[實用新型]高增益高容量光電轉換裝置

無效

• 申請號: 200620049328.3
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN201004564Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 李春林;張晟;陳勇
• 申請（專利權）人: 上海云霆電子科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J15/00
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所
• 代理人: 沈原

【技術領域】

本實用新型涉及一種太陽能模塊，特別是能增益太陽能光電轉換效率，提高太陽能裝置吸能效果的高增益高容量光電轉換裝置。

【背景技術】

礦物能源(如：煤、石油或鈾等)具有地域性、礦存量及污染性，并且為億萬年的累積，需投入大量人力物力開采，一經污染極可能造成無法弭補的生態浩劫，因此無污染的替代能源研究，各國均積極展開，其中取之不盡用之不竭且無污染問題，即為太陽能的研究。

太陽能為干凈無污染的能源，具有無枯竭危險、無公害、不受資源分布地域的限制、能源質量高、適合攜帶式能源及獲取能源花費時間短等優勢。由于半導體與發光二極管(LED)技術的日益成熟，太陽能應用更是如虎添翼，廣泛應用于低功率電子產品與太陽能發電。

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

舉例來說，太陽能電池應用于發光二極管負載線路(如圖1所示)，主要由太陽能電池10、充電控制器11、充電電池12及負載13(燈泡或發光二極管)組成。太陽能電池10經光電轉換產生電能，由充電控制器11控制機制將電能儲存于充電電池12。另一方面太陽能電池10是偵測周遭環境的光度變化，于昏暗無法產生足夠的電能時將轉由充電電池為放電機制，供應負載13的能源。

然而，太陽能能源系統在應用上存在兩大問題：

太陽能為不穩定的能源。太陽能電池所產生的光電轉換會隨天氣變化、太陽入射角度、日光陰影與日光強度而產生變化，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，太陽能電池所產上生的電壓(電流)微弱，無法充電至電池(電池內阻過大)，虛耗光電轉換能源。一天將近12小時的白天，僅約3.5小時的日照可利用，其能量損失甚巨。

針對前述問題，如美國專利USP4,634,953與USP5,782,552。揭露了使用大容量電容器作為太陽能系統中充電電池的取代物，意圖解決電池壽命、維護替換等問題的技術手段，此大容量電容為能量釋放型的高功率超高容量電容器，具有法拉級的電容量。其等效串聯電阻(ESR)雖低于電池，但仍然有數歐姆至數十歐姆，對于太陽能能源的吸能困窘，無太大幫助。能量釋放型高功率超高容量電容器的電容量如太小，則等效串聯電阻太大，能量都在轉換之間以熱能消耗；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，以自我放電逸失無法利用。

【發明內容】

本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術中所存在的缺陷，即解決日照因地形、氣候、陰影與環境變化，致使太陽能不穩定能源輸入以及小電能無法儲存轉為電能的問題，而提供高增益高容量光電轉換裝置。

本實用新型技術方案包括：

一組太陽能電池，該太陽能電池是光能與電能轉換組件；

一個高功率超高容量電容器，該電容器并接在太陽能電池兩端，收集太陽能電池所轉換的電能，并于太陽能電池轉換效能低或無法轉換時，將儲存的電能釋放至儲能裝置；

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

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

一個儲能裝置，該儲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，用以儲存電能及供應給負載運作的主要電源。

本實用新型由于采用了上述結構方案，在日照充足時，太陽能電池穩定而充裕的同時對高功率超高容量電容器、儲能裝置充電及提供負載所需的電能；當日照不足，太陽能電池所產生電能經很低內阻的高功率超高容量電容器經升壓電路儲能至儲能裝置，使傳統太陽能電路模塊視為無法利用的小電能經此存入，提高了太陽能模塊效率。

另外不論光照的強弱，太陽能電池所產生的電能都儲入低內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升壓電路充電至儲能裝置。如此可克服太陽光因地形、氣候、陰影、環境變化而造成不穩定輸入、輸入電壓震蕩、充電效率低等負面因素。