TWM445263U - 高效率太陽能光電模組發電轉換系統 - Google Patents
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Description
本創作是涉及一種光電轉換系統，特別是指一種高效率太陽能光電模組發電轉換系統。
請參照圖1，目前的太陽能光電轉換系統100主要包括一太陽能電池模組10及電力調節器，其中電力調節器之關鍵零組件為變流器30，變流器30連接至負載40供市電電源。
在習知的太陽能光電轉換系統100中，若其標稱功率PINV_OUT
為2500瓦、最大輸出功率PPV_OUT
為240瓦、轉換效率η為95%，因此太陽能電池模組10串聯陣列數量N計算如下：
開路電壓為Vα
為37.2伏特，故串聯太陽能電池模組10陣列最高輸出電壓V_out,MAX
為：V _out
,MAX
=N
×V oc
=11×37.2=409.2
由於太陽能電池模組10常因太陽的照射方位與天候的影響而造成輸出電壓降低，例如在每天的清晨、黃昏、陰雨的天氣或者在陰暗處，因為太陽光的照度不足使得太陽能電池模組10無法產生足夠的發電電壓。
影響太陽電池模組10電壓輸出最大的因素，乃是環境遮
蔭的問題。當太陽的照射角度較低時，旁邊的高大建築或樹木的蔭影便會擋住陽光，一些太陽能電池模組10因輸出電壓太低，而造成其並聯的旁路二極體短路，無法輸出電壓，使得整個串聯的太陽能電池模組10陣列輸出電壓降低。尤其目前市面上的太陽能電池模組其設計規格中輸出電壓較高，太陽能電池模組可允許較少的數量串聯在一起達到一般正常的供電。但是，一旦有遮蔭問題，串聯的太陽能電池模組輸出電壓將巨幅下降。
目前改善的方法為在陰暗處增加太陽能電池模組串列的數量，但如此一來將造成太陽能電池模組串列在良好日照情況下的輸出電壓過高。
為解決此一問題，可以由擴展太陽能變流器之輸入電壓範圍著手，使得變流器能承受良好日照下的高電壓輸入，而在遮蔭低照度時亦能將較低的輸入電壓升壓以正常發電，提高發電效益。
本創作提供一種高效率太陽能光電模組發電轉換系統，在太陽光的照度不足的時候仍可產生足夠的發電電壓。
為達成上述目的，本創作之太陽能光電系統提供一太陽能電池模組，一升壓式轉換器，以及一變流器。升壓式轉換器具有一轉換輸入端及一轉換輸出端，轉換輸入端連接至太陽能電池模組，並由轉換輸出端輸出直流電壓。變流器具有一變流輸
入端及一變流輸出端。變流輸入端連接至升壓式轉換器之轉換輸出端，變流輸出端輸出交流電連接至一負載以供市電電源。
在一實施例中，其中升壓式轉換器係為一直流-直流轉換器，變流器係為一直流-交流變流器。
在一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統之型式不限於使用獨立型、併聯型或混和型。
在一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統更包括一蓄電池，蓄電池係電性連接在該升壓式轉換器與該變流器之間。
在一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統更包括一市電系統，市電系統係連接至該變流器之變流輸出端。
在一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統包括一市電系統及一蓄電池，蓄電池係電性連接在升壓式轉換器與變流器之間。升壓式轉換器具有一第一路徑及一第二路徑，第一路徑之升壓式轉換器係直接連接至變流器，第二路徑之升壓式轉換器係經由蓄電池間接連接至變流器。
在一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統之變流器之變流輸入端之一允許輸入電壓範圍係為45伏特至650伏特。
在一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統之變流器之變流輸入端之最大功率追蹤範圍係為50伏特至600伏特。
習知的太陽能光電轉換系統，其變流器最低輸入電壓約為125伏特，而若輸入電壓低於變流器的最低輸入電壓，將無法正常發電。而本創作之高效率太陽能光電模組發電轉換系統其變流器在最低輸入電壓為50伏特時，仍可進行最大功率追蹤，使其具有在低照度時將較低電壓升壓以正常發電。
為使貴審查委員對本創作之目的、特徵及功效能有更進一步之了解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：請參照圖2，為本創作之一實施例的高效率太陽能光電模組發電轉換系統200，其包括一太陽能電池模組10，一升壓式轉換器20，以及一變流器30。升壓式轉換器20具有一轉換輸入端21及一轉換輸出端22，轉換輸入端21連接至太陽能電池模組10，並由轉換輸出端22輸出直流電壓。變流器30具有一變流輸入端31及一變流輸出端32。變流輸入端31連接至升壓式轉換器20之轉換輸出端22，變流輸出端32輸出交流電連接至一負載40或一市電系統。
在本創作之一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統200之升壓式轉換器20例如是一直流-直流轉換器，轉換輸入端21輸入直流電，轉換輸出端32出輸交流電。變流器30係為一直流-交流變流器，變流輸入端31輸入直流電，變流輸出端32輸出交流電。
在本創作之一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換
系統之型式不限於使用獨立型、併聯型或混和型。如圖3，為本創作之一實施例的高效率太陽能光電模組發電轉換系統300，其包括一上述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統200以及一蓄電池50，蓄電池50係電性連接在升壓式轉換器20與該變流器30之間。白天高效率太陽能光電模組發電轉換系統300發電供給負載40並對蓄電池50充電，夜間由蓄電池50供電，可以自給自足。
如圖4，為本創作之一實施例的高效率太陽能光電模組發電轉換系統400，其包括一上述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統200以及一市電系統40a，市電系統40a連接至變流器30之變流輸出端32。變流輸出端32輸出交流電，其可與市電併聯，將太陽能電池模組10輸出的電能轉換為市電。
如圖5，為本創作之一實施例的高效率太陽能光電模組發電轉換系統500，其包括一上述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統400以及一蓄電池50，蓄電池50係電性連接在升壓式轉換器20與變流器30之間，升壓式轉換器20具有一第一路徑及一第二路徑，第一路徑之升壓式轉換器20係直接經由轉換輸出端22及變流輸入端31連接至變流器30。第二路徑之升壓式轉換器20係經由轉換輸出端22a連接至蓄電池50，再經由31a連接至變流器30。當供電正常時，由轉換輸出端22輸出直流電壓，變流輸入端31連接至轉換輸出端22，變流輸出端32輸出交流電連接負載40。當災害發生時，由轉換輸
出端22a輸出直流電壓至蓄電池50，再由變流輸入端31a輸入變流器30，變流輸出端32輸出交流電至市電系統40a。
在本創作之一實施例中，高效率太陽能光電模組發電轉換系統200之變流輸入端31之電壓範圍係為45伏特至650伏特，變流輸入端31之最大功率追蹤範圍係為50伏特至600伏特。
以下將本創作之高效率太陽能光電模組發電轉換系統與前述習知的太陽能光電轉換系統100之太陽能電池模組10相比較，當接近清晨或黃昏太陽照射角度較低時，此時遮蔭情況發現機率較高，在此情況習知得太陽能電池模組10所接收之太陽功率約為400W/m2
。如圖6，為習知太陽能電池模組10之功率-電壓特性曲線圖，當時最大功率點之電壓為29.8伏特，最大輸出功率為95.7瓦，太陽能電池模組10串聯陣列輸出電壓為327.8伏特，最大輸出功率為1052.7瓦。
習知的變流器30其最低輸入電壓約為125伏特，而若今有7片太陽能電池模組10因遮蔭而無法輸出電壓，則整體之太陽能電池模組10串聯陣列輸出電壓將降為119.2伏特，低於變流器30的最低輸入電壓，而造成無法正常發電。而本創作之高效率太陽能光電模組發電轉換系統200其變流器30在此情況下，最低輸入電壓為50伏特時，仍可進行最大功率追蹤，仍可發電之電力P_out
為：P _out
=(11-7)×95.7=382.8W
因此，本創作之高效率太陽能光電模組發電轉換系統200擴展了變流器之一允許輸入電壓範圍，使得變流器不但能承受良好日照下的高電壓輸入，而在遮蔭低照度時亦能將較低的輸入電壓升壓以正常發電，提高發電效益。
綜上所言，本創作實施例確能達到所預期之功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出新型專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
100‧‧‧習知的太陽能光電轉換系統
200、300、400、500‧‧‧本創作的高效率太陽能光電模組發電轉換系統
10‧‧‧太陽能電池模組
20‧‧‧升壓式轉換器
21‧‧‧轉換輸入端
22、22a‧‧‧轉換輸出端
30‧‧‧變流器
31、31a‧‧‧變流輸入端
32‧‧‧變流輸出端
40‧‧‧負載
40a‧‧‧市電系統
50‧‧‧蓄電池
圖1為習知的太陽能光電轉換系統
圖2為本創作之一實施例的高效率太陽能光電模組發電轉換系統
圖3為本創作之一實施例的獨立型高效率太陽能光電模組發電轉換系統
圖4為本創作之一實施例的併聯型高效率太陽能光電模組發電轉換系統
圖5為本創作之一實施例的混合型高效率太陽能光電模組發電轉換系統
圖6為習知的太陽能電池模組之功率-電壓特性曲線圖
200‧‧‧高效率太陽能光電模組發電轉換系統
10‧‧‧太陽能電池模組
20‧‧‧升壓式轉換器
21‧‧‧轉換輸入端
22‧‧‧轉換輸出端
30‧‧‧變流器
31‧‧‧變流輸入端
32‧‧‧變流輸出端
40‧‧‧負載
Claims (7)
- 一種高效率太陽能光電模組發電轉換系統，包括：一太陽能電池模組；一升壓式轉換器，其具有一轉換輸入端及一轉換輸出端，該轉換輸入端連接至該太陽能電池模組，並由該轉換輸出端輸出直流電壓；以及一變流器，其具有一變流輸入端及一變流輸出端，該變流輸入端連接至該升壓式轉換器之轉換輸出端，該變流輸出端連接至一負載。
- 如申請專利範圍第1項所述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統，其中該升壓式轉換器係為一直流-直流轉換器，該轉換輸入端輸入直流電，該轉換輸出端出輸交流電，該變流器係為一直流-交流變流器，該變流輸入端輸入直流電，該變流輸出端輸出交流電。
- 如申請專利範圍第2項所述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統，更包括一蓄電池，該蓄電池電性連接在該升壓式轉換器與該變流器之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統，其中該負載係為一市電系統，該市電系統連接至該變流器之變流輸出端。
- 如申請專利範圍第4項所述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統，更包括一蓄電池，該蓄電池電性連接在該升壓式 轉換器與該變流器之間，該升壓式轉換器係通過一第一路徑及一第二路徑而連接至該變流器，其中該第一路徑係直接連接至該變流器，而該第二路徑係經由該蓄電池而間接連接至該變流器。
- 如申請專利範圍第1項所述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統，其中該變流器之該變流輸入端之一允許輸入電壓範圍係為45伏特至650伏特。
- 如申請專利範圍第1項所述之高效率太陽能光電模組發電轉換系統，其中該變流器之該變流輸入端之一最大功率追蹤範圍係為50伏特至600伏特。
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| TW101212547U TWM445263U (zh) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | 高效率太陽能光電模組發電轉換系統 |
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|---|---|---|---|
| TW101212547U TWM445263U (zh) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | 高效率太陽能光電模組發電轉換系統 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| TWM445263U true TWM445263U (zh) | 2013-01-11 |
Family
ID=48090950
Family Applications (1)
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| TW101212547U TWM445263U (zh) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | 高效率太陽能光電模組發電轉換系統 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM445263U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115863808A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-28 | 西安电子科技大学 | 一种钙钛矿太阳电池与锂硫电池的集成系统及其制备方法 |
-
2012
- 2012-06-29 TW TW101212547U patent/TWM445263U/zh not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115863808A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-28 | 西安电子科技大学 | 一种钙钛矿太阳电池与锂硫电池的集成系统及其制备方法 |
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