[發明專利]具有電容轉換功能的太陽能光電系統

無效

• 申請號: 201010597965.5
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102545669A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李圣華
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/12;H02M3/06
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明涉及一種太陽能光電系統，尤指一種具有電容轉換功能的太陽能光電系統。

背景技術

自從1970至1980年代發生了兩次石油危機，替代能源的尋求與研究即為各重要國家的主要政策之一。并且，由于近期工業化急速發展，造成石化能源短缺價格上升，且衍生出另一環境問題便是二氧化碳過度排放造成地球氣候異常且溫度上升。為了有效降低對石化能源的依賴，便有許多再生能源應運而生，如：太陽能及風能等。

由于太陽能具有無污染、無公害的特性，且又取之不盡用之不竭，因此，太陽能的應用具有相當發展的潛力。由于近年來太陽能電池的積極研究發展，已達到相當高的效率，因此逐漸受到歐、美、日等各國的重視，并制訂政策鼓勵推展應用。

太陽能光電系統主要是通過太陽能板進行光電轉換而產生直流電源，再經電力調節器將直流電源轉換成交流電源以供負載使用或饋入市電的總線與市電同步并聯運轉。因此，就功能而言，可區分為以下三種類型：(1)獨立型(stand-alone?system)、(2)市電并聯型(grid-connection?system)以及(3)混合型(hybrid?system)。獨立型系統所指的是太陽能光電系統沒有與其他電源連結運轉，只能直接供給系統所接的負載，所以此系統較適合用于偏遠地區或海上孤島等沒有市電供應的地方。市電并聯型系統所指的是太陽能光電系統與電力公司網路并聯，只要市電電力可正常送達的任何地點均適用此類系統。若太陽能光電系統發電量大于負載需求，則可將多余電力逆潮流饋入市電，反之，當太陽能光電系統發電量不足負載使用時，市電將可供應不足的部分。此外，為了因應電力品質不穩定的問題，而發展出混合型系統。太陽能光電系統在市電停止供電時，通過搭配蓄電池組使用，可立即與市電隔離，形成獨立運轉供電，以提供短暫電力。等到市電恢復供電時，太陽能光電系統則恢復與市電并聯，同時也對蓄電池組進行充電。

請參見圖1為公知太陽能光電系統的示意圖。以市電并聯型的太陽能光電系統為例說明，亦即，該太陽能光電系統與一交流市電60A并聯運轉。該太陽能光電系統包含一太陽能電池10A、一輸入濾波電容20A、一直流/直流轉換器30A、一直流/交流轉換器40A以及一濾波電路50A。通過該太陽能電池10A將光能轉換為電能，以提供一直流輸出電壓Vpv與一直流輸出電流Ipv。該輸入濾波電容20A電性連接該太陽能電池10A，以提供后端電路的能量轉換操作時，所需的儲能、釋能與濾波之用。其中，該輸入濾波電容20A通常為一電解電容(electrolytic?capacitor)。電解電容的鋁電極涂以鋁氧化物以作為介質材料，涂有氧化物的電極置放于導電的液狀電解質中。然而，電解電容的電解液卻是導致電解電容不利于長期使用的主要原因，通常電解電容平均使用年限為五年，因此，若使用在條件更嚴苛的環境，則電解電容使用壽命將更短少。

該直流/直流轉換器30A電性連接該輸入濾波電容20A。以該直流/直流轉換器30A為一反激式轉換器(flyback?converter)為例予以說明。該直流/直流轉換器30A包含一隔離變壓器(isolated?transformer)302A、一功率開關元件304A、一二極管306A以及一濾波電容308A。該直流/直流轉換器30A接收該輸入濾波電容20A所輸出的濾波電壓為該隔離變壓器302A的一次側輸入電壓Vpr，并流入該隔離變壓器302A的一次側輸入電流Ipr。通過該功率開關元件304A的切換，將輸入的能量傳送至輸出端，并通過該隔離變壓器302A的一、二次側線圈的匝數比，將濾波后該直流電源的電壓電位升高。