CH676515A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
CH676515A5
CH676515A5 CH3118/88A CH311888A CH676515A5 CH 676515 A5 CH676515 A5 CH 676515A5 CH 3118/88 A CH3118/88 A CH 3118/88A CH 311888 A CH311888 A CH 311888A CH 676515 A5 CH676515 A5 CH 676515A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
photovoltaic
voltage
series
power
output
Prior art date
Application number
CH3118/88A
Other languages
English (en)
Inventor
Stuart Maxwell Watkinson
Original Assignee
Stuart Maxwell Watkinson
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stuart Maxwell Watkinson filed Critical Stuart Maxwell Watkinson
Publication of CH676515A5 publication Critical patent/CH676515A5/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
    • Y10S136/291—Applications
    • Y10S136/293—Circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Sink And Installation For Waste Water (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Fish Paste Products (AREA)

Description

1
CH676 515 A5
2
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Steuerung der Übertragung der elektrischen Leistung einer fotovoltaischen Reihe zu einer Last, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich vorwiegend, aber nicht ausschliesslich, auf die Übertragung elektrischer Leistung von fotovoltaischen Zellen zu elektrischen Lasten oder Energiespeichern und hiernach wird zwecks beispielsweiser Erläuterungen der Erfindung auf solche Anwendungen Bezug genommen. Es ist allerdings festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Stromerzeugungsanwendungen, in denen ein vorhersehbares Verhältnis zwischen Leistungsausgang und messbaren Betriebscharakteristika gegeben ist, wie beispielsweise in thermoelektrischen Konvertern, Anwendung finden kann.
Elektrische Leistungsquellen wie fotovoltaische Zelten weisen einen potentiellen Leistungsausgang auf, der in weiten Bereichen in Abhängigkeit der Lichtintensität, der sie ausgesetzt sind, variieren kann. Zudem weisen solche Zellen bei vorgegebener Intensität des Uchtes (Bestrahlung) eine charakteristische Leistungsabgabekurve auf, die die Beziehung zwischen der momentanen Leistungsabgabe der Zelle oder einer Reihe von Zellen und dem Widerstand der angeschlossenen elektrischen Last darstellt.
Einzelne fotovoltaische Zellen weisen eine relativ geringe Leistungsabgabe auf; sie werden daher üblicherweise in Reihen von Zellen, die elektrisch in Serie-, Parallel- oder Serie/Parallelschaltungen zusammengeschlossen sind, verwendet.
Im Rahmen der folgenden Beschreibung wird als eine Reihe von Zellen jede brauchbare Verbindung einer beliebigen Anzahl von Zellen verstanden.
Bei unendlichem Widerstand der Last ist der Strom gleich Null, und die Leistungsabgabe, als Produkt aus Spannung und Strom, ist ebenfalls gleich Null. Die Spannung einer Zelle unter diesen Arbeitsbedingungen wird als Spannung bei offenem Kreis bezeichnet. Wenn der Lastwiderstand auf Null fällt, fliesst der Kurzschlüssstrom, und die Ausgangsspannung fällt auf Null. Dre Abgabeleistung muss konsequenterweise ebenfalls auf Null fallen.
Für Lastwiderstände zwischen Unendlich und Null stellt das Produkt von Ausgangsspannung und Ausgangsstrom ein Mass für die Ausgangsleistung der fotovoltaischen Zelle dar. Spannung, Strom und Ausgangsleistung in Abhängigkeit des Lastwiderstandes einer fotovoltaischen Zelle können aufgezeichnet werden. Gharakteristischerweise ergibt steh eine sanfte Kurve mit einem Abgabemaximum bei einem bestimmten Lastwidersfand. Eine Schar solcher Kurven für unterschiedliche Bestrahlungsbedingungen kann dargestellt werden, wobei jede Kurve die Charakteristika einer Zelle bei unterschiedlichen Bestrahlungen widergibt. In jeder Kurve erscheint das Abgabeleistungsmaximum bei einem unterschiedlichen Lastwiderstand.
In den meisten Anwendungen, zum Beispiel bei der Erzeugung elektrischer Leistung aus Sonnenstrahlen, ändert die Bestrahlung fortlaufend, da die Sonne im Verlaufe eines Tages aufsteigt und niedergeht und infolge sich verändernder Bewölkung. Die höchste Leistungsausbeute aus einer fotovoltaischen Zelle oder einer Reihe fotovolta-ischer Zellen wird, über eine gewisse Zeitspanne und unter wechselnden Bestrahlungsbedingungen betrachtet, dann erzielt, wenn der angehängte Lastwiderstand kontinuierlich derart eingestellt wird, dass die Werte von Lastwiderstand, Spannung und Strom zur höchstmöglichen Abgabeleistung bei der jeweils vorhandenen Bestrahlung führen.
Ein weiteres Problem der fotovoltaischen Zellen liegt darin, dass sie ihre maximalen Abgabeleistungen bei Spannungen erreichen, die in keinem Verhältnis stehen zu der für gewisse Anwendungen wie Batterieladen oder Betreiben von Vorrichtungen, für die eine gegebene Spannung erforderlich äst. Dieses Problem kann allerdings durch die Verwendung eines Leistungsschaltkonverters überwunden werden. Dabei handelt es sich um eine elektronische Schaltung, die die verfügbare Eingangsleistung in unterschiedliche Spannungen und Ströme konvertiert. Übliche Leistungsschaltkonverter, wie sie mit fotovoltaischen Zellen vewendet werden, sind nicht in der Lage, jederzeit die Leistungsabgabe zu optimieren, da sie ihre Betriebsparameter nicht verändern können um sicherzustellen, dass die fotovoltaischen Zellen am Punkt ihrer maximalen Leistung arbeiten.
Es sind Leistungskonverter bekannt, die unter Anwendung der klassischen Anpassungssteue-rungstheorie gesteuert werden. Konvertersteuerungen dieser Art stören fortwährend den Arbeitspunkt und messen das Ergebnis der Störung anhand eines ausgewählten Eingangs- oder Ausgangsparameters. Wenn eine Verbesserung erzielt wird, verändert die Steuerung den Arbeitspunkt solange, bis die Störungen des Messparameters in einer Richtung eine Verschlechterung des ausgewählten Parameters zur Folge haben. Solche Steuerungen sind sehr komplex in ihrer Konstruktion und Herstellung, und begrenzt in ihrer Wirkung über einen weiten dynamischen Bereich, und daher nicht geeignet, die Leistung typischer fotovolta-ischer Installationen zu steuern.
Ein weiteres Problem bei der Konstruktion von Leistungskonvertern liegt darin, dass die den Eingangsstrom schaltenden Halbleiterelemente Wärme abgeben, die von den Halbleitern weggeführt werden muss, um diesen annehmbare Arbeitstemperaturen zu schaffen. Viele Verfahren zur Montage von Schalthalbleitern werden verwendet. Allerdings benötigen die meisten dieser Verfahren viel handwerkliches Geschick und komplexe Montageverfahren.
Aktive Schalthalbleiter werden in typischen Konverterschaltungen üblicheweise mit passiven Schalthalbleitern wie «Freilauf»-dioden, verbunden. Die Induktion der elektrischen Leitung zwischen Schalthalbleiter und assoziiertem passivem Schalthalbleiter muss aber minimiert werden, um eine sichere und wirkungsvolle Funktion des Konverters sicherzustellen. Die herkömmlichen Montage-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
2
3
CH 676 515 A5
4
techniken führen aber oft zu höheren Induktivitätsniveaus als erwünscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung für die Steuerung der Übertragung der elektrischen Leistung einer fotovoltaischen Reihe zu einer Last zu schaffen, die sicher und wirkungsvoll arbeitet. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist.
Weitere Zielsetzungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Unter Berücksichtigung des Vorerwähnten und anderer Vorgaben bezieht sich die vorliegende Erfindung einerseits generell auf Steuerungen für die Übertragung von Leistung, die die Abgabe elektrischer Leistung fotovoltaischer Reihen an eine Last steuern, wobei besagte Steuerungen eine Vorrichtung für die Feststellung der Arbeitscharakteristi-ka der besagten Reihe, einen Kornparator für den Anschluss an die besagte Reihe und die besagte Vorrichtung, und mit dem Komparator verbundene Regelmittel für die Regelung der von der besagten Reihe abgegebenen Leistung enthält.
Vorzugsweise regeln die Regelmitte! die von der fotovoltaischen Reihe übertragene Leistung über eine Steuerung eines Leistungsschaltkonverters, obwohl auch andere Steuermittel, wie die Steuerung des Widerstandes der mit der fotovoltaischen Reihe verbundenen Last, verwendet werden können, wenn dies angezeigt erscheint
Vorzugsweise ermittelt die Vorrichtung zur Feststellung der Arbeitscharakteristika eine Angabe bezüglich der Spannung der Reihe bei offenem Kreis, indem sie die Ausgangsspannung der fotovoltaischen Reihe während eines Unterbruches des Ausgangsstromes oder dessen Reduktion auf Null, beispielsweise durch kurzfristige Unterbindung der Funktion des Leistungsschaltkonverters, misst. Selbstverständlich können bei Bedarf auch andere Formen der Ermittlung der Spannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis, wie die Messung der Spannung bei offenem Kreis an einer unabhängigen fotovoltaischen Reihe, verwendet werden.
Der Ausgangsstrom der fotovoltaischen Reihe kann für kurze Messungen in zufälligen Intervallen unterbrochen werden. Vorzugsweise wird der Ausgangsstrom der fotovoltaischen Reihe allerdings in regelmässigen Intervallen für regelmässige Messungen auf Null gesetzt und die Messungen werden relativ zu den Intervallen kurz gehalten, derart, dass Leistungsverluste am Ausgang durch die Unterbrechung der Abgabe minimalisiert werden. Empfehlenswert ist, wenn der Strom für Messungen von 50 Milisekunden in Intervallen von 10 Sekunden unterbrochen wird, wobei aber bei Bedarf auch jede andere Kombination von Messdauern und Intervallen verwendet werden kann. Vorzugsweise wird das Verhältnis zwischen Messdauern und Intervallen kleiner als 1% gehalten, wobei 0,5% eine empfehlenswerte Grösse ist.
Die Spannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis wird für den Komparator fortlaufend benötigt. Während den Messintervallen wird die Spannung bei offenem Kreis mittels einer beliebigen bekannten analogen oder digitalen Haltetechnik gehalten. Vorzugsweise wird die Spannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis allerdings als Ladung in einem Kondensator gespeichert, wobei der Kondensator während der Messdauer über eine Blockierdiode auf die Referenzspannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis aufgeladen wird. Die Blockierdiode minimiert den Ladungsverlust vom Kondensator zur fotovoltaischen Reihe während des Abfalls der Spannung an der fotovoltaischen Reihe, während Strom von ihm abfliesst. Vorteilhafterweise wird ein Widerstand parallel zum Kondensator angeordnet, so dass die im Kondensator gespeicherte Spannung graduell abfallen kann, was der im Kondensator gespeicherten Spannung die Zeit gibt, dem Abfall der Referenzspannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis zu folgen.
Der Komparator kann eine Angabe bezüglich der relativen Werte zwischen der Spannung bei offenem Kreis und der effektiven Ausgangsspannung der Reihe ermitteln und kann die Regelmittel steuern, um die Reihenausgangsspannung auf der gewünschten Höhe zu halten.
Die Regelmittel können so arbeiten, dass sie die von der Reihe abgegebene Leistung derart steuern, dass die Ausgangsspannung der Reihe auf einem vorgegebenen Teilwert der ermittelten Spannung bei offenem Kreis gehalten wird. Vorteilhafterweise wird der vorgegebene Teilwert auf einer konstanten Höhe gehalten, der nach Bedarf im Bereich von 0,75 und 0,80 liegen kann. Ein derartiger Teilwert schafft Bedingungen, die eine Leitungsabgabe der fotovoltaischen Reihe ermöglichen, die bei jeder Bestrahlung nahe der maximalen Leistungsabgabe liegt.
Die Arbeitscharakteristika des Leistungsschaltkonverters können ebenfalls durch eine Feedback-Steuerung vom Eingang oder Ausgang des Leistungsschaltkonverters gesteuert werden, so dass der Ausgang des Leistungsschaltkonverters derart gesteuert wird, dass vorgegebene Spannungsoder Stromcharakteristika gehalten werden können, beispielsweise eine konstante Ausgangsspannung für das Erhalten einer Batterieladeerhaltungs-spannung, nachdem die Batterie voll geladen worden ist.
Um die vorliegende Erfindung besser verständlich und praktikabel zu machen, werden hiernach unter Bezugnahme auf die Zeichnung vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 Kurven typischer Spannungs-Strom-Cha-rakteristika für eine fotovoltaische Reihe;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Leistungskonverters;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines alternativen Leistungskonverters, und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht auf eine elektrische Schaltvorrichtung.
Fig. 1 zeigt ein Bündel von Spannungs-Stromkur-ven 10, 11 und 12 für unterschiedliche Sonnenbestrahlungen und bei bestimmten Temperaturen. Die Spannungs-Stromkurven 10,11 und 12 schneiden die
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
5
CH676 515A5
6
Stromachse 13 bei Kurzschlussstromwerten 14, 15 und 16 und diese Werten stellen die erreichbaren Kurzschlussstromwerte einer fotovoltaischen Reihe unter vorgegebenen Bedingungen dar. Die Span-nungs-Stromkurven schneiden auch die Spannungsachse 17, wobei die Schnittpunkte die Spannungen 18, 19 und 20 bei offenem Kreis darstellen, die den unter vorgegebenen Bedingungen erreichbaren Spannungen der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis entsprechen.
Die Punkte 21,22 und 23 maximaler Leistung sind die Punkte auf den Kurven 10,11 und 12, an welchen das Produkt aus Spannung und Strom maximal ist. Die Anordnung der Punkte maximaler Leistung 24 ist eine Kurve, die durch sämtliche Punkte maximaler Leistung fürr alle Spannungs-Stromkurven geht. Um die maximal mögliche Leistungsausbeute aus einer fotovoltaischen Reihe in einem vorgegebenen Bereich von Bedingungen zu erreichen, ist es notwendig, die an die fotovoltaische Reihe angehängte Last so zu verändern, dass die Strom-Spannungsbedingungen der fotovoltaischen Reihe auf den Punkten maximaler Leistung 24 verbleiben. Die Projektion der Punkte 21, 22 und 23 für maximale Leistung auf die Spannungsachse 17 ergibt die Spannungen 25, 26 und 27 für die Punkte maximaler Leistung. Für die fotovoltaische Reihe, auf welche sich Flg. 1 bezieht, ergibt die Division der Spannungswerte 25, 26 und 27 für maximale Leistung durch die Spannungen bei offenem Kreis den konstanten Wert von 0,77.
Der Leistungskonverter 40 nach Fig. 2 bezieht seine Leistung von einer fotovoltaischen Reihe 41 bestehend aus fotovoltaischen Zeilen 42. Der positive Ausgang 43 und der negative Ausgang 44 der fotovoltaischen Reihe 41 sind mit dem Leistungsschaltkonverter 45 verbunden und dieser seinerseits ist mit der Last 46 verbunden.
Ein Oszillator 47 ist mit einer Ausschaltsteuerung des Leistungsschaltkonverters 45 verbunden und unterbricht die Funktion des Leistungsschaltkonverters alle zehn Sekunden für fünfzig Millisekunden. Eine Diode 51 ist über ihre Anode mit dem positiven Anschluss 43 der fotovoltaischen Reihe verbunden. Ihre Kathode ist mit einem Kondensator 52 verbunden. Der andere Anschluss des Kondensators 52 ist mît dem negativen Anschluss 44 der fotovoltaischen Reihe 41 verbunden.
Ein oberer Widerstand 53 und ein unterer Widerstand 54 bilden einen Spannungsteiler aus Widerständen über dem Kondensator 52, und die Verbindung der Widerstände 53 und 54 ist mit dem Eingang eines Komparators 57 verbunden. Der andere Eingang des Komparators 57 ist mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt eines Spannungsteilers aus Widerständen, der einen Widerstand 55 auf der Positivseite und einen Widerstand 56 auf der Negativseite enthält, verbunden.
Die relativen Werte der Widerstände 53 und 54 sowie 55 und 56 sind so gewählt, dass die an die Eingänge des Komparators 57 angelegten Spannungen gleich sind, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen 43 und 44 der fotovoltaischen Reihe 41 siebenundsiebzig Prozent der Spannung über dem Kondensator 52 beträgt. Der Ausgang des Komparators 57 ist mit einem Regler 58 verbunden, der den Leistungsschaltkonverter 45 steuert,
Im Betrieb produziert die fotovoltaische Reihe 41 elektrische Leistung, die dem Leistungsschälter 45 zugeleitet wird, der die verfügbare Leistung in eine der angehängten Last 46 angepasste Spannung und Strom konvertiert.
Alle zehn Sekunden unterbricht der Oszillator 47 die Funktion des Leistungsschalters 45 während fünfzig Millisekunden.
während dieser Dauer fällt der von der fotovoltaischen Reihe 41 bezogene Strom auf Null ab und die Spannung über den Anschlüssen 43 und 44 der fotovoltaischen Reihe 41 erreicht die Spannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis. Strom fliesst durch die Diode 51, um den Kondensator 52 ungefähr auf die Spannung der fotovoltaischen Reihe 41 bei offenem Kreis aufeuladen.
Wenn der Oszillator 47 die Unterbrechung der Funktion des Leistungsschalters beendet, fällt die Spannung über den Anschlüssen 43 und 44 auf den Wert unter Belastung zurück und die Diode 51 minimalisiert den Stromfluss vom Kondensator 52 weg. Die relativen Werte der Spannung über den Anschlüssen 43 und 44 und der Spannung über dem Kondensator 52 werden durch den Komparator 57 dauernd miteinander verglichen und der Ausgang des Komparators 57 signalisiert dem Regler 58, ob der Leistungsfluss von der fotovoltaischen Reihe 41 in Abhängigkeit der Tatsache, ob die Arbeitsspannung der fotovoltaischen Reihe 41 höher oder tiefer als siebenundsiebzig Prozent der Spannung der fotovoltaischen Reihe 41 bei offenem Kreis, wie durch die Spannung über dem Kondensator 52 festgelegt, beträgt, erhöht oder vermindert werden muss.
Der Komparator 57 vergleicht diese Spannungen und steuert den Regler 58 derart, dass die Spannung über den Ausgängen 43 und 44 auf siebenundsiebzig Prozent der Spannung über dem Kondensator 52 gehalten wird.
Die Ladung im Kondensator 52 fliesst langsam über die Widerstände 53 und 54 weg, so dass der Spannung über dem Kondensator 52 ermöglicht wird, graduell abzunehmen, derart, dass sie einem Abfall der Spannung über der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis folgen kann.
Wie in Fig. 3 dargestellt, bezieht der Leistungskonverter 60 seine Leistung von einer fotovoltaischen Reihe 61, die aus fotovoltaischen Zellen 62 besteht. Eine unabhängige Referenzreihe 63 aus fotovoltaischen Zellen 62 ist nahe der Leistungsreihe 61 angeordnet, derart, dass sie Bestrahlungs-und Temperaturbedingungen ausgesetzt ist, die jenen der Leistungsreihe 61 vergleichbar sind.
Die Spannung der Referenzreihe 63 bei offenem Kreis wird unter diesen Bedingungen direkt proportional zu der Spannung der Leistungsreihe 61 bei offenem Kreis gehalten. Der positive Anschluss 64 und der negative Anschluss 65 der Leistungsreihe 61 sind mit dem Leistungsschaltkonverter 66 verbunden, welcher letztere seinerseits mit der Last 67 verbunden ist.
Ein Komparator 68 ist mit einem seiner Eingänge mit dem Mittelpunkt eines aus Widerständen beste5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
4
7
CH676 515 A5
8
henden Spannungsteiler, umfassend einen Widerstand 69 auf der Piusseite und einen Widerstand 70 auf der Minusseite, verbunden. Der negative Anschluss der Referenzreihe 63 ist mit dem negativen Anschluss 65 der Leistungsreihe 61 verbunden, wogegen der positive Anschluss der Referenzreihe 63 mit einem aus Widerständen bestehenden Spannungsteiler, bestehend aus einem oberen Widerstand 71 und einem unteren Widerstand 72, verbunden ist. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 71 und 72 ist mit dem zweiten Eingang des Komparators 68 verbunden.
Die relativen Werte der Widerstände 69 und 70 sowie 71 und 72 sind so gewählt, dass die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen des Komparators 68 gleich Null ist, wenn die Spannung über der Leistungsreihe 61 siebenundsiebzig Prozent der Spannung über der Referenzreihe 63 entspricht, wenn das Verhältnis der jeweiligen Spannungen der Reihen 61 und 63 bei offenen Kreisen berücksichtigt wird. Der Ausgang des Komparators 68 steuert einen Regler 73, der seinerseits die Funktion des Leistungsschaltkonverters 66 steuert.
Im Betrieb produziert die Leistungsreihe 61 elektrische Leistung, die dem Leistungsschaltkonverter 66 eingespiesen wird, der die verfügbare Leistung in eine der angehängten Last 67 angepasste Spannung und Strom konvertiert.
Die relativen Werte der Spannung zwischen den Anschlüssen 64 und 65 und der Spannung über der Referenzreihe 63 werden durch den Komparator 68 dauernd miteinander verglichen und der Ausgang des Komparators 68 signalisiert dem Regler 73, den Leistungsfluss von der Leistungsreihe 61 zu erhöhen oder zu vermindern, abhängig davon, ob die Arbeitsspannung der Leistungsreihe 61 kleiner oder grösser als siebenundsiebzig Prozent der Spannung über der Leistungsreihe 61 bei offenem Kreis beträgt, wie sie durch die Spannung der Referenzreihe 63 bei offenem Kreis ermittelt wird.
Der elektrische Schalter 80 gemäss Fig. 4 beinhaltet einen ersten Halbleiterschalter 81 und einen zweiten Halbieiterschalter 82. Der erste Halbleiterschalter 81 ist auf der Innenseite 83 eines Kühlkörpers 84 montiert und der zweite Halbleiterschalter 82 ist auf der Aussenseite 85 des Kühlkörpers 84 gegenüber dem Halbleiterschalter 81 montiert.
Die Halbleiterschalter 81 und 82 sind elektrisch vom Kühlkörper 84 durch dünne Folien von Mica-Isoiatoren 86 isoliert und werden durch einen durch eine Öffnung 88 im Kühlkörper 84 hindurchtretenden Bolzen 87 auf den Kühlkörper 84 gepresst.
Die Anschlussleitungen 89 der Grundplatten der Halbleiterschalter 81 und 82 treten durch Leitungsöffnungen in einer gedruckten Schaltung 90 und sind mit den Leiterbahnen auf der Unterseite der gedruckten Schaltung 90 verlötet. In den aus dem Kühlkörper und der gedruckten Schaltung ' geformten Hohlraum ist Vergiessmasse 91 eingefüllt.
Es versteht sich von selbst, dass obwohl Vorstehendes im Sinne einer praktischen Ausführungsvariante der Erfindung erläutert wurde, alle dem Fachmann naheliegend erscheinenden und anderen Modifikationen und Varianten dazu als unter den Schutzumfang der Definition der vorliegenden Erfindung gemäss den folgenden Ansprüchen fallend betrachtet wird.

Claims (12)

Patentansprüche
1. Vorrichtung für die Steuerung der Übertragung der elektrischen Leistung einer fotovoltaischen Reihe zu einer Last, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Elemente umfasst: eine Vorrichtung für die Ermittlung einer Arbeitscharakteristik der besagten fotovoltaischen Reihe; einen mit der fotovoltaischen Reihe und der besagten Ermittlungsvorrichtung verbindbaren Komparator, und mit dem besagten Komparator verbundene Regelmittel für die Regelung der Leistungsübertragung ab der besagten fotovoltaischen Reihe.
2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Ermittlungsvorrichtung eine Angabe über die Spannung der fotovoltaischen Reihe bei offenem Kreis produziert und die besagten Regelmittel die Leistungsübertragung ab der besagten fotovoltaischen Reihe so regeln, dass die Ausgangsspannung der besagten fotovoltaischen Reihe auf einem vorgewählten Teilwert der angegebenen Spannung bei offenem Kreis gehalten wird.
3. Vorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Teilwert konstant gehalten wird.
4. Vorrichtung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Teilwert im Bereich von 0,75 bis 0,80 liegt.
5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Ermittlungsvorrichtung eine von der besagten fotovoltaischen Reihe unabhängige fotovoltaische Zelle beinhaltet.
6. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Ermittlungsvorrichtung ein Kondensator ist, der so angeordnet ist, dass er durch die fotovoltaische Reihe aufgeladen wird und dass Unterbrechungsmittel vorgesehen sind für den Unterbruch des Stromflusses aus der fotovoltaischen Reihe.
7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Unterbrechungsmittel besagten Stromfluss für kurze Messdauern unterbricht, die im Verhältnis zu den Intervallen zwischen sich folgenden Messdauern kurz sind.
8. Vorrichtung gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Messdauer kleiner als ein Prozent des besagten Intervalles ist.
9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das der Komparator eine Information bezüglich des Verhältnisses zwischen den relativen Werten der besagten Spannung bei offenem Kreis und der Ausgangsspannung der fotovoltaischen Reihe liefert, und die Regelmittel derart steuert, dass besagte Ausgangsspannung der fotovoltaischen Reihe auf dem gewünschten Teilwert gehalten wird.
10. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Kondensator über eine Diode mit besagter fotovoltaischer Reihe verbunden ist.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
5
9
CH676 515A5
11, Vorrichtung gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand paraliei zum Kondensator geschaltet ist.
12. Vorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Arbeitscharakteristika besagter Regelmittel auch durch den Feedback von Eingangs- oder Ausgangsparametern des besagten Leistungskonverters gesteuert werden.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
6
CH3118/88A 1986-12-19 1987-12-18 CH676515A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPH957386 1986-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH676515A5 true CH676515A5 (de) 1991-01-31

Family

ID=3771961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH3118/88A CH676515A5 (de) 1986-12-19 1987-12-18

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5001415A (de)
CN (1) CN1012454B (de)
AU (1) AU603859B2 (de)
CH (1) CH676515A5 (de)
PH (1) PH25015A (de)
WO (1) WO1988004801A1 (de)

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235232A (en) * 1989-03-03 1993-08-10 E. F. Johnson Company Adjustable-output electrical energy source using light-emitting polymer
US5235266A (en) * 1990-06-02 1993-08-10 Schottel-Werft Josef Becker Gmbh & Co. Kg Energy-generating plant, particularly propeller-type ship's propulsion plant, including a solar generator
GB9424099D0 (en) * 1994-11-29 1995-01-18 Amp Gmbh Coaxial connector for pcb
US5514223A (en) * 1995-02-17 1996-05-07 United Solar Systems Corporation Dual discharge photovoltaic module
JP3382434B2 (ja) * 1995-09-22 2003-03-04 キヤノン株式会社 電池電源の電圧制御装置および電圧制御方法
DE19717713A1 (de) * 1997-04-18 1998-12-24 Ralf Stobbe Anlage zur Rückgewinnung von durch elektrodenlosen Lichtquellen abgestrahlter Energie
GB2332270A (en) * 1997-12-10 1999-06-16 Mars Inc Charge storage photoelectric measurement
DE19816139A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-14 Solar Wasserstoff Bayern Gmbh Solaranlage und Verfahren zur Fehlerfeststellung bei einer Solaranlage
DE10107600C1 (de) * 2001-02-17 2002-08-22 Saint Gobain Verfahren zum Betreiben eines photovoltaischen Solarmoduls und photovoltaischer Solarmodul
WO2004107543A2 (en) 2003-05-28 2004-12-09 Beacon Power Corporation Power converter for a solar panel
US10693415B2 (en) 2007-12-05 2020-06-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US11881814B2 (en) 2005-12-05 2024-01-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
IL176619A0 (en) * 2006-06-29 2006-10-31 Zalman Schwartzman A photovoltaic array for concentrated solar energy generator
US9088178B2 (en) 2006-12-06 2015-07-21 Solaredge Technologies Ltd Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8618692B2 (en) 2007-12-04 2013-12-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US11888387B2 (en) 2006-12-06 2024-01-30 Solaredge Technologies Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US9130401B2 (en) 2006-12-06 2015-09-08 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8947194B2 (en) 2009-05-26 2015-02-03 Solaredge Technologies Ltd. Theft detection and prevention in a power generation system
US11855231B2 (en) 2006-12-06 2023-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11687112B2 (en) 2006-12-06 2023-06-27 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11309832B2 (en) 2006-12-06 2022-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US12316274B2 (en) 2006-12-06 2025-05-27 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US8319483B2 (en) 2007-08-06 2012-11-27 Solaredge Technologies Ltd. Digital average input current control in power converter
US9112379B2 (en) 2006-12-06 2015-08-18 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US11735910B2 (en) 2006-12-06 2023-08-22 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US8384243B2 (en) 2007-12-04 2013-02-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11296650B2 (en) 2006-12-06 2022-04-05 Solaredge Technologies Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US11569659B2 (en) 2006-12-06 2023-01-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8319471B2 (en) 2006-12-06 2012-11-27 Solaredge, Ltd. Battery power delivery module
US8963369B2 (en) 2007-12-04 2015-02-24 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8473250B2 (en) 2006-12-06 2013-06-25 Solaredge, Ltd. Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources
US8013472B2 (en) 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
US8816535B2 (en) 2007-10-10 2014-08-26 Solaredge Technologies, Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
TWI331264B (en) * 2006-12-26 2010-10-01 Richtek Technology Corp Analog photovoltaic power circuit
US20080257397A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 John Stanley Glaser System, method, and apparatus for extracting power from a photovoltaic source of electrical energy
US8049523B2 (en) 2007-12-05 2011-11-01 Solaredge Technologies Ltd. Current sensing on a MOSFET
US11264947B2 (en) 2007-12-05 2022-03-01 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
WO2009072075A2 (en) 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge Technologies Ltd. Photovoltaic system power tracking method
EP2232690B1 (de) 2007-12-05 2016-08-31 Solaredge Technologies Ltd. Parallel geschaltete umrichter
EP3496258B1 (de) 2007-12-05 2025-02-05 Solaredge Technologies Ltd. Sicherheitsmechanismus in verteilten strominstallationen
EP4145691A1 (de) 2008-03-24 2023-03-08 Solaredge Technologies Ltd. Schaltwandler mit einem hilfskommutierungsschaltkreis zur nullstromschaltung
EP3121922B1 (de) 2008-05-05 2020-03-04 Solaredge Technologies Ltd. Gleichstromleistungskombinierer
EP2328259B2 (de) † 2008-08-12 2024-01-03 Ingeteam Power Technology, S.A. System und verfahren zum powermanagement in einer photovoltaikinstallation
US20100162024A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Benjamin Kuris Enabling a Charge Limited Device to Operate for a Desired Period of Time
WO2010081746A2 (en) * 2009-01-19 2010-07-22 Hubert Berger Power control of serially connected cells
US20100138057A1 (en) * 2009-08-28 2010-06-03 General Electric Company Systems and methods for interfacing renewable power sources to a power grid
US12418177B2 (en) 2009-10-24 2025-09-16 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US10673222B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
GB2485527B (en) 2010-11-09 2012-12-19 Solaredge Technologies Ltd Arc detection and prevention in a power generation system
US10230310B2 (en) 2016-04-05 2019-03-12 Solaredge Technologies Ltd Safety switch for photovoltaic systems
US10673229B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
GB2486408A (en) 2010-12-09 2012-06-20 Solaredge Technologies Ltd Disconnection of a string carrying direct current
GB2483317B (en) 2011-01-12 2012-08-22 Solaredge Technologies Ltd Serially connected inverters
EP2748916B1 (de) 2011-08-22 2016-04-13 Franklin Electric Company Inc. Leistungswandlungssystem
US8570005B2 (en) 2011-09-12 2013-10-29 Solaredge Technologies Ltd. Direct current link circuit
US8797016B2 (en) * 2011-11-09 2014-08-05 Saher Waseem Apparatus and method for power extraction from high impedance sources
GB2498365A (en) 2012-01-11 2013-07-17 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic module
GB2498791A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic panel circuitry
US9853565B2 (en) 2012-01-30 2017-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Maximized power in a photovoltaic distributed power system
GB2498790A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Maximising power in a photovoltaic distributed power system
GB2499991A (en) 2012-03-05 2013-09-11 Solaredge Technologies Ltd DC link circuit for photovoltaic array
CN102681588A (zh) * 2012-04-28 2012-09-19 友达光电股份有限公司 功率追踪装置及功率追踪方法
US10115841B2 (en) 2012-06-04 2018-10-30 Solaredge Technologies Ltd. Integrated photovoltaic panel circuitry
HRPK20120648B3 (hr) 2012-08-08 2015-05-08 Icat D.O.O. Solarne ä†elije integrirane u stakloplastiäśnu ljusku oplošja plovila
US9548619B2 (en) 2013-03-14 2017-01-17 Solaredge Technologies Ltd. Method and apparatus for storing and depleting energy
US9941813B2 (en) 2013-03-14 2018-04-10 Solaredge Technologies Ltd. High frequency multi-level inverter
EP2779251B1 (de) 2013-03-15 2019-02-27 Solaredge Technologies Ltd. Umgehungsmechanismus
FR3006512A1 (fr) * 2013-05-31 2014-12-05 St Microelectronics Sa Circuit de gestion d'energie d'un capteur autonome
US9318974B2 (en) 2014-03-26 2016-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Multi-level inverter with flying capacitor topology
US12057807B2 (en) 2016-04-05 2024-08-06 Solaredge Technologies Ltd. Chain of power devices
US11177663B2 (en) 2016-04-05 2021-11-16 Solaredge Technologies Ltd. Chain of power devices
US11018623B2 (en) 2016-04-05 2021-05-25 Solaredge Technologies Ltd. Safety switch for photovoltaic systems
KR102727748B1 (ko) * 2017-01-16 2024-11-08 주식회사 엘엑스세미콘 열 분산 회로 및 이를 포함하는 레귤레이터 제어 회로
FR3063193B1 (fr) * 2017-02-17 2019-04-19 Elecdan Converter Circuit de commande a puissance optimale d'un convertisseur a partir d'une source de puissance electrique continue mais variable
WO2018159383A1 (ja) * 2017-03-01 2018-09-07 株式会社日立製作所 電力変換制御装置、発電システムおよび電力変換制御方法
IT201800003122A1 (it) 2018-02-28 2019-08-28 St Microelectronics Srl Circuito di inseguimento di potenza, sistema e procedimento corrispondenti

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3696286A (en) * 1970-08-06 1972-10-03 North American Rockwell System for detecting and utilizing the maximum available power from solar cells
US4333136A (en) * 1979-11-26 1982-06-01 Baker Richard H Solar powered automatic turn-on control (SPA-TOC) unit and method
US4375662A (en) * 1979-11-26 1983-03-01 Exxon Research And Engineering Co. Method of and apparatus for enabling output power of solar panel to be maximized
AU8831982A (en) * 1981-10-09 1983-04-14 Toowoomba Foundry Pty. Ltd. Regulating solar generator output
DE3149807A1 (de) * 1981-12-16 1983-06-23 Klein, Schanzlin & Becker Ag, 6710 Frankenthal Vorrichtung zur erkennung der leistung eines solargenerators
US4494801A (en) * 1982-03-08 1985-01-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Antilock brake system with separate front- and rear-wheel safety means
DE3212022A1 (de) * 1982-03-31 1983-10-06 Siemens Ag Verfahren und vorrichtung zum selbsttaetigen einstellen des optimalen arbeitspunktes einer gleichspannungsquelle
JPS602076A (ja) * 1983-06-17 1985-01-08 Nec Corp 太陽光発電装置
US4580090A (en) * 1983-09-16 1986-04-01 Motorola, Inc. Maximum power tracker
US4604567A (en) * 1983-10-11 1986-08-05 Sundstrand Corporation Maximum power transfer system for a solar cell array
US4494180A (en) * 1983-12-02 1985-01-15 Franklin Electric Co., Inc. Electrical power matching system
US4544876A (en) * 1983-12-16 1985-10-01 Solavolt International Voltage regulator
JPS60249682A (ja) * 1984-05-23 1985-12-10 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池駆動のポンプシステム
JPS6152719A (ja) * 1984-08-21 1986-03-15 Mitsubishi Electric Corp 電源装置
US4614879A (en) * 1984-08-30 1986-09-30 Pulstar Corporation Pulsed motor starter for use with a photovoltaic panel
JPS6180315A (ja) * 1984-09-26 1986-04-23 Toshiba Corp 太陽電池の出力電力制御装置
CA1256942A (en) * 1985-06-20 1989-07-04 Gunther Mieth Circuit arrangement for feeding an electrical load from a solar generator
WO1987000312A1 (en) * 1985-07-11 1987-01-15 Allan Russell Jones Electronic control circuit
JPS6215617A (ja) * 1985-07-15 1987-01-24 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池用電力変換装置の制御方法
JPH0827672B2 (ja) * 1985-10-21 1996-03-21 京セラ株式会社 太陽光発電装置
HU193352B (en) * 1985-11-19 1987-09-28 Fok Gyem Finommechanikai Es Mu Signal displaying element applicable to displaying more than two informations for apparatus with swinging plate and electromagnetic excitation
US4728878A (en) * 1986-05-08 1988-03-01 John Anthony Solar energy electric generating system

Also Published As

Publication number Publication date
AU1086588A (en) 1988-07-15
WO1988004801A1 (en) 1988-06-30
PH25015A (en) 1991-01-28
AU603859B2 (en) 1990-11-29
US5001415A (en) 1991-03-19
CN87101231A (zh) 1988-07-06
CN1012454B (zh) 1991-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH676515A5 (de)
DE60206692T2 (de) Solarzellenanordnung und photovoltaisches Energieerzeugungssystem
DE4327996C2 (de) Vorrichtung zum Messen der Impedanz von wiederaufladbaren Batteriezellen
DE60221390T2 (de) Schaltung zur zellen-stromüberwachung einer mehrzelligen batterie während der batterieladung
EP0206253B1 (de) Schaltungsanordnung zur Speisung einer elektrischen Last aus einem Solargenerator
DE19737286C2 (de) Solarmodul
DE2352657B2 (de) Spannungsregelanordnung für eine elektrische Energiequelle
DE3225285C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage mit beliebig vielen Umformerstationen
EP2572208B1 (de) Anordnung zur einzelzellenmessung in einem akkupack und einem akkupack mit einer solchen anordnung
DE2524790B2 (de) Schaltungsanordnung für ein Batterieladegerät
EP0432640A2 (de) Überwachungseinrichtung für Akkumulatoren
DE2646715B2 (de) Am Handgelenk zu tragendes Instrument
DE19635606A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer höheren Wechselspannung aus mehreren niedrigeren Gleichspannungen und dafür geeigneter Bausatz
DE2309682A1 (de) Einrichtung zur erzeugung von signalen mit einem steuerknueppel
DE2042529A1 (de) Spannungsregler fur einen mit stark wechselnden Drehzahlen antreib baren Generator
DE1941123A1 (de) Regelsystem
WO2018054835A1 (de) Solarmodul, photovoltaikanlage und verfahren zur spannungsbegrenzung
DE1513316C3 (de)
DE3539646C2 (de) Schaltungsanordnung zum Schutz gegen Überlast
DE4123105A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung der ansteuerleistung elektrischer verbraucher
DE3701056C2 (de) Einrichtung zur Ladung einer sich auf einem Fahrzeug mit Linearantrieb befindlichen Batterie
DE2657784A1 (de) Einrichtung zum abschalten einer phase einer mehrphasenversorgung
DE1298654B (de) Thermo- oder fotoelektrischer Wandler
EP0811529A2 (de) Schaltungsanordnung mit verringerter EMV-Abstrahlung
DE1639465C3 (de) Steuerelement für die Aufladung einer Sekundärbatterie

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased
PL Patent ceased