[发明专利]电能转换电力的能电共生装置

说明书

技术领域

本发明有关一种以再生能为输入主体的电能转换电力的能电共生装置，将再生能所产生电堆型态的电能，经电能转成电力机制，据取样定理，再以高于正规电力的频率将电力耦合(Coupling)出来，达到再生能发电厂的电力效率提升。

背景技术

现有再生能转换发电机是一充电机与市电相接上，由一计时器的时间控制，对一个以上蓄电瓶进行充电，该蓄电瓶内的储备电力，是经过一马达控制器后，供给一直流马达，且由该直流马达的运转带动一交流发电机，而交流发电所发出的电力，则以一电力箱分配电力给负载。以风能发电为例，是配置有一个交流发电机，所发出的电力，属于电堆(Cell)，并非电力(Battery)的方式，尚无法当成正规电力使用，再则，以太阳能为例，所发出的电力，属于电堆(Cell)，并非电力(Battery)的方式，亦无法当成正规电力使用。分开个别发电效率一直是问题所在。目前解决的方案有二：其一当成充电器储存于电池备用；其二所发出的电力当下驱动直流马达并达到预定高转速，据以高速旋转的配重飞轮运动惯性加速度作用，令使直流马达能省力且稳定的驱动永磁发电机运转即发电(通称飞轮发电机(FWG)。市电在用电离峰时段，可进行电力储备，而在用电尖峰时段才将储备电力，高效率的转换成负载所需电源。

整体而言，现有储备电力的转换输出装置，其最大的特色，是把储备在蓄电瓶内的储备电力，经由马达控制器控制后输出给直流马达运转。再利用直流马达出力轴上设配重飞轮的惯性运动大扭力输出驱动永磁发电机发电交由电力箱分配给交流电的负载作为电源。基本上，整个储备电力的转换过程，扣除维持马达续运转所消耗的电力，现有电力转换输出装置，并未真正把储备电力作最省电或最有效率的转换利用。也就是，只能当备用电源，亦无法当成正规电力使用，非线性控制的条件因素是来自发电机运转发电供负载用电需求，发电量大，马达负荷的能量就大(反之则较小)，在这种情形下，处于非线性运转的模式下工作，所发出的电能极不稳定。负载端用电随时有电位高低变化，势必在电的输出回路上有异常或过高的突波，影响电力输出的稳定性。这类型的突波在未得到缓冲或消除时，容易造成发电机瞬间内荷过高而毁损。很显然，现有储备电力转换输出装置，若要发挥最佳的节能效果，必须解决马达被非线性控制时所产生的反电动势或涡电流的问题，以及对非线性运动的发电机，能将过高或异常突波缓冲或消除，否则储备电力转换输出，一直只会是一种单纯的电力转换装置，也可能反而是造成耗能的一种装置。

发明内容

本发明的主要目的在于寻求结合上述两案例的概念，将再生能所产生电堆型态的电能，经电能转成电力机制，据取样定理，再以高于正规电力的频率将电力耦合(Coupling)出来，达到再生能发电厂的电力效率提升。

本发明所提供以再生能为输入主体转换输出的电能转换电力的能电共生装置，其包含：一缓冲电池装置、一再生能产生装置、一整流充电装置、一电力转换与倍能装置、一电力输出装置。该缓冲电池装置为具有能够充、放电能力的二次电池所构成。该再生能产生装置为能够产生电堆型态电能的装置。该整流充电装置能够将交流转成直流，并充进入缓冲电池装置内储存。该电力转换与倍能装置为能够将电能转成电力的装置，而能够将电力耦合(Coupling)出来。

本发明所提供的电能转换电力的能电共生装置，其中，再生能产生装置所产生的再生能为自然能源，如风力能、太阳光能等。

本发明所提供的电能转换电力的能电共生装置，其将电堆型态的再生能经由整流充电装置而充进入缓冲电池装置内，并能够凭借该电力转换与倍能装置，转换成电力输出。其中，再生能输入的电能频率高于正规电力的频率，透过整流充电装置而可将稳定的电能储存于缓冲电池装置内。另，通过电力转换与倍能装置将电力(Power)耦合(Coupling)出来，以提升以再生能为发电厂的电力效率。

本发明所提供的电能转换电力的能电共生装置，其中，电力转换与倍能装置另设置有电性阻尼器，以随时吸收因负载效应所引起的反电动势及涡电流，并将所吸收的反电动势及涡电流经回收形成另一再生能，作再利用。如此可进一步提升以再生能为发电厂的电力效率。

本发明所提供的电能转换电力的能电共生装置，其中，该电力转换与倍能装置包含一高于正规电力的频率的中频变流器(Converter)、及一与该中频变流器搭配作用的中频变压器。该电力输出装置包含有正规电力频率的低频逆变器(Inverter)，及与该低频逆变器(Inverter)搭配作用的低频变压器。