[发明专利]一种适用于太阳能发电装置的能量优化装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，具体地，涉及适用于太阳能发电装置的能量优化装置。 

背景技术

近几年中，以风能和太阳能为主的可再生能源发电系统在世界范围得到越来越多的应用。对于太阳能并网发电系统来说，除了目前占主流的集中式大功率太阳能电站外，分布式太阳能并网发电系统由于其能优化太阳能电池板的工作状态，在多数情况下可以提高系统的年发电量。分布式发电最重要的一个特征是每块太阳能电池板或者每串太阳能电池板能够工作在其各自最大功率点。目前，以太阳能微逆变器和太阳能最大功率优化器为代表的产品能够优化每块太阳能电池板的输出；以串型逆变器（string inverter）和多串型逆变器（multi-string inverter）为代表的产品能够优化每一串太阳能电池板的功率输出。现有的这些方案的一个显著特征是太阳能电池板通过一个DC/DC变换器工作在最大功率点，太阳能电池板输出的所有功率需要经过该DC/DC变换器，然后再送给负载。显然，该DC/DC变换器的功率等级需要与之连接的太阳能电池板匹配且由于太阳能电池板输出的所有能量都要经过该变换器处理，这其中产生较大的能量损失难以避免。 

因为分布式太阳能发电比集中式发电系统更高效，适用于在复杂地理环境中工作，比如屋顶发电系统。由于房屋周围的树木等有可能造成发电系统中的某些太阳能电池板容易受到遮挡，抑或为了避免遮挡，某些太阳能电池板的安装位置会有所不同。在这种情况下，分布式太阳能发电系统由于能够对每块太阳能电池板或者每串太阳能电池板的工作状态进行优化，在实际中能够发出更多的电力。 

除了太阳能微逆变器以外，目前主要的分布式太阳能发电技术方案有两种：太阳能最大功率优化器和串型/多串型太阳能逆变器。如图1所示为带有太阳能最大功率优化器的发电系统结构图。每块太阳能电池板各自带有一个基于DC/DC变换器的最大功率优化器。该DC/DC变换器通过调节自身的运行状态，比如，调节变换器内部功率开关的占空比，使得太阳能电池板的输出功率保证在最大功率点。同时，从图1可以看出，太阳能电池板产生的能量需要全部通过该DC/DC变换器处理。DC/DC变换器的输出端以串联的形式连接在一起，从而得到一个较高的串联输出电压，可以直接接负载或者连接后级的逆变器，最终把能量输送到电网。如图2所示为串型和多串型太阳能逆变器系统框图。这两种逆变器的基本特点是每串太阳能电池板通过一个DC/DC变换器，实现最大功率输出；输出的全部能量需要经过该DC/DC变换器处理。一个或多个DC/DC变换器的输出可以并联，然后接负载或者接后级的逆变器，最终把能量输送到电网。 

综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在的缺陷为：因为DC/DC变换器对太阳能电池板输出的全部能量进行变换，且变换效率不可能为100%，因此不可避免的会造成较大能量的损失。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种适用于太阳能发电装置的能量优化装置，以实现降低能量损失的优点。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种适用于太阳能发电装置的能量优化装置，包括太阳能电池板、DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输入端电连接在太阳能电池板上，其输出端的阳极输出给负载或逆变器，其阴极串联在太阳能电池板的阳极上，所述DC/DC变换器和太阳能电池板形成串联电路为负载或逆变器提供电源。

根据本发明的优选实施例，其中装置中还设置有通信监控终端，所述通信监控终端和DC/DC变换器建立双向通信。 

另一种适用于太阳能发电装置的能量优化装置，包括N个太阳能电池板和N个DC/DC变换器，所述每个太阳能电池板单独与每个DC/DC变换器串联在一起；N个太阳能电池板和DC/DC变换器串联的电路并联在一起，组成电源电路为负载或逆变器提供电源。 

根据本发明的优选实施例，装置中还设置有通信监控终端，所述通信监控终端和N个DC/DC变换器之间建立双向通信。所述N大于等于2。 

再一种适用于太阳能发电装置的能量优化装置，包括N个太阳能电池板和M个DC/DC变换器，所述每N/M个太阳能电池板上串联一个DC/DC变换器；M个由太阳能电池板和DC/DC变换器串联的电路并联在一起，组成电源电路为负载或逆变器提供电源。 

根据本发明的优选实施例，所述N大于M，并且所述M大于等于2。