CN115668751A - 用于提高已安装的太阳能发电厂的能量输出的方法、太阳能发电厂改装***和太阳能发电厂 - Google Patents
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Abstract
一种用于增加已安装的太阳能发电厂的能量输出的方法，太阳能发电厂改装***和太阳能发电厂。一种用于增加已安装的太阳能发电厂(1)的能量输出的方法，所述太阳能发电厂包括吸收第一频带的阳光的至少一个第一太阳能面板(2)，其特征在于，吸收第二频带的光的半透明第二太阳能面板(14，15)安装在所述至少一个第一太阳能面板(2)中的至少一个的顶部上并且连接到所述太阳能发电厂(1)的功率电子设备(8)，所述功率电子设备(8)包括至少一个太阳能逆变器(9)，其中，所述第一频带和所述第二频带不重叠或仅部分重叠，使得所述第二太阳能面板(14，15)允许所述第一频带的光的至少一部分通过。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提高已安装的太阳能发电厂的能量输出的方法，该太阳能发电厂包括至少一个第一太阳能面板，该第一太阳能面板吸收第一频带的阳光，其中，吸收第二频带的光的半透明的第二太阳能面板安装在至少一个第一太阳能面板中的至少一个的顶部上并且连接至太阳能发电厂的，所述功率电子设备包括至少一个太阳能逆变器，其中，第一频带和第二频带不重叠或仅部分重叠，使得第二太阳能面板允许第一频带的光的至少一部分通过。本发明还涉及太阳能发电厂改装***和太阳能发电厂。
背景技术
在现有技术中已经提出了不同规模的使用光伏(PV)的发电厂，范围从屋顶安装的太阳能发电场到大规模设施，特别是在所谓的太阳能带中。太阳能发电厂通常包括一个或多个太阳能面板，也称为光伏模块(PV模块)或光伏面板(PV面板)。每个太阳能面板包括多个太阳能电池，也称为光伏电池。太阳能电池是将太阳能辐射转换成电能的设备。现今，太阳能面板主要基于硅技术，即，使用硅太阳能电池，其依赖于从太阳能辐射光谱的有限部分收集光。此外，硅技术接近成熟，这意味着硅基太阳能面板接近其最大理论功率转换效率(PCE)极限。这些边界条件限制了硅基光伏的能量发生。
关于硅基太阳能面板，为了提高效率，例如，已经提出优化制造工艺以减少效率损失。在其它方法中，提出了异质结技术(HJT)太阳能面板以产生更大量的能量。这种HJT太阳能面板是由多于一层的光吸收材料组成的，其沉积在彼此的顶部上以提高设备的性能。
在过去的几年中，还已经研究了硅的替代材料。有前景的材料是钙钛矿。钙钛矿是具有与钛酸钙相同晶体结构的任何材料。如最近的研究项目中表明的，这种材料具有对其吸收频带的光具有高吸收以及高扩散长度的优点。已经显示了15%或更高的高效率。
在钙钛矿中，可以调谐吸收材料的带隙，使得其中吸收光的某些频带可以修改和/或位移。在这方面，一些研究已经提出了所谓的串叠型太阳能电池，其中采用具有不同的、非重叠频带的两种吸收材料，其中，上部吸收材料对于由下部材料吸收的频带可以是透明的。以这种方式，太阳光的频谱的较大部分可以被吸收并且其能量可以被转换成电能，从而提供了较高的效率。例如，David P.McMeekin等人的文章“用于串叠太阳能电池的混合阳离子铅混合卤化物钙钛矿吸收剂”，Science 351(2016)，第151-155页，创建了半透明钙钛矿设备，并且测量了硅太阳能电池在通过钙钛矿顶部电池过滤太阳光之后的性能，这表明了在钙钛矿/硅串叠电池中实现大于25%效率的可行性。然而，这样的技术仍然是研究的题目，并且还不能应用于实现新的类的太阳能发电厂。
AT16573U1公开了一种恢复或增加光伏发电厂的额定容量的方法。提供光伏发电厂的至少一个第一光伏模块，并且优选地，第一光伏模块与光伏发电厂的串电缆基础设施电隔离。第二光伏模块附接到第一光伏模块的前侧，使得第二光伏模块至少部分地覆盖第一光伏模块的前侧的区域。最后，第二光伏模块连接到光伏发电厂的串电缆基础设施。第一光伏模块被第二光伏模块完全遮蔽。
DE102018216768A1涉及改进已经存在的、已安装的光伏***的效率，其中，如果合适，除了相关联的电力电子单元之外，将膜状的、层叠的钙钛矿光伏电池添加到现有光伏***的现有光伏电池，并且以这样的方式布置在现有光伏电池上，使得来自光源的、将由现有光伏***转换成电能的光最初落在钙钛矿光伏电池上，并且随后落在现有光伏电池上。以这种方式，现有的光伏***被升级，使得其效率被提高而不更换组件。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高已经安装的、可操作的太阳能发电厂的效率并因此提高能量输出的可能性。
该目的是通过提供根据独立权利要求的方法、太阳能发电厂改装***和太阳能发电厂来实现的。有利的实施例是由从属权利要求来描述的。
在用于增加已经安装的太阳能发电厂的输出的方法中，该太阳能发电厂包括吸收第一频带的阳光的至少一个第一太阳能面板，根据本发明，半透明的第二太阳能面板安装在至少一个第一太阳能面板中的至少一个的顶部上并且连接到太阳能发电厂的功率电子设备，该半透明的第二太阳能面板吸收不与第一频带重叠的第二频带的光并且允许第一频带的光通过，其中，功率电子设备包括至少一个太阳能逆变器，其中，第一和第二频带不重叠或仅部分重叠，使得第二太阳能面板允许第一频带的光的至少一部分通过，其中，对于至少一个第二太阳能面板中的至少一个，安装电子适配设备，该电子适配设备在超过电力电子设备的电力输入容量时禁用第二太阳能面板或减小其输出。
如本说明书中所使用的，也可以被称为光伏模块或光伏面板的太阳能面板包括了多个太阳能电池，其也可以被称为光伏电池。太阳能逆变器，也可以被称为光伏逆变器，是一种适于与太阳能面板一起使用的逆变器，例如实现最大功率点跟踪和/或防孤岛保护。在大型发电厂中，可以使用大量的第一太阳能面板，例如布置成所谓的太阳能阵列，其也可以被称为光伏阵列。根据预期的最大功率输出，一些太阳能发电厂可以包括多于一个太阳能逆变器。在已经安装的太阳能发电厂中使用的第一太阳能面板包括至少基本上平坦的表面，太阳光照射在该表面上以被在第一太阳能面板的太阳能电池中使用的吸收材料至少部分地吸收。根据本发明，提出将附加的第二太阳能面板安装到第一太阳能面板的表面上，阳光入射到该表面上。第二太阳能面板至少在以下意义上是半透明的：要被第一太阳能面板吸收的第一频带的光的至少一部分穿过第二太阳能面板，而第二频带的光被第二太阳能面板的太阳能电池的吸收材料吸收。例如，第一频带的光的92-99%，特别是97-98%可以透射通过第二太阳能面板，使得可以存在例如在2-3%的范围内的低遮蔽效应（shadowingeffect）。现在，如果第二太阳能面板增加了更多的能量产出，例如5-15%的能量产出，那么这种遮蔽效应就被过度补偿了，使得总功率转换效率以及因此如此改装的第一太阳能面板的能量输出增加。
换句话说，通过将半透明的第二太阳能面板放置在已经存在的第一太阳能面板的顶部上，特别是对于第一太阳能面板中的每一个来说，可以改进可操作太阳能发电厂，特别是太阳能场的能量产生。在半透明的第二太阳能面板中产生第一部分电力，并且通过经由位于下面的第一太阳能面板转换剩余的光能来产生第二部分电力，由于第一频带的光至少部分地穿过半透明的第二太阳能面板。半透明太阳能面板从太阳能光谱的非重叠或仅部分重叠的部分，即第二频带，吸收关于由第一太阳能面板吸收的太阳能光谱的部分，即第一频带的光，使得吸收的阳光和对应的电能的累积量的增加。
而在优选实施例中，第一和第二频带不重叠，使得仅第一频带之外的光被第二太阳能面板吸收用于电力产生。以这种方式，除了小的剩余遮蔽效应之外，第一频谱的光仍然可用于由第一太阳能面板吸收。然而，在一些实施例中，第二频带与第一频带的少量重叠可以是可容忍的，使得第二能带的大部分仍然覆盖不在第一频带的频率。例如，在第一频带上的重叠可以小于第二频带的总宽度的50%，优选地小于20%，最优选地小于10%。
在本发明的特别有利的实施例中，第一太阳能面板可以包括硅太阳能电池，即，可以是基于硅的，和/或第二太阳能面板可以包括钙钛矿太阳能电池，即，可以是基于钙钛矿的。大多数太阳能发电厂，特别是太阳能场，在运行时使用基于硅的太阳能面板，例如采用非晶硅太阳能电池(a-Si)、晶体硅太阳能电池(c-Si)、多晶太阳能电池(多Si)或单晶太阳能电池(单Si)。优选地，第二太阳能面板的半透明顶层可以是基于钙钛矿技术的，即，包括钙钛矿太阳能电池。尽管一方面钙钛矿是成本有效的吸收材料，但另一方面，基于钙钛矿的吸收材料也可以方便地调谐到第二频带，该第二频带不与普通的基于硅的太阳能面板所使用的第一频带重叠或仅与其稍微重叠。当然，要注意的是，第二太阳能面板的太阳能电池的其它层，特别是所使用的电极和其它层，也对于至少第一频带至少是半透明的，其中，已经提出并且从现有技术中已知这种(半)透明的导电电极和其它层。优选的是，第二太阳能面板可以包括玻璃基板，特别是承载钙钛矿太阳能电池的玻璃基板。玻璃基板在耐久性、稳定性和密封性方面显示出了优势。特别是，第二太阳能面板可以不包括层压体。
通过改装第二太阳能面板，其收集第一太阳能面板未使用的第二频带的光，实现了附加电力产生以及因此来自可操作太阳能发电厂，特别是太阳能场的能量产生。也就是说，在给定时间点的功率量增加了。这个优点的实现不需要额外的陆地和/或可能的功率电子设备，从而实现了更高的性能，并且在陆地覆盖和功率电子设备方面实现了更低的成本。特别地，传统太阳能面板或光伏不能使用的一部分光能由第二太阳能面板收集。如下面将进一步讨论的，可以在修改或不修改的情况下使用可操作的、已经安装的太阳能发电厂的现有功率电子设备。在一些实施例中，仅至少一个附加第二太阳能面板需要被提供、安装和连接到功率电子设备，使得总之，提供了一种增加已经安装的太阳能发电厂的能量输出的可简单实现的成本有效的方式。
如果太阳能发电厂的已经安装的另外的组件，特别是至少一个太阳能逆变器和/或将第一太阳能面板连接到功率电子设备的电缆，特别是至少一个太阳能逆变器，已经具有考虑到已经提及的遮蔽效应，除了第一太阳能面板的功率之外，还允许第二太阳能面板的额外的功率以及因此的能量的容量，则可以使用已经存在的电缆和功率电子设备来简单地安装和连接第二太阳能面板。
然而，如果安装第二太阳能面板将导致超过已安装的电缆和/或功率电子设备的功率容量，则在本发明中考虑若干选项，其也可以以补充的方式使用。
关于电缆，通常设想每个第二太阳能面板包括至少一个正端子和至少一个负端子。这种正端子和负端子可以是第二太阳能面板的接线盒的一部分，或者概括而言，是接口。电缆可以连接到这样的端子，特别是用于将生成的DC传输到功率电子设备。
在其中将第一太阳能面板连接到功率电子设备的电缆的功率容量不足以在所有时间维持第一太阳能面板和第二太阳能面板的组合的增加的电力输出的一个实施例中，至少对于由具有太低的功率容量的电缆覆盖的连接距离的长度，可以使用与第一太阳能面板的电缆分离的电缆将第二太阳能面板连接到功率电子设备。
关于至少一个太阳能逆变器，在一个次优选实施例中，至少一个预先安装的逆变器可以由至少一个新的逆变器来替换或补充，以在第二太阳能面板开始操作之前增加功率电子设备的功率输入容量。也就是说，功率电子设备的性能可以根据太阳能面板的电力产生的增加的潜力而增加。
在其它优选实施例中，太阳能发电厂可以包括多个第一太阳能面板，其中，仅一部分第一太阳能面板使用第二太阳能面板进行改装，使得满足功率电子设备的功率输入容量。也就是说，通过改变第二太阳能面板的数量，***可以定制为给定的标称最大功率输入容量。
在类似的实施例中，其也可以与先前的实施例结合，第一太阳能面板仅部分地被第二太阳能面板覆盖。也就是说，至少一个第二太阳能面板的光入射表面小于第一太阳能面板的光入射表面，使得半透明顶层太阳能面板的尺寸与预先存在的太阳能面板的底层不同，特别是为了匹配功率电子设备要求。在一个示例中，第一太阳能面板的表面的仅一半可被第二太阳能面板覆盖。
关于太阳能发电厂改装***，这种***可以是模块化的，特别是，包括不同尺寸的第二太阳能面板。待安装的第二太阳能面板的数量和尺寸可以针对特定的已安装的太阳能发电厂而定制，使得可以利用功率电子设备的全部功率输入容量。
在另一种方法中，为了匹配功率电子设备的功率输入容量，改变两个面板的取向，即，通过将第二太阳能面板安装到第一太阳能面板上而形成的组合(结构单元)。在由于不足的逆变器容量而不能充分利用由于添加第二太阳能面板而导致的性能改善的情况下，可以例如通过将第一太阳能面板相对于太阳的取向从北/南改变为东/西来修改预先存在的第一太阳能面板的角度和空间配置，其中随后，可以以与重新取向的第一太阳能面板相同的取向(夹层形式)来安装第二太阳能面板。替代地，第二太阳能面板也可以安装到预先存在的第一太阳能面板上，之后可以修改取向。取向的这种改变导致了在峰值阳光时间太阳能面板组合的光收集分布中较低的功率最大值，而在阳光以某个角度入射到光入射表面上时，光收集量增加。换句话说，关于第一太阳能面板，至少一个太阳能逆变器的容量被释放，并且可以被半透明的第二太阳能面板利用，该半透明的第二太阳能面板被放置在预先存在的第一太阳能面板的顶部。例如，可以计算和/或模拟适当的取向，以使改装的第一和第二太阳能面板的最大功率输出等于或小于功率电子设备的最大功率输入容量。
在另一实施例中，第一太阳能面板可以具有与其相关联的太阳跟踪单元，用于根据太阳的当前位置来取向第一太阳能面板，其中，可以根据功率电子设备的功率输入容量来修改用于太阳跟踪单元的控制程序。这种太阳跟踪单元，有时简称为“***”，可以适应第一太阳能面板的至少一个角度，使得通常实现最佳效率。然而，如果在安装第二太阳能面板之后，组合的效率导致对于功率电子设备而言过高而不能处理的功率输出，特别是在光收集分布中的峰值阳光时间期间，则可以适配太阳跟踪单元的控制，使得太阳能发电厂中的所有太阳能面板的功率输出总是小于或等于功率电子设备的功率输入容量。采用太阳跟踪单元的这种实施例是有利的，因为在大多数时间可以使用最佳效率，而仅在峰值时间，效率必须有目的地降低以匹配功率电子设备、特别是至少一个太阳能逆变器的功率输入容量。
有利地，根据本发明，为了匹配功率电子设备的功率输入容量，对于至少一个第二太阳能面板中的至少一个，安装电子适配设备，当超过功率电子设备的功率输入容量时，该电子适配设备禁用第二太阳能面板或减小其输出。也就是说，如果在任何时间点，第一和第二太阳能面板的组合输出的功率过大，那么第二太阳能面板的至少一部分可能被禁用和/或使其功率输出降低，例如在峰值阳光时间。在具体实施例中，电子适配设备可以包括衰减器和/或短路开关。例如，电子适配设备可以被提供在第二太阳能面板的接口单元中，其也可以提供上述端子。控制电子适配设备的控制单元也可以被包括作为第二太阳能面板的一部分，例如作为接口的一部分。以这种方式，可以独立地控制所有第二太阳能面板，使得可以实现第一太阳能面板和第二太阳能面板的所有组合的特定功率输出最大值。在其他实施例中，还可以提供所有电子适配设备的中央控制设备。可以使用太阳能发电厂的控制设备。优选地，可以基于第一和/或第二太阳能面板的输出电流来控制电子适配设备。可以提供至少一个对应的传感器。
优选地，功率电子设备和/或电子适配设备可以是单独的组件，并且不被封装在第一和/或第二太阳能面板和/或第一和/或第二太阳能面板的联合模块中。
通常，可以采用从现有技术中已知的用于将第二太阳能面板改装地安装在第一太阳能面板的顶部上的多种选择。例如，可以使用透明胶，和/或可以采用支架。在一些实施例中，也可能不将第二太阳能面板直接安装到第一太阳能面板上，而是使用中间模块，特别是透明模块，其首先安装，例如拧紧到第一太阳能面板上。
本发明还涉及一种用于太阳能发电厂的太阳能发电厂改装***，该太阳能发电厂具有至少一个第一太阳能面板，该第一太阳能面板吸收第一频带的光，该太阳能发电厂改装***包括至少一个半透明的第二太阳能面板，该第二太阳能面板吸收第二频带的光，以安装在至少一个太阳能面板中的至少一个的顶部上，以及连接装置，该连接装置将第二太阳能面板连接到太阳能发电厂的功率电子设备上，该功率电子设备包括至少一个太阳能逆变器，其中，第一和第二频带不重叠或仅部分重叠，使得第二太阳能面板允许第一频带的光的至少一部分通过，其中，至少一个第二太阳能面板中的至少一个包括电子适配设备，以在超过太阳能发电厂的功率电子设备的功率输入容量时禁用第二太阳能面板或减小其输出。使用本发明的太阳能发电厂改装***，尤其是通过实施根据本发明的方法，可以在效率、功率输出以及因此的能量输出方面改进已经安装的太阳能发电厂。关于根据本发明的方法的所有特征和注释都相应地适用于根据本发明的太阳能发电厂改装***，使得可以实现相同的优点。
特别地，第二太阳能面板可以包括钙钛矿太阳能电池。此外，第二太阳能面板可以包括至少一个正端子和至少一个负端子，并且连接装置可以包括用于连接到功率电子设备的至少一个电缆。这种电缆可以提供到功率电子设备的完全连接，特别是如果已经安装的电缆的功率输送能力太低，和/或可以用于将由第二太阳能面板产生的DC电流结合到输送由第一太阳能面板产生的DC电流的已经安装的电缆中。
在优选实施例中，至少一个第二太阳能面板中的至少一个可以被确定尺寸成仅部分地覆盖第一太阳能面板。特别地，该***可以包括多个不同尺寸的第二太阳能面板，使得可以选择要安装的第二太阳能面板的数量以匹配太阳能发电厂的功率电子设备的功率输入容量。
根据本发明，至少一个第二太阳能面板中的至少一个包括电子适配设备，以便当超过太阳能发电厂的功率电子设备的功率输入容量时，禁用第二太阳能面板或减小其输出，如上所述。因此，电子适配设备可以包括衰减器和/或短路开关。
最后，本发明还涉及一种太阳能发电厂，其使用根据本发明的太阳能发电厂改装***和/或根据本发明的方法被改装。关于根据本发明的方法和根据本发明的太阳能发电厂改装***所讨论的所有特征和注释都相应地适用于根据本发明的太阳能发电厂。特别地，第一太阳能面板可以包括硅太阳能电池。
附图说明
从下面结合附图考虑的详细描述中，本发明的其它目的和特征应当可以变得显而易见。然而，附图仅仅是原理图，仅仅是为了说明的目的而设计的，而不是限制本发明。附图示出：
图1是已经安装的太阳能发电厂的原理图，
图2是根据本发明的太阳能发电厂改装***，
图3是解释根据本发明的方法的基本步骤的示意图，
图4是相对于太阳取向的第一太阳能面板，
图5是第一和第二太阳能面板的组合以及它们相对于太阳的取向，
图6是第二太阳能面板的一个接口的实施例，以及
图7是示出一天中的时间中的太阳能电力产生和跟踪角的曲线图。
具体实施方式
图1是已安装的、可操作的太阳能发电厂1的实施例的原理图，太阳能发电厂1包括了多个第一太阳能面板2，每个第一太阳能面板包括了多个太阳能电池3。在该实施例中，太阳能电池3是硅太阳能电池，即，太阳能面板2是基于硅的。
太阳能***1还可以包括用于太阳能面板2的支架或支座4，例如用于将它们以某个取向定位在地面上，或者在其它情况下定位在屋顶等上。可选地，支架或支座4可以包括太阳跟踪单元5，以根据太阳的当前位置随时间改变太阳能面板2的取向。
太阳能面板2还可以包括接口6，例如接线盒，其具有至少一个正端子和至少一个负端子，图1中未示出。这些端子可以用于连接电缆7，该电缆将太阳能面板2连接到功率电子设备8，特别是连接到功率电子设备8的至少一个太阳能逆变器9。功率电子设备8可以包括另外的组件，例如变压器10。功率电子设备8将太阳能发电厂1连接到电网11。
太阳能发电厂1的操作可以由中央控制设备12控制，该中央控制设备通常与功率电子设备8相关联或集成到其中。功率电子设备8可以例如提供在专门的建筑物中，或者关于较小的太阳能发电厂，提供在机柜中，等等。
图2示出了根据本发明的太阳能发电厂改装***13，其能够用于提高已经安装和可操作的太阳能发电厂1的阳光到电能的功率转换效率，并因此提高能量输出。太阳能发电厂改装***13包括可以具有不同尺寸的第二太阳能面板14、15，其中，在这种情况下，第二太阳能面板14覆盖第一太阳能面板2的整个光入射表面，并且第二太阳能面板15仅覆盖第一太阳能面板2的光入射表面的一半。第二太阳能面板14、15在以下方面是半透明的，由第一太阳能面板2的太阳能电池3吸收和转换的太阳光谱的至少第一频带至少部分地透射通过第二太阳能面板14、15，该第二太阳能面板的太阳能电池16吸收不(或仅略微)与第一频带重叠的太阳光谱的第二频带，以用于电力产生。在该实施例中，第二太阳能面板14、15的太阳能电池16是钙钛矿太阳能电池，其带隙已经被调谐成使基于钙钛矿的材料吸收材料在第二频带吸收。第二太阳能面板14、15还包括具有至少一个正端子和至少一个负端子的接口17。
在一个示例性具体实施例中，硅太阳能电池3可以使用可见至红外光谱中的第一频带，例如500-800nm波长，使得钙钛矿太阳能电池16可以使用例如紫外光谱中的第二频带。
由于第二太阳能面板14、15的半透明配置，它们可以被安装在第一太阳能面板2的顶部上，以得出用于两个电池板2和14、15的组合的增加的效率。例如，半透明第二太阳能面板14可以将第一频带的阳光的97-98%透射到第一太阳能面板2，其中，2-3%的遮蔽效应被第二太阳能面板通过吸收第二频带的阳光而产生的电力过度补偿。总之，通过用太阳能发电厂改装***13的第二太阳能面板14、15改装已经可操作和安装的太阳能发电厂1的第一太阳能面板2来提供功率转换效率提高。为了将第二太阳能面板14、15安装到第一太阳能面板2上，太阳能发电厂改装***13还包括固定装置18，其示例性地示出为支架，但也可以包括胶、框架型材等。为了将第二太阳能面板14、15连接到功率电子设备8、特别是至少一个太阳能逆变器9上，连接装置19、特别是电缆20还可以是太阳能发电厂改装***13的一部分。
图3示出了根据本发明的方法的基本步骤，其中，太阳能发电厂改装***13用于改装已经运行的太阳能发电厂1，由此提高能量输出。如在左侧可以看到的，第二太阳能面板14根据箭头21安装在第一太阳能面板2的顶部，使得如图3的右侧所示，得到了太阳能面板2、14的组合22，其中，第一太阳能面板2在安装在第一太阳能面板2的顶部上的第二太阳能面板14的下面。如果通过将组合22的两个电池板2、14连接到逆变器9的而超过已经存在的电缆7上的功率输送容量（在这种情况下是电流容量），则电缆20可以用于将第二太阳能面板14完全连接到逆变器9，如虚线所示。然而，如果已经存在的电缆7被配置成承载两个太阳能面板2、14的电流，那么较短的电缆20就可以用于连接到电缆7，如点线24所示。
尽管一些太阳能发电厂1可能不使用它们的至少一个太阳能转换器9的完全功率输入容量，使得由第二太阳能面板14、15产生的额外功率可以一直被接受，但是在一些情况下，也可能会存在暂时超过已经安装的太阳能发电厂1的至少一个太阳能转换器9的功率输入容量的风险。在这种情况下，本发明提出多个方法，可以附加地使用所述多个方法，即彼此补充。例如，如已经参考图2解释的，对于第一太阳能面板2的至少一部分，可以使用较小的第二太阳能面板15，从而减少所产生的额外电力的量。然而，还可以想到的是，用第二太阳能面板14、15来仅改装第一太阳能面板2的一部分。特别地，可以具体地选择待改装的太阳能面板2的数量和相应的第二太阳能面板14、15的尺寸，使得预期的峰值电力产生与功率电子设备8特别是至少一个太阳能逆变器9的最大功率输入容量相匹配。应当注意，在另一种方法中，也可以替换先前安装的太阳能逆变器9或添加新的太阳能逆变器9以使功率电子设备8的最大功率输入容量增加。
图4和5示出了另外的方法。如图4所示，尚未改装的太阳能发电厂1的已经安装的第一太阳能面板2具有相对于太阳25的特定取向，特别是该取向被选择成使一天中的电力产生最大化。在由于不足的逆变器功率输入容量而不能充分利用在安装第二太阳能面板15之后的电力产生改进的情况下，可以如图5的箭头26所示以及第一太阳能面板2和第二太阳能面板14的组合22适配的取向来修改取向，特别是角度和空间配置。该取向的改变可以在安装第二太阳能面板14之前或之后实现。该取向的改变可以使组合22在峰值阳光时间的电力产生分布中的较低最大值，然而，由于相对于太阳25的更优取向，可以在其它时间增加电力产生。
图6示出了根据本发明的用于限制组合22的最大功率输出的方法。在这种情况下，在接口17中提供了电子适配设备27，其可以是短路开关和/或衰减器。电子适配设备27可以由其可以连接到的太阳能发电厂1的接口17的控制单元28和/或控制设备12控制。在任何情况下，可以评估来自传感器29的信息，所述传感器例如测量由第一太阳能面板2和第二太阳能面板14、15两者所产生的电流的电流传感器，以决定是否超过限制值。在这种情况下，电子适配设备27被控制以通过衰减，特别是使用特定电阻，或者甚至使整个第二太阳能面板14、15短路来减小功率输出，即在接口17的正端子30和负端子31处提供的电流。如果使用了到控制设备12的连接，则还可以实现取决于所有组合22(以及可选地未改装的第一太阳能面板2)上的电力产生的更复杂的控制方法。
如已经参考图1表明的，在一些太阳能发电厂1中，可以使用太阳跟踪设备5。在根据功率电子设备8的最大功率输入容量限制太阳能面板2、14、15的峰值电力产生的另一方法中，也可以修改用于太阳跟踪单元5的控制程序，如图7的曲线图中示例性地表明的，其中曲线32表明了第一太阳能面板2和第二太阳能面板14、15的组合22在一天内的电力产生。可以看出，在时间间隔33中，如果太阳跟踪设备5总是最佳地跟随太阳25的位置，如虚线曲线35所示，则超过了限制34。然而，如果至少在时间间隔33中，太阳跟踪被修改，例如如曲线36所示，即，选择相对于太阳25的非最佳取向，那么所产生的功率就可以保持在限制34处或以下。限制34指示了电力产生值，如果该电力产生值符合所有组合22，则确保不超过最大功率输入容量或功率电子设备8。
尽管已经参照优选实施例详细描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，本领域技术人员能够从所公开的示例中导出其它变型而不脱离本发明的范围。
Claims (14)
1.一种用于增加已安装的太阳能发电厂(1)的能量输出的方法，所述太阳能发电厂包括吸收第一频带的太阳光的至少一个第一太阳能面板(2)，其中，吸收第二频带的光的半透明第二太阳能面板(14，15)安装在所述至少一个第一太阳能面板(2)中的至少一个的顶部上并且连接到所述太阳能发电厂(1)的功率电子设备(8)，所述功率电子设备(8)包括至少一个太阳能逆变器(9)，其中，所述第一频带和所述第二频带不重叠或仅部分重叠，使得所述第二太阳能面板(14，15)允许所述第一频带的光的至少一部分通过，其特征在于，对于所述至少一个第二太阳能面板(14，15)中的至少一个，安装电子适配设备(27)，当超过所述功率电子设备(8)的功率输入容量时，所述电子适配设备禁用所述第二太阳能面板(14，15)或减小其输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一太阳能面板(2)包括硅太阳能电池(3)和/或所述第二太阳能面板(14，15)包括钙钛矿太阳能电池(16)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括至少一个正端子和至少一个负端子(30、31)的第二太阳能面板(14、15)至少部分地使用与所述第一太阳能面板(2)的电缆(7)分开的电缆(20)连接到所述功率电子设备(8)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在所述第二太阳能面板(14、15)开始操作之前，由至少一个新的逆变器(9)替换或补充所述至少一个预先安装的逆变器(9)，以增加所述功率电子设备(8)的功率输入容量。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述第一太阳能面板(2)仅部分地被所述第二太阳能面板(15)覆盖，和/或两个太阳能面板(2；14，15)的取向被改变以匹配所述功率电子设备(8)的功率输入容量。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述第一太阳能面板(2)具有用于根据太阳(25)的当前位置来取向所述第一太阳能面板(2)的太阳跟踪单元(5)，其中，根据所述功率电子设备(8)的功率输入容量来修改用于所述太阳跟踪单元(5)的控制程序。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述电子适配设备(27)包括衰减器和/或短路开关。
8.一种用于太阳能发电厂(1)的太阳能发电厂改装***(13)，所述太阳能发电厂具有吸收第一频带的光的至少一个第一太阳能面板(2)，所述太阳能发电厂改装***(13)包括待安装在所述至少一个第一太阳能面板(2)中的至少一个的顶部上的至少一个半透明的第二太阳能面板(14，15)和连接装置(19)，所述第二太阳能面板吸收第二频带的光，所述连接装置用于将所述第二太阳能面板(14，15)连接到所述太阳能发电厂(1)的功率电子设备(8)，所述功率电子设备(8)包括至少一个太阳能逆变器(9)，其中，所述第一频带和所述第二频带不重叠或仅部分重叠，使得所述第二太阳能面板(14，15)允许所述第一频带的光的至少一部分通过，其特征在于，所述至少一个第二太阳能面板(15)中的至少一个包括电子适配设备(27)，以在超过所述太阳能发电厂(1)的功率电子设备(8)的功率输入容量时禁用所述第二太阳能面板(14，15)或减小其输出。
9.根据权利要求8所述的太阳能发电厂改装***，其特征在于，所述第二太阳能面板(14、15)包括钙钛矿太阳能电池(16)。
10.根据权利要求8或9所述的太阳能发电厂改装***，其特征在于，所述第二太阳能面板(14，15)包括至少一个正端子和至少一个极端子(30，31)，并且所述连接装置(19)包括用于连接到所述功率电子设备(8)的至少一个电缆(20)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的太阳能发电厂改装***，其特征在于，所述至少一个第二太阳能面板(15)中的至少一个被确定尺寸成仅部分地覆盖所述第一太阳能面板(2)。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的太阳能发电厂改装***，其特征在于，所述电子适配设备(27)包括衰减器和/或短路开关。
13.一种太阳能发电厂(1)，已经使用了根据权利要求8至12中任一项所述的太阳能发电厂改装***(13)和/或根据权利要求1至7中任一项所述的方法进行改装。
14.根据权利要求13所述的太阳能发电厂，其特征在于，所述第一太阳能面板(2)包括硅太阳能电池(3)。
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