[发明专利]高效输送太阳能电力的方法和高效太阳能电力系统

说明书

高效输送太阳能电力的方法和高效太阳能电力系统。一种高效太阳能发电系统，该系统将可由基础相位DC‑DC光伏转换器(6)和改变相位DC‑DC光伏转换器(8)转换的多个光伏电源组合，基础相位DC‑DC光伏转换器(6)和改变相位DC‑DC光伏转换器(8)的输出通过低能量存储组合器电路(9)组合。这些转换器可通过对开关进行同步操作的同步相位控制(11)进行同步控制，以提供转换组合光伏DC输出(10)。转换器可被提供用于个别的源转换或者相控操作模式，相控操作模式在串的级别或单个板的级别提供组合的低光伏能量存储DC‑DC光伏转换器(15)。

技术领域

本发明关注提供太阳能的领域，包括但不限于家用和商用电力系统及阵列。具体地，本发明涉及可以按照更加有效的方式提供这样的电力的过程、设备和电路。本发明还也可以应用于在具有拥有相同效果的太阳能电源的某些更基本的属性的一般电力系统。

背景技术

太阳能对社会的价值已经了解很多年了。太阳能提供清洁的能量，但需要处理该能量并将其输送到电网或其它负载。发电的效率是尤其受到关注。已经证明极具挑战性的一方面是在期望的整个功率谱有效地获取能量。因为太阳能的汇集可以改变并且因为光伏效应本身可以改变，所以依然存在保持某一程度的电气挑战。除了技术问题，诸如满意的安全性等的管理限制也可能带来挑战。另外，将光伏源结合到诸如太阳能板串等中，使得能量的有效获取成为问题。作为一个示例，一个在目前的技术情况下频繁发生的有趣的事实，最有效的发电(可能在转换后的最高电压处)是其中几乎没有电力被输送的情况。这看上去的悖论仍然是在对于该领域的人们具有挑战性的问题。同样，对于诸如通过更大规模的太阳能板的串发越来越多的电的期望已由于管理限制等而成为一个问题。

本发明提供了电路和方法，通过这些电路和方法，许多这些挑战可以被减少或甚至消除。提供了具有不同寻常的发电效率的设计，并对于渴望有效地利用太阳能或其它能源提供了相当大的价值。

发明内容

因此，本发明包括各种实施方式中的各种不同的方面、电路和方法，它们可以以不同的组合被选择，以满足不同的需要以及实现各种不同的目标。其公开了装置和方法以通过对各种不同的负载更有利的方式实现非常高的效率的太阳能以及其它电力输送。实施方式提出了一些初步的方式以实现高效率的电力输送或发电并显示可调整和改变以达到以下目标和其它目标的一般理解。当然，进一步的发展和改进在保持在本发明的教导的范围内是可能的。

如上所述，本发明的实施方式的基本目标之一是提供一种高效率的太阳能和其它发电。它可以提供高效的电力转换器和可以以多种方式实现这一目标的其它电路。

本发明的实施方式的另一个目标是能够提供增强的电源串，诸如可以在电源阵列或其它太阳能装置等中找到的。

本发明的实施方式的另一个目标是在所有的发电体系中提供更好的操作效率。按照这一目标，另一方面在于提供在所有发电情况下可以接近但不超过管理限制或其它限制的更高操作电压。

本发明的实施方式的还一个目标是既在输入也在输出级别提供低电感、低电容、以及低能量存储。类似的目标是为以太阳能和其它能源操作的电子电路的输出中提供较小的波纹。

自然，本发明的其他目标都贯穿在整个说明书和权利要求书中。

附图说明

图1是针对本发明的相控交错实施方式所配置的电路的示意图。

图2a和图2b是用根据本发明的各种实施方式实现控制的时序图。

图3是将本发明的几个操作模式与一些传统系统从概念上进行比较的效率相关的类型的值图。

图4是针对用于本发明的相控交错设计的抽头耦合电感实施方式所配置的电路的示意图。

图5是针对本发明的附加串电压实施方式的一部分所配置的抽头耦合电感电路的示意图。