| 主权项 |
1.一种混合式洁净能源供电架构,其中包含一台电低压馈线:一般高压用户自设之配电站变压器降压成低压馈线;一配电盘:混合式洁净能源发电系统馈入点、保护分路线路及隔离市电装置;一用电负载:用户内部低压负载;一电解系统:使用直流电源,将水电解成氢气及氧气之装置;一储氧系统:将电解水生成物氧气,储存于金属容器之装置;一储氢系统:将电解水生成物氢气,储存于金属容器之装置;一燃料电池发电系统:使用氢气为燃料,经由白金、银、镍等触媒材质,将燃料中之电子分离,引出负载端,形成电子流之直流发电装置;一太阳光电发电系统:以太阳光电池组成之太阳光能直流电发电装置;一风力发电系统:利用风能推动风力发电机之扇叶,产生电力装置;一能源转换系统:将燃料电池发电系统、太阳光电发电系统及风力发电系统输出端之直流滙流排电压,转换成交流电压,馈入市电之装置;一电力监控系统:由中央处理器,类比、数位之输出、输入转换介面,电压、电流感测器与显示电路组成,透过检测讯号,经运算处理,掌控各系统输出功率与提供保护装置之触发讯号;混合式洁净能源供电架构由燃料电池、太阳光电池及风力发电机三种发电系统组成,将三者发电系统整合至直流滙流排,透过能源转换系统与电力监控系统转换为交流电,经配电盘与市电并联,将功率馈入台电低压馈线;本专利之特征为(1)利用市电夜间离峰优惠电价,电解水成氢气及氧气储存,于白天启动燃料电池发电,除减少用流动电费外,更可抑制尖峰之用电功率,压低超约附加费;另外,储存之氢气可作为气体环保蓄电池,于夜间市电中断时提供紧急电源;太阳光电池及风力发电机,无法于夜间或风量不稳定时,持续提供电力,虽可加蓄电池供电,但其受限循环使用次数,成本远高于市电,另外尚有体积大、容量低及废弃处理之环保之缺点;结合燃料电池与电解水机制,解决前述太阳光电池及风力发电机持续与独立供电之问题,兼具环保与成本之考量;(2)利用中央处理器监控调度各发电及供电系统,精确计算系统容量以及决定最低成本发电模式,确保供电可靠度及降低发电成本;(3)发电系统可选择市电并联或独立供电系统,当市电正常时,选择市电并联供电,一旦电力不稳定或中断时,切断隔离市电,由中央处理器计算洁净能源之三种发电系统发电功率,并视负载紧急性调节用电负载,转成独立发电系统继续供电,其紧急发电系统恢复供电时间,远比紧急发电机短,并具有防止孤岛效应之机制。2.如申请专利范围第1项所述之混合式洁净能源供电架构,其中之配电盘包含一无熔丝开关:保护该分路之导线,防止电线走火;一电磁开关:导通电磁开关之线圈,起、断所属分路之负载,该讯号由中央处理器之数位开关控制;一比压器(P.T.)与比流器(C.T.):将分路感测之电压与电流讯号,降低一定比例,送交中央处理器运算。3.如申请专利范围第1项所述之混合式洁净能源供电架构,其中之电解系统采用之直流电,由两回路提供;其一利用离峰优惠电价时段之市电整流滤波供应,其二取自太阳光电发电系统与风力发电系统供应用电负载后,多余之直流发电量;电解之氢气全部用于燃料电池发电,电解之氧气部份用于燃料电池辅助反应气体,其余部份储存销售。4.如申请专利范围第1项所述之混合式洁净能源供电架构,其中燃料电池发电系统由燃料电池,燃料电池之功率追踪、流量控制及驱动电路,直流昇压换流器电路组成;启动燃料电池发电系统主要抑制尖峰用电以及提供紧急电源,因此其输出功率追踪须经中央处理器运算,输出切换责任周期命令予直流昇压换流器电路,调节所欲求之电感电流,该电流之平均値乘以燃料电池输出电压,即为燃料电池发电系统之输出功率;为配合相对应发电功率,须辅以流量控制机制,调节氢气及氧气之流量与压力,使之燃料供应平衡并有最佳化学反应。5.如申请专利范围第1项所述之混合式洁净能源供电架构,其中太阳光电发电系统由太阳光电池、最大功率追踪控制及驱动电路、直流昇压换流器电路组成;其中最大功率追踪控制及驱动电路包括追日机构与最大功率撷取运算单元;太阳光电池无需燃料补充,所以汲取最大功率即是最高发电效率,为获取最大日照量,追日机构将调整太阳光电池板与太阳光最接近垂直之角度;太阳光电池输出电压与电流,呈非线性之反比关系,决定抽取时之电压与电流値,是件复杂工作;中央处理器快速运算能力,可以胜任最大功率追踪运算之机制,其输出首先控制太阳光电池倾斜角度以获得最高日照度,随之输出切换之责任周期命令,调变直流昇压换流器电路之电感电流,该电流之平均値乘以太阳光电池输出电压,即为太阳光电发电系统之最大输出功率。6.如申请专利范围第1项所述之混合式洁净能源供电架构,其中风力发电系统由风力发电机、最大功率追踪控制及驱动电路、直流昇压换流器电路组成;其中风力发电机可为直流发电机或交流发电机内含整流装置;最大功率追踪控制及驱动电路包括迎风机构与最大功率撷取运算单元;风力发电机仅须风力推动,所以汲取最大功率即是最高发电效率,风力发电机输出功率与转子之转速三次方成正比,藉由中央处理器强大运算能力,建立最大功率追踪运算之机制;首先迎风机构控制风叶角度以及激磁电压,以得最高机械能,随之中央处理器输出切换之责任周期命令,调变直流昇压换流器电路之电感电流,该电流之平均値乘以风力发电机输出电压,即为风力发电系统之最大输出功率。7.如申请专利范围第1项所述之混合式洁净能源供电架构,其中能源转换系统包括功因矫正及馈入市电控制电路、反流器电路及LC滤波电路;中央处理器控制能源转换系统之功率命令为直流讯号,功因矫正及馈入市电控制电路先将此命令转成与市电交流电压同步之交流正弦电流讯号,续与三角波比较成脉波调变讯号,驱动反流器电路之四个开关,迫使LC滤波电路之电感电流追踪该交流同步电流命令,并使之馈入市电并达成功因矫正目的,改善交流电压波形品质及提高能源转换系统之效率。图式简单说明:图1 表示本发明所揭示之混合式洁净能源供电架构方块图。图2 表示本发明所揭示之混合式洁净能源供电架构流程图。图3 表示本发明所揭示之混合式洁净能源供电架构实施例(a)燃料电池发电系统;(b)太阳光电发电系统;(c)风力发电系统。图4 表示本发明所揭示混合式洁净能源供电架构实施例之能源转换系统。图5 表示本发明所揭示混合式洁净能源供电架构实施例,电解系统之电解水至氢气与氧气的装置。 |
