[发明专利]太阳能充电/放电系统及其充电/放电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能充电/放电系统(solar energy charging/discharging system)及基于一太阳能电池(solar cell)的充电/放电方法。

背景技术

太阳能电池因为其将发自一光源(例如，太阳光)的光能转换成电能，以 操控例如，计算器、计算机等电子装置或供市电使用，所以太阳能电池已被 广泛地使用。

请参阅图1。图1是一太阳能电池于不同日照程度下的功率-电压特征曲 线图。如图1所示，理所当然地，太阳能电池于高日照下的发电功率较低日 照下为高。此外，图1中的1/Z_L代表作为太阳能电池的负载的倒阻抗特征线。 该负载可以是电流转换器、储存装置(例如，充电电池)或市电等。

需注意的是，负载的倒阻抗特征线与太阳能电池的功率-电压特征曲线 的交点即代表太阳能电池的操作电压点。如图1所示，在高日照下，太阳能 电池可以在接近最大操作电压点P1下运作。然而，在低日照下，太阳能电 池只能在偏低的操作电压点P2下运作，导致其发电功率大幅降低。

在现有技术中，在Solar Energy 81(2007)31-38的期刊中已揭露一种最 大功率点追踪(maximum power point tracking，MPPT)系统以调整太阳能电池 的操作电压点。请参阅图2。图2是该最大功率点追踪系统的示意图。该最 大功率点追踪系统借助一直流-直流转换器及搭配一软件，随时检测太阳能 电池的输出电压Vi及电流Ii并加以调整，使得太阳能电池能保持在最大功 率点下运作。然而，此种系统存在制造成本较高及系统较繁杂的缺点。

据统计，一年平均的晴天数有200天左右。并且，在一天当中，太阳能 电池大致上于早上10点至下午2点(即高日照时段)可以在最大操作电压点下 运作。也就是说，现有的太阳能电池因受限于负载，在一年当中仅有800小 时可以在最大操作电压点下运作。因此，使太阳能电池于低日照下仍可在最 大操作电压点下运作以增进其使用效能实为刻不容缓的议题。

因此，本发明的主要目的是提供一种太阳能充电/放电系统及基于一太阳 能电池的充电/放电方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能充电/放电系统(solar energy charging/discharging system)及基于一太阳能电池(solar cell)的充电/放电方 法。

根据本发明的一较佳实施例，该太阳能充电/放电系统包含一太阳能电池 (solar cell)、一超电容(super-capacitor)以及一开关。

该太阳能电池用以收集一太阳能并且将该太阳能转换成一电能。该超电 容耦接至该太阳能电池。该超电容及该太阳能电池通过该开关耦接至一负 载。该超电容根据一门槛值电压选择性地被充电/放电。

根据本发明的另一较佳实施例为一种基于一太阳能电池(solar cell)的充 电/放电方法。该太阳能电池用以收集一太阳能并且将该太阳能转换成一电 能。一超电容耦接至该太阳能电池。该超电容及该太阳能电池通过一开关耦 接至一负载。

该方法首先检测该超电容的一跨压。接着，该方法比较该跨压与一门槛 值电压。如果该跨压低于该门槛值电压，该方法则开启该开关，致使该太阳 能电池以该电能对该超电容充电。

根据本发明的另一较佳实施例为一种太阳能充电/放电系统。该太阳能充 电/放电系统包含一太阳能电池、一第一超电容以及一第二超电容。

该太阳能电池用以收集一太阳能并且将该太阳能转换成一电能。该第一 超电容通过一第一开关耦接至该太阳能电池并且通过一第二开关耦接至一 负载。该太阳能电池通过该第一开关及该第二开关耦接至该负载。该第二超 电容通过一第三开关耦接至该太阳能电池并且通过一第四开关耦接至该负 载。该太阳能电池通过该第三开关及该第四开关耦接至该负载。

相较于现有技术，根据本发明的太阳能充电/放电系统在低日照下先将电 能提供至一阻抗值较低的超电容。由于超电容的阻抗非常低，故太阳能电池 仍可以在接近最大操作电压点下运作。因此，根据本发明的太阳能充电/放电 系统不论在高日照或低日照下皆可以在接近最大操作电压点下运作，以增进 太阳能电池的使用效能。

附图说明