太阳能电池系统及其控制方法技术方案

本申请涉及太阳能电池系统及其控制方法。所述太阳能电池系统可以包括：第一电力变换装置，其连接至第一太阳能电池的输出；第二电力变换装置，其输入连接至第二太阳能电池的输出，其中所述第二太阳能电池并联连接至第一太阳能电池，所述第二电力变换装置的输出连接至在第一太阳能电池的输出和第一电力变换装置的输入之间的电路；旁通电路，其在第二太阳能电池的输出，并且连接至在第一太阳能电池的输出和第一电力变换装置的输入之间的电路；第一电路断开/接通装置，其设置在第二太阳能电池和第一电力变换装置之间的电路中；第二电路断开/接通装置，其在旁通电路中；以及路径控制装置，其控制第一和第二电路断开/接通装置的断开或接通。

Solar cell system and its control method

The application relates to a solar cell system and a control method thereof. The solar cell system may include: a first power conversion device connected to the output of a first solar cell; a second power conversion device whose input is connected to the output of a second solar cell, wherein the second solar cell is connected in parallel to the first solar cell, and the second power conversion device. The output is connected to a circuit between the output of the first solar cell and the input of the first power conversion device; the bypass circuit, which is the output of the second solar cell and is connected to the circuit between the output of the first solar cell and the input of the first power conversion device; the first circuit is disconnected/switched on device, which is provided. A circuit between a second solar cell and a first power conversion device; a second circuit disconnecting/switching device in a bypass circuit; and a path control device that controls the disconnection or switching on of the first and second circuit disconnecting/switching devices.

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池系统及其控制方法
本专利技术涉及一种太阳能电池系统及其控制方法。更具体而言，本专利技术涉及这样一种太阳能电池系统及其控制方法，该太阳能电池系统配置为在多个太阳能电池并联连接的配置下将太阳能电池的发电以及输出的损耗最小化。
技术介绍
太阳能电池是一种光电转换装置，其将太阳能转换为电能。传统上，广泛地使用单晶硅或多晶硅太阳能电池作为太阳能电池，但是硅太阳能电池在制造过程中需要大型的和昂贵的装置，并且硅太阳能电池的原材料也非常昂贵，因此，制造成本和生产成本很高，并且在改善太阳能转换为电能的效率方面存在限制，其中，已发现了一种新的替代选择。在此方面，作为硅太阳能电池的替代选择，对于可以利用有机材料而以低的成本制造的太阳能电池的兴趣逐渐增加，并且制造成本非常低的钙钛矿太阳能电池得到了很大关注。钙钛矿太阳能电池可以由透明电极制造，采用各种颜色和设计，并且具有视觉优势(也即半透明特性，其中，太阳能电池的外部部分和内部部分可以是看起来半透明的)，其中当与常规的硅太阳能电池或其它太阳能电池相比时，钙钛矿太阳能电池在要求透明度的领域是有优势的。不同于其它能量源，太阳能电池具有几乎无限的能量源，并且环保，因此其重要性与日俱增，并且其应用领域也逐渐扩宽。相应地，在车辆业务领域，为了满足趋势，已经开发并且发布了安装有利用太阳能电池以及由太阳能电池输出的电能的系统的车辆。例如，已经开发了其中太阳能电池模块安装在车体中(车顶盖或遮阳篷顶/全景玻璃车顶)，并且车辆利用通过太阳能电池而发电的技术。当太阳能电池应用至遮阳篷顶或全景玻璃车顶时，存在这样的益处：太阳能电池可以用于各种应用和领域，同时保持通过遮阳篷顶或全景玻璃车顶而提供的开阔感。应用于车体的太阳能电池还可以用作停车中的车辆的供电电源，并且例如能够在停车时利用通过太阳能电池而发电来操作暖通空调(HVAC，heating,ventilation,andairconditioning)系统，从而减小车辆的内部温度，或者执行加热、内部通风(停车通风)等。关于该技术(其中太阳能电池安装在车辆中以用作供应电源)的相关技术文献包括美国专利申请出版物No.2009-0314556、美国专利No.6476315、日本专利申请公开No.2013-107554以及日本专利申请公开No.2000-180253。美国专利申请出版物No.2012-0096885示出了一种利用太阳能电池产生的电力的空调系统及其操作方法。与此同时，太阳能电池的运行状态和输出可以根据环境因素而变化，所述环境因素包括在安装有太阳能电池系统的车辆中的入射光量、光的入射角度以及组件温度，并且因此，在来自太阳能电池的电力输出的利用方面存在问题。如图1所例示的，当两个或更多太阳能电池设置在车辆中时，每个太阳能电池的电池特性可能是不同的，并且存在由于太阳能电池在车辆中的设置位置而导致的环境条件的差异，其中，太阳能电池的工作电压可能彼此不同。由此，当太阳能电池并联连接时，产生的电量会出现损耗。也即，当具有不同工作电压的太阳能电池并联连接时，从太阳能电池产生的总的电压可能局限于具有小的电压的太阳能电池的电压。因此，当太阳能电池并联连接并且使用时，可能在能量效率方面存在问题。参考图1的示例，太阳能电池1设置在车辆的顶盖上，而太阳能电池2设置在车辆的侧表面，在这种情况下，根据设置位置而展现出的两个太阳能电池之间的入射光量和电压的差异示出于以下表1中。[表1]参考表1，可以看出，由于环境条件的差异，也即根据设置位置和时间的入射光量的差异，两个太阳能电池的电压不同。由此，为了解决前述损耗的问题，通常配置这样的系统，其利用单独的电力变换装置而将太阳能电池的电压调节为相等的，而这样的常规技术文献包括日本专利申请公开No.1977-294320。根据常规技术，在将多个太阳能电池并联连接的系统中，在将包括不同数量的串联连接的电池并联连接的系统中，在将使用不同类型的太阳能电池的太阳能电池并联连接的太阳能电池系统中，或者在将在车辆中的设置位置不同的太阳能电池并联连接的系统中，包括最大功率点跟踪控制(MPPT，maximumpowerpointtrackingcontrol)装置和DC-DC变换器的单独的电力变换装置设置在太阳能电池的输出侧。在本例中，所述单独的电力变换装置设置在太阳能电池模块中的至少一个的输出侧，并且所述电力变换装置的输出侧连接至另一太阳能电池模块的输出侧，从而利用所述电力变换装置来匹配并联连接的太阳能电池模块的输出。另一个电力变换装置设置在连接点和负载侧之间，太阳能电池在所述连接点处连接。利用电力变换装置，太阳能电池的电力变换为可以供应至负载侧的电力。然而，在上述太阳能电池系统中，所述单独的电力变换装置额外地设置在太阳能电池的输出侧，其中由于电力变换而产生了多重损耗，从而增加了整个系统的损耗。公开于该本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面致力于提供这样一种太阳能电池系统及其控制方法，该太阳能电池系统配置为在多个太阳能电池并联连接的配置中将太阳能电池的发电的损耗以及输出的损耗最小化。本专利技术的各个方面致力于提供这样一种太阳能电池系统及其控制方法，该太阳能电池系统配置为用于解决在呈现出不同输出的太阳能电池并联连接的配置中，由于电力变换装置所导致的功率损耗的问题。本专利技术的各个方面致力于提供一种太阳能电池系统，其包括：第一电力变换装置，其输入侧连接至第一太阳能电池的输出侧，所述第一电力变换装置转换输入电力并且输出经转换的电力；第二电力变换装置，其输入侧连接至第二太阳能电池(其并联连接至第一太阳能电池)的输出侧，而其输出侧连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路，所述第二电力变换装置转换从第二太阳能电池输入的电力，并且输出经转换的电力；旁通电路，其从第二太阳能电池和第二电力变换装置之间的电路分出，并且连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路；第一电路断开/接通装置，其在第二太阳能电池的输出侧的电路之中，设置在旁通电路分出所在的点和第一电力变换装置的输入侧之间的电路中；第二电路断开/接通装置，其设置在旁通电路中；以及路径控制装置，其配置为基于有关第一和第二太阳能电池的工作信息来控制第一和第二电路断开/接通装置的断开/接通操作，其中，第二太阳能电池的电力通过选自经过第二电力变换装置的第一路径和经过旁通电路的第二路径的路径而供应至第一电力变换装置。本专利技术的各个方面致力于提供一种控制太阳能电池系统的方法，所述太阳能电池系统包括：第一电力变换装置，其输入侧连接至第一太阳能电池的输出侧，所述第一电力变换装置转换输入电力并且输出经转换的电力；第二电力变换装置，其输入侧连接至第二太阳能电池(其并联连接至第一太阳能电池)的输出侧，而其输出侧连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路，所述第二电力变换装置转换从第二太阳能电池输入的电力，并且输出经转换的电力；旁通电路，其从第二太阳能电池和第二电力变换装置之间的电路分出，并且连接至第一太阳能电池的输出侧和第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池系统，其包括：第一电力变换装置，其输入侧连接至第一太阳能电池的输出侧，并且所述第一电力变换装置转换输入电力并输出经转换的电力；第二电力变换装置，其输入侧连接至第二太阳能电池的输出侧，所述第二太阳能电池并联连接至所述第一太阳能电池，而所述第二电力变换装置的输出侧连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路，并且，所述第二电力变换装置转换从第二太阳能电池输入的电力，并输出经转换的电力；旁通电路，其从第二太阳能电池和第二电力变换装置之间的电路分出，并且连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路；第一电路断开/接通装置，其在第二太阳能电池的输出侧的电路之中设置在所述旁通电路分出所在的点和第一电力变换装置的输入侧之间的电路中；第二电路断开/接通装置，其设置在所述旁通电路中；以及路径控制装置，其基于有关第一太阳能电池和第二太阳能电池的工作信息来控制第一电路断开/接通装置和第二电路断开/接通装置的断开或接通操作，其中第二太阳能电池的电力经由选自第一路径和第二路径的路径而供应至第一电力变换装置，所述第一路径经过第二电力变换装置，而所述第二路径经过所述旁通电路。...

【技术特征摘要】
2017.03.02 KR 10-2017-00269621.一种太阳能电池系统，其包括：第一电力变换装置，其输入侧连接至第一太阳能电池的输出侧，并且所述第一电力变换装置转换输入电力并输出经转换的电力；第二电力变换装置，其输入侧连接至第二太阳能电池的输出侧，所述第二太阳能电池并联连接至所述第一太阳能电池，而所述第二电力变换装置的输出侧连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路，并且，所述第二电力变换装置转换从第二太阳能电池输入的电力，并输出经转换的电力；旁通电路，其从第二太阳能电池和第二电力变换装置之间的电路分出，并且连接至第一太阳能电池的输出侧和第一电力变换装置的输入侧之间的电路；第一电路断开/接通装置，其在第二太阳能电池的输出侧的电路之中设置在所述旁通电路分出所在的点和第一电力变换装置的输入侧之间的电路中；第二电路断开/接通装置，其设置在所述旁通电路中；以及路径控制装置，其基于有关第一太阳能电池和第二太阳能电池的工作信息来控制第一电路断开/接通装置和第二电路断开/接通装置的断开或接通操作，其中第二太阳能电池的电力经由选自第一路径和第二路径的路径而供应至第一电力变换装置，所述第一路径经过第二电力变换装置，而所述第二路径经过所述旁通电路。2.根据权利要求1所述的太阳能电池系统，其中，有关第一太阳能电池和第二太阳能电池的工作信息为第一太阳能电池和第二太阳能电池的最大功率和最大功率电压，确定第一太阳能电池和第二太阳能电池的最大功率和最大功率电压以用于第一太阳能电池和第二太阳能电池的最大功率点跟踪控制。3.根据权利要求2所述的太阳能电池系统，其中，所述路径控制装置配置为基于第二太阳能电池的最大功率或最大功率电压来确定第二电力变换装置的功率损耗，所述路径控制装置配置为比较第一太阳能电池的最大功率电压和旁通允许电压范围，并且所述路径控制装置在所述第一路径和所述第二路径之间选择路径，其中，所述旁通允许电压范围基于所述功率损耗、第二太阳能电池的最大功率和最大功率电压而确定。4.根据权利要求3所述的太阳能电池系统，其中，所述路径控制装置配置为利用设定数据来确定所述功率损耗，其中，利用根据第二太阳能电池的最大功率和最大功率电压中的一个的值来设定在第二电力变换装置中的功率损耗。5.根据权利要求3所述的太阳能电池系统，其中，所述路径控制装置配置为基于通过将第二太阳能电池的最大功率乘以第二电力变换装置的预定的固定损耗比率而获得的值来确定在第二电力变换装置中的功率损耗。6.根据权利要求3所述的太阳能电池系统，其中，所述路径控制装置配置为根据所述功率损耗、第二太阳能电池的最大功率和最大功率电压来确定第一值D1和第二值D2的值，其中所述第一值D1和第二值D2是范围设定值，并且所述路径控制装置配置为将在Vpm,2-D1和Vpm,2+D2之间的电压范围确定为旁通允许电压范围，其中Vpm,2为第二太阳能电池的最大功率电压。7.根据权利要求6所述的太阳能电池系统，其中，所述路径控制装置配置为利用设定数据来确定第一值D1和第二值D2的值，其中，利用根据所述功率损耗、第二太阳能电池的最大功率和最大功率电压的值来设定第一值D1和第二值D2的值。8.根据权利要求6所述的太阳能电池系统，其中，第一值D1和第二值D2的值是在第二太阳能电池的P-V曲线中，第二太阳能电池的最大功率电压Vpm,2和对应于第二太阳能电池的功率Pm,2–L的电压之间的差值，其中L为功率损耗。9.根据权利要求3所述的太阳能电池系统，其中，当第一太阳能电池的最大功率电压在所述旁通允许电压范围内时，所述路径控制装置选择所述第二路径，而当第一太阳能电池的最大功率电压不在所述旁通允许电压范围内时，所述路径控制装置选择所述第一路径。10.根据权利要求1所述的太阳能电池系统，其中，第一太阳能电池和第二太阳能电池是在车辆中的设置位置不同的异类太阳能电池、串联连接的电池的数量不同的异类太阳能电池或者电池的种类不同的异类太阳能电池。11.一种控制太阳能电池系统的方法，所述太阳能电池系统包括：第一电力变换装置、第二电力变换装置、旁通电路、第一电路断开/接通装置和第二电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩荣，宋仁雨，金相学，宋美莲，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR