NL1018067C2 - Device for generating photovoltaic energy. - Google Patents

Device for generating photovoltaic energy. Download PDF

Info

Publication number
NL1018067C2
NL1018067C2 NL1018067A NL1018067A NL1018067C2 NL 1018067 C2 NL1018067 C2 NL 1018067C2 NL 1018067 A NL1018067 A NL 1018067A NL 1018067 A NL1018067 A NL 1018067A NL 1018067 C2 NL1018067 C2 NL 1018067C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
circuit
energy
voltage
current converter
module
Prior art date
Application number
NL1018067A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Petrus Jacobus Marie Heskes
Original Assignee
Stichting Energie
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 Stichting Energie filed Critical Stichting Energie
Priority to NL1018067A priority Critical patent/NL1018067C2/en
Priority to PCT/NL2002/000299 priority patent/WO2002093655A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1018067C2 publication Critical patent/NL1018067C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102Parallel operation of dc sources being switching converters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/32Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Apparatus for generating photovoltaic energy, comprising a number of photovoltaic modules for generating electric power, wherein each module is connected to an energy transmitter which can be coupled in high-frequency electromagnetic manner, a central circuit which can be coupled to the mains, and at least one power cable connected to the central circuit and provided with branches, wherein each branch is connected to an energy receiver which can be coupled in high-frequency electromagnetic manner for coupling to one of said energy transmitters, and wherein each energy receiver is provided with a rectifier circuit.

Description

INRICHTING VOOR HET GENEREREN VAN FOTOVOLTAÏSCHE ENERGIEDEVICE FOR GENERATING PHOTOVOLTAIC ENERGY

De uitvinding betreft een inrichting voor het genereren van fotovoltaïsche energie, omvattend een aantal fotovoltaïsche modulen voor het genereren van elektrisch vermogen, waarbij elke module is verbonden met een 5 hoogfrequent-elektromagnetisch koppelbare energiegever, een met het lichtnet koppelbare centrale schakeling, en ten minste een met de centrale schakeling verbonden, van aftakkingen voorziene stroomkabel, waarbij elke aftakking is verbonden met een hoogfrequent-elektromagnetisch koppelbare 10 energieontvanger voor koppeling met een van genoemde energiegevers.The invention relates to a device for generating photovoltaic energy, comprising a number of photovoltaic modules for generating electrical power, wherein each module is connected to a high-frequency electromagnetically connectable energy supplier, a central circuit which can be connected to the mains, and at least one power cable connected to the central circuit and provided with branches, each branch being connected to a high-frequency electromagnetically connectable energy receiver for coupling to one of said energy providers.

Een dergelijke inrichting is beschreven tijdens de 16th European PV Conference and Exhibition, Glasgow, UK, 1-5 mei 2000 door I.Weiss et al. Met deze modulaire inrichting werd 15 beoogd de installatiekosten van een fotovoltaïsch energie-opwekkingssysteem te verminderen en de levensduur van dergelijke systemen te verhogen. De beschreven inrichting heeft echter het nadeel dat deze gevoelig is voor elektromagnetische interferenties die kunnen optreden in de 20 koppelingen tussen respectieve energiegevers en -ontvangers.Such a device was described during the 16th European PV Conference and Exhibition, Glasgow, UK, May 1, 2000 by I. Weiss et al. The aim of this modular device was to reduce the installation costs of a photovoltaic energy generation system and to extend the service life. of such systems. However, the described device has the disadvantage that it is sensitive to electromagnetic interference that may occur in the couplings between respective energy generators and receivers.

Het is een doel van de uitvinding een fotovoltaïsch energieopwekkingssysteem te verschaffen, dat eenvoudig is te installeren, dat tegen een relatief lage prijs is te produceren, en dat in gebruik ongevoelig is voor 25 klimaatsinvloeden, elektromagnetische interferenties en andere storingen.It is an object of the invention to provide a photovoltaic energy generation system that is easy to install, that can be produced at a relatively low price, and that is in use insensitive to climate influences, electromagnetic interference and other disturbances.

Dit doel wordt bereikt met een inrichting van de in de aanhef omschreven soort, waarbij overeenkomstig de uitvinding elke energieontvanger is voorzien van een 30 gelijkrichtschakeling.This object is achieved with a device of the type described in the preamble, wherein according to the invention each energy receiver is provided with a rectifier circuit.

In een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uivinding is elke module met de energiegever verbonden via een maximalisatieschakeling voor het maximaliseren van het door de module over te dragen vermogen.In an embodiment of a device according to the invention, each module is connected to the energy provider via a maximization circuit for maximizing the power to be transmitted by the module.

,1 01 8067 21 01 8067 2

De maximalisatieschakeling omvat bijvoorbeeld een met de module verbonden stroomomvormer, een regelschakeling voor de stroomomvormer en een met de module verbonden maximumvermogensvolgerschakeling (MPP-tracker), waarbij een 5 uitgang van de stroomomvormer is verbonden met de energiegever, een uitgang van de maximumvermogensvolgerschakeling is verbonden met een eerste ingang van de regelschakeling, en waarbij de uitgang van de stroomomvormer is verbonden met een tweede ingang van de 10 regelschakeling, welke regelschakeling de uitgangsstroom van de stroomomvormer verlaagt respectievelijk verhoogt bij een afname respectievelijk toename van het door de module gegenereerde vermogen, onafhankelijk van de waarde van de uitgangsspanning van de stroomomvormer.The maximization circuit comprises, for example, a current converter connected to the module, a control circuit for the current converter and a maximum power follower circuit (MPP tracker) connected to the module, an output of the current converter being connected to the energy transmitter, an output of the maximum power follower circuit being connected to a first input of the control circuit, and wherein the output of the current converter is connected to a second input of the control circuit, which control circuit lowers or increases the output current of the current converter upon a decrease or increase of the power generated by the module, independently of the value of the output voltage of the current converter.

15 Met een dergelijke maximalisatieschakeling wordt bereikt dat het door de module gegenereerde vermogen door de stroomomvormer via de energiegever en de energieontvanger wordt afgegeven aan de stroomkabel, waarbij de werking van die stroomomvormer onafhankelijk is van de spanning op die 20 kabel.With such a maximization circuit it is achieved that the power generated by the module is supplied by the current converter via the energy generator and the energy receiver to the power cable, the operation of that current converter being independent of the voltage on that cable.

In een uitvoeringsvorm vormt de stroomomvormer in bedrijf bij overschrijding van een vooraf bepaalde waarde van de uitgangsspanning een spanningsbron.In one embodiment, the current transformer, in operation when a predetermined value of the output voltage is exceeded, forms a voltage source.

In deze uitvoeringsvorm blijft de spanning van de 25 stroomkabel beperkt tot een vooraf bepaalde maximale waarde.In this embodiment the voltage of the power cable is limited to a predetermined maximum value.

In een inrichting overeenkomstig de uitvinding is de gelijkrichtschakeling in elke aftakking bij voorkeur voorzien van een storingsfilter.In a device according to the invention, the rectifier circuit in each tap is preferably provided with a noise filter.

De energiegevers en de respectieve energieontvangers 30 omvatten in een uitvoeringsvorm elk een door een luchtspleet van elkaar gescheiden hoogfrequent-spoel met een ferrietkern, waarbij de luchspleet is omgeven door een kortsluitwikkeling van een elektrisch geleidend materiaal.In one embodiment, the energy generators and the respective energy receivers 30 each comprise a high-frequency coil with a ferrite core separated by an air gap, the air gap being surrounded by a short-circuit winding of an electrically conductive material.

In een inrichting overeenkomstig de uitvinding omvat de 35 centrale schakeling een gelijkstroom/ wisselstroomomzetter (DC/AC-inverter).In a device according to the invention, the central circuit comprises a direct current / alternating current converter (DC / AC-inverter).

De centrale schakeling omvat in een uitvoeringsvorm meet- *>1» ··.· . u ƒ 3 en regelmiddelen voor respectievelijk het meten van de ingangsspanning en het verhogen respectievelijk verlagen van de hoeveelheid aan het lichtnet over te dragen elektrisch vermogen bij een gemeten verhoging respectievelijk verlaging 5 van de ingangsspanning.In one embodiment, the central circuit comprises measuring *> 1 »··. ·. and control means for respectively measuring the input voltage and increasing or decreasing the amount of electrical power to be transmitted to the mains with a measured increase or decrease in the input voltage.

De centrale schakeling omvat bijvoorbeeld een H-brugschakeling voor het bij een vooraf bepaalde maximale waarde van de ingangsspanning, welke maximale waarde hoger is dan de amplitude van de netspanning, omvormen van die 10 ingangsspanning in de netspanning.The central circuit comprises, for example, an H-bridge circuit for converting said input voltage into the mains voltage at a predetermined maximum value of the input voltage, which maximum value is higher than the amplitude of the mains voltage.

Een inrichting volgens de uitvinding omvat voorts een databus voor datatransport, waarbij het datatransport tussen de energiegevers en de respectieve energieontvangers bijvoorbeeld plaats vindt door middel van een hoogfrequent-15 elektromagnetische koppeling, of door middel van een capacitieve koppeling, die op voordelige wijze wordt verschaft door een centreerpen.A device according to the invention further comprises a data bus for data transport, wherein the data transport between the energy providers and the respective energy receivers takes place, for example, by means of a high-frequency electromagnetic coupling, or by means of a capacitive coupling, which is advantageously provided by a centering pen.

De uitvinding zal in het nu volgende worden toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, onder verwijzing naar 20 de tekeningen.The invention will be elucidated hereinbelow on the basis of exemplary embodiments, with reference to the drawings.

In de tekeningen tonenShow in the drawings

Fig. 1 een blokschema van een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding,FIG. 1 a block diagram of an embodiment of a device according to the invention,

Fig. 2 een blokschema van een energiegever met 25 maximalisatieschakeling voor een in fig. 1 weergegeven inrichting in meer detail,FIG. 2 is a block diagram of an energy provider with a maximization circuit for a device shown in FIG. 1 in more detail,

Fig. 3 een blokschema van een energieontvanger met gelijkrichter en filter voor een in fig. 1 weergegeven inrichting in meer detail, en 30 Fig. 4 een blokschema van een centrale schakeling voor een in fig. 1 weergegeven inrichting in meer detail.FIG. 3 is a block diagram of an energy receiver with rectifier and filter for a device shown in FIG. 1 in more detail, and FIG. 4 is a block diagram of a central circuit for a device shown in FIG. 1 in more detail.

In de tekeningen worden corresponderende onderdelen aangeduid met dezelfde verwijzingsgetallen.Corresponding components are designated in the drawings with the same reference numerals.

Fig. 1 toont een modulair systeem 1 met in de buitenlucht 35 geplaatste zonnepanelen 2 voor het genereren van elektrisch vermogen, waarbij elk zonnepaneel 2 is voorzien van een ingebouwde hoogfrequent-elektromagnetische energiegever 3, Λ ? 4 die hoogfrequent-elektromagnetisch is gekoppeld met een hoogfrequent-elektromagnetische energieontvanger 8, die aan zijn uitgang gekoppeld is met de ingang van een gelijkrichter 9, die aan zijn uitgang is verbonden met een aftakking 7 van 5 een vochtdichte ("gesealde") gelijkstroomkabel 6, die via een overgang 10 (bijvoorbeeld in een dak of een muur) naar een centrale converter 5 leidt die in een binnenmilieu is opgesteld. In de centrale converter 5, die de gelijkspanning op de kabels 6 zodanig regelt dat deze hoger is dan de 10 piekspanning van het lichtnet 4, wordt de door de kabels 6 geleverde gelijkstroom geconverteerd in een wisselstroom, en afgegeven aan het lichtnet 4.FIG. 1 shows a modular system 1 with solar panels 2 placed in the outside air 35 for generating electric power, wherein each solar panel 2 is provided with a built-in high-frequency electromagnetic energy provider 3, 4 which is high-frequency electromagnetically coupled to a high-frequency electromagnetic energy receiver 8, which is coupled at its output to the input of a rectifier 9, which is connected at its output to a branch 7 of a moisture-tight ("sealed") DC cable 6 which leads via a transition 10 (for example in a roof or a wall) to a central converter 5 which is arranged in an indoor environment. In the central converter 5, which controls the direct voltage on the cables 6 so that it is higher than the peak voltage of the mains 4, the direct current supplied by the cables 6 is converted into an alternating current and supplied to the mains 4.

Fig. 2 toont een energiegever 3 die met een zonnepaneel 2 is verbonden via een maximalisatieschakeling 11, 12, 13. De 15 maximalisatieschakeling 11, 12, 13 omvat een met het zonnepaneel 2 verbonden stroomomvormer 11, waarvan een uitgang is verbonden met de energiegever 3, een regelschakeling 12 voor de stroomomvormer 11, en een met het zonnepaneel 2 verbonden maximumvermogensvolgerschakeling 13 20 (MPP-tracker) , waarbij een uitgang van de MPP-tracker 13 is verbonden met een eerste ingang van de regelschakeling 12 en de uitgang van de stroomomvormer 11 is verbonden met een tweede ingang van de regelschakeling 12. De MPP-tracker 13 is een op zich bekende schakeling die het maximale vermogen van 25 het zonnepaneel 2 zoekt en deze informatie zendt naar de regelschakeling 12, die de stroomomvormer 11 op zodanige wijze stuurt dat deze bij toenemend door het zonnepaneel 2 geleverd vermogen een grotere uitgangsstroom afgeeft en bij afnemend vermogen een kleinere uitgangsstroom levert. Om te 30 bereiken dat de stroomomvormer 11 het karakter van een stroombron krijgt wordt informatie over de uitgangsstroom I teruggekoppeld naar de regelschakeling 12. Hierdoor wordt bereikt dat de stroomomvormer 11 het door het zonnepaneel 2 afgegeven vermogen via een elektromagnetische koppeling 35 doorgeeft aan de stroomkabel 6, en tegelijkertijd onfhankelijk is van de spanning op die kabel 6. Indien de spanning op de kabel 6 stijgt tot boven het normale 1 01 8067 5 werkgebied, wordt het karakter van een stroombron verlaten en krijgt de stroomomvormer 11 het karakter van een spanningsbron, zodat de spanning op de kabel 6 begrensd wordt tot een bepaalde maximale waarde. Om dit te bereiken wordt 5 informatie over de uitgangsspanning U teruggekoppeld naar de regelschakeling 12. De energiegever 3 is bijvoorbeeld de primaire wikkeling van een potkern ferriettransformator waarbij om de luchtspleet (voorgesteld door stippellijn 14) een kortsluitwikkeling van geleidend materiaal, bijvoorbeeld 10 koper of aluminium is gewikkeld. Deze kortsluitwikkeling kan een tweeledige functie vervullen indien deze tevens als afscherming fungeert. Indien de potkern is voorzien van een trimgat kan dit worden gebruikt voor een centreerpen, die om redenen van veiligheid bij voorkeur in het niet-netgekoppelde 15 deel is aangebracht. De potkern is bij voorkeur volledig afgedicht, ter voorkoming van corrosie. De stroomkabel 6 is bij voorkeur elektrisch geïsoleerd door een omwikkeling met een zogeheten triple coated wire. De figuur toont voorts nog een schakeling voor datacommunicatie 15 met databus 16.FIG. 2 shows an energy transmitter 3 which is connected to a solar panel 2 via a maximizing circuit 11, 12, 13. The maximizing circuit 11, 12, 13 comprises a current converter 11 connected to the solar panel 2, an output of which is connected to the energy transmitter 3, a control circuit 12 for the current converter 11, and a maximum power follower circuit 13 connected to the solar panel 2 (MPP tracker), wherein an output of the MPP tracker 13 is connected to a first input of the control circuit 12 and the output of the current converter 11 is connected to a second input of the control circuit 12. The MPP tracker 13 is a circuit known per se that seeks the maximum power of the solar panel 2 and sends this information to the control circuit 12, which controls the current converter 11 in such a way that it delivers a larger output current with increasing power supplied by solar panel 2 and delivers a smaller output current with decreasing power. In order to ensure that the current converter 11 acquires the character of a current source, information about the output current I is fed back to the control circuit 12. This ensures that the current converter 11 transmits the power supplied by the solar panel 2 to the power cable 6 via an electromagnetic coupling 35 and, at the same time, is independent of the voltage on that cable 6. If the voltage on the cable 6 rises above the normal operating range, the character of a current source is abandoned and the current converter 11 acquires the character of a voltage source, so that the voltage on the cable 6 is limited to a certain maximum value. To achieve this, information about the output voltage U is fed back to the control circuit 12. The energy transmitter 3 is, for example, the primary winding of a pot-core ferrite transformer with a short-circuit winding of conductive material, for example copper or aluminum, around the air gap (represented by dotted line 14) is wrapped. This short-circuit winding can fulfill a dual function if it also acts as a shield. If the pot core is provided with a trim hole, this can be used for a centering pin, which for safety reasons is preferably arranged in the non-net-coupled part. The pot core is preferably completely sealed to prevent corrosion. The power cable 6 is preferably electrically insulated by a winding with a so-called triple coated wire. The figure further shows a circuit for data communication 15 with data bus 16.

20 Datacommunicatie kan plaatsvinden direct via de magnetische koppeling door middel van een gemoduleerde draaggolf, of via een capacitieve koppeling. In het geval van een capacitief gekoppeld datatransport kan eventueel gebruik worden gemaakt van een hiervoor genoemde centreerpen, die daarmee een 25 tweeledige functie verkrijgt.Data communication can take place directly via the magnetic coupling by means of a modulated carrier wave, or via a capacitive coupling. In the case of a capacitively coupled data transport, use can optionally be made of a aforementioned centering pin, which thus acquires a dual function.

Fig. 3 toont een met de in fig. 2 afgebeelde energiegever 3 koppelbare energieontvanger 8, die is voorzien van een gelijkrichtschakeling 9 en een filter 17 voor elektromagnetische interferenties, een zogenaamd EMI-filter. 30 De figuur toont voorts nog een databus 16.FIG. 3 shows an energy receiver 8 which can be coupled to the energy transmitter 3 shown in FIG. 2 and which comprises a rectifier circuit 9 and a filter 17 for electromagnetic interference, a so-called EMI filter. The figure further shows a data bus 16.

Fig. 4 toont de centrale schakeling 5 van fig. 1 in meer detail. De centrale schakeling 5 omvat een energiebuffer 18 in de vorm van een elektrolytische condensator voor het bufferen van een vermogensrimpel (met in casu een frequentie 35 van 100 Hz) bij de optredende netfrequentie (in casu 50 Hz), en een centrale DC/AC-inverter 19, uitgevoerd als pulsbreedtemodulatie (PWM) H-brug die een sinusvormige stroom 1 : Λ Ί Λ 7 6 afgeeft aan het lichtnet 4. De centrale DC/AC-inverter 19 houdt de spanning op de gelijkstroomkabel 6 (de busspanning) constant. Deze waarde is bij voorkeur zodanig hoog gekozen (bijvoorbeeld 385 V dc), dat de vereiste netspanning 5 (bijvoorbeeld 230 V ac) direct door de H-brug 19 kan worden gemaakt, zonder tussenschakeling van een boost converter of andere additionele circuits. Bij afnemende vermogensafname door het lichtnet 4 zal de busspanning stijgen, als gevolg waarvan de stroomomvormers 11 op de zonnepanelen 2 in een 10 beveiligingsmodus als een spanningsbron zullen gaan werken, en dientengevolge de busspanning begrenzen op een vooraf bepaalde waarde die boven de normale waarde van de busspanning ligt. De figuur toont voorts nog een schakeling 20 voor datacommunicatie.FIG. 4 shows the central circuit 5 of FIG. 1 in more detail. The central circuit 5 comprises an energy buffer 18 in the form of an electrolytic capacitor for buffering a power ripple (with in this case a frequency of 100 Hz) at the occurring mains frequency (in this case 50 Hz), and a central DC / AC inverter 19, designed as pulse width modulation (PWM) H-bridge that outputs a sinusoidal current 1: Λ Ί Λ 7 6 to the mains 4. The central DC / AC inverter 19 keeps the voltage on the direct-current cable 6 (the bus voltage) constant. This value is preferably chosen to be so high (for example 385 V dc) that the required mains voltage 5 (for example 230 V ac) can be made directly through the H-bridge 19, without interruption of a boost converter or other additional circuits. With decreasing power consumption by the mains 4, the bus voltage will rise, as a result of which the current converters 11 on the solar panels 2 will act as a voltage source in a protection mode, and consequently limit the bus voltage to a predetermined value that is above the normal value of the bus voltage. The figure further shows a circuit 20 for data communication.

1 01 80 371 01 80 37

Claims (13)

1. Inrichting (1) voor het genereren van fotovoltaïsche energie, omvattend - een aantal fotovoltaïsche modulen (2) voor het genereren van elektrisch vermogen, waarbij elke module (2) is verbonden 5 met een hoogfrequent-elektromagnetisch koppelbare energiegever (3), - een met het lichtnet (4) koppelbare centrale schakeling (5), en - ten minste een met de centrale schakeling (5) verbonden, 10 van aftakkingen (7) voorziene stroomkabel (6), waarbij elke aftakking (7) is verbonden met een hoogfrequent-elektromagnetisch koppelbare energieontvanger (8) voor koppeling met een van genoemde energiegevers (3), met het kenmerk, dat elke energieontvanger (8) is voorzien van een 15 gelijkrichtschakeling (9).Device (1) for generating photovoltaic energy, comprising - a number of photovoltaic modules (2) for generating electrical power, wherein each module (2) is connected to a high-frequency electromagnetically connectable energy supplier (3), - a central circuit (5) connectable to the mains (4), and - at least one power cable (6) connected to the central circuit (5) and provided with branches (7), each branch (7) being connected to a high-frequency electromagnetically connectable energy receiver (8) for coupling to one of said energy providers (3), characterized in that each energy receiver (8) is provided with a rectifier circuit (9). 2. Inrichting (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke module (2) met de energiegever (3) is verbonden via een maximalisatieschakeling (11, 12, 13) voor het maximaliseren van het door de module (2) over te dragen 20 vermogen.Device (1) according to claim 1, characterized in that each module (2) is connected to the energy generator (3) via a maximization circuit (11, 12, 13) for maximizing the voltage across the module (2) 20 load capacity. 3. Inrichting (1) volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de maximalisatieschakeling een met de module (2) verbonden stroomomvormer (11), een regelschakeling (12) voor de stroomomvormer (11) en een met de module (2) verbonden 25 maximumvermogensvolgerschakeling (13) (MPP-tracker) omvat, waarbij een uitgang van de stroomomvormer (11) is verbonden met de energiegever (3), een uitgang van de maximumvermogensvolgerschakeling (13) is verbonden met een eerste ingang van de regelschakeling (12), en waarbij de 30 uitgang van de stroomomvormer (11) is verbonden met een tweede ingang van de regelschakeling (12), welke regelschakeling (12) de uitgangsstroom van de stroomomvormer (11) verlaagt respectievelijk verhoogt bij een afname respectievelijk toename van het door de module (2) ?, ^ 9 ^ r» I 1 t Ί - \J » gegenereerde vermogen, onafhankelijk van de waarde van de uitgangsspanning van de stroomomvormer (11).Device (1) according to claim 2, characterized in that the maximization circuit is a current converter (11) connected to the module (2), a control circuit (12) for the current converter (11) and one connected to the module (2) 25 comprises a maximum power follower circuit (13) (MPP tracker), wherein an output of the current converter (11) is connected to the energy generator (3), an output of the maximum power follower circuit (13) is connected to a first input of the control circuit (12) and wherein the output of the current converter (11) is connected to a second input of the control circuit (12), which control circuit (12) lowers or increases the output current of the current converter (11) with a decrease or increase in the module (2)?, ^ 9 ^ r »I 1 t Ί - \ J» generated power, independent of the value of the output voltage of the current converter (11). 4. Inrichting (1) volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de stroomomvormer (11) in bedrijf bij overschrijding van 5 een vooraf bepaalde waarde van de uitgangsspanning een spanningsbron vormt.Device (1) according to claim 3, characterized in that the current converter (11) forms a voltage source in operation when a predetermined value of the output voltage is exceeded. 5. Inrichting (1) volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de gelijkrichtschakeling (9) in elke aftakking is voorzien van een storingsfilter (17).Device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rectifier circuit (9) is provided with a noise filter (17) in each tap. 6. Inrichting (1) volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de energiegevel-9 rs (3) en de respectieve energieontvangers (8) elk een door een luchtspleet (14) van elkaar gescheiden hoogfrequent-spoel met een ferrietkern omvatten, waarbij de luchspleet (14) is 15 omgeven door een kortsluitwikkeling van een elektrisch geleidend materiaal.Device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the energy facade (3) and the respective energy receivers (8) each have a high-frequency coil separated by an air gap (14) with a ferrite core, wherein the air gap (14) is surrounded by a short-circuit winding of an electrically conductive material. 7. Inrichting (1) volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de centrale schakeling (5) een gelijkstroom/ wisselstroomomzetter (19) (DC/AC-inverter) omvat.Device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the central circuit (5) comprises a direct current / alternating current converter (19) (DC / AC inverter). 8. Inrichting (1) volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de centrale schakeling (5) meet- en regelmiddelen omvat voor respectievelijk het meten van de ingangsspanning en het verhogen respectievelijk verlagen van de hoeveelheid aan het lichtnet (4) over te dragen elektrisch vermogen bij een 25 gemeten verhoging respectievelijk verlaging van de ingangsspanning.Device (1) according to claim 7, characterized in that the central circuit (5) comprises measuring and control means for respectively measuring the input voltage and increasing or decreasing the amount to be transmitted to the mains (4) electrical power with a measured increase or decrease in the input voltage. 9. Inrichting (1) volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de centrale schakeling (5) een H-brugschakeling (19) omvat voor het bij een vooraf bepaalde maximale waarde van de 30 ingangsspanning, welke maximale waarde hoger is dan de amplitude van de netspanning, omvormen van die ingangsspanning in de netspanning.9. Device (1) according to claim 8, characterized in that the central circuit (5) comprises an H-bridge circuit (19) for the maximum value of the input voltage at a predetermined maximum value of the input voltage, which maximum value is higher than the amplitude of the mains voltage, converting that input voltage into the mains voltage. 10. Inrichting (1) volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat deze een databus (15, 16, 20) voor 35 datatransport omvat.Device (1) as claimed in any of the claims 1-9, characterized in that it comprises a data bus (15, 16, 20) for data transport. 11. Inrichting (1) volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het datatransport tussen de energiegevers (3) en de .1 Dl S0 37 respectieve energieontvangers (8) plaats vindt door middel van een hoogfrequent-elektromagnetische koppeling.Device (1) according to claim 10, characterized in that the data transport between the energy providers (3) and the respective energy receivers (8) takes place by means of a high-frequency electromagnetic coupling. 12. Inrichting (1) volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het datatransport tussen de energiegevers (3) en de 5 respectieve energieontvangers (8) plaats vindt door middel van een capacitieve koppeling.Device (1) according to claim 10, characterized in that the data transport between the energy providers (3) and the respective energy receivers (8) takes place by means of a capacitive coupling. 13. Inrichting (1) volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de capacitieve koppeling wordt verschaft door een centreerpen. 1 ! ! · '· ' 7 J 'J j X, lDevice (1) according to claim 12, characterized in that the capacitive coupling is provided by a centering pin. 1! ! · '·' 7 Y 'Y y X, l
NL1018067A 2001-05-14 2001-05-14 Device for generating photovoltaic energy. NL1018067C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1018067A NL1018067C2 (en) 2001-05-14 2001-05-14 Device for generating photovoltaic energy.
PCT/NL2002/000299 WO2002093655A1 (en) 2001-05-14 2002-05-07 Apparatus for generating photovoltaic energy

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1018067 2001-05-14
NL1018067A NL1018067C2 (en) 2001-05-14 2001-05-14 Device for generating photovoltaic energy.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1018067C2 true NL1018067C2 (en) 2002-11-15

Family

ID=19773400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1018067A NL1018067C2 (en) 2001-05-14 2001-05-14 Device for generating photovoltaic energy.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL1018067C2 (en)
WO (1) WO2002093655A1 (en)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1642355A4 (en) 2003-05-28 2015-05-27 Beacon Power Llc 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
US8013472B2 (en) 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
US8947194B2 (en) 2009-05-26 2015-02-03 Solaredge Technologies Ltd. Theft detection and prevention in a power generation system
US8618692B2 (en) 2007-12-04 2013-12-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US9130401B2 (en) 2006-12-06 2015-09-08 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
US11888387B2 (en) 2006-12-06 2024-01-30 Solaredge Technologies Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US8531055B2 (en) 2006-12-06 2013-09-10 Solaredge Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US11569659B2 (en) 2006-12-06 2023-01-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8384243B2 (en) 2007-12-04 2013-02-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems 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
US8473250B2 (en) 2006-12-06 2013-06-25 Solaredge, Ltd. Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources
US9088178B2 (en) 2006-12-06 2015-07-21 Solaredge Technologies Ltd Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11855231B2 (en) 2006-12-06 2023-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US9112379B2 (en) 2006-12-06 2015-08-18 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US8963369B2 (en) 2007-12-04 2015-02-24 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8319483B2 (en) 2007-08-06 2012-11-27 Solaredge Technologies Ltd. Digital average input current control in power converter
US11296650B2 (en) 2006-12-06 2022-04-05 Solaredge Technologies Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US11735910B2 (en) 2006-12-06 2023-08-22 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US11309832B2 (en) 2006-12-06 2022-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11728768B2 (en) 2006-12-06 2023-08-15 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US8319471B2 (en) 2006-12-06 2012-11-27 Solaredge, Ltd. Battery power delivery module
US11264947B2 (en) 2007-12-05 2022-03-01 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US8049523B2 (en) 2007-12-05 2011-11-01 Solaredge Technologies Ltd. Current sensing on a MOSFET
US9291696B2 (en) 2007-12-05 2016-03-22 Solaredge Technologies Ltd. Photovoltaic system power tracking method
US8289742B2 (en) 2007-12-05 2012-10-16 Solaredge Ltd. Parallel connected inverters
DE102008008503A1 (en) 2008-02-11 2009-08-20 Siemens Aktiengesellschaft PV sub-generator junction box, PV generator junction box and PV inverter for a PV system and PV system
US7960950B2 (en) 2008-03-24 2011-06-14 Solaredge Technologies Ltd. Zero current switching
EP3719949B1 (en) 2008-05-05 2024-08-21 Solaredge Technologies Ltd. Direct current power combiner
US9035499B2 (en) 2008-09-27 2015-05-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer for photovoltaic panels
US10673229B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
US10673222B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 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
GB2485527B (en) 2010-11-09 2012-12-19 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
US8937822B2 (en) 2011-05-08 2015-01-20 Paul Wilkinson Dent Solar energy conversion and utilization system
US11460488B2 (en) 2017-08-14 2022-10-04 Koolbridge Solar, Inc. AC electrical power measurements
US11901810B2 (en) 2011-05-08 2024-02-13 Koolbridge Solar, Inc. Adaptive electrical power distribution panel
US8570005B2 (en) 2011-09-12 2013-10-29 Solaredge Technologies Ltd. Direct current link circuit
KR20140081877A (en) * 2011-10-18 2014-07-01 위트리시티 코포레이션 Wireless energy transfer for photovoltaic panels
US20140352760A1 (en) 2011-11-30 2014-12-04 Zinniatek Limited Photovoltaic systems
JP6371220B2 (en) 2011-11-30 2018-08-08 ジニアテック リミテッド Roofing, coating or siding products, methods for their production and their use as parts of solar energy recovery systems
GB2498365A (en) 2012-01-11 2013-07-17 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic module
US9853565B2 (en) 2012-01-30 2017-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Maximized power in a photovoltaic distributed power system
GB2498791A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic panel circuitry
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
US10115841B2 (en) 2012-06-04 2018-10-30 Solaredge Technologies Ltd. Integrated photovoltaic panel circuitry
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
EP4318001A3 (en) 2013-03-15 2024-05-01 Solaredge Technologies Ltd. Bypass mechanism
WO2014189391A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Zinniatek Limited Photovoltaic systems
NZ762355A (en) 2014-03-07 2022-05-27 Zinniatek Ltd Solar thermal roofing system
US9318974B2 (en) 2014-03-26 2016-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Multi-level inverter with flying capacitor topology
CA2969083A1 (en) 2014-12-01 2016-06-09 Samuel Gwynn Buckingham A roofing, cladding or siding product
WO2016088025A1 (en) 2014-12-01 2016-06-09 Zinniatek Limited A roofing, cladding or siding apparatus
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
US10879842B2 (en) 2016-10-17 2020-12-29 Zinniatek Limited Roofing, cladding or siding module or apparatus
WO2018154427A1 (en) 2017-02-21 2018-08-30 Zinniatek Limited Substrate having decorated surface and method of production
US11702840B2 (en) 2018-12-19 2023-07-18 Zinniatek Limited Roofing, cladding or siding module, its manufacture and use

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293219A2 (en) * 1987-05-28 1988-11-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Power converter device
JPH09275644A (en) * 1996-04-01 1997-10-21 Omron Corp Solar battery module and solar power generation system using it
DE19718046A1 (en) * 1997-04-29 1998-11-12 Sun Power Solartechnik Gmbh Contactless current transfer from photovoltaic solar module to busbar
JPH11266545A (en) * 1998-03-17 1999-09-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Portable noncontact power-feeding device
JP2000160789A (en) * 1998-11-30 2000-06-13 Toshiba Corp Generator device using roof building material mounted with solar battery
FR2796216A1 (en) * 1999-07-06 2001-01-12 Jean Marc Boutet Capacitor storage system for electrical energy, has energy transferred from an AC or DC source to a high capacity capacitor via induction, rectifying and/or regulating circuits, as appropriate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293219A2 (en) * 1987-05-28 1988-11-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Power converter device
JPH09275644A (en) * 1996-04-01 1997-10-21 Omron Corp Solar battery module and solar power generation system using it
DE19718046A1 (en) * 1997-04-29 1998-11-12 Sun Power Solartechnik Gmbh Contactless current transfer from photovoltaic solar module to busbar
JPH11266545A (en) * 1998-03-17 1999-09-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Portable noncontact power-feeding device
JP2000160789A (en) * 1998-11-30 2000-06-13 Toshiba Corp Generator device using roof building material mounted with solar battery
FR2796216A1 (en) * 1999-07-06 2001-01-12 Jean Marc Boutet Capacitor storage system for electrical energy, has energy transferred from an AC or DC source to a high capacity capacitor via induction, rectifying and/or regulating circuits, as appropriate

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. WEISS ET AL.: "A new PV system technology-the development of a magnetic power transmission from the PV module to the power bus", 16TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE, vol. III, 1 May 2000 (2000-05-01) - 5 May 2000 (2000-05-05), GLASGOW,UK, pages 2096 - 2099, XP002193468 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 02 30 January 1998 (1998-01-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 14 22 December 1999 (1999-12-22) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 09 13 October 2000 (2000-10-13) *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002093655A1 (en) 2002-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1018067C2 (en) Device for generating photovoltaic energy.
EP0947904B1 (en) AC power supply using sunlight
JP4856069B2 (en) Three-phase solar converter circuit and method
KR101029163B1 (en) Inverter for feeding elecric energy into a power supply system
KR101772541B1 (en) Power supply device, and power supply system including the same
US20130070494A1 (en) Photovoltaic module-mounted ac inverter
US20050105224A1 (en) Inverter apparatus connected to a plurality of direct current power sources and dispersed-power-source system having inverter apparatus linked to commercial power system to operate
AU2010202116A1 (en) Solar power generation system including weatherable units including photovoltaic modules and isolated power converters
EP2317635A1 (en) Non-isolated DC-DC converter assembly
CN104052304A (en) Power conversion systems and operating methods
US11133776B2 (en) Photovoltaic module
KR102615960B1 (en) Power converting device and and photovoltaic module including the same
EP3121959B1 (en) Photovoltaic module and photovoltaic system including the same
WO2012014182A1 (en) Method and device for maximizing the electrical power produced by a generator, particularly a generator based on a renewable power source
KR20150088132A (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module
CN115486205A (en) Intelligent converter for lighting control device for improving total harmonic distortion and electromagnetic interference and lighting control device comprising same
JPH1014105A (en) Supply of photovoltaic power to electric equipment
CN101179255A (en) H-bridge inverter of AC motor
JPS62123842A (en) Optical communication equipment
Ye et al. Inductive decoupling‐based multi‐channel LED driver without electrolytic capacitors
EP2849325B1 (en) Inverter for photovoltaic modules
JP2022055035A (en) Power conversion device, power conversion system, solar power generation system, and control method
KR20150085413A (en) Photovoltaic module
US7539029B2 (en) 3-phase solar converter circuit and method
KR20150085411A (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20051201