[发明专利]太阳能家庭系统

说明书

一种太阳能家庭系统(Ik)，具有光伏面板(3)、电池(4)、被设计成将系统(Ik)连接到电力总线(2)的连接装置(9)，以及控制模块(6)，控制模块被设计成确定系统(Ik)是否有能量过剩，并接着给予系统主控状态，或者确定该系统是否有能量不足且电网(1)的另一系统是否具有主控状态，并接着给予该系统从属状态，控制模块(6)被设计成驱动连接装置来将该系统(Ik)连接至电力总线，以在该系统具有主控状态时将内部能量盈余分配到电网的其余部分，以及驱动连接装置来将该系统(Ik)连接到电力总线，以在该系统具有从属状态时回收来自电网(1)的其余部分的外部能量盈余，控制模块还被设计成将与系统的状态相关的状态信息传送到电网。

技术领域

本发明涉及太阳能家庭系统的领域。

发明背景

太阳能家庭系统(SHS)使得为无法接入电网的家庭供应电能成为可能。这种家庭坐落于例如农村地区的村庄中。

太阳能家庭系统通常具有光伏面板和电池，并且向家庭供应通常在200W 至1kW之间的相对低的电力。该电力足以为家庭中的电器供电：风扇、冰箱、电视、水泵电机等。

已经构想了将同一村庄中的多个太阳能家庭系统连接在一起，为的是汇集由各太阳能家庭系统的所有光伏面板产生的电能，以便取决于各家庭的需求来“实时”分配电能。

太阳能家庭系统的常规电网架构具有所有太阳能家庭系统都被连接到的电力总线。电力总线以高电压(通常大于120Vdc)传输电能。这种高电压要求为每个太阳能家庭系统配备复杂且昂贵的电力组件。

在这样的架构中，太阳能家庭系统之一通常扮演着管理电能交换的中央单元的角色。对该电网负责的该太阳能家庭系统更加先进、更加复杂且因此更加昂贵。

发明目的

本发明的目的是对太阳能家庭系统的电网中的能量交换进行简化、降低成本和改进。

发明内容

为了达成该目的，提出了一种太阳能家庭系统，该太阳能家庭系统被设计成经由电力总线连接到其他太阳能家庭系统以形成电网，该系统具有光伏面板、电池、被设计成将该系统与电力总线选择性地连接或断开连接的连接装置，以及控制模块，该控制模块被设计成在时间T处确定该系统是否有能量过剩，并接着给予该系统主控(master)状态，或者确定该系统是否有能量不足且电网的另一系统是否具有主控状态，并接着给予该系统从属(slave)状态，该控制模块被附加地设计成驱动连接装置来将该系统连接至电力总线，以便在该系统具有主控状态时将其具有的内部能量盈余分配到电网的其余部分，以及驱动连接装置来将该系统连接到电力总线，以便在该系统具有从属状态时回收来自电网的其余部分的外部能量盈余，该控制模块被进一步设计成将与该系统的状态相关的状态信息传送到电网。

因此，根据本发明的太阳能家庭系统能够被集成到全部等同且可互换的系统的电网中。因此减少了每个系统的(开发、生产)成本。

取决于其能量容量，每个系统授予其自身主控状态、从属状态，或者不授予状态(或授予中性状态)。因而，每个系统本身决定连接到电网以分配或获取能量，或者不连接到电网。因此，这些能量交换可以被简单且高效地执行：具有过剩能量的系统经由单条电力总线将其直接传送到不足的系统。

还提出了一种电网，该电网包括多个太阳能家庭系统，每个太阳能家庭系统都符合刚刚所描述的太阳能家庭系统，这些太阳能家庭系统通过电力总线彼此连接。

附加地，提出了一种在太阳能家庭系统(诸如刚刚所描述的太阳能家庭系统)中实现的用于交换电能的方法，该方法包括以下步骤：

-确定该系统是否有能量过剩或者该系统是否有能量不足；

-如果该系统有能量过剩，则给予该系统主控状态，并接着驱动连接装置来将该系统连接到电力总线，以使得所述系统将其具有的内部能量盈余分配给电网的其余部分；