[发明专利]具有发电模块的太阳能发电系统及其输出电能控制方法

说明书

技术领域

本发明有关一种具有发电模块的太阳能发电系统及其输出电能控制方法，尤指一种能够控制持续传送或停止传送电能的具有发电模块的太阳能发电系统及其输出电能控制方法。

背景技术

太阳能光电系统主要是通过太阳能板进行光电转换而产生直流电源，再经由电力调节器将直流电源转换成交流电源以供负载使用或馈入市电的总线与市电同步并联运转。因此，就功能而言，小型分散式发电系统可区分为以下三种类型：(1)独立型(stand-alone system)、(2)市电并联型(grid-connection system)以及(3)混合型(hybrid system)。独立型系统所指的是太阳能光电系统没有与其他电源连结运转，只能直接供给系统所接的负载，所以此系统较适合用于偏远地区或海上孤岛等没有市电供应的地方。负载所有电力来源均为风力或太阳能，太阳能除了能提供负载用电外，则可将多余能量对蓄电池(battery)充电；当太阳能电力瞬间不足以提供负载所需电力时，则由蓄电池提供。市电并联型系统所指的是太阳能光电系统与电力公司网路并联，只要市电电力可正常送达的任何地点均适用此类系统。若太阳能光电系统发电量大于负载需求，则可将多余电力逆潮流馈入市电，反之，当太阳能光电系统发电量不足负载使用时，市电将可供应不足的部分。此外，为了因应电力品质不稳定的问题，而发展出混合型系统。太阳能光电系统于市电停止供电时，通过搭配蓄电池组使用，可立即与市电隔离，形成独立运转供电，以提供短暂电力。等到市电恢复供电时，太阳能光电系统则恢复与市电并联，同时也对蓄电池组进行充电。

由于太阳能发电日渐普及，一般民众会将太阳能板安装在屋顶，以取得最大的日照与吸光效率。并且，与市电连接的太阳能系统，除了在日照下供电给居家使用之外，更能将余电回馈至电网。配合参见图15，为现行太阳能发电系统的方块示意图。如图所示，该太阳能发电系统包含多个太阳能发电模块10_1～10_n。假若每一太阳能发电模块10_1～10_n产生约40伏特的直流电压V1～Vn输出，又若通常该多个太阳能发电模块10_1～10_n为多个串联连接而成，因此，在光强日照下，该太阳能发电系统将产生极高的输出电压Vout，因此，若太阳能发电系统因为不良的操作环境条件，或由于线路老旧、劣化而导致因电性接触产生的电弧(electric arcing)…等等因素所造成故障时，一旦在直流输出端产生开路，其开路电压将高达400伏特(若该多个太阳能发电模块10_1～10_n的数量为10个)，而因高电压造成触电的危险。对目前的太阳能系统而言，当建筑物火灾发生时无法自动降压至零电压，此外，也无法通过解耦方式将该多个串联连接的太阳能发电模块10_1～10_n彼此隔断。也因此，现行的救灾应对策略，通常是等到装有太阳能发电系统的房屋完全烧毁再进行灾后处理，以避免消防队员用水灭火时遭受电击的生命风险。除此之外，在太阳能板安装过程中，若能通过先行隔断每一太阳能模块，如此，将能够使安装作业人员在极低的输出电压下操作，以确保施工人员的生命财产安全。因此，如何设计出一种具有发电模块的太阳能发电系统及其输出电能控制方法，能够通过控制太阳能发电系统停止传送电能，使得太阳能发电系统一旦因为不良的操作环境条件，或由于线路老旧、劣化而导致因电性接触产生的电弧(electric arcing)…等等因素，造成在直流输出端产生高电压而导致火灾发生时，能够提供失火隔离(fire cutting)并进行即时的救灾行动，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种太阳能发电模块，以克服现有技术的问题。因此本发明的太阳能发电模块包含一太阳能电池组、一开关整合装置以及一接线装置。该太阳能电池组具有多个串联连接的太阳能电池。该开关整合装置包含一控制单元与一开关单元。该开关单元电性连接该控制单元。该接线装置电性连接于该太阳能电池组与该开关整合装置之间，以收集该多个太阳能电池所产生的电能，并传送至该太阳能发电模块的一输出端。其中，该控制单元根据该输出端的电压大小，控制该开关单元的导通或截止，以使该多个太阳能电池所产生的电能持续或停止传送。