太阳能电池模块遮蔽补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置，由一输入端口，一个具隔离的直流-直流电能转换器及一输出端口组成。该太阳能电池模块遮蔽补偿装置的输入端口连接到一包含有多个串联太阳能电池模块的太阳能电池阵列的两端，其输出端口连接至该太阳能电池阵列的一个太阳能电池模块，当该输出端口连接的该太阳能电池模块受到遮蔽或部份遮蔽时，具隔离的直流-直流电能转换器输出一补偿电流注入与该输出端口连接的该太阳能电池模块，以提升该受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块的电压，并提升该太阳能电池阵列的输出电压与功率。通过本发明专利技术，可达到简化电路与降低制造成本的功效，可有效降低损失，并可有效提升太阳能发电系统的电能转换效率。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池模块遮蔽补偿装置
本专利技术是一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置，特别是指一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置可对一个太阳能电池阵列中受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块进行电流补偿，以提升整体太阳能电池阵列的输出电压与功率。
技术介绍
一般住宅地区在使用太阳能电池阵列(solarcellarray)时，通常会将太阳能电池阵列装设在住宅屋顶或最高楼层的地板空间，但装设地点的附近往往有其它凸出建物，例如水塔、楼梯间、通风口、女儿墙、电梯间等。太阳能电池阵列通常是由多个太阳能电池模块(solarcellmodular)串联组成，除了在中午时间太阳光可垂直照射地面以外，在早上或下午有很长期间中有特定一个或多个太阳能电池模块会因为周围凸出建物的阴影影响而受到遮蔽，无法被阳光完全直接照射，由于各太阳能电池模块的装设位置均是已知，因此，会受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块一般是可事先得知的，形成所谓的太阳能电池阵列中的特定太阳能电池模块发生遮蔽或部份遮蔽情况。在太阳能电池模块受到遮蔽或部份遮蔽情况下，该太阳能电池模块所接收到的照度明显减小许多，造成该太阳能电池模块的输出电流会明显降低，此时，若控制使得太阳能电池阵列的一整体输出电流大于该被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块的输出短路电流时，被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块将无法发电，反而转换成为一负载，使该被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块有过热而损坏的可能。为避免被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块发生损坏，各个太阳能电池模块在封装时均会并联一个或多个反向二极管，当太阳能电池模块被遮蔽或部份遮蔽时，因二极管顺向导通，该被遮蔽的太阳能电池模块电压会被箝至趋近于0V电压，故该被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块将无法提供任何功率，因而降低了整个太阳能电池阵列的输出电压与功率，且太阳能电池阵列的输出最大功率与所对应的输出电压的关系曲线(P-Vcurve)上将会出现多个峰点，因此提高整体太阳能电池阵列其最大功率追踪控制的困难度。请参考图1所示，是一种用在太阳能电池阵列的均压电路，用于解决太阳能电池模块因受到遮蔽或部份遮蔽而导致电压不均的问题。该均压电路连接至每一个太阳能电池模块，该均压电路可以有效使每一个太阳能电池模块的电压均等，因此当特定太阳能电池模块受到遮蔽或部份遮蔽时，被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块其电压仍可维持不变，使该被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块仍能输出电能，可有效提升太阳能电池阵列的输出功率。若整个太阳能电池阵列包含有n个太阳能电池模块时，该均压电路必需含有一电感器、n个电容器、(n+1)×2个二极管与n×2个电力电子开关。以图1所示的均压电路作为范例说明，该太阳能电池阵列包含有四块太阳能电池模块PV1-PV4，则该均压电路包含有一电感器L、四个电容器C1-C4、十个二极管D1-D10与八个电力电子开关S1-S8。当该太阳能电池阵列的太阳能电池模块个数增加时，该均压电路所需的电容器、电力电子开关、二极管等元件随之增加，导致整体元件繁多，故有增加成本与实际应用上接线困难的缺点，而另一缺点是当部分太阳能电池模块被遮蔽或部份遮蔽时，该均压电路中会有数个电力电子开关S1-S8必须作高频切换，造成效率降低且控制复杂。请参考图2A所示，为另一种解决遮蔽或部份遮蔽问题的现有作法，在此以一串四块太阳能电池模块PV1-PV4为例，每块太阳能电池模块PV1-PV4的输出端点皆连接一微型直流－直流电能转换装置41，再将四个微型直流－直流电能转换装置41的输出端点串联连接，串联后再输入一电能转换器42，利用该微型直流－直流电能转换装置41可控制每一个太阳能电池模块PV1-PV4的输出电压，使被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块PV1-PV4仍能输出部分电能，以有效提升太阳能电池阵列的总输出功率。上述各个微型直流－直流电能转换装置41的电路架构如图2B所示，每一个微型直流-直流电能转换装置41需要用到两个电容器C1-C2、五个电力电子开关S1-S5、一个电感器L与一个二极管D1等。若太阳能电池阵列有n个太阳能电池模块时，此架构需要n个微型直流-直流电能转换装置41，因此具有元件繁多，故有成本较高与实际应用上接线困难的缺点，且不论太阳能电池模块是否遭受到遮蔽或部份遮蔽皆需经过该微型直流-直流电能转换装置41进行电能转换，造成效率降低且控制复杂。
技术实现思路
为至少解决上述问题之一，本专利技术提供一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置，其主要目的是希望以相对简单的电路架构、控制方式与低设置成本的方式，针对一太阳能电池阵列中特定会被遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块提供补偿，以有效提高太阳能电池阵列的输出电压与电能。解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置，由一输入端口，一具隔离的直流-直流电能转换器及一输出端口组成。该太阳能电池模块遮蔽补偿装置的输入端口连接至一有多个串联的太阳能电池模块的太阳能电池阵列的两端，其输出端口连接至该太阳能电池阵列的一个太阳能电池模块，当该太阳能电池模块遮蔽补偿装置所连接的太阳能电池模块受到遮蔽或部份遮蔽时，该太阳能电池模块遮蔽补偿装置可从整个太阳能电池阵列抽取部份电能，经转换后将电能补偿至被遮蔽或部份遮蔽的该太阳能电池模块，以提升该太阳能电池模块的电压，并使受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块可持续输出电能，进而提升在遮蔽或部份遮蔽情况下整体太阳能电池阵列的输出电压与功率。其中，所述补偿电流为所述太阳能电池阵列中未受到遮蔽的太阳能电池模块的最大功率点输出电流与所述受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块其输出电流的差值。其中，所述具隔离的直流-直流电能转换器为一反驰式直流-直流电能转换器。其中，所述具隔离的直流-直流电能转换器为一顺向式直流-直流电能转换器。其中，当所述输出端口连接的所述太阳能电池模块没有受到遮蔽或部份遮蔽时，所述具隔离的直流-直流电能转换器不动作。整体而言，本专利技术至少具备以下优点及功效：1.本专利技术中的太阳能电池模块遮蔽补偿装置仅需连接至会受到遮蔽或部份遮蔽影响的太阳能电池模块即可，而非整个太阳能电池阵列中的每一个太阳能电池模块，即能提高整体太阳能发电系统输出电压与电能，因此本专利技术的太阳能电池模块遮蔽补偿装置使用元件较少，成本较低，接线较简单，可达到简化电路与降低制造成本的功效。2.现有的太阳能电池阵列的遮蔽或部份遮蔽解决方式必须处理全部太阳能电池阵列的功率，而本专利技术太阳能电池模块遮蔽补偿装置仅需连接至会受到遮蔽或部份遮蔽影响的太阳能电池模块，在部份太阳能电池模块遭受到遮蔽或部份遮蔽时，该太阳能电池模块遮蔽补偿装置所需处理的功率仅为受到遮蔽或部份遮蔽影响的太阳能电池模块减小的功率，因此本专利技术太阳能电池模块遮蔽补偿装置的损失将可有效降低。3.本专利技术太阳能电池模块遮蔽补偿装置仅于太阳能电池模块被遮蔽或部份遮蔽时才运转，而在太阳能电池模块未被遮蔽时并未动作，故不影响原本太阳能电池阵列的操作，可有效提升太阳能发电系统的电能转换效率。附图说明图1是以现有均压电路应用于太阳能电池阵列的电路图；图2A是以现有微型直流－直流电能转换器应用于太阳能电池阵列的电路方块图；图2B是图2A当中的微型直流－直流电能转换器的详细电路图；图3是本专利技术的系统方块图；图4是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置，应用于一包含有多个串联太阳能电池模块的太阳能电池阵列，其特征在于，所述太阳能电池模块遮蔽补偿装置包含：一输入端口，供连接至所述太阳能电池阵列的两端；一输出端口，供连接至所述太阳能电池阵列的一个太阳能电池模块；一个具隔离的直流‑直流电能转换器，当所述输出端口连接的所述太阳能电池模块受到遮蔽或部份遮蔽时，所述具隔离的直流‑直流电能转换器输出一补偿电流予所述输出端口连接的所述受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池模块遮蔽补偿装置，应用于一包含有多个串联太阳能电池模块的太阳能电池阵列，其特征在于，所述太阳能电池模块遮蔽补偿装置包含：一输入端口，供连接至所述太阳能电池阵列的两端；一输出端口，供连接至所述太阳能电池阵列的一个太阳能电池模块；一个具隔离的直流-直流电能转换器，当所述输出端口连接的所述太阳能电池模块受到遮蔽或部份遮蔽时，所述具隔离的直流-直流电能转换器输出一补偿电流予所述输出端口连接的所述受到遮蔽或部份遮蔽的太阳能电池模块，所述补偿电流为所述太阳能电池阵列中未受到遮蔽的太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雅聪，沈家民，侯文杰，
申请(专利权)人：盈正豫顺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71