[發(fā)明專利]一種使用高功率超高容量電容器的太陽(yáng)能模塊

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610147728.2
• 申請(qǐng)日: 2006-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN101207308A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春林;張晟;陳勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海云霆電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J15/00
• 分類號(hào): H02J15/00;H02J7/35
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 沈原

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能模塊，特別是能增益太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換效率，提高太陽(yáng)能裝置吸能效果的使用高功率超高容量電容器的太陽(yáng)能模塊。

【背景技術(shù)】

礦物能源(如：煤、石油或鈾等)具有地域性、礦存量及污染性，并且為億萬(wàn)年的累積，需投入大量人力物力開采，一經(jīng)污染極可能造成無(wú)法弭補(bǔ)的生態(tài)浩劫，因此無(wú)污染的替代能源研究，各國(guó)均積極展開，其中取之不盡用之不竭且無(wú)污染問(wèn)題，即為太陽(yáng)能的研究。

太陽(yáng)能為干凈無(wú)污染的能源，具有無(wú)枯竭危險(xiǎn)、無(wú)公害、不受資源分布地域的限制、能源質(zhì)量高、適合攜帶式能源及獲取能源花費(fèi)時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)。由于半導(dǎo)體與發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的日益成熟，太陽(yáng)能應(yīng)用更是如虎添翼，廣泛應(yīng)用于低功率電子產(chǎn)品與太陽(yáng)能發(fā)電。

一般已知的低功率太陽(yáng)能產(chǎn)品是由充電部份與放電部份所組成，通過(guò)太陽(yáng)能電池將電能儲(chǔ)存至電池而構(gòu)成充電部份，再經(jīng)電池放電至負(fù)載，此負(fù)載載日常生活中如太陽(yáng)能庭園燈、太陽(yáng)能指示牌、太陽(yáng)能交通及施工裝置、太陽(yáng)能充電器或太陽(yáng)能手電筒、太陽(yáng)能收音機(jī)、太陽(yáng)能玩具等，以減少干電池的使用量。

舉例來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池應(yīng)用于發(fā)光二極管負(fù)載線路(如圖1所示)，主要由太陽(yáng)能電池10、充電控制器11、充電電池12及負(fù)載13(燈泡或發(fā)光二極管)組成。太陽(yáng)能電池10經(jīng)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能，由充電控制器11控制機(jī)制將電能儲(chǔ)存于充電電池12。另一方面太陽(yáng)能電池10是偵測(cè)周遭環(huán)境的光度變化，于昏暗無(wú)法產(chǎn)生足夠的電能時(shí)將轉(zhuǎn)由充電電池為放電機(jī)制，供應(yīng)負(fù)載13的能源。

然而，太陽(yáng)能能源系統(tǒng)在應(yīng)用上存在兩大問(wèn)題：

太陽(yáng)能為不穩(wěn)定的能源。太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的光電轉(zhuǎn)換會(huì)隨天氣變化、太陽(yáng)入射角度、日光陰影與日光強(qiáng)度而產(chǎn)生變化，造成充電電壓(電流)下震蕩。

清晨與黃昏之際因入射光線不足，太陽(yáng)能電池所產(chǎn)上生的電壓(電流)微弱，無(wú)法充電至電池(電池內(nèi)阻過(guò)大)，虛耗光電轉(zhuǎn)換能源。一天將近12小時(shí)的白天，僅約3.5小時(shí)的日照可利用，其能量損失甚巨。

針對(duì)前述問(wèn)題，如美國(guó)專利USP?4,634,953與USP?5,782,552。揭露了使用大容量電容器作為太陽(yáng)能系統(tǒng)中充電電池的取代物，意圖解決電池壽命、維護(hù)替換等問(wèn)題的技術(shù)手段，此大容量電容為能量釋放型的高功率超高容量電容器，具有法拉級(jí)的電容量。其等效串聯(lián)電阻(ESR)雖低于電池，但仍然有數(shù)歐姆至數(shù)十歐姆，對(duì)于太陽(yáng)能能源的吸能困窘，無(wú)太大幫助。能量釋放型高功率超高容量電容器的電容量如太小，則等效串聯(lián)電阻太大，能量都在轉(zhuǎn)換之間以熱能消耗；但電容量太大，則又許多能量存于高功率超高容量電容器內(nèi)，以自我放電逸失無(wú)法利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，即解決日照因地形、氣候、陰影與環(huán)境變化，致使太陽(yáng)能不穩(wěn)定能源輸入以及小電能無(wú)法儲(chǔ)存轉(zhuǎn)為電能的問(wèn)題，而提供一種使用高功率超高容量電容器的太陽(yáng)能模塊。

本發(fā)明技術(shù)方案包括：

一組太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池是光能與電能轉(zhuǎn)換組件；

一個(gè)高功率超高容量電容器，該電容器并接在太陽(yáng)能電池兩端，收集太陽(yáng)能電池所轉(zhuǎn)換的電能，并于太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效能低或無(wú)法轉(zhuǎn)換時(shí)，將儲(chǔ)存的電能釋放至儲(chǔ)能裝置；

一個(gè)升壓電路，該升壓電路與控制電路并接，其一端與太陽(yáng)能電池和高功率超高容量電容器的一公共端相連接，另一端與儲(chǔ)能裝置的一端相連接，提升電容器電壓以對(duì)儲(chǔ)能裝置充電；

一個(gè)控制電路，該控制電路與升壓電路并接，其一端與太陽(yáng)能電池和高功率超高容量電容器的一公共端相連接，另一端與儲(chǔ)能裝置的一端相連接，控制太陽(yáng)能電池在強(qiáng)日照下將電能存入儲(chǔ)能裝置；

一個(gè)儲(chǔ)能裝置，該儲(chǔ)能裝置一端與控制電路和升壓電路的公共端相連接，另一端與太陽(yáng)能電池和高功率超高容量電容器的另一公共端相連接，用以儲(chǔ)存電能及供應(yīng)給負(fù)載運(yùn)作的主要電源。

本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)方案，在日照充足時(shí)，太陽(yáng)能電池穩(wěn)定而充裕的同時(shí)對(duì)高功率超高容量電容器、儲(chǔ)能裝置充電及提供負(fù)載所需的電能；當(dāng)日照不足，太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生電能經(jīng)很低內(nèi)阻的高功率超高容量電容器經(jīng)升壓電路儲(chǔ)能至儲(chǔ)能裝置，使傳統(tǒng)太陽(yáng)能電路模塊視為無(wú)法利用的小電能經(jīng)此存入，提高了太陽(yáng)能模塊效率。

另外不論光照的強(qiáng)弱，太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的電能都儲(chǔ)入低內(nèi)阻高功率的高功率超高容量電容器，待高功率超高容量電容器充飽后再經(jīng)升壓電路充電至儲(chǔ)能裝置。如此可克服太陽(yáng)光因地形、氣候、陰影、環(huán)境變化而造成不穩(wěn)定輸入、輸入電壓震蕩、充電效率低等負(fù)面因素。