具有备用逆变器的太阳能发电系统技术方案

一种具有备用逆变器的太阳能发电系统，该太阳能发电系统具有N个太阳能板、N个逆变器、至少一个备用逆变器及至少一个AC(Alternating Current)接线箱，各逆变器与该备用逆变器并联于该AC接线箱，该AC接线箱可连接至一公用电网(Utility Grid)；当各逆变器正常运作时，各太阳能板供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个太阳能板供电至该备用逆变器，藉以减少第N个太阳能板中断发电的时间。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种具有备用逆变器(BackupInverter)的太阳能发电系统，特别是一种易于启用备用逆变器的太阳能发电系统，该太阳能发电系统具有N个太阳能板、N个逆变器及至少一备用逆变器，当各逆变器正常运作时，各太阳能板供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个太阳能板供电至该备用逆变器。
技术介绍
：现有技术(一)如美国公告第US8004117号专利，所公开的技术是：每一个太阳能板(101)可以连接一个独立且单独使用的交流电模块(109)，每一个交流电模块(109)具有一逆变器(114)。惟，现有技术(一)不具有启用备用逆变器的功能，当任一逆变器(114)发生故障时，中断发电的时间较长。再者，现有技术(一)不适用于大型的太阳能发电系统，因为大型逆变器备品的运输不易，且大型逆变器备品需要多人搬运，需要较高的运输成本及较多的维修人力。现有技术(二)如美国公告第US8994218号专利，所公开的技术是：复数太阳能板(11-16)连接在一主备用迷你逆变器(MasterredundantMini-Inverter100)，复数太阳能板(21-26)连接在一离网备用迷你逆变器(off-gridredundantMini-Inverter102)。惟，现有技术(二)是运用在离网(off-grid)及迷你逆变器(Mini-Inverter)的领域，而不是运用在连接公用电网(UtilityGrid)及一般逆变器的领域。因此，现有技术(二)不适用于大型的太阳能发电系统，亦不能解决更换大型逆变器备品的问题。
技术实现思路
：对于以上现有技术的缺陷及改进的需求，本专利技术目的在于，提供一种具有备用逆变器的太阳能发电系统包括复数控制箱、复数太阳能板、复数逆变器、至少一备用逆变器、至少一AC(AlternatingCurrent)接线箱及资料收集器(DataLogger)；各控制箱具有一开关组，各太阳能板与各逆变器电性连接于各控制箱，该备用逆变器并联于各控制箱，该备用逆变器与复数逆变器并联于该AC接线箱，该数据收集器通讯连接复数控制箱、复数逆变器及该备用逆变器；当各逆变器正常运作时，各开关组切换至主通路，各太阳能板经由各DC输入介面与各DC主输出介面供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个开关组切换至备用通路，第X个太阳能板经由第X个DC输入介面与第X个DC备用输出介面供电至该备用逆变器。对于以上现有技术的缺陷及改进的需求，本专利技术另一目的在于，提供一种具有备用逆变器的太阳能发电系统包括一控制箱、复数太阳能板、复数逆变器、至少一备用逆变器及至少一AC接线箱；该控制箱具有复数输入端子、复数输出端子及至少一备用端子，各太阳能板以一输入线缆连接各输入端子，各逆变器以一输出线缆连接各输出端子，该备用逆变器以一备用线缆连接该备用端子；至少一AC接线箱，该备用逆变器与复数逆变器并联于该AC接线箱；其中各输入端子电性连接于各输出端子，当各逆变器正常运作时，各输入线缆与各输出线缆形成主通路，各太阳能板经由各输出端子供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个输出线缆以人工方式变更连接该备用端子，第X个输出线缆与该备用线缆形成备用通路，第X个太阳能板经由该备用端子供电至该备用逆变器。本专利技术所具有的有益效果(一)在于，本专利技术系统可以节省更换逆变器备品的时间且减少发电中断的时间，因此，可以提高实际发电的时间而改善发电效益。本专利技术所具有的有益效果(二)在于，本专利技术系统在故障时仍持续发电，因此，本专利技术系统可以依照人力排班进行维修，且本专利技术系统的案场可以分布在较广的区域。本专利技术所具有的有益效果(三)在于，本专利技术系统在故障时有充裕的时间等待维修，因此，业者可以规划每一工作日的维修路径，大幅降低运输逆变器的成本，适用于大型的太阳能发电系统，以解决更换大型逆变器备品的问题。本专利技术的特征、技术手段、具体功能、以及具体的实施例，继以图式、图号详细说明如后。附图说明：图1是本专利技术较佳实施例的立体示意图。图2是本专利技术较佳实施例正常运作的功能方块图。图3是本专利技术较佳实施例启用备用逆变器的功能方块图。图4是本专利技术较佳实施例与现有系统的时间轴图表。图5是本专利技术系统的操作流程图。图6是本专利技术系统故障讯息的示意图。图7是本专利技术系统的另一操作流程图。图8是本专利技术第二实施例正常运作的功能方块图。图9是本专利技术第二实施例启用备用逆变器的功能方块图。图10是本专利技术第三实施例的立体示意图。图11是本专利技术第三实施例正常运作的功能方块图。图12是本专利技术第三实施例启用备用逆变器的功能方块图。图13是本专利技术第四实施例正常运作的功能方块图。图14是本专利技术第四实施例启用备用逆变器的功能方块图。图15是本专利技术第五实施例的立体示意图。图16是本专利技术第五实施例正常运作的功能方块图。图17是本专利技术第五实施例启用备用逆变器的功能方块图。具体实施方式：请参阅图1至图3所示，在较佳实施例中，本专利技术系统包括复数控制箱101-10N、复数太阳能板21-2N、复数逆变器31-3N、至少一备用逆变器3R、至少一AC(AlternatingCurrent)接线箱40、资料收集器(DataLogger)50及复数开关组61-6N；复数开关组61-6N各别设置于复数控制箱101-10N内，各太阳能板21-2N电性连接于各控制箱101-10N的一DC(DirectCurrent)输入介面12，各逆变器31-3N电性连接于各控制箱101-10N的一DC主输出介面13，备用逆变器3R并联于各控制箱101-10N的一DC备用输出介面15，备用逆变器3R与复数逆变器31-3N并联于AC接线箱40，AC接线箱40可连接至公用电网(UtilityGrid)41，数据收集器50(例如但不限于RS485数据收集器)通讯连接复数控制箱101-10N、复数逆变器31-3N及备用逆变器3R；其中各控制箱101-10N具有一处理器14(例如：MicrocontrollerUnit；MCU)，当各逆变器31-3N正常运作时，各处理器14可控制各开关组61-6N切换至主通路(初始状态如图2所示)，各太阳能板21-2N经由各DC输入介面12与各DC主输出介面13供电至各逆变器31-3N；若第1个逆变器31故障时，则第1个控制箱101的处理器14可控制第1个开关组61切换至备用通路(备用状态如图3所示)，第1个太阳能板21经由第1个控制箱101的DC输入介面12与第1个控制箱101的DC备用输出介面15供电至备用逆变器3R，藉以减少第1个太阳能板21中断发电的时间。以此类推，若第N个逆变器3N故障时，则第N个控制箱10N的处理器14可控制第N个开关组6N切换至备用通路(备用状态)，第N个太阳能板2N经由第N个控制箱10N的DC输入介面12与第N个控制箱10N的DC备用输出介面15供电至备用逆变器3R，藉以减少第N个太阳能板2N中断发电的时间。列举说明各开关组61-6N的实施方式如后：各开关组61-6N具有两组接点，第一组接点为接点a、接点b及接点c，第二组接点为接点d、接点e及接点f，当各开关组61-6N切换至主通路时，各接点a电性连接于各接点b，使各太阳能板21-2N的正极可连接各逆变器31-3N的正极，各接点d电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，该太阳能发电系统包括：复数控制箱，各控制箱具有一开关组；复数太阳能板，各太阳能板电性连接于各控制箱的一DC(Direct Current)输入介面；复数逆变器，各逆变器电性连接于各控制箱的一DC主输出介面；至少一备用逆变器，该备用逆变器并联于各控制箱的一DC备用输出介面；至少一AC(Alternating Current)接线箱，该备用逆变器与复数逆变器并联于该AC接线箱；一数据收集器，该数据收集器通讯连接复数控制箱、复数逆变器及该备用逆变器；其中各控制箱具有一处理器，当各逆变器正常运作时，各处理器可控制各开关组切换至主通路，各太阳能板经由各DC输入介面与各DC主输出介面供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个处理器可控制第X个开关组切换至备用通路，第X个太阳能板经由第X个DC输入介面与第X个DC备用输出介面供电至该备用逆变器，藉以减少第X个太阳能板中断发电的时间。

【技术特征摘要】
2015.07.03 TW 1041215981.一种具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，该太阳能发电系统包括：复数控制箱，各控制箱具有一开关组；复数太阳能板，各太阳能板电性连接于各控制箱的一DC(DirectCurrent)输入介面；复数逆变器，各逆变器电性连接于各控制箱的一DC主输出介面；至少一备用逆变器，该备用逆变器并联于各控制箱的一DC备用输出介面；至少一AC(AlternatingCurrent)接线箱，该备用逆变器与复数逆变器并联于该AC接线箱；一数据收集器，该数据收集器通讯连接复数控制箱、复数逆变器及该备用逆变器；其中各控制箱具有一处理器，当各逆变器正常运作时，各处理器可控制各开关组切换至主通路，各太阳能板经由各DC输入介面与各DC主输出介面供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个处理器可控制第X个开关组切换至备用通路，第X个太阳能板经由第X个DC输入介面与第X个DC备用输出介面供电至该备用逆变器，藉以减少第X个太阳能板中断发电的时间。2.根据权利要求1所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，各开关组具有一接点(a)、一接点(b)、一接点(c)、一接点(d)、一接点(e)及一接点(f)，当各开关组切换至主通路时，各接点(a)电性连接于各接点(b)，使各太阳能板的正极可连接各逆变器的正极，各接点(d)电性连接于各接点(e)，使各太阳能板的负极可连接各逆变器的负极；当第X个开关组切换至备用通路时，第X个接点(a)电性连接于第X个接点(c)，使第X个太阳能板的正极可连接该备用逆变器的正极，第X个接点(d)电性连接于第X个接点(f)，使第X个太阳能板的负极可连接该备用逆变器的负极。3.根据权利要求2所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，各接点(a)经由各DC输入介面连接各太阳能板的正极，各接点(b)经由各DC主输出介面连接各逆变器的正极，各接点(c)经由各DC备用输出介面并联该备用逆变器的正极，各接点(d)经由各DC输入介面连接各太阳能板的负极，各接点(e)经由各DC主输出介面连接各逆变器的负极，各接点(f)经由各DC备用输出介面并联该备用逆变器的负极，各处理器与各开关组中间设有一驱动器，各处理器电性连接各驱动器，各驱动器电性连接各开关组，藉以控制各开关组。4.根据权利要求1所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，该数据收集器的通讯连接方式是该数据收集器的一第一通讯端
\t口依序串接第1个逆变器、第1个控制箱、第2个逆变器、第2个控制箱、第N个逆变器、第N个控制箱及该备用逆变器。5.根据权利要求1所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，该数据收集器可收集各逆变器的使用状态，当该数据收集器判断第X个逆变器发生故障时，该数据收集器经由一网络发送一故障讯息给一系统管理端，该故障讯息可选自电子邮件或简讯，该故障讯息的内容可选自案场、逆变器群组、逆变器名称、逆变器编号、线别、事件时间、类别、状态、错误码或错误讯息。6.根据权利要求5所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，该系统管理端可经由该网络发送一切换命令给该数据收集器，以控制第X个逆变器的控制箱切换连接至该备用逆变器。7.根据权利要求1所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，各控制箱可定期寻问所对应的各逆变器是否发生故障，当第X个控制箱判断第X个逆变器发生故障时，第X个控制箱切换连接至该备用逆变器。8.根据权利要求7所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，各控制箱的通讯协议具有一状态区域，当第X个控制箱切换连接至该备用逆变器时，第X个控制箱藉由该状态区域通知其它控制箱不可再执行切换。9.一种具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，该太阳能发电系统包括：复数控制箱，各控制箱具有一开关组及一处理器；复数太阳能板，各太阳能板电性连接于各控制箱的一DC输入介面；复数逆变器，各逆变器电性连接于各控制箱的一DC主输出介面；至少一备用逆变器，该备用逆变器并联于各控制箱的一DC备用输出介面；至少一AC接线箱，该备用逆变器与复数逆变器并联于该AC接线箱；一数据收集器，该数据收集器通讯连接复数控制箱、复数逆变器及该备用逆变器；其中各开关组具有一接点(a)、一接点(b)、一接点(g)、一接点(h)、一接点(d)、一接点(e)、一接点(i)及一接点(j)，当各逆变器正常运作时，各处理器可控制各开关组切换至主通路，各接点(a)电性连接于各接点(b)，使各太阳能板的正极可连接各逆变器的正极，各接点(g)电性连接于各接点(h)，使各太阳能板的负极可连接各逆变器的负极，各太阳能板经由各DC输入介面与各DC主输出介面供电至各逆变器；当第X个逆变器故障时，第X个处理器可控制第
\tX个开关组切换至备用通路，第X个接点(d)电性连接于第X个接点(e)，使第X个太阳能板的正极可连接该备用逆变器的正极，第X个接点(i)电性连接于第X个接点(j)，使第X个太阳能板的负极可连接该备用逆变器的负极，第X个太阳能板经由第X个DC输入介面与第X个DC备用输出介面供电至该备用逆变器，藉以减少第X个太阳能板中断发电的时间。10.根据权利要求9所述具有备用逆变器的太阳能发电系统，其特征在于，各接点(a)并联各接点(d)，各接点(a)与各接点(d)经由各DC输入介面连接各太阳能板的正极，各接点(b)经由各DC主输出介面连接各逆变器的正极，各接点(e)经由各DC备用输出介面并联该备用逆变器的正极，各接点(g)并联各接点(i)，各接点(g)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晟玮，林育志，
申请(专利权)人：硕天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71