光电源产生系统技术方案

为了减小外部直流电源的容量，该外部直流电源提供用于雪溶化的能量，和为了防止在出现故障条板的情况下产生问题，本发明专利技术包括一个为每个条板设置的单独地可用开关控制的电流导通／关断装置和一个控制单元，用于单独地控制电流开关装置的导通／关断，其中按顺序给每个条板提供电流。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光电源产生系统，特别是涉及一种具有雪溶化功能的光电源产生系统。近年来，一种用于在屋顶上安装有太阳能电池的居民的光电源产生系统已经被推广。在一个多雪的地区具有这样的一个问题，即雪粘在一个太阳能电池板表面上，由此在下雪期间不能产生电能。因此已经专利技术了一种利用给太阳能电池板组件加热而除雪的系统。例如，在日本专利申请特许公开8-250756中公开一种雪溶化系统，为了加热，该系统借助于一个外部电源给一个太阳能电池或一个发热体供电。在日本专利申请特许公开9-23019中公开一种雪溶化系统，为了加热，该系统利用一个双向逆变器给太阳能电池供电，该系统具有一个被设置用于使反向电流阻断二极管旁路的开关。由于不仅利用太阳能电池作为一个电源产生装置，而且也作为一个加热器。该电池加热系统能够简单地除去雪而不需要用于加热器的导线，并且如果能够提供双向的操作性还能够变得容易安装，因此它作为一个用于光电源产生系统的除雪方法是有前途的。然而，在到目前为止所公开的方案中可能具有下列问题。(1)由于整个太阳能电池阵列必须被加热，所以增加了一个外部电源的容量。利用在正方向上流过一个3kW的太阳能电池的电流作为加热的最佳电流需要等级为大约4.2KW的功率，对于电源来说需要足以提供这部分功率的容量。特别是对于具有定向利用一个栅极连接的逆变器系统，该逆变器的容量增加了并且为了提供用于雪溶化的功率需要大容量的逆变器，而这些用于雪溶化的容量在平常是不用的。(2)在把功率同时提供整个太阳能电池阵列的情况下，由于对太阳能电池不平衡的加热使电阻减小，所以在一个太阳能电池电路中具有产生电流集中的可能性。在应用中，该太阳能电池基本上作为并联连接的二极管来工作并且需要防止不平衡加热的措施。电流集中的产生可能导致像由于过热使太阳能电池损坏这样的危险事故。(3)由于这些原因，不可能进行在雪溶化方式中的运行，即使存在一个故障条板的情况下也是如此。考虑到这些问题，本专利技术的一个目的是在光电源产生系统中，特别是在具有雪溶化功能的光电源产生系统中实现减少一个外部直流电源的容量，该外部直流电源为雪溶化提供功率。此外，本专利技术的另一个目的是在存在一个故障条板的情况下预先防止产生一个事故。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种光电源产生系统，该系统具有由多个并联连接的条板构成的太阳能电池阵列，每个条板是由多个串联连接的太阳能电池组件构成的，该系统能够借助于一个外部电源使太阳能电池阵列产生热，该系统包括一个为每个条板设置的单独地可用开关控制的电流导通/关断装置和一个控制单元，用于单独地控制电流开关装置的导通/关断，其中按顺序给每个条板提供电流，以致于产生热。顺便说一下，在本专利技术中，提供给每个条板的电流即可以是与产生电能时的方向相反也可以相同(提供的电压即可以与产生的电压相同也可以相反)。此外，在本专利技术中，在上述外部直流电源中设置了过电流检测装置和报警装置，以便在过电流产生时，停止提供电流并且发出报警信号。本专利技术具有一个用于每个条板的开关并且通过该开关的导通/关断控制仅给用于雪溶化的目标条板供电。因此，在根据本专利技术的一种系统中，不在同时给整个太阳能电池阵列供电。因而，只需要小容量的外部直流电源并且还设置了报警装置，如果存在故障状态下的条板，该报警装置能够单独地检测到故障状态下的条板。此外，由于每个条板被单独地供电，所以除了故障的条板之外能够进行供电，虽然局部故障，但是仍然能够进行雪溶化运行。附图说明图1是根据本专利技术的一种实施例的光电源产生系统的方框图；图2是表示在图1所示系统中的一种操作实例的流程图3是根据本专利技术的另一种实施例的光电源产生系统的方框图；图4是一种用于图3所述系统的双向逆变器的结构方框图；图5是表示在图3所示系统中的一种操作实例的流程图；图6是根据本专利技术的第三种实施例的光电源产生系统的方框图；图7是表示在图6所示系统中的一种操作实例的流程图；下面参照实施例详细地描述本专利技术。实施例1在该实施例中，为了使本专利技术更清楚，尽可能利用简单的结构来描述本专利技术。在图1中示出了一种根据该实施例的系统。利用2个串联和2个并联的4个太阳能电池组件(36个10厘米的正方形电池串联构成；短路电流3.25A，最大功率50W)来构成太阳能电池条板1a和1b(即2个组件串联连接来构成一个条板环)。太阳能电池条板1a和1b的输出经过条板开关5a和5b、反向电流阻断二极管2a和2b和一个负载开关6与一个电阻负载3(5Ω、400W等级)连接。作为一个外部电源4，设置一个由市电交流(未示出)电得到的可变电压直流电源(最大输出50V,5A)并且该直流电源的输出经过条板开关5a和5b分别与太阳能电池条板1a和1b连接。此时，外部电源4的正端和负端分别地与太阳能电池条板1a和1b的阳极和阴极连接。如果能够给太阳能电池条板提供功率，那么可以利用适合于外部电源4的各种电源，并且也可以利用一个蓄电池和一个DC/DC变换器或一个发电机的组合。此外，虽然这些具有直流输出的装置是简单和需要的，但是根据该装置也可以采用交流输出(足够的电压设置)。可变电压功能不是特别必要的。这是因为一个规定的太阳能电池结构允许预先确定一个合适的供电电压。对于一个不具有加热功能(例如，雪溶化的系统)的系统来说，条板开关5a和5b只需要经受太阳能电池条板1a和1b的输出电压和输出电流，但是在根据本专利技术的一个系统中，需要经受在加热(雪溶化)方式的操作期间的输出电压和输出电流(在许多情况下，这些输出电压和输出电流大于太阳能电池条板的操作电压和操作电流)。此外，为了响应一个电信号，它们最好是可导通/关断控制的。根据该实施例，为了使写入控制程序简化，控制单元7包括一个私人计算机和一个并行IO接口(借助于一个光耦合器使一个PC的电路和被控制的电路相互绝缘)。如果允许一个按序的控制，那么对于控制单元7来说能够采用除了该结构之外的其它各种结构，并且一种由单片微处理机构成的装置在实际应用中是方便和便宜的。下面将描述图1中所示装置的操作。在图2中示出了图1所示装置的一种操作流程图的实例。首先，该装置通常在电能产生方式中操作。这种状态是一种从太阳能电池条板1a和1b给负载3提供电源的状态。其中条板开关5a和5b都处在导通状态，负载开关6也处于导通状态，而外部电源开关8处于关断状态。对于外部电源4来说，它本身处于运行状态不存在问题，但是从节电的角度来看，更希望外部电源4处于静止状态。在这个实施例中，外部电源4被设置到它的静止状态。该状态持续到该系统进人到加热(雪溶化)方式。下面将描述加热(雪溶化)方式。在许多情况下，在晚上进行加热(雪溶化)方式。同样在白天进行加热(雪溶化)方式也是可能的，但是需要考虑一个太阳能电池产生电能的操作。也就是，对于一个下雪的周期来说，由于一个太阳能电池不产生电能，所以可以进行与晚上相同的操作，但是当下雪逐渐地停了和阳光开始照射到太阳能电池上时，太阳能电池开始部分地产生电能，因此需要一种促使从外部电源和类似电源提供电压的装置。在加热(雪溶化)方式中，负载开关6首先被关断，由此切断与一个负载3的连接。接着，利用从控制单元7来的一个条板导通/关断指令信号使一个条板开关关断(在此，5b)，以便允许电流只经过一个单个条板流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电源产生系统，该系统具有由多个并联连接的条板构成的太阳能电池阵列，每个条板是由多个串联连接的太阳能电池组件构成的，该系统能够借助于一个外部电源使太阳能电池阵列产生热，该系统包括： 一个为每个条板设置的单独地可用开关控制的电流导通／关断装置；和 一个控制单元，用于单独地控制电流开关装置的导通／关断，其中按顺序给每个条板提供电流，以致于产生热。

【技术特征摘要】
JP 1998-3-3 066087/981．一种光电源产生系统，该系统具有由多个并联连接的条板构成的太阳能电池阵列，每个条板是由多个串联连接的太阳能电池组件构成的，该系统能够借助于一个外部电源使太阳能电池阵列产生热，该系统包括一个为每个条板设置的单独地可用开关控制的电流导通/关断装置；和一个控制单元，用于单独地控制电流开关装置的导通/关断，其中按顺序给每个条板提供电流，以致于产生热。2．根据权利要求1的光电源产生系统，其中所述外部电源以与电源产生周期的方向相反的方向把一个直流电流提供给每个条板。3．根据权利要求2的光电源产生系统，其中所述外部电源是一个双向栅极连接的逆变器，该逆变器不仅能够把所述太阳能电池阵列的直流输出变换成一个交流输出，以便把运行中的所述太阳能电池阵列与一个交流电源连接，而且能够把交流电源的交流输出变换成一个直流输出，以便把所述直流输出提供给所述太阳能电池阵列一侧。4．根据权利要求3的光电源产生系统，其中所述电流导通/关断装置与反向电流阻断二极管并联连...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹原信善，真锅直规，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]