能源切换装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种能源切换装置及方法，包含至少一切换控制微处理模块、数个电力切换控制模块与数个电源转换模块，其中，该切换控制微处理模块分别输入市电电费费率与燃料电池的发电度数、燃料费用，以计算与比较燃料电池的发电电费与燃料费用间的能源最佳切换模式，该数个电力切换控制模块，分别连结该切换控制微处理模块、燃料电池、交流市电电源、电源转换模块、至少一电力储能器与室内配电箱，以通过该切换控制微处理模块的最佳能源切换的经济调度方式，切换市电电源或燃料电池的电力通过电源转换模块给电力储能器储能与室内配电箱供应电力，或通过电力公司的智能型电表、智能型电网，将多余电力回收卖给电力公司。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是在交流市电电源与燃料电池间作能源费率自动比较，以经济调度方式切换两者间的电力能源使用与多余电力回收买卖。
技术介绍
目前干净能源(cleanenergy)成为越来越多关注的问题与焦点，特别是以往被称作干净与低耗能能源之一的核能发电，在层出不穷的核能安全问题被一一曝露后，以及，国际油价与煤价不断攀升而影响火力发电成本的不利因素下，目前所需思考的是真正安全、干净与便宜的能源使用，而这些干净能源如:风力发电(wind power)、太阳能电池(solarcell)发电、地热发电(geothermal power)、潮汝发电(Tidal power)、PEMFC (protonexchange membrane fuel cell,质子交换膜燃料电池)、S0FC(solid oxide fuel cell,固体氧化物燃料电池)、MCFC(molten carbonate fuel cell,熔融碳酸盐燃料电池)和许多其它未列举的绿色环保干净能源。然而，在上述的各种干净能源中，如风力发电的风、太阳电池发电的太阳光线、地热发电的地热井或潮汐发电的海洋潮汐，均需仰赖大自然的气候与气象变化等环境变量影响，而使此些再生能源并不能提供给家庭、小区使用作为主要的常态电力供给来源，而仅能作为辅助电源之用。而比较可行作为常备与使用的主要再生能源的电力，为上述所列举的PEMFC、S0FC及MCFC等燃料f斗电池电源，可以提供安全、干净与便宜的电力能源供给家庭、小区使用。现有的燃料电池发电机的规模差别很大，燃料电池是依不同的发电能力最低可在一千瓦(IKW)左右，或最高可达几个百万瓦，不像其它类型的干净能源来源，由于经济规模一般的考虑只能依存于大规模经营的电力公司提供，家庭住宅与中小型小区经济利用天然气为燃料的固体氧化物燃料电池发电则是最理想解决方案之一。在城市或小区中的居住环境，电力线网络和钩状的天然气管线配置相当常见的，目前电力公司用天然瓦斯来发电，一般是利用复循环技术，先将天然气燃烧产生高压气流推动瓦斯涡轮机(GAS TURBINE)，余热再利用来加热产生高湿蒸气，来推动下一个蒸气涡轮机(STEAM TURBINE)，并且，依赖瓦斯燃料为发电原料的固体氧化物燃料电池，亦可以直接在家庭或小区中产生电力，且固体氧化物燃料电池的发电效率高于上述电力公司以天然瓦斯燃烧产生高压气流或蒸气来推动涡轮发电，且可以减少更多的碳排放量，但此种直接将燃料电池安装于家庭或小区进行分布式发电的方式，并非可以直接将电力能源作有效的应用与调度，例如:当使用于燃料电池发电的瓦斯燃料的费用高于市电电源的电费，或者，市电电源的电费高于燃料电池发电的瓦斯燃料的费用，电力用户或电力公司没有良好的对策可以实时进行电力能源的经济切换调度，致使电力用户没有办法得到有效率与便宜的电力能源供应，电力公司也没有办法达到节能省电以减轻发电设备负于担与经济电力调度的目标。如果仅是依靠电力公司劝阻电力用户在高峰时间节约用电和鼓励用户在非高峰的时段内用电的经济调度与分散用电时间的省电程序，并没有办法达到省电节能的成效，事实上，在每天或每年中的高峰用电期间，每千瓦/小时的用电率会更高，在负载需求与变动率没有得到进一步改善的前提下，用电率与电费费率变动差异将更变得更大，如需要电力公司重新建造一个新的大型燃料电池发电厂，无论由技术或使用成本上估算，至少必需花费数佰亿以上，并不符合电力使用与调度的经济效益。在相关的先前专利技术文献方面，如中国台湾专利公报第M400153号「整合再生能源及屋内节能供电装置」新型专利案，虽有揭示含燃料电池的再生能源的第一供电端与交流市电电源的第二供电端间的自动切换节能装置，但该切换的原理是根据第一供电端与第二供电端的供电情形，亦即如第一供电端的电力中断或不足时，才投入第二供电端的电力，但这样的方式，也仅是将第二供电端作为备用电力能源的作法，事实上，并没解决燃料电池发电投入发电运转时的燃料能源费用随时变动调整的经济调度使用问题与缺点，电力用户并没有办法得到价格便宜与有效率的供电效能，对于电力公司而言电没有减轻发电设备负担与电力经济调度的目标。另外，中国台湾专利公报第M384329号「可抑制用电尖峰的自动化电力控制系统」新型专利案，揭示利用电源自动切换开关来切换再生能源与市电电源于用电尖峰时间与离峰时间的电力调度，充其量也同前一个专利前案，只是局部省电的作法，也没有解决如燃料电池发电的再生能源投入发电运转时的燃料能源费用经济调度使用的问题与缺点，电力用户并没有办法得到价格便宜与有效率的供电效能。除此之外，中国台湾与利公报第1333726号「燃料电池充电模块」专利技术专利案，则揭示关于燃料电池充电与供电模块，但并未解决燃料电池使用时的燃料能源费用的经济调度使用，而仅能流于实验性质的充电与供电模块，对于燃料电池发电实际应用于家庭或小区中作为电源供应系统的一环，仍有相当的距离。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种，其可以针对燃料电池发电电源的燃料成本与市电电源的电费成本间的经济价值自动比较，再决定以何种电源进行供电与储能，而具有全面节能低成本用电的经济效益。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种能源切换装置，包含至少一切换控制微处理模块、数个电力切换控制模块与数个电源转换模块，其中，该切换控制微处理模块分别输入市电电费费率与燃料电池的发电度数、燃料费用，以计算与比较燃料电池的发电电费与燃料费用间的能源最佳切换模式，该数个电力切换控制模块，分别连结该切换控制微处理模块、燃料电池、交流市电电源、电源转换模块、至少一电力储能器与室内配电箱，以通过该切换控制微处理模块的最佳能源切换的经济调度方式，切换市电电源或燃料电池的电力通过电源转换模块给电力储能器储能与室内配电箱供应电力，或通过电力公司的智能型电表，将多余电力回收卖给电力公司。本专利技术的能源切换方法，其步骤包含:a.比较参数输入，输入燃料电池发电度数、市电每度电费费率、燃料电池发电所需的燃料费、电力储能器的储存电能、负载耗电量等参数给一能源切换装置的切换控制微处理模块；b.燃料电池发电价值是否大于燃料费？如果是，进行步骤d，如果不是，进行步骤C，由步骤a的切换控制微处理模块对该输入的燃料电池发电度数乘于市电每度电费费率的值，是否大于燃料电池发电所需的燃料费，如果是，表示燃料电池发电的经济效益大于市电电源，反之，则为燃料电池发电的经济效益小于市电电源；c.是否需储能？如果是，进行步骤Cl.如果不是，进行步骤c2，由步骤a的切换控制微处理模块依据步骤a输入的电力储能器的储存电能数据进行评估与控制，如电力储能器尚可储能，则进行储能，反之，则由电力储能器进行放电供电；Cl.由市电供电并进行电力储能，由该步骤c的切换控制微处理模块控制数个电力切换控制模块切换市电电电源为主要供电电源，供应室内负载用电，并关闭燃料电池供电，以及，对该步骤c的电力储能器进行储能；c2.由市电供电与进行放电并联辅助供电，由该步骤c的切换控制微处理模块控制数个电力切换控制模块切换市电电源为主要供电电源，供应室内负载用电，并关闭燃料电池供电，以及，使步骤c的电力储能器通过一电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源切换装置，其特征在于，包括：至少一切换控制微处理模块，该切换控制微处理模块具有一第一数据输入端、第二数据输入端、第三数据输入端、第四数据输入端、第五数据输入端，以及，第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端，该第一数据输入端供输入一市电电源的电费费率数据，第二数据输入端供输入一燃料电池的发电度数数据，第三数据输入端供输入该燃料电池发电所需的燃料费用数据，该第四数据输入端连结一电力储能器，以供输入该电力储能器的储存电能数据，该第五数据输入端连结一室内配电箱，以将室内配电箱的负载耗电量数据经第五数据输入端输入，该切换控制微处理模块并自动计算该第一资料输入端的电费费率数据乘上第二数据输入端的燃料电池的发电度数数据，形成燃料电池的发电效益，并再与第三数据输入端的燃料费用数据相比较，该比较结果再与第四数据输入端的储行电能数据、第五数据输入端的负载耗电量数据，供该切换控制微处理模块决定第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端的输出状态；一第一电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端，该第一电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第一控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端的连结关系，该第一连接端连结市电电源，以输入市电电源，该第二连接端连接该燃料电池，以输入该燃料电池发电电源，该第三连接端则输出该市电电源或燃料电池发电电源的任一者或二者；一第二电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端，该第二电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第二控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端的连结关系，该第一连接端连结该第一电力切换控制模块的第三连接端，以接收来自第一电力切换控制模块切换输出的市电电源或燃料电池的发电电源，该第二连接端输出市电电源或燃料电池发电电源的电力一部份，作为多余的回馈电力，该第三连接端则输出该 市电电源或燃料电池发电电源的任一者或二者；一第三电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端，该第三电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第三控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端的连结关系，该第一连接端连结该第二电力切换控制模块的第三连接端，以接收来自第二电力切换控制模块切换输出的市电电源或燃料电池的发电电源，该第二连接端输出市电电源或燃料电池发电电源，该第三连接端则输出该市电电源或燃料电池发电电源的一部份作为储能电源；一第四电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端与第四连接端，该第四电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第四控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端与第四连接端的连结关系，该第一连接端连结该第三电力切换控制模块的第三连接端，以接收来自第三电力切换控制模块切换输出的市电电源或燃料电池的发电电源的一部份的储能电源，该第二连接端则连结该电力储能器，以将第一连接端的储能电源充入电力储能器中，该第三连接端则输出该电力储能器的一部份多余电力，作为回馈电力，该第四连接端则输出该电力储能器一部份多余的放电电力，作为室内配电箱的供电电源；一第一电源转换模块，具有将直流电源转换成标准的交流市电电源功能，该第一电源转换模块连结第二电力切换控制模块的第二连接端与第四电力切换控制模块的第三连接端，以将来自第二电力切换控制模块的燃料电池发电电源与第四电力切换控制模块的电力储能器的蓄电池的直流电源，转换成标准本地交流市电电源输出；一第二电源转换模块，具有将直流电源转换成标准的交流市电电源功能，连结第三电力切换控制模块的第二连接端、第四电力切换控制模块的第四连接端与室内配电箱，以将来自第二电力切换控制模块的燃料电池发电电源与第四电力切换控制模块的电力储能器的直流电源，转换成标准本地交流市电电源输出至该室内配电箱进行供电。...

【技术特征摘要】
1.一种能源切换装置，其特征在于，包括: 至少一切换控制微处理模块，该切换控制微处理模块具有一第一数据输入端、第二数据输入端、第三数据输入端、第四数据输入端、第五数据输入端，以及，第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端，该第一数据输入端供输入一市电电源的电费费率数据，第二数据输入端供输入一燃料电池的发电度数数据，第三数据输入端供输入该燃料电池发电所需的燃料费用数据，该第四数据输入端连结一电力储能器，以供输入该电力储能器的储存电能数据，该第五数据输入端连结一室内配电箱，以将室内配电箱的负载耗电量数据经第五数据输入端输入，该切换控制微处理模块并自动计算该第一资料输入端的电费费率数据乘上第二数据输入端的燃料电池的发电度数数据，形成燃料电池的发电效益，并再与第三数据输入端的燃料费用数据相比较，该比较结果再与第四数据输入端的储行电能数据、第五数据输入端的负载耗电量数据，供该切换控制微处理模块决定第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端的输出状态； 一第一电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端，该第一电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第一控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端的连结关系，该第一连接端连结市电电源，以输入市电电源，该第二连接端连接该燃料电池，以输入该燃料电池发电电源，该第三连接端则输出该市电电源或燃料电池发电电源的任一者或二者； 一第二电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端，该第二电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第二控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端的连结关系，该第一连接端连结该第一电力切换控制模块的第三连接端，以接收来自第一电力切换控制模块切换输出的市电电源或燃料电池的发电电源，该第二连接端输出市电电源或燃料电池发电电源的电力一部份，作为多余的回馈电力，该第三连接端则输出该市电电源或燃料电池发电电源的任一者或二者； 一第三电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端，该第三电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第三控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端的连结关系，该第一连接端连结该第二电力切换控制模块的第三连 接端，以接收来自第二电力切换控制模块切换输出的市电电源或燃料电池的发电电源，该第二连接端输出市电电源或燃料电池发电电源，该第三连接端则输出该市电电源或燃料电池发电电源的一部份作为储能电源； 一第四电力切换控制模块，具有一第一连接端、第二连接端、第三连接端与第四连接端，该第四电力切换控制模块与该切换控制微处理模块的第四控制端连结，以受该切换控制微处理模块的控制而切换该第一连接端、第二连接端、第三连接端与第四连接端的连结关系，该第一连接端连结该第三电力切换控制模块的第三连接端，以接收来自第三电力切换控制模块切换输出的市电电源或燃料电池的发电电源的一部份的储能电源，该第二连接端则连结该电力储能器，以将第一连接端的储能电源充入电力储能器中，该第三连接端则输出该电力储能器的一部份多余电力，作为回馈电力，该第四连接端则输出该电力储能器一部份多余的放电电力，作为室内配电箱的供电电源； 一第一电源转换模块，具有将直流电源转换成标准的交流市电电源功能，该第一电源转换模块连结第二电力切换控制模块的第二连接端与第四电力切换控制模块的第三连接端，以将来自第二电力切换控制模块的燃料电池发电电源与第四电力切换控制模块的电力储能器的蓄电池的直流电源，转换成标准本地交流市电电源输出； 一第二电源转换模块，具有将直流电源转换成标准的交流市电电源功能，连结第三电力切换控制模块的第二连接端、第四电力切换控制模块的第四连接端与室内配电箱，以将来自第二电力切换控制模块的燃料电池发电电源与第四电力切换控制模块的电力储能器的直流电源，转换成标准本地交流市电电源输出至该室内配电箱进行供电。2.根据权利要求1所述的能源切换装置，其特征在于，所述切换控制微处理模块的第一数据输入端、第二数据输入端、第三数据输入端连结一数据传输界面。3.根据权利要求2所述的能源切换装置，其特征在于，所述数据传输界面连结一键盘。4.根据权利要求2所述的能源切换装置，其特征在于，所述数据传输界面连结一远程计算机。5.根据权利要求1所述的能源切换装置，其特征在于，所述切换控制微处理模块的第四数据输入端连结的电力储能器，包括: 一蓄电池； 一电池管理装置，连结蓄电池，将该...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明复，陈泽宗，
申请(专利权)人：电联运通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：