[發明專利]一種多階混合太陽能電池陣及其組合供電方法

在審

• 申請號: 201710116349.5
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106712698A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 趙磊
• 申請（專利權）人: 北京天恒長鷹科技股份有限公司
• 主分類號: H02S40/36
• 分類號: H02S40/36;H01L31/05;H02J7/35
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司11619
• 代理人: 董李欣

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池陣組合方案，特別是涉及一種多階混合太陽能電池陣組合方案。

背景技術

太陽能電池陣電源系統，即用單體太陽能電池組成方陣將光能轉換成電能的電源系統。通常將太陽能電池陣、蓄電池組和電源控制設備共同組成一種混合式的太陽能電池陣。多個帶蓋片的單體太陽能電池按供電要求以串、并聯方式組成太陽能電池陣方陣。

傳統太陽能電池陣組合方案一般是由太陽能電池串聯組成太陽能電池組，各個太陽能電池組并聯組成電池陣列，然后向外界供電。此種組合方案輸出電壓單一，對DC/DC變換器性能要求高，不能適應多種功率負載。

發明內容

本發明的目的在于提出一種多階混合太陽能電池陣組合方案，此方案可根據負載所需功率大小，自由選擇合適的某階太陽能電池陣模塊向負載供電；此方案中向負載供電的太陽能電池陣模塊輸出端的DC/DC變換器有兩種工作模式，DC/DC變換器可根據負載功率的變化調整工作模式。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種多階混合太陽能電池陣，包括多個太陽能電池、多個DC/DC變換器、多個儲能電池、多個負載設備，其特征在于：多個太陽能電池組成一個太陽能電池模塊，所述多階混合太陽能電池陣的毎一階太陽能電池陣均包含一個或多個太陽能電池陣模塊，上一階太陽能電池陣與下一階太陽能電池陣相比，包含更少的太陽能電池陣模塊且每個太陽能電池陣模塊包含更多的太陽能電池。

優選的，任意一階太陽能電池陣中的太陽能電池陣模塊均可獨立向負載設備供電。

優選的，多塊太陽能電池串聯組成一個太陽能電池組，多個太陽能電池組并聯組成一個太陽能電池陣模塊，不同階數中的太陽能電池陣模塊由不同數量的太陽能電池組合而成。

優選的，每個太陽能電池陣模塊輸出端配置有一個DC/DC變換器，所述DC/DC變換器集成有MPPT太陽能控制器，每個太陽能電池陣模塊均通過DC/DC變換器獨立向負載設備供電。

優選的，所述DC/DC變換器有兩種工作模式：當負載處于大功率工作模式時，DC/DC變換器工作在MPPT模式；當負載功率需求小時，DC/DC變換器工作在非最大功率點。

本發明進一步包括如下技術方案：

采用上述多階混合太陽能電池陣的組合供電方法，包括以下步驟：

S1、(s+t)×y個太陽能電池組合成一個s+t行y列的太陽能電池模塊，形成第一階太陽能電池陣，第一階太陽電池陣包含一個太陽能電池模塊；

S2、第一階太陽能電池陣中的太陽能電池模塊輸出電壓至第一DC/DC變換器1，向第一儲能電池儲存能量，最終驅動第一用電設備；

S3、從(s+t)×y個太陽能電池中選取s×m個太陽能電池組成第二階太陽能電池陣的第一個太陽能電池模塊；

S4、第二階太陽能電池陣中的第一個太陽能電池模塊輸出電壓至第二DC/DC變換器，向第二儲能電池儲存能量，最終驅動第二用電設備；

S5、從(s+t)×y個太陽能電池中選取t×(y-n)個太陽能電池組成第二階太陽能電池陣的第二個太陽能電池模塊；

S6、第二階太陽能電池陣中的第二個太陽能電池模塊輸出電壓至第三DC/DC變換器，向第三儲能電池儲存能量，最終驅動第三用電設備；

S7、重復上述步驟，構建下一階太陽能電池陣的太陽能電池陣模塊，并輸出電壓。

優選的，所述步驟S1具體包括：(s+t)×y個太陽能電池按照s+t行y列的方式排成陣列，其中，每一行中的y個太陽能電池串聯，共組成s+t個太陽能電池組，這s+t個太陽能電池組并聯，形成第一階太陽能電池陣的一個太陽能電池模塊，此太陽能電池模塊包含(s+t)×y個太陽能電池。

優選的，所述步驟S3具體包括：(s+t)×y的太陽能電池陣列的第1行太陽能電池中第1列至第m列太陽能電池串聯，組成一個太陽能電池組，第1行至第s行共組成s個太陽能電池組，這s個太陽能電池組并聯，形成第二階太陽能電池陣中的第一個太陽能電池陣模塊，此太陽能電池陣模塊包含s×m個太陽能電池。

優選的，所述步驟S5具體包括：(s+t)×y的太陽能電池陣列的第s+1行中第n+1列至第y列太陽能電池串聯，組成一個太陽能電池組，第s+1行至第s+t行共組成t個太陽能電池組，這t個太陽能電池組并聯，形成第二階太陽能電池陣中的第二個太陽能電池陣模塊，此太陽能電池陣模塊包含t×(y-n)個太陽能電池。