本發(fā)明涉及一種混合式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，特別是一種利用復(fù)數(shù)開(kāi)關(guān)達(dá)成市電并網(wǎng)路徑(Grid-tied path)及獨(dú)立供電路徑(Standalone path)的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)具有至少一太陽(yáng)能板及至少一充電電池，該充電電池藉由至少一開(kāi)關(guān)切換連接至該市電并網(wǎng)路徑或該獨(dú)立供電路徑。

背景技術(shù)：
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現(xiàn)有技術(shù)如中華民國(guó)公告第591847號(hào)專利案(其國(guó)外專利案為公告號(hào)CN 1521915的中國(guó)專利案以及專利號(hào)US6914418的美國(guó)專利案)，所公開(kāi)的技術(shù)是：一種具多功能模式的再生能源變流裝置，其包含有一監(jiān)控單元(10)、一升壓?jiǎn)卧?20)、一變流單元(30)及一外加的雙向充電單元(40)，其中升壓?jiǎn)卧?20)連接至再生能源裝置的直流電壓輸出端，將直流電壓轉(zhuǎn)換為直流高壓后輸入至變流單元(30)及雙向充電單元(40)，由于監(jiān)控單元(10)連接負(fù)載、變流單元(30)及雙向充電單元(40)，故可選擇不同功能模式，令變流單元(30)滿足獨(dú)立負(fù)載或電網(wǎng)連結(jié)負(fù)載等不同負(fù)載應(yīng)用。

惟現(xiàn)有技術(shù)在對(duì)蓄電池(50)充電時(shí)，太陽(yáng)能板產(chǎn)生的電能必須經(jīng)過(guò)升壓?jiǎn)卧?20)及雙向充電單元(40)才能對(duì)蓄電池(50)充電，所以能源轉(zhuǎn)換的損失較多。再者，當(dāng)太陽(yáng)能板未發(fā)電時(shí)，蓄電池(50)的電能必須經(jīng)過(guò)雙向充電單元(40)才能供電至監(jiān)控單元(10)，所以蓄電池(50)的電量消耗較快且能源轉(zhuǎn)換的損失較多。此外，當(dāng)負(fù)載應(yīng)用是獨(dú)立負(fù)載時(shí)，蓄電池(50)的電能必須經(jīng)過(guò)雙向充電單元(40)及變流單元(30)才能供電至獨(dú)立負(fù)載，所以蓄電池(50)的電量消耗較快且能源轉(zhuǎn)換的損失較多。基于上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)仍有改良的需求，才能提高太陽(yáng)能板發(fā)電及蓄電池(50)電量的利用率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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對(duì)于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及改進(jìn)的需求，本發(fā)明目的在于，提供一種混合式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括至少一太陽(yáng)能板、至少一第一開(kāi)關(guān)、整流 控制單元、至少一充電電池、直流對(duì)交流逆變器、至少一第二開(kāi)關(guān)、直流對(duì)直流充電單元及系統(tǒng)控制單元；其中該系統(tǒng)控制單元可控制該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)形成一市電并網(wǎng)路徑及一第一獨(dú)立供電路徑，該太陽(yáng)能板經(jīng)由該市電并網(wǎng)路徑可供電至一市電電網(wǎng)，且該太陽(yáng)能板經(jīng)由該第一獨(dú)立供電路徑可供電至一交流負(fù)載。

對(duì)于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及改進(jìn)的需求，本發(fā)明另一目的在于，提供一種混合式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括至少一太陽(yáng)能板、至少一第一開(kāi)關(guān)、整流控制單元、至少一充電電池、直流對(duì)交流逆變器、至少一第二開(kāi)關(guān)、直流對(duì)直流充電單元、系統(tǒng)控制單元、輔助電源單元及至少一第三開(kāi)關(guān)；其中該輔助電源單元可轉(zhuǎn)換電能并供電至該系統(tǒng)控制單元，該第三開(kāi)關(guān)可切換該充電電池與該輔助電源單元的連接，該系統(tǒng)控制單元可控制該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)形成一市電并網(wǎng)路徑、一第一獨(dú)立供電路徑及一第二獨(dú)立供電路徑。

本發(fā)明所具有的有益效果(一)在于，當(dāng)太陽(yáng)能板發(fā)電時(shí)，太陽(yáng)能板可藉由直流對(duì)直流充電單元直接對(duì)充電電池充電，因此，該充電電池在充電時(shí)，能源轉(zhuǎn)換的損失較少。當(dāng)太陽(yáng)能板發(fā)電時(shí)，太陽(yáng)能板可藉由直流對(duì)直流充電單元直接對(duì)充電電池充電，因此，該充電電池在充電時(shí)，能源轉(zhuǎn)換的損失較少。

本發(fā)明所具有的有益效果(二)在于，本發(fā)明系統(tǒng)在故障時(shí)仍持續(xù)發(fā)電，因此，本發(fā)明系統(tǒng)可以依照人力排班進(jìn)行維修，且本發(fā)明系統(tǒng)的案場(chǎng)可以分布在較廣的區(qū)域。

本發(fā)明所具有的有益效果(三)在于，整流控制單元的能源轉(zhuǎn)換損失小于直流對(duì)直流充電單元的能源轉(zhuǎn)換損失，當(dāng)負(fù)載應(yīng)用是一交流負(fù)載時(shí)，充電電池經(jīng)過(guò)整流控制單元及直流對(duì)交流逆變器即可供電至該交流負(fù)載，供電電流不會(huì)經(jīng)過(guò)直流對(duì)直流充電單元，因此，該充電電池在供電給該交流負(fù)載時(shí)，電量消耗較慢且能源轉(zhuǎn)換的損失較少。

本發(fā)明的特征、技術(shù)手段、具體功能、以及具體的實(shí)施例，繼以圖式、圖號(hào)詳細(xì)說(shuō)明如后。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的功能方塊圖。

圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的市電并網(wǎng)路徑圖。

圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的第一獨(dú)立供電路徑圖。

圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例的第二獨(dú)立供電路徑圖。

圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的功能方塊圖。

圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的市電并網(wǎng)路徑圖。

圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例的第一獨(dú)立供電路徑圖。

圖8是本發(fā)明第二實(shí)施例的第二獨(dú)立供電路徑圖。

具體實(shí)施方式：

請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，在較佳實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)包括至少一太陽(yáng)能板10、至少一第一開(kāi)關(guān)20、整流控制單元30、至少一充電電池40、直流對(duì)交流逆變器50、至少一第二開(kāi)關(guān)60、直流對(duì)直流充電單元70及系統(tǒng)控制單元80；第一開(kāi)關(guān)20電性連接于太陽(yáng)能板10，整流控制單元30電性連接于第一開(kāi)關(guān)20，充電電池40電性連接于第一開(kāi)關(guān)20，直流對(duì)交流逆變器50電性連接于整流控制單元30，第二開(kāi)關(guān)60電性連接于直流對(duì)交流逆變器50，直流對(duì)直流充電單元70并聯(lián)于太陽(yáng)能板10，直流對(duì)直流充電單元70可對(duì)充電電池40充電，系統(tǒng)控制單元80可控制第一開(kāi)關(guān)20、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第二開(kāi)關(guān)60及直流對(duì)直流充電單元70；其中系統(tǒng)控制單元80可控制第一開(kāi)關(guān)20與第二開(kāi)關(guān)60形成一市電并網(wǎng)路徑PU及一第一獨(dú)立供電路徑P1，太陽(yáng)能板10經(jīng)由市電并網(wǎng)路徑PU可供電至一市電電網(wǎng)(Utility Grid)UG，且太陽(yáng)能板10經(jīng)由第一獨(dú)立供電路徑P1可供電至一交流負(fù)載AL。

列舉說(shuō)明第一開(kāi)關(guān)20與第二開(kāi)關(guān)60的實(shí)施方式如后：第一開(kāi)關(guān)20具有第一接點(diǎn)21、第二接點(diǎn)22及第三接點(diǎn)23，第一接點(diǎn)21電性連接于太陽(yáng)能板10，第二接點(diǎn)22電性連接于整流控制單元30，第三接點(diǎn)23電性連接于充電電池40；第二開(kāi)關(guān)60具有第四接點(diǎn)64、第五接點(diǎn)65及第六接點(diǎn)66，第四接點(diǎn)64電性連接于直流對(duì)交流逆變器50，第五接點(diǎn)65可連接至市電電網(wǎng)UG，第六接點(diǎn)66可連接至交流負(fù)載AL。

列舉說(shuō)明市電并網(wǎng)路徑PU及第一獨(dú)立供電路徑P1的實(shí)施方式如后：市電并網(wǎng)路徑PU是從太陽(yáng)能板10開(kāi)始，經(jīng)由第一接點(diǎn)21、第一接點(diǎn)21導(dǎo)通第二接點(diǎn)22、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第四接點(diǎn)64、以及第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第五接點(diǎn)65；第一獨(dú)立供電路徑P1是從太陽(yáng)能板10開(kāi)始，經(jīng)由直流對(duì)直流充電單元70、充電電池40、第三接點(diǎn)23、第三接點(diǎn)23導(dǎo)通第二接點(diǎn)22、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第四接點(diǎn)64、以及第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第六接點(diǎn)66。

請(qǐng)參閱圖4所示，在較佳實(shí)施例中，系統(tǒng)控制單元80進(jìn)一步可控制第一開(kāi)關(guān)20與第二開(kāi)關(guān)60形成一第二獨(dú)立供電路徑P2，充電電池40經(jīng)由第二獨(dú)立供電路徑P2可供電至交流負(fù)載AL；其中第二獨(dú)立供電路徑P2是從充電電池40開(kāi)始，經(jīng)由第三接點(diǎn)23、第三接點(diǎn)23導(dǎo)通第二接點(diǎn)22、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第四接點(diǎn)64、以及第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第六接點(diǎn)66。

請(qǐng)參閱圖1至圖4所示，在較佳實(shí)施例中，系統(tǒng)控制單元80可選自一數(shù)字訊號(hào)處理器(Digital Signal Processor；DSP)或一微處理器(Microcontroller Unit；MCU)，整流控制單元30具有一MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制器31及一整流電路32；其中MPPT控制器31電性連接于第二接點(diǎn)22，整流電路32電性連接于直流對(duì)交流逆變器50；整流控制單元30與直流對(duì)交流逆變器50中間具有一母線電壓(Vbus)端35，母線電壓(Vbus)端電性連接一電容36。

列舉說(shuō)明系統(tǒng)控制單元80的供電方式如后：太陽(yáng)能板10與充電電池40并聯(lián)一輔助電源單元(Aux.Power)81，充電電池40與輔助電源單元81中間具有至少一單向二極管84，使充電電池40與輔助電源單元81可單向?qū)?；?dāng)太陽(yáng)能板10發(fā)電時(shí)，輔助電源單元81可轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能板10產(chǎn)生的部份電能，并供電至系統(tǒng)控制單元80；當(dāng)太陽(yáng)能板10未發(fā)電時(shí)，輔助電源單元81可轉(zhuǎn)換充電電池40的部份電能，并供電至系統(tǒng)控制單元80。

列舉說(shuō)明輔助電源單元81的另一實(shí)施方式如后：輔助電源單元81進(jìn)一步可電性連接至少一USB(Universal Serial Bus)連接端口83，系統(tǒng)控制單元80與USB連接端口83中間具有一通訊單元85，藉此USB連接端口83可提供一外接裝置(圖未出示)充電。

請(qǐng)參閱圖5至圖8所示，在第二實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)包括至少一太陽(yáng)能板10、至少一第一開(kāi)關(guān)20、整流控制單元30、至少一充電電池40、直流對(duì)交流逆變器50、至少一第二開(kāi)關(guān)60、直流對(duì)直流充電單元70、系統(tǒng)控制單元80、輔助電源單元81及至少一第三開(kāi)關(guān)88；第一開(kāi)關(guān)20電性連接于太陽(yáng)能板10，整流控制單元30電性連接于第一開(kāi)關(guān)20，充電電池40電性連接于第一開(kāi)關(guān)20，直流對(duì)交流逆變器50電性連接于整流控制單元30，第二開(kāi)關(guān)60電性連接于直流對(duì)交流逆變器50，直流對(duì)直流充電單元70并聯(lián)于太陽(yáng)能板10，直流對(duì)直流充電單元70可對(duì)充電電池40充電，系統(tǒng)控制單元70可控制第一開(kāi)關(guān)20、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第二開(kāi)關(guān)60及直流對(duì)直流充電單元70；輔助電源單元81并聯(lián)于太陽(yáng)能板10與充電電池40；第三開(kāi)關(guān)88設(shè)置于充電電池40與輔助電源單元81中間；其中 輔助電源單元81可轉(zhuǎn)換電能并供電至系統(tǒng)控制單元80，第三開(kāi)關(guān)88可切換充電電池40與輔助電源單元81的連接，系統(tǒng)控制單元80可控制第一開(kāi)關(guān)20與第二開(kāi)關(guān)60形成一市電并網(wǎng)路徑PU、一第一獨(dú)立供電路徑P1及一第二獨(dú)立供電路徑P2。

列舉說(shuō)明第一開(kāi)關(guān)20與第二開(kāi)關(guān)60的實(shí)施方式如后：第一開(kāi)關(guān)20具有第一接點(diǎn)21、第二接點(diǎn)22及第三接點(diǎn)23，第一接點(diǎn)21電性連接于太陽(yáng)能板10，第二接點(diǎn)22電性連接于整流控制單元30，第三接點(diǎn)23電性連接于充電電池40；第二開(kāi)關(guān)60具有第四接點(diǎn)64、第五接點(diǎn)65及第六接點(diǎn)66，第四接點(diǎn)64電性連接于直流對(duì)交流逆變器50，第五接點(diǎn)65可連接至一市電電網(wǎng)UG，第六接點(diǎn)66可連接至一交流負(fù)載AL。

列舉說(shuō)明市電并網(wǎng)路徑PU、第一獨(dú)立供電路徑P1及第二獨(dú)立供電路徑P2的實(shí)施方式如后：市電并網(wǎng)路徑PU是從太陽(yáng)能板10開(kāi)始，經(jīng)由第一接點(diǎn)21、第一接點(diǎn)21導(dǎo)通第二接點(diǎn)22、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第四接點(diǎn)64、以及第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第五接點(diǎn)65；第一獨(dú)立供電路徑P1是從太陽(yáng)能板10開(kāi)始，經(jīng)由直流對(duì)直流充電單元70、充電電池40、第三接點(diǎn)23、第三接點(diǎn)23導(dǎo)通第二接點(diǎn)22、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第四接點(diǎn)64、以及第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第六接點(diǎn)66；第二獨(dú)立供電路徑P2是從充電電池40開(kāi)始，經(jīng)由第三接點(diǎn)23、第三接點(diǎn)23導(dǎo)通第二接點(diǎn)22、整流控制單元30、直流對(duì)交流逆變器50、第四接點(diǎn)64、以及第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第六接點(diǎn)66。

列舉說(shuō)明本發(fā)明系統(tǒng)利用市電并網(wǎng)路徑PU供電至市電電網(wǎng)UG的實(shí)施方式如后：系統(tǒng)控制單元80可偵測(cè)太陽(yáng)能板10的發(fā)電電壓，當(dāng)太陽(yáng)能板10的發(fā)電電壓高于一設(shè)定值，系統(tǒng)控制單元80將發(fā)送一第一訊號(hào)給第一開(kāi)關(guān)20，使第一接點(diǎn)21導(dǎo)通第二接點(diǎn)22；且當(dāng)一母線電壓(Vbus)值高于一市電電壓值，系統(tǒng)控制單元80將發(fā)送一第二訊號(hào)給第二開(kāi)關(guān)60，使第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第五接點(diǎn)65，此時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)可利用市電并網(wǎng)路徑PU供電至市電電網(wǎng)UG。

列舉說(shuō)明本發(fā)明系統(tǒng)利用市電并網(wǎng)路徑PU供電至充電電池40的實(shí)施方式如后：系統(tǒng)控制單元80可偵測(cè)充電電池40是否存在及太陽(yáng)能板10的發(fā)電狀態(tài)，若充電電池40存在且太陽(yáng)能板10的發(fā)電狀態(tài)足以提供充電電池40充電，則系統(tǒng)控制單元80啟動(dòng)直流對(duì)直流充電單元70對(duì)充電電池40充電。

列舉說(shuō)明本發(fā)明系統(tǒng)利用第一獨(dú)立供電路徑P1供電至交流負(fù)載AL的實(shí)施方式如后：系統(tǒng)控制單元80可偵測(cè)太陽(yáng)能板10的發(fā)電電壓 及系統(tǒng)輸出是否存在市電電壓，當(dāng)太陽(yáng)能板10的發(fā)電電壓高于一設(shè)定值且系統(tǒng)輸出無(wú)市電電壓存在，系統(tǒng)控制單元80將發(fā)送一第三訊號(hào)給第一開(kāi)關(guān)20，使第三接點(diǎn)23導(dǎo)通第二接點(diǎn)22；系統(tǒng)控制單元80可偵測(cè)充電電池40是否存在，若充電電池40存在，則系統(tǒng)控制單元80啟動(dòng)直流對(duì)直流充電單元70對(duì)充電電池40充電，且系統(tǒng)控制單元80將發(fā)送一第四訊號(hào)給第二開(kāi)關(guān)60，使第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第六接點(diǎn)66，此時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)可利用第一獨(dú)立供電路徑P1供電至交流負(fù)載AL。

列舉說(shuō)明第三開(kāi)關(guān)88的實(shí)施方式如后：第三開(kāi)關(guān)88可以是一手動(dòng)開(kāi)關(guān)，第三開(kāi)關(guān)88可選自翹板開(kāi)關(guān)、按壓開(kāi)關(guān)、搖頭開(kāi)關(guān)、指撥開(kāi)關(guān)或觸控開(kāi)關(guān)；當(dāng)使用者操作第三開(kāi)關(guān)88至開(kāi)啟狀態(tài)，輔助電源單元81可轉(zhuǎn)換充電電池40的部份電能，并供電至系統(tǒng)控制單元80；當(dāng)使用者操作第三開(kāi)關(guān)88至關(guān)閉狀態(tài)，輔助電源單元81可轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能板10產(chǎn)生的部份電能，并供電至系統(tǒng)控制單元80。

列舉說(shuō)明本發(fā)明系統(tǒng)利用第二獨(dú)立供電路徑P2供電至交流負(fù)載AL的實(shí)施方式如后：系統(tǒng)控制單元80可偵測(cè)太陽(yáng)能板10的發(fā)電電壓，當(dāng)太陽(yáng)能板10未發(fā)電，系統(tǒng)控制單元80控制直流對(duì)直流充電單元70停止對(duì)充電電池40充電，系統(tǒng)控制單元80將發(fā)送一第三訊號(hào)給第一開(kāi)關(guān)20，使第三接點(diǎn)23導(dǎo)通第二接點(diǎn)22，且系統(tǒng)控制單元80將發(fā)送一第四訊號(hào)給第二開(kāi)關(guān)60，使第四接點(diǎn)64導(dǎo)通第六接點(diǎn)66，此時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)可利用第二獨(dú)立供電路徑P2供電至交流負(fù)載AL。

列舉說(shuō)明輔助電源單元81的另一實(shí)施方式如后：輔助電源單元81進(jìn)一步可電性連接至少一USB連接端口83，系統(tǒng)控制單元80與USB連接端口83中間具有一通訊單元85，藉此USB連接端口83可提供一外接裝置(圖未出示)充電。