[實用新型]一種包括能量優化裝置的太陽能系統

有效

• 申請號: 201320203505.9
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN203219216U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 鄭崇峰;邱齊;梁志剛
• 申請（專利權）人: 無錫聯動太陽能科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02M3/335
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本實用新型涉及升壓電路及太陽能發電系統領域，具體地，涉及太陽能電池板優化、高升壓比變換器、太陽能逆變器與太陽能電池系統。

背景技術

隨著能源越來越緊張，節能減排，綠色環保、高效是當今科技的主流發展方向。近幾年，太陽能為主要的可再生能源發電系統，在世界范圍內得到越來越廣泛的應用。分布式太陽能并網發電系統由于其能優化太陽能電池板的工作狀態，在多數情況下可以提高系統的總發電量。分布式發電最重要的一個特征是每塊太陽能電池板或者每串太陽能電池板能夠工作在其各自最大功率點。目前流行的分布式太陽能并網發電系統包括基于太陽能微逆變器的發電系統和采用了太陽能電池板最大能量優化裝置的系統。這兩種結構都可以優化每塊太陽能電池板的工作狀態，提高能量產出。

其中，基于太陽能微逆變器的分布式發電系統得到了廣泛使用，但在現實中，由于電池板的部分被遮擋或者電池板上部分電池出現故障，在這樣情況下整個電池板的輸出曲線就會變得復雜，通常會有多個峰值出現，一個太陽能電池板最大能量優化裝置只能跟蹤一個峰值，如果只跟蹤第一個峰值則無法保證跟蹤出的峰值時實際的最大峰值，而如果要跟蹤完所有的峰值最終確定最大的峰值附近為最大功率輸出點，在跟蹤的過程中由于損失了大量功率，同樣無法實現整個電池板的最大功率輸出。

另外，太陽能微逆變器的核心是高效升壓電路、逆變電路及其控制技術。升壓電路主要包括反激變換器及其衍生電路。在傳統的有源箝位反激變換器中，能量總是從輸入端通過變壓器提供給負載的，需要經過變壓器的耦合，增加了傳輸過程中由于功率變換設置有來的額外損耗，使得有源箝位反激變換器的轉換效率低。

再者，太陽能的電能收集主要來自太陽能電池板組件，該電能并不能直接提供給電網，還需要能量轉換。應將電能收集裝置收集到電能通過轉換為一個穩定的直流輸出電，再通過DC/AC逆變器，將直流電逆變為AC交流電，最后并網到電網，為電網中的負載提供能量。AC/DC的逆變器，其主要是用全橋結構的晶體開關所組成。由于逆變橋的存在，負載或者并網輸出電流會流過逆變橋，隨即產生損耗，降低逆變器的效率，而且逆變器的晶體開關由于損耗的存在還會產生熱，這樣逆變器還需要額外的考慮散熱。不僅增加電路成本，還會增大體積。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是現有技術中的太陽能系統中一個能量優化裝置無法實現能量最大化輸出的技術問題進而提供一種能夠更好優化能量輸出的包括能量優化裝置的太陽能系統。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種包括能量優化裝置的太陽能系統，包括：

太陽能發電裝置，包括多個太陽能電池板及多個與所述太陽能電池板相連的能量優化裝置；

太陽能無橋逆變器，與所述能量優化裝置連接，其中設置有至少兩個多相并聯或者多相交錯并聯高升壓比變換器；

電網和/或電器設備，與所述太陽能無橋逆變器連接；

所述能量優化裝置輸出的電壓與電流經過所述太陽能無橋逆變器處理后，供給所述電網和/或電器設備。

所述能量優化裝置進一步包括：

最大能量跟蹤控制器，與所述太陽能電池板的輸出端相連，采集所述太陽能電池板輸出的電壓和/或電流信號，跟蹤所述太陽能電池板的最大輸出能量形成控制參考信號并輸出；

能量變換器，接收所述最大能量跟蹤控制器輸出的所述控制參考信號，在所述控制參考信號的控制下將所述電池模組的輸出變換到所述最大能量跟蹤控制器跟蹤出的最大能量值進行輸出。

所述能量優化裝置進一步包括DC/DC變換器，其輸入端與所述太陽能電池板連接，輸出端作為所述高升壓比變換器的輸入端。

所述能量優化裝置中還設置有通信監控終端，與所述DC/DC變換器建立雙向通信。

所述高升壓比變換器中，所述DC/DC變換器的輸出端的正極與一變壓器的原邊線圈的始端連接，經箝位電容C_cl后，分別與所述變壓器的副邊線圈的始端、所述變壓器的副邊整流二極管D₁的正極、第二功率半導體開關Q₂的漏極、額外并聯的第二二極管D_Q2的負極連接；

所述第二功率半導體開關Q₂的源極、所述第二二極管D_Q2的正極經諧振電感L_K與所述變壓器的原邊勵磁電感L_m后，與半波整流電容C_IN的正極及所述DC/DC變換器的輸出端的正極連接；