計畫名稱: 總計畫:太陽能與風能發電系統之整合研究
國科會編號: NSC 90- 2213-E-194-049
執行期間: 90.8.1-91.7.31
補助機構: 國科會
關鍵詞: 市電併聯、主動電力濾波器、最大功率追蹤、孤島現象、太陽能發電系統、風能發電系統。

「太陽能與風能發電系統之整合研究」是一個維期三年的整合型研究計畫,於計畫中我們欲研製一具有不斷電電源、主動電力濾波、功因校正、市電併聯及獨立供電等功能、有孤島現象檢出與防制的太陽能供電換流器系統,並且兼做示範展示功用,其系統方塊圖如圖一所示。由於系統本身涵蓋的技術層次及工作量相當多,我們將它分成六個子計畫,共同分工合作來完成,此六個子計畫之名稱與工作內容簡述如下:

子計畫一:
「結合主動電力濾波與功因校正之併網型換流器研製」,此子計畫預計完成一3 kW及一5 kW之單相三線式換流器,並且可依不同操作模式而有市電併聯、獨立供電、主動電力濾波或功因校正之功能。

子計畫二:
「太陽能與風能發電之蓄電池充放電系統研製」,此子計畫將完成一3 kW至5 kW的充/放電器以提供備份電源;另外,也配合子計畫五與六做最大功率追蹤控制。

子計畫三:
「強健模糊控制之不斷電系統研製」;此子計畫旨在利用既有的換流器研製Off-line型的不斷電系統控制器,以提高太陽能與風能發電系統之供電可靠度,這也提高了既有系統的附加價值。
子計畫四:
「孤島現象檢出與防制及電力品質評估」,此子計畫將探討如何檢出換流器與市電併聯所產生之孤島現象並研製防制電路;此外,對電力品質做評估以做為未來訂定市電併聯規範之參考;此外,還開發此系統之示範展示軟體,使得此研究兼具累積專業知識與教育宣導的功能。

子計畫五:
「與太陽能發電子系統聯結之風能穩壓器研製」,此子計畫主要研製風能發電機輸出之穩壓器並兼做最大功率追蹤,此穩壓器將結合太陽能最大功率追蹤器做並聯輸出,以提供換流器及電器之電源。
子計畫六:
「與風能發電子系統聯結之太陽能最大功率追蹤器之研製」,此子計畫將研製太陽能光電板之最大功率追蹤器以汲取光電板之任一時間的最大輸出功率,並且結合風能發電子系統做並聯輸出,其中將探討各種可能的電能並聯方式。另外,於計畫中,將研製昇壓轉換器來執行最大功率追蹤。

  在這三年的研究期間,第一年著重在各子系統的建模、分析與製作;第二年則進行整合各子計畫的研究成果成一3 kW的單相三線式太陽能與風能發電系統;第三年則根據前二年的成果,在輸出功率做提昇並整合成一5 kW的系統,使得整體系統更具應用價值及經濟效益,對環境保護、改善供電可靠度與電力品質及教育宣導有所貢獻;此外,可以提昇電力電子自主技術水準與國際競爭力。