WO2013163822A1 - 太阳能系统、太阳能模块及供电方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solar energy system, and more particularly to a solar energy system, a solar module, and a power supply method that provide multiple power sources. Background technique
- a typical solar module will have multiple solar cells, and these solar cells may be present in the solar module in parallel or in series.
- the output current of the solar module is affected by all solar cells. Assuming that solar cells with different output currents are used in the solar module, the output current of the entire solar module will be limited by the solar cell with the lowest output current, resulting in lower output efficiency of other solar cells. In view of this, each solar unit used in a solar module must use the same power output solar unit.
- One of the objects of the present invention is to provide a solar module which can employ different solar units and reduce the output of low power solar units to other solar units.
- the invention provides a solar module comprising first and second solar units.
- the first solar unit has a first positive power supply end and a first negative power supply end
- the second solar energy unit has a second positive power supply The end and the second negative power supply end
- the second solar unit is connected in series with the first solar unit.
- the maximum output current that the first solar unit can provide is higher than the maximum output current that the second solar unit can provide; and the first solar unit provides power to the first load, and the second solar unit does not provide power to the first A load, and the first and second solar units together provide power to the second load.
- the invention further provides a solar power supply method, which is suitable for the first solar unit and the second solar unit connected in series, and the maximum output current that the first solar unit can provide is higher than the maximum output that the second solar unit can provide. Current.
- the powering method causes the first solar unit to provide power to the first load and the first solar unit to provide power to the second load together with the second solar unit.
- the invention also proposes a solar energy system comprising a solar module, a main system and at least one subsystem.
- the solar module includes a plurality of solar cells connected in series, the solar cells include at least one first solar unit and one second solar unit, and the maximum output current that the first solar unit can provide is higher than that provided by the second solar unit Maximum output current.
- the main system is electrically coupled to the solar module to simultaneously supply power from the first solar unit and the second solar unit, and at least one sub-system is electrically coupled to the solar module to be only in the first and second solar units A solar unit to supply electricity.
- the solar module of the present invention connects the solar units of different powers in series, and additionally electrically couples the solar units capable of providing higher power to other loads, thereby being capable of simultaneously supplying power to specific loads at all solar units.
- the solar cells that are limited by the lowest power are not able to provide the power provided for this particular load to other loads, the power utilization efficiency of such solar modules is improved.
- FIG. 1 is a block diagram of a solar energy system in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram of a solar energy system according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram of an architecture of a solar energy system in accordance with still another embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a structural diagram of a solar energy system according to an embodiment of the present invention.
- solar system 10 includes a solar module ⁇ main system 130 and a sub-system 150.
- the solar module 100 has a plurality of solar units 102, 104, ... 110, ... 120 and 122 connected in series, and assumes that the maximum output currents of the solar units 120 and 122 are the same, and the solar units 102, 104 and 110, etc.
- the maximum output current is the same, and the maximum output current of the solar unit 120 is higher than the maximum output current of the solar unit 102.
- the main system 130 is electrically coupled to the solar module 100 as shown, the solar units 102, 104, ... 110, ...
- the solar units 102, 104, ..., 110, etc. will not provide power to the secondary system 150, only the solar units 120 and 122. Power is supplied to the subsystem 150.
- the maximum output currents of the solar units 102, 104, ... 110, ... 120, and 122 may be different from each other, or the solar units may be divided into groups, and the maximum between groups The output currents are different, but the maximum output current of one or more solar cells in each group is the same.
- the maximum current that can be used by a system in which a plurality of solar units are jointly supplied with power is provided by the solar unit in which the maximum output current is the minimum among the solar units that provide power.
- the maximum output current has a close relationship.
- the circuit shown in the main system 130 is a charging system for charging, and the sub-system 150 is another peripheral operating system that requires power
- the conditions applicable to the main and sub-systems are not limited.
- the secondary system can be a control system used to control the primary system; or, conversely, the primary system can be a control system used to control the secondary system.
- FIG. 2 is a structural diagram of a solar energy system according to another embodiment of the present invention.
- solar energy system 20 includes solar module 200, main system 230, and subsystem 250.
- the solar units in the solar module 200 are simplified to only two, which are the solar unit 210 and the solar unit 220, respectively, for the sake of simplicity. In fact, the solar module 200 can still be like the solar module 100 of Fig. 1, including more than two solar units.
- the solar unit 210 has a positive power supply terminal 212 and a negative power supply terminal 2U
- the solar power unit 220 has a positive power supply terminal 222 and a negative power supply terminal 224 electrically coupled to the positive power supply terminal 212 of the solar unit 210.
- the other end of the main system 230 is electrically coupled to the negative power supply end 224 of the solar unit 220
- the other end of the sub-system 250 is electrically coupled to the negative power supply of the solar unit 210.
- End 214 the negative power supply end 214 of the solar unit 210 is also electrically coupled to the positive power supply end 222 of the solar unit 220.
- the solar unit 210 and the solar unit 220 are connected in series, and the main system 230 is powered by the solar units 210 and 220 simultaneously, and the sub-system 250 is powered by the solar unit 210, and the solar unit 220 does not supply power. Secondary system 250.
- the main system 230 is supplied with power by the solar units 210 and 220 at the same time, the main system 230 is the load of the solar units 210 and 220; similarly, since the sub-system 250 is supplied with power by the solar unit 210, the vice System 250 is the negative of solar unit 210.
- solar unit 210 can provide a maximum output current that is higher than the maximum output current that solar unit 220 can provide. In this way, the power can be supplied to the main system 230 together, and the solar unit 210 additionally supplies power to the sub-system 250.
- the solar unit 210 provides additional power to the secondary system 250, causing the output current of the solar unit 210 to be higher than the solar unit.
- the maximum output current of 220 is the maximum output current of 220.
- FIG. 3 is a block diagram of an architecture of a solar energy system according to still another embodiment of the present invention.
- solar energy system 30 includes solar module 300, main system 330, and subsystem 350.
- the solar units within the solar module 300 are also reduced to only two, namely the solar unit 310 and the solar unit 320, respectively.
- the solar unit 310 has a positive power terminal 312 and a negative power terminal 314 and the solar unit 320 has a positive power terminal 322 and a negative power terminal 324.
- the positive power supply end 312 of the solar unit 310 is electrically coupled to one end of the sub-system 350.
- One end of the main system 330 is electrically coupled to the positive power supply end 322 of the solar unit 320 and the main system 330 and the sub-system 350 The other end is electrically coupled to the negative power supply end 324 of the solar unit 320.
- the positive power supply end 322 of the solar unit 320 is also electrically coupled to the negative power supply end 314 of the solar unit 310.
- the solar unit 310 and the solar unit 320 are in a series relationship, and the main system 330 is separately powered by the solar unit 320 and is independent of the solar unit 310; in contrast, the sub-system 350 is composed of the solar unit 310 and 320 - from the power supply.
- the main system 330 is powered by the solar unit 320, so the main system 330 is the load of the solar unit 320; similarly, the sub-system 350 is powered by the solar units 310 and 320 together, so the sub-system 350 is the solar unit. 310 and 320 loads.
- the maximum output current that solar unit 310 can provide will be lower than the maximum output current that solar unit 320 can provide.
- the power can be supplied to the secondary system 350 together, and the solar unit 320 additionally provides power to the primary system 330.
- the solar unit 320 provides additional power to the primary system 330, causing the output current of the solar unit 320 to be higher than the solar unit 310.
- the maximum output current is the maximum output current.
- the techniques provided in this document are applicable to a plurality of solar cells connected in series, and the maximum output currents that the two solar cells can provide are different from each other.
- solar cells that provide lower maximum output currents drive certain loads and allow solar cells that provide higher maximum output power to drive other loads in addition to driving the same loads as described above.
- solar units 310 and 320 are provided to provide power to one of the subsystems 350 loads: and the solar unit 320 is supplied with power to the main system 330 load two:).
- the solar module of the present invention connects the solar units of different powers in series, and electrically couples the solar units capable of providing higher power to other loads, so that all the solar units can be simultaneously
- the solar power unit that is limited by the lowest power cannot be supplied to other loads instead of the power provided by the particular load, thereby improving the power utilization efficiency of such solar modules.
- the solar module of the present invention connects the solar units of different powers in series, and additionally electrically couples the solar units capable of providing higher power to other loads, thereby being capable of simultaneously supplying power to specific loads at all solar units.
- the solar cells that are limited by the lowest power are not able to provide the power provided for this particular load to other loads, the power utilization efficiency of such solar modules is improved.
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Abstract
一种太阳能系统、太阳能模块及供电方法。该太阳能系统（10）具有太阳能模块（100）、主系统（130）以及至少一个副系统（150）。在太阳能模块中至少有串接的第一太阳能单元（120；122）与第二太阳能单元（102；104；……110），且第一太阳能单元所能提供的最大电流高于第二太阳能单元所能提供的最大电流。主系统电性耦接至太阳能模块以同时由第一太阳能单元及第二太阳能单元供应电力，而副系统电性耦接至太阳能模块，仅以第一太阳能单元来供应所需电力。
Description
太阳能系统、 太阳能模块及供电方法 技术领域
本发明涉及一种太阳能系统， 且特别是有关于一种提供多种电力的太阳能 系统、 太阳能模块及供电方法。 背景技术
随着环保意识的抬头，绿色能源相关科技一跃成为众所瞩目的重点发展科 技。 尤其在近几年， 各种绿色能源的发展与应用日趋成熟； 在这之中， 太阳能 发电可说是应用层面极广且颇受好评的一种绿色能源的来源。
一般的太阳能模块中会具有多个太阳能单元， 而这些太阳能单元则可能以 并联或串联的方式存在于太阳能模块中。 在设计时， 因为是以整个太阳能模块 作为输出， 所以太阳能模块的输出电流会受到所有太阳能单元的影响。 假设在 太阳能模块中使用了不同输出电流的太阳能单元， 则整个太阳能模块的输出电 流将会被输出电流最低的那一个太阳能单元所限制，造成其他太阳能单元的输 出效率变低。 有鉴于此， 一个太阳能模块中所使用的各太阳能单元一定会采用 同样功率输出的太阳能单元。
然而， 上述的限制因素会造成设计上的困扰， 制造商很难随意搭配手边的 既有材料来达到最大的电力利用效率。 这将使得提倡绿色能源的原意大打折 扣。 发明公开
本发明的目的之一在于提供一种太阳能模 ± 其可采用不同的太阳能单元 并减少低功率太阳能单元对其他太阳能单元的输出影响。
本发明的再一目的是提供一种太阳能供电方法，其可同时输出不同的功率 以供不同需求的负载使用。
本发明的又一目的是提供一种太阳能系统其可运用同一个太阳能模块来 运行各类需要不同功率的操作。
本发明提出一种太阳能模块， 包括第一与第二太阳能单元。 其中， 第一太 阳能单元具有第一正供电端与第一负供电端，第二太阳能单元具有第二正供电
端与第二负供电端， 且第二太阳能单元串接第一太阳能单元。 再者， 该第一太 阳能单元所能提供的最大输出电流高于第二太阳能单元所能提供的最大输出 电流； 且第一太阳能单元提供电力至第一负载， 第二太阳能单元不提供电力至 第一负载， 而第一与第二太阳能单元一起提供电力至第二负载。
本发明另提出一种太阳能供电方法， 其适于串接的第一太阳能单元与第二 太阳能单元， 且第一太阳能单元所能提供的最大输出电流高于第二太阳能单元 所能提供的最大输出电流。此供电方法系使第一太阳能单元提供电力至第一负 载， 并使第一太阳能单元与第二太阳能单元一起提供电力至一第二负载。
本发明还提出一种太阳能系统， 包括太阳能模块、 主系统以及至少一个副 系统。 太阳能模块包括串接的多个太阳能单元， 这些太阳能单元至少包括一个 第一太阳能单元与一个第二太阳能单元， 且第一太阳能单元所能提供的最大输 出电流高于第二太阳能单元所能提供的最大输出电流。主系统电性耦接至太阳 能模块以同时由第一太阳能单元及第二太阳能单元供应电力，而至少有一个副 系统电性耦接至太阳能模块以在第一及第二太阳能单元中仅由第一太阳能单 元来供应电力。
本发明中的太阳能模块把不同功率的太阳能单元串接在一起， 并把能提供 较高功率的太阳能单元额外电性耦接到其他的负载上 因此能够在所有太阳能 单元同时对特定负载提供电力的时 ί¾ 把受限于最低功率的太阳能单元而无法 对此特定负载提供的电力转而提供给其他的负载，进而改善此类太阳能模块的 电力利用效率。
为让本发明的上述和其他目的、 特征和优点能更明显易懂， 下文特举较佳 实施例， 并配合所附附图， 作详细说明如下。 附图简要说明
图 1为根据本发明一实施例的太阳能系统的架构图；
图 2为根据本发明另一实施例的太阳能系统的架构图；
图 3为根据本发明再一实施例的太阳能系统的架构方块图。 其中， 附图标记
10、 20、 30： 太阳能系统
100、 200、 300： 太阳能模块
102、 104、 110 、 120、 122、 210、 220、 310、 320： 太阳能单元
130、 230、 330 ： 主系统
150、 250、 350 ： 副系统
212、 222、 312 、 322： 正供电端
214、 224、 314 、 324： 负供电端 实现本发明的最佳方式
请参照图 1， 其为根据本发明一实施例的太阳能系统的架构图。 在本实施 例中，太阳能系统 10包括了太阳能模块 Ιθα主系统 130以及一个副系统 150。 太阳能模块 100内有多个串接的太阳能单元 102、 104、 ...110、 ... 120与 122， 并假设太阳能单元 120与 122的最大输出电流相同， 太阳能单元 102、 104与 110等的最大输出电流相同， 且太阳能单元 120的最大输出电流高于太阳能单 元 102的最大输出电流。 则当主系统 130如图所示般电性耦接至太阳能模块 100， 则太阳能单元 102、 104、 ...110、 ...120与 122将一并提供电力至主系统 130以供主系统 130运作之用。 类似的， 当副系统 150如图所示般电性耦接至 太阳能模块 100， 则太阳能单元 102、 104、 …与 110等都不会提供电力至副系 统 150， 只有太阳能单元 120与 122才会提供电力至副系统 150。
在其他的设计中， 太阳能单元 102、 104、 ...110、 ...120与 122的最大输 出电流可以各自都不相同， 也可以是把这些太阳能单元分成数群， 各群之间的 最大输出电流不同， 但每一群中的一或多个太阳能单元的最大输出电流相同。 但， 不论是哪一种设计方式， 由多个太阳能单元所共同提供电力的系统， 其所 能运用的最大电流会与这些提供电力的太阳能单元中，最大输出电流为最小值 的太阳能单元所提供的最大输出电流有密切的关系。
虽然在本实施例中， 主系统 130内所示的电路是用于充电的充电系统， 而 副系统 150是其他需使用电力的周边运作系统，但实际上主副系统所能适用的 状况并非只此一种。 举例来说， 副系统可以是用来控制主系统的控制系统； 或 者， 反过来， 主系统可以是用来控制副系统的控制系统。 但， 此类变化无法穷 举，但此技术领域普通技术人员当可视本文件的公开内容而得以此技术精神自 行变化， 在此不多加赘述。
接下来请参照图 2， 其为根据本发明另一实施例的太阳能系统的架构图。 在本实施例中， 太阳能系统 20包括了太阳能模块 200、 主系统 230与副系统 250。 太阳能模块 200内的太阳能单元被简化为只有两个， 分别为太阳能单元 210与太阳能单元 220， 这是为了说明上的简便所为。 实际上， 太阳能模块 200 内仍然可以像图 1的太阳能模块 100—样， 包括超过两个的太阳能单元。
如图 2所示太阳能单元 210会有一个正供电端 212与一个负供电端 2U 而太阳能单元 220则有一个正供电端 222与一个负供电端 224太阳能单元 210 的正供电端 212电性耦接至主系统 230与副系统 250的一端，主系统 230的另 一端电性耦接至太阳能单元 220的负供电端 224， 而副系统 250的另一端则电 性耦接至太阳能单元 210的负供电端 214。 此外， 太阳能单元 210的负供电端 214也电性耦接至太阳能单元 220的正供电端 222。 通过上述的连结， 使得太 阳能单元 210与太阳能单元 220为串接， 且主系统 230是由太阳能单元 210 与 220同时供电， 而副系统 250则是由太阳能单元 210供电， 太阳能单元 220 并不供电给副系统 250。
综合上述， 由于主系统 230是同时由太阳能单元 210与 220来供给电力， 因此主系统 230就是太阳能单元 210与 220的负载； 类似地， 由于副系统 250 是由太阳能单元 210来供给电力， 因此副系统 250就是太阳能单元 210的负翁 在图 2所示的实施例中，太阳能单元 210所能提供的最大输出电流会高于 太阳能单元 220所能提供的最大输出电流。如此方能在两者一起提供电力至主 系统 230之余， 再由太阳能单元 210额外提供电力至副系统 250。 一旦提供至 主系统 230的电流已经达到太阳能单元 220所能提供的最大输出电¾那么太 阳能单元 210在进一歩提供电力至副系统 250的时候， 就会使得太阳能单元 210的输出电流高于太阳能单元 220的最大输出电流。
接下来请参考图 3， 其为根据本发明再一实施例的太阳能系统的架构方块 图。 在本实施例中， 太阳能系统 30包括了太阳能模块 300、 主系统 330与副 系统 350。 太阳能模块 300内的太阳能单元同样被简化为只有两个， 分别为太 阳能单元 310与太阳能单元 320。 太阳能单元 310有一个正供电端 312与一个 负供电端 314而太阳能单元 320则有一个正供电端 322与一个负供电端 324。 太阳能单元 310的正供电端 312电性耦接至副系统 350的一端， 主系统 330 的一端电性耦接至太阳能单元 320的正供电端 322而主系统 330与副系统 350
的另一端则共同电性耦接至太阳能单元 320的负供电端 324。 此外， 太阳能单 元 320的正供电端 322还电性耦接至太阳能单元 310的负供电端 314。
通过上述的连结， 太阳能单元 310与太阳能单元 320之间成为串接关系， 且主系统 330是由太阳能单元 320单独供电而与太阳能单元 310无关； 相对 地， 副系统 350则是由太阳能单元 310与 320—起供电。 此外， 主系统 330 是由太阳能单元 320来供给电力， 因此主系统 330就是太阳能单元 320的负 载； 类似地， 副系统 350是由太阳能单元 310与 320来共同供给电力， 因此副 系统 350就是太阳能单元 310与 320的负载。
在图 3所示的实施例中，太阳能单元 310所能提供的最大输出电流会低于 太阳能单元 320所能提供的最大输出电流。如此方能在两者一起提供电力至副 系统 350之余， 再由太阳能单元 320额外提供电力至主系统 330。 一旦提供至 副系统 350的电流已经达到太阳能单元 310所能提供的最大输出电 那么太 阳能单元 320在进一歩提供电力至主系统 330的时候， 就会使得太阳能单元 320的输出电流高于太阳能单元 310的最大输出电流。
根据前述各实施例， 本文件所提供的技术可适用于串接的多个太阳能单 元， 且其中的两个太阳能单元所能提供的最大输出电流互不相同。 在此技术 中， 会使提供较低最大输出电流的太阳能单元驱动某些负载， 并使提供较高最 大输出电量的太阳能单元除了驱动前述同样的负载之外，还进一歩驱动其他的 负载。 以图 3的实施例来看， 就是使太阳能单元 310与 320—起提供电力至副 系统 350负载之一：)， 并使太阳能单元 320提供电力至主系统 330负载之二：)。
综上所述， 本发明中的太阳能模块把不同功率的太阳能单元串接在一起， 并把能提供较高功率的太阳能单元额外电性耦接到其他的负载上 因此能够在 所有太阳能单元同时对特定负载提供电力的时 ί¾把受限于最低功率的太阳能 单元而无法对此特定负载提供的电力转而提供给其他的负载，进而改善此类太 阳能模块的电力利用效率。
当然， 本发明还可有其它多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情 况下， 熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形， 但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 工业应用性
本发明中的太阳能模块把不同功率的太阳能单元串接在一起， 并把能提供 较高功率的太阳能单元额外电性耦接到其他的负载上 因此能够在所有太阳能 单元同时对特定负载提供电力的时 ί¾ 把受限于最低功率的太阳能单元而无法 对此特定负载提供的电力转而提供给其他的负载，进而改善此类太阳能模块的 电力利用效率。
Claims
1.一种太阳能模块， 包括：
一第一太阳能单元， 具有一第一正供电端与一第一负供电端； 以及 一第二太阳能单元， 具有一第二正供电端与一第二负供电端， 且该第二太 阳能单元串接该第一太阳能单元，
其中， 该第一太阳能单元所能提供的最大输出电流高于该第二太阳能单元 所能提供的最大输出电流， 该第一太阳能单元提供电力至一第一负载， 该第二 太阳能单元不提供电力至该第一负载， 该第一与该第二太阳能单元一起提供电 力至一第二负载。
2.根据权利要求 1所述的太阳能模块， 其中该第一正供电端电性耦接至该 第二负供电端， 该第一负载电性耦接于该第一正供电端与该第一负供电端之 间， 该第二负载电性耦接于该第二正供电端与该第一负供电端之间。
3.根据权利要求 1所述的太阳能模块， 其中该第一负供电端电性耦接至该 第二正供电端， 该第一负载电性耦接于该第一正供电端与该第一负供电端之 间， 该第二负载电性耦接于该第一正供电端与该第二负供电端之间。
4.一种太阳能供电方法， 适于串接的一第一太阳能单元与一第二太阳能单 元， 且该第一太阳能单元所能提供的最大输出电流高于该第二太阳能单元所能 提供的最大输出电流， 该供电方法包括：
使该第一太阳能单元提供电力至一第一负载； 以及
使该第一太阳能单元与该第二太阳能单元一起提供电力至一第二负载。
5.根据权利要求 4所述的太阳能供电方法， 其中当该第一太阳能单元同时 提供电力至该第一负载与该第二负载时，会使该第一太阳能单元输出的电流大 于该第二太阳能单元所能提供的最大输出电流。
6.—种太阳能系统， 包括：
一太阳能模块， 包括串接的多个太阳能单元， 且这些太阳能单元至少包括 一第一太阳能单元与一第二太阳能单元， 其中， 该第一太阳能单元所能提供的 最大输出电流高于该第二太阳能单元所能提供的最大输出电流；
一主系统， 电性耦接至该太阳能模块以同时由该第一太阳能单元及该第二 太阳能单元供应电力； 以及 至少一副系统， 电性耦接至该太阳能模块以使该第一及第二太阳能单元中 仅由该第一太阳能单元供应电力。
7.根据权利要求 6所述的太阳能系统， 其中该主系统为充电系统， 该副系 统包括用以控制该主系统的一控制系统。
8.根据权利要求 6所述的太阳能系统， 其中该主系统为充电系统， 该副系 统包括需使用电力的周边运作系统。
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