用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能裝置，且特別是一種用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)存于地球上的能源逐年短缺，例如:煤炭、石油、乙醇、核能、水力、地?zé)崮?、風(fēng)能、可再生的生質(zhì)能。上述的所有能源都面臨著不同的缺點(diǎn)和在成本上的因素，如安全性、量產(chǎn)性以及綠能的考慮。因?yàn)殡娏Φ氖褂煤腿丝谥饾u增加，使得難以有一個(gè)干凈、可靠成本低廉的能源可供人們?nèi)粘Ｊ褂?。目前有兩個(gè)可以符合前面要求的能源候選，即核融合和太陽能。核融合很好但是因?yàn)榧夹g(shù)屏障而無法商業(yè)化。而太陽能恰好是可滿足能源上的決定性作用的候選者。盡管太陽能集電方式是一種可行的電力來源，但是太陽能集電仍存在一些有待突破的問題以使其成為有力的電力來源。有待解決的問題如太陽能電池(solar cell)的效率、光能和電能轉(zhuǎn)換以及集電的效率。具有新的量子點(diǎn)技術(shù)的三五族απ-v)化合物太陽能電池具有令人驚訝的70%的光電轉(zhuǎn)換效率，然而，因其高昂的制造成本而使其僅用于少數(shù)特殊的應(yīng)用?，F(xiàn)用的商用型太陽能電池是以硅為基底且光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到21%。即使還有其他種類的太陽能電池，例如有機(jī)聚合物、二六族(I1-VI)化合物，但是可靠度、耐用度以及成本仍然是使其尚無法作為良好的太陽能電池的候選者。目前的太陽能電池的制造商投資越來越多金錢在以硅為基底的太陽能電池的集光的改良、入射光的再利用、多路徑吸收等技術(shù)。截至目前為止，對于收集到的太陽能電力轉(zhuǎn)換至(或儲存至)電力形式或儲存為可用的電力，仍沒有良好的光電轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)。大多數(shù)的設(shè)計(jì)需要較高強(qiáng)度的入射太陽光以集電和轉(zhuǎn)換，例如:需要30至50K勒克斯(Lux)。
[0003]現(xiàn)有的太陽能集電裝置受限于儲存和驅(qū)動能力。電池形式的電力儲存裝置的儲存和驅(qū)動能力具有兩個(gè)相反方向的需求的矛盾。對儲存而言，集電的速度必須適中以延長電池的壽命且減少電池的成本。然而，對驅(qū)動能力的需求是相反的。為了與現(xiàn)有的商業(yè)化的電池種類并存(例如:以通用序列總線(USB)或適配器(adaptor)控制充電的電池)，受限于充電電壓的范圍限制，對太陽能集電進(jìn)行直接的能量轉(zhuǎn)換是不可能的。因此，利用傳統(tǒng)的集電、升壓轉(zhuǎn)換和充電控制器無法符合低光源太陽能集電和電力轉(zhuǎn)換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置，用以儲存太陽能的電力。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置，該電力儲存裝置包括至少一第一電力儲存單元、至少一第二電力儲存單元、電池監(jiān)控單元以及電源轉(zhuǎn)換器。第一電力儲存單元接收并儲存來自太陽能集電裝置的電力。第二電力儲存單元用以耦接一外部供電系統(tǒng)，該外部供電系統(tǒng)以一預(yù)定電壓對第二電力儲存單元進(jìn)行充放電。電池監(jiān)控單元耦接第一電力儲存單元，感測第一電力儲存單元的輸出電壓，并依據(jù)第一電力儲存單元的輸出電壓產(chǎn)生控制信號。電源轉(zhuǎn)換器具有輸入端和輸出端，輸入端耦接第一電力儲存單元，輸出端耦接第二電力儲存單元，電源轉(zhuǎn)換器受控于控制信號以將第一電力儲存單元的電力轉(zhuǎn)換至第二電力儲存單元。當(dāng)?shù)谝浑娏Υ鎲卧妮敵鲭妷捍笥趩与妷簳r(shí)，電池監(jiān)控單元通過控制信號使能電源轉(zhuǎn)換器，以使電源轉(zhuǎn)換器將第一電力儲存單元的電力轉(zhuǎn)換至第二電力儲存單元，當(dāng)?shù)谝浑娏Υ鎲卧妮敵鲭妷盒∮谕Ｖ闺妷簳r(shí)，電池監(jiān)控單元通過控制信號禁能電源轉(zhuǎn)換器，其中啟動電壓大于停止電壓。
[0006]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置，可判斷第一電力儲存單元的輸出電壓以控制是否要對第二電力儲存單元充電。
[0007]為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征和技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明和附圖，但是這些說明和附圖僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利要求范圍作任何的限制。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置的電路方框圖。
[0009]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的電池監(jiān)控電路的電路圖。
[0010]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的電池監(jiān)控單元控制第一電力儲存單元充放電的狀態(tài)圖。
[0011]【符號說明】
[0012]1:太陽能集電裝置
[0013]10:太陽能接收單元
[0014]11:電壓轉(zhuǎn)換器
[0015]12:充電功率控制器
[0016]P1、P3:輸入端
[0017]P2、P4:輸出端
[0018]P5:控制端
[0019]ViruVa:輸入電壓
[0020]I in、Ia:輸入電流
[0021]Vo、Vin’:供應(yīng)電壓
[0022]1、Iin’:供應(yīng)電流
[0023]Vo’:充電電壓
[0024]Ιο’:充電電流
[0025]2:電力儲存裝置
[0026]21:第一電力儲存單元
[0027]22:電池監(jiān)控單元
[0028]23:電源轉(zhuǎn)換器
[0029]24:第二電力儲存單元
[0030]211,241:溫度傳感器
[0031]TS:溫度感測信號
[0032]Vb:輸出電壓
[0033]Ib:輸出電流
[0034]GND:接地端
[0035]3:外部供電系統(tǒng)
[0036]PMO:P型晶體管
[0037]NM0、NM1:N 型晶體管
[0038]221:啟動電路
[0039]222:停止電路
[0040]223:閂鎖器
[0041]2211、2221:分壓電路
[0042]R0、Rl、R2、R3、Ra、Rb、Re:電阻性元件
[0043]CO、Cl:電容
[0044]S:設(shè)定端
[0045]R:重置端
[0046]Ds:啟動信號
[0047]Dr:停止信號
[0048]DO:控制信號
[0049]En:使能信號
[0050]Vbatl、Vl、V2、V3:電壓
【具體實(shí)施方式】
[0051 ]〔用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置的實(shí)施例〕
[0052]請參照圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于太陽能集電裝置的電力儲存裝置的電路方框圖。太陽能集電裝置I包括太陽能接收單元10、電壓轉(zhuǎn)換器11以及充電功率控制器12。太陽能接收單元10通常是具有多個(gè)太陽能電池(solar cell)的太陽能板。適應(yīng)性太陽能集電裝置I將太陽能接收單元10的電力傳遞至至少一電力儲存單元13。值得一提的是，在圖1中僅示出一個(gè)第一電力儲存單元21和一個(gè)第二電力儲存單元24，然而，第一電力儲存單元21和第二電力儲存單元24也可以是多個(gè)。本發(fā)明并不限定第一電力儲存單元21和第二電力儲存單元24的個(gè)數(shù)。
[0053]電壓轉(zhuǎn)換器11可以是升壓(boost)轉(zhuǎn)換器或降壓(buck)轉(zhuǎn)換器。電壓轉(zhuǎn)換器11具有輸入端Pl和輸出端P2。電壓轉(zhuǎn)換器11的輸入端Pl耦接太陽能接收單元10，電壓轉(zhuǎn)換器11通過輸入端Pi接收太陽能接收單元10的電力。太陽能接收單元10提供輸入電壓Vin和輸入電流Iin至電壓轉(zhuǎn)換器11。充電功率控制器12耦接電壓轉(zhuǎn)換器11的輸出端P2，并產(chǎn)生充電電壓Vo’和充電電流Ιο’以對至少一第一電力儲存單元21充電。
[0054]用于太陽能集電裝置I的電力儲存裝置2包括至少一第一電力儲存單元21、至少一第二電力儲存單元24、電池監(jiān)控單元22以及電源轉(zhuǎn)換器23。第一電力儲存單元21接收并儲存來自太陽能集電裝置I的電力。第二電力儲存單元24用以耦接外部供電系統(tǒng)3，所述外部供電系統(tǒng)3對第二電力儲存單元24以一預(yù)定電壓進(jìn)行充放電。外部供電系統(tǒng)3可以是USB充電電路，以提供固定5伏特(V)的電壓的充放電。外部供電系統(tǒng)3也可以是市電，例如:110伏特或220伏特的市電。因?yàn)橥獠抗╇娤到y(tǒng)3通常具備固定的工作電壓，使得第二電力儲存單元24的充放電必須遵守外部供電系統(tǒng)3的工作條件和工作電壓。第一電力儲存單元21和第二電力儲存單元24通常為二次電池，例如鋰鎳電池