[發(fā)明專利]復(fù)合式能源供電系統(tǒng)及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810095668.3
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101577435A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江志銘;陳正欣;林伯璋
• 申請（專利權(quán)）人: 升御企業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/35;H01M10/44
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種復(fù)合式能源供電系統(tǒng)，尤指一種結(jié)合太陽能，風(fēng)能，燃料電池，電池的特性的復(fù)合式能源供電系統(tǒng)，當(dāng)太陽能與風(fēng)力提供的電力不足且電池殘留電力低于某個(gè)程度時(shí)才啟動(dòng)供電。

背景技術(shù)

現(xiàn)今全球80％左右的能源來自石化燃料，由此我們可以驅(qū)動(dòng)引擎、使用電力、享受方便現(xiàn)代化的生活。然而，我們面臨石化燃料所衍生的兩個(gè)主要問題：首先是石油產(chǎn)量的不足所造成價(jià)格的嚴(yán)重波動(dòng)，根據(jù)EIA(Energy?Information?Administration)的估算，自公元2000年至2020年，全球能源需求于將大幅增加50％。然而，最普遍使用的石化燃料，如：石油與天然氣，其產(chǎn)能將于2015年至2020年間達(dá)到高峰后逐年下降，換句話說，在公元2015年左右將出現(xiàn)供需失衡的狀況。另一個(gè)問題更為嚴(yán)重，許多研究指出人類長期使用石化燃料已造成嚴(yán)重環(huán)境問題：燃燒石化燃料造成城市空氣污染于1943年被證實(shí)，臭氧層受損于1975年被發(fā)現(xiàn)，酸雨問題于1980年被提出，以及最嚴(yán)重的氣候變遷于1992年被發(fā)表，我們從石化燃料得到的好處甚至無法彌補(bǔ)這些所有的損失，有數(shù)字顯示全球的因環(huán)境破壞所造成的損失每年超過五兆美元，其中不包括未被發(fā)現(xiàn)的損失。

燃料電池是一種電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換器，只要不斷輸入燃料(如氫氣)與氧化劑(如氧氣)，燃料電池即可源源不絕地提供直流電力。根據(jù)以上描述可以了解，不同于一般市售電池透過電極的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電，燃料電池本身電極并不參與化學(xué)反應(yīng)。使用氫氣的燃料電池的排放污染幾乎是零，反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品只有多余的空氣及水，由于沒有燃燒過程，產(chǎn)生電能過程中產(chǎn)生的污染相對很低，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生氫燃料的過程也可以相當(dāng)潔凈，這些環(huán)保優(yōu)點(diǎn)使得燃料電池具有競爭優(yōu)勢。

太陽能電池在此復(fù)合式能源供電系統(tǒng)也扮演著非常重要的角色。隨著半導(dǎo)體制造不斷的改良與工藝對轉(zhuǎn)換效率的提升，可以預(yù)見的是未來太陽能板價(jià)格仍持續(xù)下滑而轉(zhuǎn)換效率不斷提高。太陽能發(fā)電具有以下優(yōu)勢：低維護(hù)成本、低建置成本、建置難度低、免燃料、壽命長，因此太陽光能在本復(fù)合式能源供電系統(tǒng)為主要的能量來源。

風(fēng)力發(fā)電亦具有低污染特性，相較于太陽光電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以不論日夜產(chǎn)生電力，風(fēng)力發(fā)電一開始的建置成本可能稍高，然而長期的整體花費(fèi)將會(huì)低于NT$2.3/KWH，相對于太陽光電的NT$10/KWH以上與燃料電池的NT$20/KWH以上便宜許多。

以上提到的三種發(fā)電系統(tǒng)具有不同的特性，分別有其使用上的優(yōu)缺點(diǎn)：1.太陽能與風(fēng)能等天然能基本上是免費(fèi)但是不穩(wěn)定的，也因此產(chǎn)生的電力均需先儲(chǔ)存于電池組中以利使用；2.燃料電池目前仍相當(dāng)昂貴，因此在系統(tǒng)中角色通常被定位為系統(tǒng)的輔助電力來源，誠屬美中不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的一目的是提供一種復(fù)合式能源供電系統(tǒng)及其方法，其結(jié)合一太陽能模塊、一風(fēng)能模塊、一燃料電池模塊、一儲(chǔ)能模塊以提供所需電力。

本發(fā)明的另一目的是提供一種復(fù)合式能源供電系統(tǒng)及其方法，其可對各太陽能模塊、風(fēng)能模塊、燃料電池模塊及儲(chǔ)能模塊輸出電能的若干參數(shù)進(jìn)行判斷，以決定電源的配置與分流。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一種復(fù)合式能源供電系統(tǒng)，其包括：一太陽能模塊，用于將太陽光轉(zhuǎn)換成一電能P_S；一風(fēng)能模塊，用于將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成一電能P_W，該P(yáng)_S與P_W合流后形成一電能P_G；一燃料電池模塊，可外加燃料，并將該燃料轉(zhuǎn)換成一電能P_F；一充電與轉(zhuǎn)換模塊，分別耦接至該太陽能模塊及該風(fēng)能模塊；一儲(chǔ)電模塊，耦接至該充電與轉(zhuǎn)換模塊，該充電與轉(zhuǎn)換模塊可根據(jù)該儲(chǔ)電模塊的種類或特性選擇適合的充電模式，以輸出電能P_G+P_F對該儲(chǔ)電模塊充電；一能量切換模塊，耦接至該燃料電池模塊，可決定該燃料電池模塊輸出電能P_F的流向；一放電與轉(zhuǎn)換模塊，耦接至該能量切換模塊及儲(chǔ)電模塊，用于將該儲(chǔ)電模塊或燃料電池模塊中的電能經(jīng)穩(wěn)壓成后電能P_L后輸出至一負(fù)載；以及一電能管理模塊，分別耦接至上述各模塊，可對各單元輸出電能的若干參數(shù)進(jìn)行判斷，以決定電源的配置與分流。