519A/ja active Pending
- 2009-12-30 WO PCT/EP2009/068021 patent/WO2010079112A2/de active Application Filing
- 2009-12-30 MA MA34068A patent/MA33029B1/fr unknown
- 2009-12-30 ES ES09799365.3T patent/ES2688645T3/es active Active
-
2010
- 2010-12-30 TR TR2018/11106T patent/TR201811106T4/tr unknown
-
2011
- 2011-06-21 TN TN2011000313A patent/TN2011000313A1/fr unknown
- 2011-07-11 ZA ZA2011/05096A patent/ZA201105096B/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10285965A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-23 | Meidensha Corp | 太陽光発電システム |
JP2004311883A (ja) * | 2003-04-10 | 2004-11-04 | Canon Inc | 太陽電池モジュール設置構造体 |
JP2006165168A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Canon Inc | 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019175428A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | サングロー パワー サプライ カンパニー リミテッド | 中高圧太陽光発電システム |
US10938208B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-03-02 | Sungrow Power Supply Co., Ltd. | Medium-high voltage photovoltaic power generation system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MA33029B1 (fr) | 2012-02-01 |
CN102272943A (zh) | 2011-12-07 |
EP2386121A2 (de) | 2011-11-16 |
US20110266876A1 (en) | 2011-11-03 |
TR201811106T4 (tr) | 2018-08-27 |
CN102272943B (zh) | 2014-01-22 |
ZA201105096B (en) | 2012-03-28 |
WO2010079112A2 (de) | 2010-07-15 |
ES2688645T3 (es) | 2018-11-06 |
TN2011000313A1 (en) | 2012-12-17 |
EP2386121B1 (de) | 2018-06-27 |
DE102009004679B3 (de) | 2010-06-17 |
WO2010079112A3 (de) | 2010-09-10 |
US8901773B2 (en) | 2014-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012515519A (ja) | 電力供給システムおよびそのための太陽電池装置 | |
EP2810353B1 (en) | Dc connection scheme for windfarm with internal mvdc collection grid | |
US9300132B2 (en) | Medium voltage DC collection system | |
ES2702988T3 (es) | Procedimientos y sistemas de operación de un sistema de generación de energía | |
CN113498570B (zh) | 一种光伏系统 | |
JP2015080404A (ja) | 洋上入力端と陸上出力端を有する海底交流送電ケーブルにおける無効電力補償 | |
US10523117B2 (en) | Dead band direct current converter | |
US20130234524A1 (en) | Control method for arranging dc/ac converters in parallel | |
CN102136812A (zh) | 太阳能光伏发电系统 | |
US9608477B1 (en) | Enhancing collection of electrical power in an energy collection system including radially connected transformation units | |
US20220231514A1 (en) | Solar power generation system | |
KR20120095248A (ko) | 집전 및 송전 시스템 | |
KR101737970B1 (ko) | 하이브리드 수배전반 | |
US20190173419A1 (en) | Systems and method for electrical power distribution in solar power plants | |
CN213367658U (zh) | 直流传输系统 | |
CN117318160B (zh) | 光伏逆变供电控制系统、方法、装置及存储介质 | |
CN210577825U (zh) | 一种储能电站开闭器预制舱 | |
CN114447985A (zh) | 一种波力发电多源输入电能变换系统 | |
CN114374218A (zh) | 一种大容量海上柔性直流输电系统 | |
CN201994884U (zh) | 太阳能光伏发电系统 | |
RU100681U1 (ru) | Электрическая трансформаторная подстанция |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140128 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140826 |