JP3183815U

JP3183815U - 多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム

Info

Publication number: JP3183815U
Application number: JP2013001544U
Authority: JP
Inventors: 呂永奇
Original assignee: Dar Yun Energy Science Technology Co Ltd
Current assignee: Dar Yun Energy Science Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: GB201305429D0; GB2502190B; US20130271062A1; DE202013101180U1; FR2989532B3; TWM438026U; US9130404B2; GB2502190A; FR2989532A3

Abstract

【課題】複合式無停電電源装置の電力源の切り替え過程で発生する後置接続した電子機器への損害を防ぐ多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムを提供する。
【解決手段】外部電力供給源と連接したメイン太陽エネルギー給電装置と、補助太陽エネルギー給電装置と、第一バックアップ制御ユニットと、第二バックアップ制御ユニットとからなる。前記メイン太陽エネルギー給電装置は、第一エネルギー貯蔵電池と、前記第一エネルギー貯蔵電池と連接した第一電流出力回路とからなる。前記補助太陽エネルギー給電装置は、第二エネルギー貯蔵電池と、前記第二エネルギー貯蔵電池に電力を出力する第二電流出力回路とからなる。
【選択図】図１

Description

本考案は、太陽エネルギー給電システムに関し、特に多重バックアップを備えた、太陽エネルギー給電システムに関する。

従来技術において、太陽エネルギーと住宅用電気を混合して充電源とする無停電電源装置の構造が、既に少なからず開発されている。例えば、中華民国特許第Ｍ３１７６９８５号には、主に少なくとも二つの電力源と、無停電電源設備とからなる「電力貯蔵設備の構造」が開示されている。二つの前記電力源の一つは住宅用電気コンセントであり、もう一つは燃油・太陽エネルギー・風力・電池（燃料電池）発電機のうちのいずれか一種である。前記無停電電源設備には、電力源選択装置が内臓される。前記無停電電源設備の出力端は、電器設備と接続する。前記無停電電源設備の入力端は、内蔵された電力源選択装置によって、少なくとも二つの電力源と連設される。また、中華民国特許第Ｍ３４６９１３号には、太陽エネルギー集電板と、住宅用電気コンセントと、無停電電源設備と、電器設備とからなる「太陽エネルギー給電装置」が開示されている。前記太陽エネルギー集電板は、太陽光の光エネルギーを接収するとともに第一電源に変換する。前記住宅用電気コンセントは、第二電源を提供する。前記無停電電源設備には、電力源選択装置が内蔵され、前記電力源選択装置が、前記太陽エネルギー集電板と前記住宅用電気コンセントと連接しており、前記第一電源と前記第二電源の電力入力を選択する。前記無停電電源設備の出力端は、電器設備と互いに接続する。

中華民国特許第Ｍ３９９５３８号には、「風光力電気複合型無停電電源装置」が開示されている。前記無停電電源装置は、まず、多様な再生エネルギーが産出した複数の電気エネルギーを、燃料電池電解循環器によって直流に変換して電気エネルギーを出力する。次に、直流交流変換機が、直流で出力された電気エネルギーを交流電源に変換するとともに、複数の交流負荷装置に供給する。

前掲のように、多様な従来技術による、太陽エネルギーと住宅用電気を混合した無停電電源装置は、多くが住宅用電気システムと太陽エネルギー電力システムの切り換えによって、電子機器の駆動電力を供給している。すなわち、異なる給電システムの切り換え過程において、給電電圧の変化によりサージが発生したり、無停電電源装置に後置接続した電子機器に損害が生じたりする可能性があると言える。

中華民国特許第Ｍ３１７６９８５号明細書中華民国特許第Ｍ３４６９１３号明細書中華民国特許第Ｍ３９９５３８号明細書

そこで、本考案は、従来の複合式無停電電源装置の電力源の切り換え過程において発生する、後置接続した電子機器への損害を解決する多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムを提供することを主な目的とする。

上述の目的を達成するため、本考案の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムは、メイン太陽エネルギー給電装置と、補助太陽エネルギー給電装置とからなる。前記メイン太陽エネルギー給電装置は、第一太陽エネルギー集電板と、前記第一太陽エネルギー集電板からの変換電力を取り込む第一エネルギー貯蔵電池と、前記第一エネルギー貯蔵電池と連接した第一電流出力回路とからなる。前記第一エネルギー貯蔵電池は、外部電力供給源と電気的に接続する。前記補助太陽エネルギー給電装置は、第二太陽エネルギー集電板と、前記第二太陽エネルギー集電板からの変換電力を取り込む第二エネルギー貯蔵電池と、前記第二エネルギー貯蔵電池に電力を出力する第二電流出力回路とからなる。前記メイン太陽エネルギー給電装置の前記第一エネルギー貯蔵電池と前記補助太陽エネルギー給電装置の前記第二電流出力回路の間には、第一バックアップ制御ユニットが設けられる。前記第一バックアップ制御ユニットは、前記第一エネルギー貯蔵電池の電圧を測定して、前記第二エネルギー貯蔵電池の電力を前記第一エネルギー貯蔵電池へ出力するかどうかを決定する。前記メイン太陽エネルギー給電装置の第一エネルギー貯蔵電池と前記外部電力供給源の間には、第二バックアップ制御ユニットが設けられる。前記第二バックアップ制御ユニットは、前記第二エネルギー貯蔵電池の電圧を測定して、前記外部電力供給源の電力を前記第一エネルギー貯蔵電池へ出力するかどうかを決定する。

本考案の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムの基本回路のブロック図である。本考案の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムの実施例における細部回路のブロック図である。

図１を参照する。図は、本考案の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムの基本回路のブロック図である。図に示すように、本考案の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムは、メイン太陽エネルギー給電装置１０と、補助太陽エネルギー給電装置２０とからなる。メイン太陽エネルギー給電装置１０は、少なくとも一つの第一太陽エネルギー集電板１１と、第一太陽エネルギー集電板１１からの変換電力を取り込む第一エネルギー貯蔵電池１２と、第一エネルギー貯蔵電池１２と連接した第一電流出力回路１３とからなる。第一電流出力回路１３は、第一エネルギー貯蔵電池１２の電力を後置接続した電子機器７０、電子機器７０ａへ出力する。メイン太陽エネルギー給電装置１０の第一エネルギー貯蔵電池１２は、外部電力供給源５０と電気的に接続する。補助太陽エネルギー給電装置２０は、少なくとも一つの第二太陽エネルギー集電板２１と、第二太陽エネルギー集電板２１からの変換電力を取り込む第二エネルギー貯蔵電池２２と、第二エネルギー貯蔵電池２２の電力を出力する第二電流出力回路２３とからなる。メイン太陽エネルギー給電装置１０の第一エネルギー貯蔵電池１２に貯蔵された直流電力は、後置接続した電子機器７０、電子機器７０ａに直接出力するか、あるいは、交流電気を使用する電子機器７０に対応させるために第一電流出力回路１３に第一直流交流変換機１７を増設し、第一エネルギー貯蔵電池１２に貯蔵した直流電力を交流電力に転換して電子機器７０ａに出力する。

メイン太陽エネルギー給電装置１０の第一エネルギー貯蔵電池１２と補助太陽エネルギー給電装置２０の第二電流出力回路２３の間には、第一バックアップ制御ユニット３０が設けられる。第一バックアップ制御ユニット３０は、第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧を測定して、第二エネルギー貯蔵電池２２の電力を第一エネルギー貯蔵電池１２へ出力するかどうかを決定する。メイン太陽エネルギー給電装置１０の第一エネルギー貯蔵電池１２と外部電力供給源５０の間には、第二バックアップ制御ユニット４０が設けられる。第二バックアップ制御ユニット４０は、第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧を測定して、外部電力供給源５０の電力を前記第一エネルギー貯蔵電池１２へ出力するかどうかを決定する。

図２を参照する。図は、本考案の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムの実施例における細部回路のブロック図である。図に示すように、より充分なバックアップ電力を提供するため、メイン太陽エネルギー給電装置１０は、更に、少なくとも一つの第三太陽エネルギー集電板１４と、第三太陽エネルギー集電板１４と第一エネルギー貯蔵電池１２の間に設けられた第三スイッチユニット１５と、第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧を測定するとともに対応する第三制御信号１６１を第三スイッチユニットに出力する第三制御装置１６とを備える。実施例において、第三制御装置１６が、第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧が２９．８Ｖよりも小さいと測定した時（例えば曇天や、電子機器７０、電子機器７０ａが大量に電気を消費した時）、第三制御装置１６は、第三制御信号１６１を出力して第三スイッチユニット１５を開くとともに、第三太陽エネルギー集電板１４の転換電力を第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込む。また、第三制御装置１６が、第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧が２９．８Ｖよりも大きいと測定した時（例えば晴天の時）、第三制御装置１６は、第三制御信号１６１の出力を停止して第三スイッチユニット１５の閉止状態を保つ。

このほか、補助太陽エネルギー給電装置２０は、更に、少なくとも一つの第四太陽エネルギー集電板２４と、第四太陽エネルギー集電板２４と第二エネルギー貯蔵電池２２の間に設けられた第四スイッチユニット２５と、第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧を測定するとともに対応する第四制御信号２６１を第四スイッチユニット２５に出力する第四制御装置２６とを備える。実施例において、第四制御装置２６が、第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧が２９．８Ｖよりも低いと測定した時（例えば曇天や、第一エネルギー貯蔵電池１２に大量の電力を送り込んだ時）、第四制御装置２６は、第四制御信号２６１を出力して第四スイッチユニット２５を開くとともに、第四太陽エネルギー集電板２４の転換電力を第二エネルギー貯蔵電池２２に送り込む。また、第四制御装置２６が、第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧が２９．８Ｖよりも高いと測定した時、第四制御装置２６は、第四制御信号２６１の出力を停止して第四スイッチユニット２５の閉止状態を保つ。

本実施例における第一バックアップ制御ユニット３０は、詳しく言えば、第一エネルギー貯蔵電池１２及び第二電流出力回路２３にそれぞれ電気的に接続した第一スイッチユニット３１と、第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧を測定するとともに対応する第一制御信号３２１を第一スイッチユニット３１に出力する第一制御装置３２とからなる。補助太陽エネルギー給電装置２０は、第二出力線路２３に設けられた第二直流交流変換機２７を備える。第一バックアップ制御ユニット３０は、更に、第一スイッチユニット３１と第一エネルギー貯蔵電池１２の間に設けられた交流直流変換ユニット６０を備える。実施例において、第一制御装置３２が、第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧が２５Ｖよりも低いと測定した時、まず、第一制御装置３２が第一制御信号３２１を出力して第一スイッチユニット３１を開くことにより、第二エネルギー貯蔵電池２２の電力が第二電流出力回路２３を通して出力される。出力された電力は、第二直流交流変換機２７が２２０Ｖの交流電力に変換された後に、第一スイッチユニット３１を通る。２２０Ｖの交流電力は、交流直流変換ユニット６０によって高圧直流電力に変換されてから、第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込まれる。また、第一制御装置３２が第一エネルギー貯蔵電池１２の電圧が２８．５Ｖよりも高いと測定した時、第一制御装置３２が第一制御信号３２１の出力を停止して第一スイッチユニット３１を閉じることにより、第二エネルギー貯蔵電池２２の電力が第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込まれるのが停止する。

更に、第二バックアップ制御ユニット４０は、外部電力供給源５０及び第一エネルギー貯蔵電池１２にそれぞれ連接した第二スイッチユニット４１と、第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧を測定して対応する第二制御信号４２１を第二スイッチユニット４１に出力する第二制御装置４２とからなる。交流直流変換ユニット６０は、第二スイッチユニット４１と、第一エネルギー貯蔵電池１２にそれぞれ連接する。実施例において、第二制御装置４２が、第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧が２２Ｖより低いと測定した時、第二制御装置４２は、第二制御信号４２１を出力して第二スイッチユニット４１を開き、外部電力供給源５０の２２０Ｖの交流電力が第二スイッチユニット４１を通過した後、交流直流変換ユニット６０によって２２０Ｖの交流電力が高圧直流電力に変換されて第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込まれる。このほか、第二スイッチユニット４１が閉止信号４１１を第一スイッチユニット３１に出力することで第一スイッチユニット３１が閉まり、第二エネルギー貯蔵電池２２の電力が第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込まれるのを停止する。このようにして、第一エネルギー貯蔵電池１２が、外部電力供給源５０からの電力と、第二エネルギー貯蔵電池２２の電力を同時に受容することを回避する。また、第二制御装置４２が第二エネルギー貯蔵電池２２の電圧が２６Ｖよりも高いと測定した時、第二制御装置４２が第二制御信号４２１の出力を停止して第二スイッチユニット４１を閉じることによって、外部電力供給源５０の電力が第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込まれるのが停止する。

本考案における外部電力供給源５０は、第一エネルギー貯蔵電池１２を充電するだけでなく、第二エネルギー貯蔵電池２２を間接的に充電することにより、全体の充電効率を上げることができる。メイン太陽エネルギー給電装置１０と補助太陽エネルギー給電装置２０の間には、更に、電力再充電回路８０が設けられる。電力再充電回路８０は、第一エネルギー貯蔵電池１２と電気的に接続した電力再充電制御ユニット８１と、電力再充電制御ユニット８１と第二エネルギー貯蔵電池２２に接続するとともに電流が第二エネルギー貯蔵電池２２から第一エネルギー貯蔵電池１２へ逆流することを防止するダイオード８２とからなる。電力再充電制御ユニット８１は、第一バックアップ制御ユニット３０の第一スイッチユニット３１と電気的に接続する。第一スイッチユニット３１は、電力再充電制御ユニット８１の通電を決定する再充電制御信号３１１を含む。実施例において、第一エネルギー貯蔵電池１２が外部電力供給源５０を通して充電を行う時、第二スイッチユニット４１が閉止信号４１１を出力して第一スイッチユニット３１を閉める。この時、第一スイッチユニット３１が再充電制御信号３１１を出力して電力回充單元８１を開くことによって、第一エネルギー貯蔵電池１２に送り込まれた電力を、電力回充單元８１とダイオード８２を通して第二エネルギー貯蔵電池２２にも充電する。このようにして、外部電力供給源５０が出力した電力を有効利用するとともに、第一エネルギー貯蔵電池１２と第二エネルギー貯蔵電池２２の充電効率を上昇させる。

１０メイン太陽エネルギー給電装置
１１第一太陽エネルギー集電板
１２第一エネルギー貯蔵電池
１３第一電流出力回路
１４第三太陽エネルギー集電板
１５第三スイッチユニット
１６第三制御装置
１６１第三制御信号
１７第一直流交流変換機
２０補助太陽エネルギー給電装置
２１第二太陽エネルギー集電板
２２第二エネルギー貯蔵電池
２３第二電流出力回路
２４第四太陽エネルギー集電板
２５第四スイッチユニット
２６第四制御装置
２６１第四制御信号
２７第二直流交流変換機
３０第一バックアップ制御ユニット
３１第一スイッチユニット
３１１再充電制御信号
３２第一制御装置
３２１第一制御信号
４０第二バックアップ制御ユニット
４１第二スイッチユニット
４１１閉止信号
４２第二制御装置
４２１第二制御信号
５０外部電力供給源
６０交流直流変換ユニット
７０電子機器
７０ａ電子機器
８０電力再充電回路
８１電力再充電制御ユニット
８２ダイオード

Claims

メイン太陽エネルギー給電装置と、補助太陽エネルギー給電装置と、第一バックアップ制御ユニットと、第二バックアップ制御ユニットと、からなる多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システムであって、
前記メイン太陽エネルギー給電装置は、第一太陽エネルギー集電板と、前記第一太陽エネルギー集電板からの変換電力を取り込む第一エネルギー貯蔵電池と、前記第一エネルギー貯蔵電池と連接した第一電流出力回路とからなるとともに、前記第一エネルギー貯蔵電池が外部電力供給源と電気的に接続し、
前記補助太陽エネルギー給電装置は、第二太陽エネルギー集電板と、前記第二太陽エネルギー集電板からの変換電力を取り込む第二エネルギー貯蔵電池と、前記第二エネルギー貯蔵電池の電力を出力する第二電流出力回路とからなり、
前記第一バックアップ制御ユニットは、前記メイン太陽エネルギー給電装置の前記第一エネルギー貯蔵電池と前記補助太陽エネルギー給電装置の前記第二電流出力回路の間に設けられるとともに、前記第一エネルギー貯蔵電池の電圧を測定して、前記第二エネルギー貯蔵電池の電力を前記第一エネルギー貯蔵電池へ出力するかどうかを決定し、
前記第二バックアップ制御ユニットは、前記メイン太陽エネルギー給電装置の第一エネルギー貯蔵電池と前記外部電力供給源の間に設けられるとともに、前記第二エネルギー貯蔵電池の電圧を測定して、前記外部電力供給源の電力を前記第一エネルギー貯蔵電池へ出力するかどうかを決定することを特徴とする、多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記第二バックアップ制御ユニットは、前記外部電力供給源の電力を前記第一エネルギー貯蔵電池へ出力するかどうかを決定する時に、前記第一バックアップ制御ユニットによる前記第二エネルギー貯蔵電池への電力の出力を停止させる閉止信号を発することを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記第一バックアップ制御ユニットは、前記第一エネルギー貯蔵電池と前記第二電流出力回路にそれぞれ電気的に接続した第一スイッチユニットと、第一エネルギー貯蔵電池の電圧を測定して対応する第一制御信号を第一スイッチユニットに出力する第一制御装置とからなるとともに、更に、前記第一スイッチユニットと前記第一エネルギー貯蔵電池の間に設けられた交流直流変換ユニットを備えることを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記第二バックアップ制御ユニットは、前記外部電力供給源と前記第一エネルギー貯蔵電池にそれぞれ連接した第二スイッチユニットと、前記第二エネルギー貯蔵電池の電圧を測定して対応する第二制御信号を前記第二スイッチユニットに出力する第二制御装置とからなるとともに、前記第二スイッチユニットが前記第一スイッチユニットを閉止する閉止信号を含むことを特徴とする、請求項３に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記第二スイッチユニットと前記第一エネルギー貯蔵電池の間には、交流直流変換ユニットが設けられることを特徴とする、請求項４に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記メイン太陽エネルギー給電装置は、前記第一電流出力回路に第一直流交流変換機が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記補助太陽エネルギー給電装置は、前記第二出力線路に第二直流交流変換機が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記メイン太陽エネルギー給電装置と前記補助太陽エネルギー給電装置の間には、更に、電力再充電回路が設けられ、
前記電力再充電回路は、前記第一エネルギー貯蔵電池と電気的に接続した電力再充電制御ユニットと、前記電力再充電制御ユニットと前記第二エネルギー貯蔵電池に連接するダイオードとからなり、
前記電力再充電制御ユニットは、前記第一バックアップ制御ユニットと電気的に接続し、
前記第一バックアップ制御ユニットは、前記電力再充電制御ユニットの通電を決定する再充電制御信号を含むことを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記メイン太陽エネルギー給電装置は、少なくとも一つの第三太陽エネルギー集電板と、前記第三太陽エネルギー集電板と前記第一エネルギー貯蔵電池の間に設けられた第三スイッチユニットと、前記第一エネルギー貯蔵電池の電圧を測定するとともに対応する第三制御信号を前記第三スイッチユニットに出力する第三制御装置とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。
前記補助太陽エネルギー給電装置は、少なくとも一つの第四太陽エネルギー集電板と、前記第四太陽エネルギー集電板と前記第二エネルギー貯蔵電池の間に設けられた第四スイッチユニットと、前記第二エネルギー貯蔵電池の電圧を測定するとともに対応する第四制御信号を前記第四スイッチユニットに出力する第四制御装置とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の多重バックアップを備えた太陽エネルギー給電システム。