CN102273060A - 建筑物集成发电系统、方法及其组件 - Google Patents

Abstract

提供了一种发电系统，该发电系统集成在建筑物结构的外部壳体或立面内。将能量生成装置(其可以是光伏装置)、控制单元以及相关联的电力/信号布线并入和集成在组成所述立面的单独单元式幕墙单元内。该幕墙单元包括许多组件，这些组件被最优化为适应能量转换装置和相关联的布线。可以从建筑物结构的、以前未被利用以进行太阳能收获的表面积更有利地生成电力。

Description

建筑物集成发电系统、方法及其组件

相关申请数据

本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求保护于2008年9月23日提交的临时申请no.61/099437和于2008年11月13日提交的临时申请no.61/114410的优先权日的权益，这两个申请通过引用并入于此。本申请进一步涉及以下申请，其全部通过引用并入于此：

Building Integrated Power Generating System；no.12/564,609(代理人卷号2009-1)；

UL Compliant Building Integrated Photovoltaic Conversion System；no.12/564,627(代理人卷号2009-2)；

Method of Operating Building Integrated Photovoltaic ConversionSystem；no.12/564,664(代理人卷号2009-3)；

Building Integrated Photovoltaic Conversion System ImplementedWith Integrated Control Management Units；no.12/564,671(代理人卷号2009-4)；

Building Integrated Photovoltaic Conversion System ImplementedIn Both Vision and Spandrel Areas；no.12/564,686(代理人卷号2009-5)；

Unitized Curtain Wall Module Adapted for Integrated PhotovoltaicConversion Module；no.12/564,732(代理人卷号2009-6)；

Unitized Building Integrated Photovoltaic Conversion Module；no.12/564,740(代理人卷号2009-7)；

Unitized Building Integrated Photovoltaic Conversion ModuleAdapted With Electrical Isolation and Grounding；no.12/564,748(代理人卷号2009-8)；

Unitized Building Integrated Photovoltaic Conversion ModuleAdapted With Electrical Conduits；no.12/564,761(代理人卷号2009-9)；

Integrated Electrical Conduit for Solar PV System；no.12/564,768(代理人卷号2009-10)；

Electrical Raceway for Building Integrated Solar PV System；no.12/564,774(代理人卷号2009-11)；

Method of Assembling Building Integrated Photovoltaic ConversionSystem；no.12/564,783(代理人卷号2009-12)；

技术领域

本发明涉及集成在建筑物立面或外壳结构内的发电系统，并且更具体地说，涉及建筑物集成光伏或BIPV系统。

背景技术

已经长时间考虑希望将光伏(或PV)装置和系统集成到商用和住宅建筑物中。然而，到目前为止，这种系统通常受限于常规的基于屋顶的系统，其具有有限的光伏能力并且几乎不具有美学吸引力。常规的基于屋顶的系统在光伏能力上受限，除其它原因以外，因为组成这些常规系统的模块串联连接，其将整体系统的生产力有效降低至模块的最小生产力。常规的基于屋顶的系统还取决于支架系统，其没有提供按有吸引力且安全的方式将光伏元件集成到垂直建筑物面中的实用方法。建筑物元件、装备以及其它约束的遮蔽严重限制了可用于PV部署的面积。

无疑的是，希望将PV装置并入更大面积的建筑物结构中，并且按视觉上吸引人的方式来并入。在近来对这种努力的尝试方面，纽约市的建筑物在实际上与主结构物理分离的垂直立面装配件中并入了PV部件，并且被配置为艺术性部件。该工程实际上因系统设计者不能克服将电气部件并入到这类结构中的法规限制而失败。因而，虽然仍将面板附接至建筑物侧面，但已经不利用它们来生成有用的PV电力。

“单元式”幕墙系统是可以作为单元在场外预先装配并装配玻璃(即，安装玻璃或其它表面材料)并且在建筑物上逐部分地渐进安装的系统。单元式幕墙方法的一个优点是：在场外可控制造环境中进行工作。单元式系统适于中至大型工程(即，高层建筑物(四层或以上))、其组件显著重复的工程、和/或在具有更高地震设计要求的地点的工程。用于单元式幕墙的框架单元典型地被配置成一个模块(玻璃件或玻璃单元)宽乘以一个楼层的高度。这些预先装配玻璃的框架典型地放置在每个由约6个单元构成的卧位上，并且通过塔式起重机提起至它们的相应楼层，在该楼层处，它们通常利用小型可移动升降机从上方楼板安装。

单元式幕墙系统还典型地包括压力均衡雨屏，其抵消造成水渗透的力，如表面张力、毛细作用、重力、动能和压力差。单元式幕墙系统因其易集成性、合理成本、计划友好能力以及艺术美学和高性能被广泛使用，并且获得遍布全国的商业普及性。

光伏模块面板已集成到用于建筑物集成光伏装置的幕墙玻璃中，如在通过引用并入于此的美国公布No.2008/0163918中看到的。虽然所述设计仅针对非晶型太阳能电池最优化，并且因其没有被配置用于有效模块间连接而无助于构造的容易性。这种设计没有补偿遮蔽，一个严重削弱常规串联太阳能板的性能的问题，特别是在如建筑物外壳的组装应用中。如公知的，在常规PV方法中，遮蔽劣化了被遮模块或单元的性能和电力输出(或产能)。当遮蔽落在一个或多个常规串联太阳能板上时，串联的模块在总体性能上劣化至该串中的最低产能。最终，现有技术无法解决总体保险商实验所认证或UL核准的缺乏。框架系统的UL认证是使得PV工程能够在可应用建筑物和安全法规之下被核准的基本要素，并因此是使得能够普遍采用的关键要素。许多商业可用模块经UL核准为UL 1703，但至今没有商业可用的建筑物集成光伏装置相关(UL种类QHZQ)的框架系统。

通过引用并入于此的WO 2006/123335经受类似缺陷，并更详细地描绘了模块间连接(具体来说，每个单独的太阳能模块和左右相邻的模块之间的连接)。然而，该系统串联连接，而没有单独的模块管理。另外，阵列构造方法缺少适于路由布线的模块间管道或通道。而且，这些模块仅按横向(左右)方式彼此连接；没有针对垂直连接的教导。由于该原因，任何垂直连接必须通过附加结构(如没有集成到幕墙框架构件中的轨道、管子或带)来提供。通过引用并入于此的美国专利No.6,646,196示出了类似安装，并且经受类似缺陷。这些附加运行增加了安装成本和复杂性，减小了操作效率，提升了维护成本和复杂性，并且潜在地增加了故障敏感性。

发明内容

因此，本发明的目的是减小和/或克服现有技术的前述局限。

本发明第一方面涉及建筑物集成发电系统；

本发明另一方面涉及符合UL/法规的建筑物集成发电系统；

另一方面涉及将控制管理单元集成到这种发电系统中；

又一方面涉及在建筑物立面的视觉区和拱肩区中实现的建筑物集成发电系统；

其它方面包括适于光伏能量转换模块的单元式幕墙单元；

其它方面还包含这种单元式幕墙单元和相关联的建筑物集成发电系统的电气隔离、电气管道以及接地特征；

本发明另一方面包含与单元式幕墙单元一起使用的集成电线槽/电缆槽；

其它方面涉及装配/制造这种单元式幕墙单元和建筑物集成光伏转换系统的方法；

其它方面包括操作集成在建筑物外壳内的转换模块、控制模块以及整个发电阵列的方法；

最后，根据下面的详细公开，本领域技术人员将清楚本发明的其它方面。

根据具体说明应当理解，本发明可以按许多不同实施例来实现。此外，专业技术人员容易明白，这种不同实施例将可能仅包括本发明的前述方面或目的中的一个或多个。因而，在任何特定实施例中缺少一个或多个这种特征不应被视为对本发明范围的限制。虽然在建筑物立面内的发电阵列的上下文中进行描述，但对于本领域技术人员显而易见，本教导可以在任何数量的应用中使用。

附图说明

图1是在建筑物结构的外壳或立面内实现的光伏发电系统的优选实施例的示例；

图2示出了建筑物结构沿图1所示的由圈和标号2指定的方向的剖面，以示例优选太阳能发电系统的组件的进一步细节和空间关系；

图3示出了建筑物结构沿图1所示的由圈和标号3指定的方向的剖面，以示例优选太阳能发电系统的组件的进一步细节和空间关系；

图4示出了建筑物结构沿图1所示的由圈和标号4指定的方向的剖面，以示例优选太阳能发电系统的组件的进一步细节和空间关系；

图5示出了建筑物结构沿图1所示的由圈和标号5指定的方向的剖面，以示例优选太阳能发电系统的组件的进一步细节和空间关系；

图6是在该优选太阳能发电系统中采用的主要电气组件的框图；

图7是描绘被用于装配该太阳能发电系统的实施例的优选过程的流程图；

图8A和8B示出了幕墙单元沿图1所示的由圈和标号8指定的方向的另一立体图，以示例优选太阳能发电系统的组件的进一步细节和空间关系。

具体实施方式

本发明优选地并入用于将太阳能转换成电能的单晶和/或多晶硅电池，如由Suntech Power Holdings Co.Ltd.(Suntech)直接提供到标准化幕墙产品中的电池、如由Architectural Glass and Aluminum Co，Inc(AGA)of Alameda California提供的电池。AGA幕墙产品是公知的耐用外立面。最终结果是差不多按和常规幕墙相同的方式，在功能上和美学上包围建筑物的太阳能发电系统。

通过将太阳能直接并入建筑物的构造过程中，极大地减小了实现这种绿色能力的成本。由于通过减小对于利用日光技术的照明的需要并且通过控制太阳热增益和包络U值以减小对于加热、通风以及空调系统(HVAC)所需的能量而得到的净能量节省，操作这种建筑物的成本也大大地下降。

然而，本发明还具有改装/再覆面现有建筑物以包括太阳能能力的可应用性，特别是当这种结构包括包围它们的屋顶的机械屏蔽物时。本发明可以用于这种情况，以美化并增加这种否则缺乏美感和无功能性的架构特征的功能性。

单元式幕墙

在深入研究本发明的详细说明之前，有用的是，描述和理解单元式幕墙的特征。单元式幕墙是遍布世界使用的建筑物立面的极流行形式。

单元式幕墙的主要限定特征是：它们基本上(并且通常全部)在场外预先装配在多个单元中，并且在运输至工程地点之后，悬挂或固定到建筑物的结构板边缘上。单元式幕墙典型地不充当建筑物的结构性支承部件。最终将这些预先装配的单元安装成集成整体，得到“单元式”幕墙系统。

场外预先装配的单元远优选于现场，因为可以以更加低的成本并且以更高速度和吞吐量更加有效地完成操作(通过专业技术人员在专用设施处)。场外装配件还导致具有更好密封、更强粘合、更少差错的更高质量工作，并且进一步使得能够在运输和安装之前实现装配工作台测试。

与此相反，常规构件式幕墙系统根据特定架构要求对于在工作地点现场装配玻璃来说需要铝或金属框架。这种解决方案的人工昂贵，并且难于从一个单元到下一个单元地控制这种安装的质量。此外，因为构件式幕墙框架不是在可控工厂环境下制造的，所以在它们可以经UL认证之前，必须对它们逐个地现场检查以核准。这种逐个现场检查与本发明相比不太优选，因为逐个方法消耗了更长时间并且冒着即使在运输和现场装配之后，检查也不能获得认证的风险。现有建筑物集成PV幕墙(如上面提到的纽约市的那些)就是经受的这些失败。

不同于构件式方法，幕墙单元式面板根据建筑师试图实现的希望美学/外观典型地预先加工为由不同覆面材料(石材、上漆铝材、玻璃、不透明玻璃等)制成的宽4’-8’×高10’-15’的标准化单元。普通形状因子是五英尺宽乘十三点五英尺高。商店将不同材料预先装配成单元，以允许下述各项等：

·完成产品的更好的质量控制(单元本身和总体幕墙系统两者)，并且

·容易(并由此快速)的现场安装，因为每个单元式面板与上面一个单元式面板、下面一个单元式面板以及与其任一侧的单元式面板“紧密配合”，由此增加支承，并且一旦完成就实现总体幕墙的连续性和整体性。

·减少施工现场的持续时间，由此导致改进且更加有效的建造进度计划，

·最小化包装，因为与构件式相比，单元式预先装配单元可以以很少的包装和浪费运输至现场，由此促进使施工现场包装的减少和再循环的环境目标。

单元式幕墙单元典型地由以下主要部件/组件制成：

·框架构件：这些框架构件俘获并支承所希望的不同覆面或玻璃件材料，并且将它们装框成可管理并且可方便地调整大小以用于最终安装的单元。框架典型为具有垂直框架部件和水平框架部件的矩形(尽管可以使用其它形状)。框架构件可以由本领域已知的任何材料，包括铝、钢、玻璃纤维或其它合成材料构成。每个单元的垂直框架部件(有时称作“竖框”)与相邻单元“紧密配合”，由此向相邻单元提供支承，并且一旦全部安装就实现幕墙系统的连续性。该单元顶部和底部处的主要水平框架部件(有时称作“组合接缝”)也与上下单元紧密配合，类似地向相邻单元和整个幕墙提供支承，并且一旦全部安装就实现幕墙系统的连续性。优选的是，每个单元式幕墙单元还包括一个或多个中间水平构件。这些中间水平构件典型地用于保持或安装玻璃件或覆面的工件并提供对其的支承。例如，之下的玻璃件可能透明或者是视觉玻璃，而之上的可能是PV材料。在单元式幕墙中，这些框架构件在工厂中预先装配。预先装配的框架由此形成单元的骨架，其在如下所述完成预先装配之后，将被运输至建筑物所在地以供安装。

·支承结构/托架：用于固定/连接每个幕墙单元至建筑物楼板的边缘。除了提供用于墙壁的结构性支承以外，这些托架提供接纳建筑物构造的变量(典型地，+/-2英寸至4英寸)并且精确地对准每个单元和其它单元(典型地，在+/-1/8英寸至1/4英寸内)以获得所需连续性和所希望的美学对准的能力。典型地，该支承结构/托架由两个紧密配合的组件组成。其中一个在工厂被预先装配到单元式框架中。而该支承结构/托架的另一紧密配合组件在现场被典型地固定至建筑物的楼板。按这种方式，可以利用紧密配合组件的便利附接而实现现场安装。

·密封剂/密封垫：物理地连接并隔离覆面或玻璃件材料与框架构件。密封剂/密封垫将覆面材料有效地贴附至框架构件，提供防水密封。该密封剂/密封垫材料典型地为半柔性，以适应框架相对于覆面材料的轻微移动。这种移动的隔离对于PV、玻璃或石材来说特别重要，因为它们可能由于其易碎性质而破裂；但对于其它薄的不透明材料来说也很重要，因为它们趋向于皱折，从而产生不希望的美感。在建筑物集成PV应用中，优选的是，并入特别出于这种目的而设计的UL核准材料，以保证系统UL兼容性。在建筑物集成PV应用中，密封剂和密封垫还用于在许多应用中电绝缘PV与框架。该密封剂和密封垫作为预先装配件的一部分被预先装配至框架和玻璃件。

·玻璃件或覆面：该材料形成最终单元式幕墙的美学和结构性外部。可以根据希望美学/外观利用不同覆面材料(石材、上漆铝材、玻璃、不透明玻璃等)。玻璃件或覆面在预先装配期间附接至单元式幕墙框架构件。

·视觉材料：位于居住者向外眺望或准许日光进入建筑物内部的区域的幕墙单元的透明装配玻璃区。该区域典型为楼板之上至天花板之下的幕墙单元/面板的整个宽度×18”-40”。视觉材料也在工厂预先装配到幕墙单元中。

·拱肩区：在具有一层以上的建筑物中，术语拱肩还被用于指示一个楼层中的窗户的顶部与上面楼层中的窗户的窗台之间的空间。当在这个空间中存在造型板或其它装饰部件时，或者当这些窗之间的空间填充有不透明或半透明玻璃(在这种情况下，被称作拱肩玻璃)时，典型地采用该术语。此外，可以使用许多不透明或半透明材料，包括能量转换装置的许多形状因子中的任一种。用于拱肩区的玻璃件或覆面在预先装配期间被附接至单元式幕墙框架构件。

本领域技术人员应当明白，这是简化描述，而不旨在穷尽列举。这些组件可以与所述组件不同。此外，不是每个幕墙单元都需要这种组件。在不脱离本教导和技术的精神的情况下，一些单元事实上可以使用其它组件。

与幕墙单元相关联的人工和装配过程还被划分成分离的阶段，其允许与各种活动和更好的进度计划预测性相关联的更优化的成本核算。

加工人工：典型地包括在制造或切割/整形幕墙单元的每个构成框架和支承件部分，然后将所有部分预先装配成被设计成在特定工程中安装的预先装配单元中所涉及的所有人工。因为幕墙单元典型地在专门设施中装配，所以可以更好地控制和最优化一致性和质量。

安装人工：典型地包括在将支承托架/结构附接至建筑物，在建筑物上布置、吊起以及悬挂幕墙单元，紧密配合和对准所有单元并接纳公差，完成必需的电连接，添加最终密封、绝缘，以及需要与通过其他方提供的装饰材料(如同天花板或石膏板)相互配合的任何内部装修所涉及的人工。因为单元式幕墙单元的现场装配方法实际相同，并且因为所有单元具有用于紧密配合和附接的共同方法，所以装配人员的综合技能同样可以标准化并且更容易控制。

单元式PV幕墙

本发明旨在使得单元式幕墙系统能够提供能量生成能力，更具体地说，提供与屋顶PV设施类似的光伏功能。也就是说，主要用于一旦装配了整套部件就从太阳能生成电力，并且还执行和现有幕墙系统相同的美学覆面功能的系统。当然，这里的差异在于，发电必须尽可能符合PV幕墙单元的要求，包括与涉及热/导电/绝缘特性、空气/水渗透、风载抗力和地震考虑的各种规定有关的抗力和兼容性。

为实现这个目的，光伏(PV)幕墙单元包括以下各项(除了之前提到的标准组件中的一些或全部以外)：

光伏面板：对于壁式系统应用来说，这些优选为玻璃式PV面板，因而，可以被看作对幕墙单元中的不透明玻璃件拱肩和/或视觉材料的直接材料替换，尽管如在本实施例中所示，在适应/设计的这些材料之间存在某些差异。当然可以使用其它类型的面板/能量转换装置，并且在这个方面，本发明实际上是面板装置不可知的。改变电池密度、光伏材料、不透明性以及美学外观可以按需调节以满足希望的外观、美学和要求。

逆变器/模块管理单元/控制件：这些典型地将PV面板生成的电力转换并最优化成电网兼容电力。优选的是，逆变器/模块管理单元/控制件被本地且单独地设置在每个幕墙单元处，以允许PV幕墙系统更有效地从太阳能生成电力。如上所述，与在典型的屋顶设施上相比，垂直建筑物表面的一部分与另一部分的受照量常常存在较大可变性。其结果是，对于BIPV应用来说，优选的是，本地控制件解决每个单独幕墙单元/面板的自身或现场遮蔽，并且消除或减小否则将来自遮蔽的典型影响，其中，一个被遮蔽单元/模块劣化了受影响的串联中的整个模块串的性能。遮蔽可以由树木、其它建筑物、灰尘累积、甚至鸟类、飞机和窗口清洁工的投影引起。这些情况在垂直幕墙环境中频繁出现，因此，重要的是，集成PV幕墙系统包括必要控制件和方法，以减轻和/或避免该有害影响。另外，这些逆变器/控制部件应当可容易接近以供维护，但优选的是，出于安全和美学两个目的，这些逆变器/控制部件相对于该空间的居住者的视野隐藏，并相对于建筑物外部的观看者隐藏。最后，优选的是，上述组件应当为经UL评定的或等同物，并且经户外评定以适应建筑物构造条件。

布线：布线优选地适应为自始至终将电力从PV面板输送至电网(并且优选地，在可能的情况下输送控制信号)，而不需要增加附加的建筑学复杂性。理想的是，布线将在安装情况下实际上不可见。在优选实施例中，从每个PV面板通过幕墙单元设置装置，以通过整个幕墙阵列按安全且可控方式来输送所生成的电力，并且最终到达建筑物内部。与本地逆变器/控制件的需要类似的是，优选地，幕墙系统中的布线应当按美学上舒适的方式(其在幕墙系统中典型地意指从视野隐藏)有效地完成(即，优选地，用于长阵列铺设的少量布线帮助限制要求代码(code required)的电缆槽(或要求其它的布线通道)的大小)，同时保护其不受破坏和可接近以用于维护。应当清楚，在涉及其它能量转换装置的其它发电应用中，可以采用其它类型的导管/管道等，以在模块与建筑物结构内的循环系统的其它部分之间运输其它能量相关材料(包括加热/冷却流体等)。

因此，不同于PV技术在垂直墙壁上的先前应用，本发明的每个PV幕墙单元都可以作为完整单元出售、递送以及安装。每个PV幕墙单元优选地在场外预先装配，并且作为预加工模块被运输至建筑物，从而允许这种新应用不仅能够简单、快速地悬挂在建筑物上，而且由于面板、布线、逆变器以及控制件也被预加工成附接至单元框架或通过单元框架形成的一系列相连的代码额定(code rated)的电缆槽，每个单元可以按照需要简单、快速且有效连接、耦接或插接到其相邻单元中。

在发电系统中，利用本领域公知的方法，将每个单元优选地连结至公共接地机构。

如上所述，本发明的一个主要目的是，提供来自单元式幕墙系统的光伏电力。根据本发明的教导装配的单元优选地以上述方式，按累积由每个单元生成的电力的方式连接或连结。利用本领域已知的方法将这样累积的电力连接至恰当关联的建筑物的主要电气系统和电网。可能的是，系统中的电力可以被利用以运行建筑物外壳内的现有机械系统，如遮蔽装置、窗上用品、或窗帘。因此，这种实现允许以同样的容易性和最小附加人工成本，将太阳能系统作为建筑物立面的一部分安装。

优选实施例的具体细节

在常规屋顶系统中，PV面板、布线、控制件、支架/支承部等都在现场装配，并接着插接到逆变器/存储机构中。对于在此描述的优选单元式PV幕墙来说，PV幕墙单元优选地每个都是“即插即用”的，每个单元紧密配合到其相邻单元中，并且与其电耦接，以形成太阳能阵列。太阳能阵列再电连接到建筑物电气系统的平衡处。因此，在这个方面，本发明更好地实现了常规屋顶系统的功能，只是在建筑物垂直侧面上这么做。因为典型高层建筑物具有比外屋顶空间大7倍-12倍的墙壁，所以本发明允许大得多地收获太阳能。

在优选实施例中，如在图1的局部正视图中看到的，本发明优选地在建筑物结构100的至少大致垂直部分处的覆面中使用。在覆面内包括PV与非PV幕墙单元并使其互连的程度可以针对特定地点要求和系统目标按照需要定制。请注意，该图所示的部件不旨在指示特定尺寸或比率，因为希望本发明在不同类型的应用中采取许多不同形式、尺寸、以及形状因子。此外，尽管在此的讨论主要在商用结构的上下文中呈现，但希望实际上可以在任何其它类型的结构或各种结构上使用实施例，所述结构包括：住宅结构、停车场结构、其它非居住结构、医院、机场候机楼、火车站终点、港口码头、政府建筑物以及甚至在诸如高架铁路、桥梁的运输系统内、以及提供合适的太阳光照的其它结构。此外，虽然被示出为建筑物外部的一部分，覆面也可以延伸至结构的其它内部区域，如可以在中厅、庭院等中发现。

覆盖建筑物立面的优选单元式幕墙结构包括许多分离幕墙部件105，其优选地由铝构成，尽管应当明白，可以使用其它合适材料，如钢、玻璃纤维或其它合成材料构成。在这种情况下，幕墙结构被示出为视觉区与拱肩区的组合，但应当清楚，这些可以是分离组件，或者按可变组合来利用。幕墙单元105可以按照希望被配置成按拱肩区和视觉区的连续带跨多个楼层延伸。虽然部件105被示出为分离组件，但应当清楚，在某些情况下，采用多个幕墙部件形式的较大“单元”可以在场外装配。

幕墙部件105进一步适于优选地包括光伏(PV)模块120和/或其它能量转换装置。这种装置可以包括用于转换其它形式的电磁能、势能、动能、热能和/或包括光化学能的化学能的能力。例如，可以集成热离子、压电以及/或机械装置以用于利用热能/风能/雨能。本领域技术人员应当清楚其它例子，并且预计其它转换装置将适于与本发明一起使用。因为它们的物理结构，所以幕墙部件105可以利用在此阐述的原理容易地适于(在机械上/物理上)包含/集成不同类型的这种转换装置(其趋于比这种部件更小)。应当明白，可以按适于特定安装的任何便利方式将这些转换装置空间地布置成幕墙部件的一部分。此外，如图1所示，可能的是，同样基于系统需求和目的，一些部件105可以包括转换装置，而其它部件可以不包含。

另外，在一些情况下，在幕墙部件内，可代替地或另外地嵌入公知的太阳能集热器/板，以加热可传导流体、空气或用于传输热能的某其它介质。诸如反射镜、透镜和其它聚光器的其它公知太阳热能辅助部件(未示出)当然可以被用于增加集热，而且可以将常规热存储装置(未示出)并入以存储热能。

在本优选实施例中使用的PV模块可以是各种实际上任何商业可获得PV模块中的任一种，优选地包括由Suntech Power提供的晶体太阳能电池/模块。PV模块可以包括任何数量的便利且常规互连的单独太阳能电池装置，如在前述现有技术参考文献中描述的。如本领域中已知，PV模块利用的光伏技术可以基于任何合适的光伏转换技术，例如包括：薄膜、带色染料(dye tinted)、基于富勒烯、多晶或单晶的技术。太阳能电池/模块(或其它能量转换装置)的细节对于本发明来说不是重要的；然而，不管它们的具体光伏转换技术，PV模块必需适于将它们物理地集成在单元式幕墙单元内。因此，可以适应各种各样的现有和设想技术，因此，这使得本发明PV模块“不可知”，其进一步增强了本发明的商用潜力。

常规视觉材料，或者在这种情况下，玻璃面板115也在图1中示出。如上所述，这些玻璃面板可以被配置成沿单元的垂直轴具有一个或多个面板。在这种构造中，玻璃面板被中间水平框架构件分隔开。此外，虽然在图1中示出了PV模块120处于建筑物结构100的视觉区中，但其可以替换地集成到拱肩区中，或者作为基于拱肩的模块110的一部分，或者基于系统需求和设计美学处于任何数量的这种区域的组合中。

PV幕墙部件105、105’、105”等的连结太阳能阵列或装配件由此被示出为紧密配合在一起，包覆或包围结构，优选地跨多个楼板水平和垂直延伸。部件105的尺寸优选地与常规建筑物部件兼容，以进一步增加它们的集成潜力。这种布置还用于增加总体太阳能潜在覆盖率达结构的墙壁面积的几乎100％。与此相反，典型的屋顶系统仅允许总体表面积的有限百分比。

图2示出了建筑物结构100沿图1所示的垂直轴/方向的由圈和标号2指定的剖面。在图中，对幕墙单元(如在其它方面相同的105、105’、105”)的结构进一步详细阐述，包括BIPV模块110与其它组件的关系。一般来说，BIPV幕墙单元105”上的幕墙框架构件的典型组件和常规幕墙框架构件很大程度地在概念上相同。然而，如下所述，存在允许使用PV面板来代替其它常规填充材料的特定和显著差异。

具体来说，如图2所示，PV模块110(位于如图1描绘的拱肩区中)优选地安装在特别深的玻璃件袋状部125中，其为强调而整体用斜划线示出。该特别深的玻璃件袋状部125优选为该拱肩区中最顶部水平框架构件150的一部分。该框架构件150与常规设计的区别还在于，其优选地允许玻璃件袋状部125中有额外空间用于PV模块110和出自PV模块的PV导线140的边缘安装接线盒。

该优选实施例的框架构件的独特之处在于：它们形成用于模块间连接的垂直和水平管道/通道，优选地包括电力线、控制信号线、以及报告线。在如早先提到的一些应用中，可能希望利用恰当通道向模块传输其它流体、气体等，并且在其之间传输。此外，在一些应用中，可以利用有线或无线技术传输向PV模块110流动和从其流出的期望控制和报告信息，由此消除对于单独的控制信号和报告线的需要。

幕墙单元105利用常规技术建造，以使它们足够防水、抗压以及耐受可能伴随特定场所的它物理影响。本领域技术人员应当清楚，特定物理实现可以根据本地建筑物条例、地理参数和基于天气的参数而在场地间改变。

框架构件150优选地进一步包括允许将PV导线140(或用于传输流体/气体的其它柔性管道/管路)路由至优选地位于电力/控制电缆槽130中的管理模块或控制电路135的开口。同样，根据传输其它类型材料的程度，可以相应地改变该开口。

在利用本领域已知的任何技术将幕墙单元安装在建筑物上之后，将电力/控制电缆槽130优选地附接至太阳能阵列。尽管如此，在某些情况下，同样可以预先装配电力/控制电缆槽130。管理模块135优选地为被设计用于PV模块(如TIGO Energy以名称Energy^TM ModuleMaximizer-EP(MM-EP)销售的PV模块，和/或如在通过引用并入于此的美国专利公布No.20080097655和20090120485中所描述的模块)的单独控制和群控制的单元。存在相适应的许多其它电力拓扑，包括但不限于Enphase、Solar Edge、Solar Magic或Enecsys。该管理模块可以被用于包括以并排、逐楼板、或单独的方式(例如可能需要适应窗户清洁或维护)，选择性地监测、故障检测、激活或停用建筑物的太阳能阵列系统的各个部分。

该管理模块是控制电路的一部分，其优选地最优化其所连接的每个模块的电力输出，并且递送模块级数据以供操作管理和性能监测和/或控制。TIGO单元具体使用动态模块均衡，其管理能量收获，并且发送用于报告和控制的信息。这些模块可以根据系统需要按各种已知方法连接。

建筑物结构内的这种模块特定控制/传送/通信的益处在于，它们允许更大效率的电力收集，并且更有效地消除现有技术中因其它外部部件(树木、其它建筑物、灰尘等)遮蔽和PV模块中的固有失配而造成的损失。这些问题至今极大地限制了采用水平、垂直或倾斜构造的太阳能阵列的效率，特别是在密集构建的区域中。此外，因为这种管理模块135经UL评定为UL 1741，所以它们可以在本发明的优选实施例中使用，其中，用于建筑物的整个太阳能阵列因其由每一个经预先认证的部件组成，所以被构造为有效地符合UL(以及其它安全组织，如加拿大标准协会(CSA)、InterTec North America(ETL)、Tuv Rheinlan(TUV))要求。

该优选TIGO管理模块的其它优点是：操作期间太阳能阵列的改进安全性。具体来说，在紧急情况下，例如，在该优选实施例中，可以切断高压布线，由此防止电压累积并限制单个模块110的开路电压(Voc)的电压暴露，通常不大于大约60V的非致命电平。更有利的是，这种功能可以以最大化的灵活性利用安全按钮或者经由远程管理控制台或诸如因特网的网络(未示出)激活。这种功能还可以关联到建筑物现有安全系统，这样在紧急情况下其可以自动地激活。从而，该系统可以由员工(包括消防员或其它应急人员)安装、维护或处理，而不暴露于在峰值运转期间的电压电平，其在常规阵列的某些拓扑中典型地超出400伏特。

最后，因为每个PV模块110可以通过管理模块而单独控制，所以可以连结和互连跨建筑物的一个以上的面的PV模块的更长铺设。虽然本描述将TIGO单元呈现为一个例子，但应当明白，本发明不限于任何特定控制模块。

虽然管理模块135被示出为在电力/控制电缆槽130中，但预计未来各代集成模块在尺寸上将继续收缩，并由此可以放置在各种位置中。例如，应当清楚，它们可以位于幕墙部件105”的其它区域中，包括直接处于PV模块110上，或者直接处于框架构件、布线通道内，或者潜在地嵌入PV模块110中。然而，应注意，在多数情况下，存在将管理模块定位在电力/控制电缆槽内的益处，因为按这种方式，信号线可以更好地隔离并且容易在相邻管理模块对之间路由。

用于PV模块导线140的开口优选地包括护环145，其处于水平框架构件150的内侧垂直表面上，这允许PV模块导线(或其它管道、导管等)140按安全且固定的方式，并且按防老化、防侵蚀以及防止可能因地震、风等造成的移动的破坏的方式，离开框架构件150并进入电力/控制电缆槽130。专业技术人员应当清楚，在框架构件150内示出的、在图2的实施例中没有被使用的附加空间在一些应用中可以被用于路由电气布线或可替换形状因子的管理模块135。同样，在本发明的其它实施例(利用其它形状的转换装置或太阳能集热器)中，可以在框架构件的这个部分中路由附加导管、管道等，以用于向建筑物结构的其它区域传输可传导流体、气体、空气等形式的热能。

同样，本发明的一个优选方面是确保符合UL和/或CSA/TUV/ETL。该优选实施例的幕墙单元105和电力/控制电缆槽130进一步通过包括以下能力而达到这种目标：处理规范评定的电缆的能力，以及具有允许恰当分离不同类型信号电缆(如高压电力线和低压电力线)并且被设计成满足可应用规范的安装件(即，恰当的孔尺寸化、护环以及其它系绳/连接机构)和电缆铺设/遮蔽的能力。

注意，如图1所示，该优选实施例中的楼板水平稍微低于水平框架构件150的底部，但在任何特定安装中可以按期望改变。电力/控制电缆槽130还被优选地设计为符合UL，减小现场工作的持续时间、构造成本、认证费用以及佣金开支。为此，该电缆槽可以由本领域公知的材料组成。

其余幕墙单元105”被示出为具有常规视觉材料部件115和各种密封垫(例如，楔形密封垫165和床形密封垫170)，以帮助固定和隔离PV模块110与幕墙单元105”。应注意，还可以示出相同类型的密封垫，但在深玻璃件袋状区125中没有具体注释。密封垫优选地由为此目的经UL评定的材料组成，并且可以视安装而变。

图3示出了沿图1示出的由具有带数字3的圆圈注释/标注的水平轴/方向的幕墙的平面图。示出了在两个相邻幕墙单元105”与105”之间的透视图。

具体来说，可以看出，PV模块110优选地通过如此前在图2中提到的一组密封垫165、170来绝缘和隔离。如本领域已知，使用这种密封垫来适应正常材料膨胀/收缩，并且允许面板的伸缩性和移动，如对于风、地震以及其它扰动所需的伸缩性和移动。虽然密封垫在该优选实施例中被示例为隔离机构(包括用于电气隔离)，但应注意到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它材料，包括结构性硅酮或VHB带(如3M(Minnesota Mining and Manufacturing)销售的)。

图3的主要特征是垂直框架构件155，在这个平面图中示出了其顶部。该框架构件(如早先提到的水平框架构件150)优选地从在紧密配合或耦接的单独幕墙单元105中创建的空间形成，并且优选地不需要附加的单独结构或材料。至于其配对物，这个构件具有可以被用于适应特定能量转换装置所需要的其它类型管道的附加空间。

还包括附加结构(即，集成垂直布线管理接线柱160)作为幕墙单元105”的一部分。该接线柱实际上作为接受、管理以及集成来自PV模块110的电力和信号电缆的垂直管道，还允许按垂直取向使其互连。因而，如在图1中看到的，视觉区中的PV模块120可以直接耦接至拱肩区中的PV模块110，或甚至耦接至视觉区120之下的拱肩区中的其它模块等。使用垂直和水平两种布线接受框架构件允许按棋盘方式、按垂直和水平两个方向来连接PV模块，以形成跨建筑物结构的面，甚至跨建筑物结构的分离的各面的较大阵列。

应注意到，在优选实施例中，将接线柱160的形状和形式示例为图3中的实心矩形盒结构，但可以使用任何数量的变型以适应电力/信号电缆。在期望时还可以并入附加管道(包括在相对的幕墙部件105’上)用于任何应用。虽然按闭合构造示出了管道(其允许电缆容易地穿线/路由)，但应当清楚，可以使用其它结构。例如，还可以预先加工布线或者将其构建到幕墙单元105中(例如，沿垂直框架构件的边缘)。这种布线优选地与用于PV模块导线140的电耦合器连接。在框架构件的另一端部处，可以使用对应电耦合器以连接至来自第二PV模块的导线，或者可替换地，连接至延伸到管理模块135的导线。任何数量的类似变型都是可以的，并且本发明在这个方面不受限制。

至于幕墙单元105”的其它部件，优选地按符合UL的方式来构造垂直布线管理接线柱160，以允许安装这些单元，而不需要另外的规范核准或伴随延期。

图4也是沿图1所示的由包含数字4的圆圈标注的水平方向的平面图。该图是剖面图并且示例了在本发明优选实施例中使用的电力/控制电缆槽130的更多细节。

该电力/控制电缆槽130是本发明的另一独特特征。尽管在功能上类似于现有技术，但该电力/控制电缆槽130的独特之处在于其可以用于多个目的：作为用于承载管理模块-管理模块电缆165(或其它导管/管道)的管道、用于包含管理模块135的管道，以及用作内部建筑装饰件的管道。虽然图4中未示出，但该电力/控制电缆槽还优选地包括带护环的孔、和用于图2所示处于下侧(底部)的连接器的通路，以接纳来自PV模块的导线140。此外，该连接器的位置不是关键的，而是希望按任何数量的不同方式实现电缆连接/耦接。

返回至图4，电力/控制电缆槽130优选地按预定长度分离地形成，并接着在将幕墙单元105安装在结构上之后在该单元的后侧一部分上作为装配件集成。这使得每个幕墙单元105当与作为建筑物立面的一部分的电力/控制电缆槽130集成而不需要附加支承部件时，能够有效地充当构造太阳能阵列的单元式建筑块。在一些实施例中，电力/控制电缆槽130可以沿垂直方向按类似方式实现。

电力/控制电缆槽130(如同其它幕墙部件)在该优选实施例中要经保险商实验所(UL)评定，或与类似机构兼容，并且由铝或一些其它成本低廉的材料制成。

管理模块135位于电力/控制电缆槽130中并且管理/控制单独PV模块或与其通信。这些管理模块优选地最优化每PV模块的电力输出并且交换操作管理和性能检测数据，以允许远程操纵/管理该阵列。

PV模块导线140在PV模块与管理模块之间耦接，以发送所生成电力，并且向和从这些模块传送其它状态信息。应当明白，希望特定耦接、布线等在不同类型的PV模块或能量转换装置之间改变。

管理模块至管理模块电缆165向管理单元680(参见图6)运送累积的电力。该管理单元优选为TIGO Energy TM MaximizerManagement Unit(MMU)，其通过处理来自PV模块的单独和聚集的信息来管理整个装配件。在一优选实施例中，该管理单元能够管理用于建筑物和/或阵列的管理模块635的全部组。管理单元在管理模块635与逆变器690之间通信，该逆变器是任何太阳能发电系统的修改的典型组件。逆变器690如本领域已知地将DC逆变成AC。管理单元680优选地实时控制管理模块并且向远程服务器695发送数据，以便允许在现场或场外监测光、温度、电力产生以及其它参数，并且在需要时提供所得信息。同样，该监测系统架构是所选择的特定能量生成机构的一个功能，并且希望上述架构的变型可以与不同能量转换系统一起使用。

返回至图4，其还示出了搭接片175，其被用于相互连接单独幕墙部件，并且最终连接至诸如钢框的地电位，或者建筑物电气系统中的其它常规公共接地部件(未示出)。在该优选实施方式中，接地通过本领域已知的任何装置来实现。

应注意到，垂直框架构件155的一部分同样可以在图4中看到。图5中更详细地示出了PV模块导线140到这种框架构件中的路由。图5示出了图1中建筑物沿由标注有数字5的圆圈指示的截面。如图5所示，PV模块导线140优选地从PV模块180顶部延伸；它们路由通过护环145，并接着进入到水平框架构件150中；并接着将它们路由至垂直框架构件155，并由此可以(向上或向下)传输通过垂直布线管理接线柱160。

图8A和8B示出了由一对相邻幕墙部件105形成的竖框的另一立体图。如早先提到的，形成在该竖框内的附加空间190在需要时可用于其它阵列部件。所有其它标注部件和早先图中讨论的相同编号的项目相同。

图6示出了示出太阳能发电系统的主要优选组件的电气图。在该图中，除非另外进行了注明，相同编号的部件旨在对应于先前图中它们的相似物。

如在图6中看到的，PV模块610/620的阵列优选地通过管理模块635相互耦接。PV模块与管理模块之间的连接优选地通过PV导线640来完成，该PV导线640如早先提到地分别通过框架构件650和655垂直和水平地路由。管理模块635本身优选地通过电缆665连接，并且如上所述地最终连接至管理单元680。用于这些连接的布线优选地利用与幕墙单元605集成的电力/控制电缆槽630来完成。

在该优选实施例中，管理单元680再优选地耦接至DC断开部685。如上所述，DC断开部可以优选地人工或以电子方式激活，以隔离到单独PV模块的输出端的电力。该DC断开部的输出端优选地耦接至逆变器690，其按公知方式将生成的DC电压转换成AC电压。应注意，管理单元680被示出处于幕墙单元105的外部，但在不脱离本发明的范围的情况下，其可以被包括在该单元内。

该优选实施方式包括监测系统692，其可以被用于通过询问它们相应的管理模块635来评估单独PV模块610的性能。该监测系统包括用于协调与管理单元和管理模块的数据交换、计算等的常规计算装备和软件，如本领域中已知的。优选的是，该计算系统是作为可用于远程访问的因特网可访问的服务器。

所述阵列的输出端优选地连接至建筑物电气系统(典型地在主要分布区域中)，其中，可以将其用于补偿电力消耗或者用于馈电到公用电网中。在某些情况下，所述阵列可以提供用于对电气装置、运输车辆等进行充电的其它DC和AC插座。对于任何特定应用，在需要时可以特制包括电压电平、电流电平等的输出的形式。此外，如果希望，可以在某些情况下采用常规电力存储系统691，以在希望时提供后备电力。同样，应当明白，用于特定发电系统的支承部件可以根据所使用的能量转换装置而变，并且图6仅描绘了太阳能到电力转换系统中所使用的典型部件。

图7是示例了在优选PV太阳能系统装配过程中采用的一般步骤的流程图。在步骤710，幕墙部件105优选地按和具有上述差异的常规幕墙系统中所使用的实际相同的方式悬挂在建筑物结构上。

在步骤715和720，PV模块导线接着在需要时优选地通过分别集成在幕墙单元105内的框架构件150和155水平和垂直地路由。这允许太阳能阵列中相邻PV模块的灵活互连。

在步骤725期间，PV模块导线140优选地通过包含在水平框架构件150内的连接器连接至管理模块135。在步骤730，单独管理模块还优选地利用电力/控制电缆槽130中的管理模块-管理模块电缆165电耦接在一起。

按本领域已知方式，在上述步骤中的任一个或多个步骤期间可以实现接地。在这点上，由互连以形成太阳能阵列的单元式幕墙部件构成的整个装配件也完全安全并且优选地符合UL。

在步骤735，集成模块135的输出端优选地连接至如早先描述的一个或多个管理单元680。在步骤740，电力可以接着便利地传输至建筑物电力分配系统，或者通过用于其它应用(充电)的其它输出端使其可用。应当明白，上述步骤不必按所提到的顺序来执行，而是实际装配过程很可能包括上述步骤的其它明显变型。

总之，可以看到，本发明实现了一种新型PV使能幕墙单元，其被专门设计并制造成为发电机，但达到了双重目的：作为包装大量建筑物立面的最外侧外壳的一部分，美学地包围建筑物。综上，在该优选实施例中，其尤其通过以下来实现：

·并入幕墙单元中的额外深的玻璃件袋状区；

·使框架构件适于包括用于布线的UL兼容和其它兼容管道、通道以及电缆槽；

·将控制和管理机构本地容纳在每个单元中；

·包括消除来自其它方面的现场/取向遮蔽单元的有害影响所需的控制部

·使用符合法规的密封剂和密封垫来电隔离PV模块

·添加端口和隔离护环以辅助电连接并在框架构件中包含控制机构

·具有柔性部件/衬套的框架构件，以适应(例如，响应于地震事件的)移动而不破坏电气布线

因此，实际上常规幕墙单元的所有组件都适于作为PV系统的一部分来递送太阳能生成的电力，其基本上在外部美学壳体构成。

UL兼容/其它第三方组织

不同于现有技术系统，本发明的优选实施例因而在构建时有效地实现UL兼容，因为：

·每个单元接地；

·布线和关联控制装置容纳在预先认证的电缆槽中(例如，框架构件的内腔)；以及

·在PV面板与它们的框架/包围部件之间设置电气隔离(经由由代码额定材料制造的密封剂和密封垫)。

改装

本发明的实施例还可以用于可以被改装或重新覆面以并入本发明的其它变型的现有建筑物或结构。此外，在某些情况下，PV模块可以按适于安装在典型地在建筑物或结构上找到的机械遮屏或其它垂直面(未示出)上的阵列而集成到幕墙单元中。通过利用这种先前无产出的空间，本发明可以通过使它们更加成本合算、吸引有环保意识的房客等而对现有特性的增加价值。

正如上面提到的，本发明还可以与附加PV增强装置(如太阳能聚能器、太阳能跟踪器(有源和无源)等(未示出))一起使用。特别是在拱肩区中，其中，外观不关键，可以使用在幕墙部件内集成的太阳能聚能器/跟踪器，通过改变辐射路径使其更多入射至所述部件，或者调节部件本身的取向，极大地增加太阳辐射流的收集。虽然在此没有明确示出或描述，但为在管理模块、管理单元以及监测系统中实现上面讨论的功能所需的各种软件例程、可执行代码、固件等的细节不是本发明所必要的，而是可以按本领域技术人员已知的任何数量的方式来实现。这种代码、例程等可以存储在任何数量的形式的机器可读介质中。

上面的描述仅仅旨在示例了所提出发明的实施例。应当明白，本发明所提供的保护进一步涵盖并延伸至与上述不同但落入本权利要求书的范围内的实施例。

Claims (284)

1.一种建筑物集成发电系统，包括：

多个单元式幕墙单元，适于作为建筑物结构的至少一部分的外部壳体的一部分；

多个能量转换装置，集成在所述多个单元式幕墙单元内；

其中，所述多个能量转换装置适于将第一类型的能量形式转换成电能形式；

所述多个单元式幕墙单元进一步限定并形成多个集成电气管道，所述多个集成电气管道适于承载用于所述多个单元式幕墙单元的电气布线；

其中，发电系统被整体地并入所述多个单元式幕墙单元内。

2.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，将多个控制单元集成在所述多个单元式幕墙单元内；

所述多个控制单元中的每一个最优化所述多个能量转换装置中的至少一个能量转换装置的电力输出。

3.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，将多个控制单元集成在所述多个单元式幕墙单元内；

所述多个控制单元中的每个控制单元最优化所述多个光伏能量转换装置中不多于六个单独的光伏能量转换装置的电力输出。

4.根据权利要求3所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个控制单元减轻对所述多个光伏能量转换装置的遮蔽影响。

5.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述能量转换装置是光伏装置。

6.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个光伏能量转换装置中的至少一个光伏能量转换装置与其它光伏能量转换装置中的至少一个相比，具有不同的物理尺寸和/或电气特性。

7.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个能量转换装置中的至少一个能量转换装置与其它能量转换装置中的至少一个相比，利用不同转换技术。

8.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元限定第一组水平框架构件和第二组垂直框架构件；

所述水平框架构件限定用于电气布线的第一管道；以及

所述垂直框架构件限定用于电气布线的第二管道。

9.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元包括深袋状区，该深袋状区适于接纳与所述多个能量转换装置中的一个能量转换装置相关联的电连接器。

10.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元都包括集成管道，该集成管道适于承载用于所述多个能量转换装置的相邻定位的控制模块之间的电气布线。

11.根据权利要求10所述的建筑物集成发电系统，其中，所述集成管道包括电连接器，该电连接器适于接纳来自所述多个能量转换装置中的一个能量转换装置的柔性电缆。

12.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个集成的垂直和水平电气管道中的每个电气管道都适于包含用于所述多个能量转换装置的控制电路。

13.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元满足与建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独检查。

14.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述建筑物集成发电系统中的不同单元式幕墙单元被用于所述建筑物的平坦区而不是角区。

15.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述单元式幕墙单元按二维格栅彼此互连，以使所述多个能量转换装置覆盖在所述建筑物结构的一个垂直侧面的表面积1％与100％之间。

16.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述幕墙单元包括视觉区和拱肩区；以及

所述视觉区中的至少一个视觉区包括至少一个能量转换装置；以及

所述拱肩区中的至少一个拱肩区包括至少一个能量转换装置。

17.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个能量转换装置利用CIGS或其它薄膜光伏转换技术。

18.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个能量转换装置利用基于非晶硅、单晶硅或多晶硅的转换技术。

19.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述能量转换装置是耦接至一个或多个通量聚能器的光伏装置。

20.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述第一形式的能量包括以下能量中的至少一种：1)电磁能；2)势能；3)动能；4)热能；和/或5)化学能。

21.根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，仅所述多个单元式幕墙部件的第一子集包含能量转换装置，而所述单元式幕墙部件的第二子集不包含能量转换装置。

22.一种建筑物集成光伏发电系统，该建筑物集成光伏发电系统包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定建筑物结构的外部壳体；

多个光伏能量转换装置，集成在所述多个互连单元式幕墙单元内；

其中，所述多个光伏能量转换装置中的至少一些光伏能量转换装置至少在特定时段期间，可以相对于所述建筑物结构大致垂直取向；

所述多个互连单元式幕墙单元进一步限定并形成多个集成电气管道，所述多个集成电气管道适于承载用于所述多个互连单元式幕墙单元的电气布线；

其中，所述光伏发电系统被整体地并入所述多个互连单元式幕墙单元内。

23.根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述外部壳体包围所述建筑物结构的、接收太阳辐射的垂直表面的大部分。

24.根据权利要求23所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个互连的单元式幕墙单元占用所述建筑物结构的、接收太阳辐射的垂直表面的至少50％。27、根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述光伏能量转换装置的取向或通量路径可以改变，以跟踪和最大化入射太阳辐射能量。

25.根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个光伏能量转换装置被布置成生成峰值输出超过20kw的电网。

26.根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，构成的所述建筑物集成光伏发电系统满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独的电气安全检查。

27.根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个光伏能量转换装置的取向或通量路径可以改变，以跟踪和最大化入射太阳辐射能量。

28.根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元包括：a)适于支承与所述多个光伏能量转换装置相关联的模块的垂直和水平框架构件；b)适于将所述单元贴附至建筑物楼板的支承托架；c)适于连接和隔离所述模块的密封剂和/或密封垫。

29.根据权利要求22所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站和/或港口码头中的一种结构。36、根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述产品安全认证要求是TUVRheinland的产品安全认证要求。

30.一种建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定包围建筑物结构的、暴露于太阳辐射的大部分表面积的外部壳体；

其中，所述多个单元式幕墙单元不充当所述建筑物结构的结构性支承部件；

多个单独控制的基于单晶体的光伏能量转换装置，集成在所述多个互连单元式幕墙单元内；

其中，所述光伏能量转换装置的每一个利用最优化这种装置的电力输出的单独集成的控制单元来控制；

进一步地，其中，所述光伏能量转换装置相对于所述建筑物结构大致垂直地取向；

所述多个互连单元式幕墙单元进一步限定并形成多个集成的垂直电气管道，所述多个集成的垂直电气管道适于承载沿具有第一方向的第一轴的、用于所述多个互连单元式幕墙单元的电气布线；

水平电缆槽，耦接至所述多个互连单元式幕墙单元，并且适于承载沿处于第二方向的第二轴的、用于所述多个互连单元式幕墙单元的所述电气布线，所述第二方向大致垂直于所述第一方向；

其中，所述光伏发电系统的大致所有部件整体并入所述外部壳体内。

31.一种建筑物集成发电系统，符合在指定场所操作这种系统所必须预先具备的一组产品安全认证要求，所述建筑物集成发电系统包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定建筑物结构的至少一部分的外部壳体；

所述多个互连单元式幕墙单元包括多个能量转换装置，所述多个能量转换装置被集成到所述外部壳体中并且利用隔离器与所述外部壳体隔离；

其中，所述隔离器符合所述一组产品安全认证要求；

其中，所述多个互连单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元包括用于所述多个能量转换装置的布线和控制电路；

所述多个互连单元式幕墙单元进一步限定多个集成的垂直和水平电气管道，所述多个集成的垂直和水平电气管道适于承载用于所述多个互连单元式幕墙单元的布线；

所述多个集成的垂直和水平电气管道也符合所述一组产品安全认证要求。

32.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述建筑物集成发电系统的所有组件在装配到所述多个互连单元式幕墙部件内之前，符合产品安全认证要求。

33.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，至少所述多个能量转换装置相对于所述建筑物结构大致垂直取向。

34.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述产品安全认证要求是保险商实验所(UL)的产品安全认证要求。

35.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述产品安全认证要求是加拿大标准协会(CSA)的产品安全认证要求。

36.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述产品安全认证要求是TUV Rheinland的产品安全认证要求。

37.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元在类别QHZQ下经UL核准。

38.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，附接至所述互连的单元式幕墙单元的、用于运送电力的集成电线槽和所述互连的单元式幕墙单元之间的控制线也符合UL安全认证要求。

39.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述幕墙单元内的集成垂直布线管理接线柱也符合UL安全认证要求。

40.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，进一步包括接地部件，该接地部件适于将所述多个互连单元式幕墙单元接地至所述建筑物结构。

41.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，进一步包括高电压切断开关。

42.根据权利要求39所述的建筑物集成发电系统，其中，所述高电压切断开关通过计算机自动控制。

43.根据权利要求31所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个互连单元式幕墙单元包括用于分离不同类型的信号电缆的法规评定电缆、安装件以及防护层。

44.一种符合保险商实验所(UL)的建筑物集成光伏发电系统，该系统包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定用于建筑物结构的外部壳体；

多个光伏能量转换装置，集成在所述多个互连单元式幕墙单元内并且利用符合UL的隔离器与所述外部壳体隔离；

所述多个互连单元式幕墙单元进一步限定多个集成的符合UL的垂直和水平电气管道，所述垂直和水平电气管道适于承载位于所述多个互连单元式幕墙单元中的、用于所述多个光伏能量转换装置的电缆；

其中，符合UL的建筑物集成光伏发电系统整体并入所述多个互连单元式幕墙单元内。

45.根据权利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个互连单元式幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；并且所述多个视觉区中的至少一个视觉区包括至少一个光伏转换装置；并且

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区包括至少一个光伏转换装置。

46.根据权利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述系统在操作之前不需要UL检查。

47.根据权利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个光伏能量转换装置利用基于非晶硅、单晶硅或多晶硅的转换技术。

48.根据权利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏发电系统，其中，多个控制单元集成在所述多个互连单元式幕墙单元内；所述多个控制单元的每一个最优化所述多个光伏能量转换装置中的至少一个光伏能量转换装置的电力输出。

49.根据权利要求48所述的符合UL的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个控制单元减轻对所述多个光伏能量转换装置的遮蔽影响。

50.一种符合保险商实验所(UL)的建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定建筑物结构的外部壳体；

其中，所述多个互连单元式幕墙部件中的每一个都包括电接地的框架部件；

多个光伏能量转换装置，集成在所述多个互连单元式幕墙单元内，并且利用嵌入在所述框架部件中的符合UL的隔离器与所述外部壳体隔离；

其中，所述多个光伏能量转换装置中的至少一些光伏能量转换装置相对于所述建筑物结构垂直取向；

所述多个互连单元式幕墙单元被布置为限定多个竖框空间的互锁对；

其中，所述多个竖框空间是符合UL的管道，所述符合UL的管道适于承载用于所述多个互连单元式幕墙部件的电缆；

其中，所述符合UL的建筑物集成光伏发电系统全部整体并入所述多个互连单元式幕墙单元内。

51.一种操作集成在建筑物立面内的发电系统的方法，该方法包括以下步骤：

在多个互连单元式幕墙单元内电耦接多个能量转换装置；

其中，所述多个互连单元式幕墙单元限定用于建筑物结构的至少一部分的外部壳体；

进一步地，其中，所述多个能量转换装置将第一类型的能量形式变换成电能形式；

在也集成在所述外部壳体内的多个集成电气管道内传送用于所述多个能量转换装置的电力和控制信号；

其中，所述发电系统整体并入所述多个互连单元式幕墙单元并在其内操作。

52.根据权利要求51所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述多个互连单元式幕墙单元内耦接多个控制单元，用于最优化所述多个能量转换装置的电力输出。

53.根据权利要求51所述的方法，其中，所述多个控制单元最优化多个能量转换装置中的、不多于六个单独的能量转换装置的电力输出。

54.根据权利要求53所述的方法，其中，所述多个控制单元减轻对所述多个光伏能量转换装置的遮蔽影响。

55.根据权利要求51所述的方法，其中，所述多个能量转换装置是光伏装置。

56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述多个光伏能量转换装置中的至少一个光伏能量转换装置与其它光伏能量转换装置中的至少一个光伏能量转换装置相比具有不同物理尺寸和/或电气特性。

57.根据权利要求51所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述多个互连单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元的袋状区内安装与所述能量转换装置相关联的电连接器。

58.根据权利要求51所述的方法，其中，所述多个互连单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元包括集成管道，该集成管道适于承载用于所述多个能量转换装置的相邻定位的控制模块之间的电线。

59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述集成管道包括电连接器，该电连接器适于接纳来自所述多个能量转换装置中的一个能量转换装置的柔性电缆。

60.根据权利要求51所述的方法，其中，所述多个互连单元式幕墙单元满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且该建筑物集成发电系统在操作之前不需要单独的检查。

61.根据权利要求51所述的方法，其中，所述建筑物集成发电系统的不同单元式幕墙单元用于与所述建筑物的角区相比的平坦区。

62.根据权利要求51所述的方法，其中，所述多个能量转换装置覆盖在所述建筑物结构的一个垂直侧面的1％与100％之间的表面积。

63.根据权利要求51所述的方法，其中，所述单元式幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；并且

所述多个视觉区中的至少一个视觉区包括至少一个能量转换装置；以及

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区包括至少一个能量转换装置。

64.根据权利要求55所述的方法，进一步包括以下步骤：设置用于所述多个光伏能量转换装置的太阳通量聚能器。

65.根据权利要求51所述的方法，其中，所述能量的第一形式包括以下各项中的至少一种：1)电磁能；2)势能；3)动能；4)热能；和/或5)化学能。

66.一种操作集成在建筑物立面内的光伏发电系统的方法，该方法包括以下步骤：

在多个互连单元式幕墙单元内电耦合多个光伏转换装置；

其中，所述多个互连单元式幕墙单元限定用于建筑物结构的至少一部分的外部壳体；

进一步，其中，所述多个光伏能量转换装置中的至少一些光伏能量转换装置至少在特定时段期间相对于所述建筑物结构大致垂直取向；

在也集成在所述外部壳体内的多个集成电气管道内传送用于所述多个光伏转换装置的电力和控制信号；

其中，所述光伏发电系统整体并入所述多个互连单元式幕墙单元并在其内操作。

67.根据权利要求66所述的方法，其中，所述外部壳体包围所述建筑物结构的、接收太阳辐射的垂直表面的大部分。

68.根据权利要求66所述的方法，其中，所述多个互连单元式幕墙单元占用所述建筑物结构的、接收太阳辐射的垂直表面的至少50％。

69.根据权利要求66所述的方法，其中，所述多个光伏能量转换装置被布置成生成峰值输出超过20kw的电网。

70.根据权利要求66所述的方法，其中，构成的所述光伏发电系统满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独的电气安全检查。

71.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述光伏发电系统的电输出耦接至公用电网。

72.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：利用所述光伏发电系统的电气输出向所述建筑物结构内的一个或多个电源插座供电。

73.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：利用所述光伏发电系统的电气输出向所述建筑物内的一个或多个机械系统供电。

74.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：响应于基于紧急情况的信号自动断开所述光伏发电系统内的高电压。

75.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：改变所述多个光伏能量转换装置的取向或通量路径，以跟踪和最大化入射太阳辐射能量。

76.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：向所述多个光伏能量转换装置提供太阳通量聚能器。

77.根据权利要求66所述的方法，进一步包括以下步骤：控制所述多个光伏能量转换装置，以将输出劣化的一个这种转换装置与所述阵列中其它转换装置隔离。

78.根据权利要求66所述的方法，其中，通过所述光伏发电系统生成的电力来自所述外部壳体的、横跨所述建筑物结构一个以上的面的大部分。

79.根据权利要求66所述的方法，其中，通过所述光伏发电系统生成的电力来自视觉区和拱肩区两者。

80.一种操作集成在建筑物立面内的光伏发电系统的方法，该方法包括以下步骤：

电耦接多个互连单元式幕墙单元内的多个光伏转换装置，以形成互连阵列；

其中，所述多个互连单元式幕墙单元包围建筑物结构的、暴露于太阳辐射的大部分表面积，并且不充当用于所述建筑物结构的结构性支承部件；

进一步地，其中，所述多个光伏能量转换装置中的至少一些光伏能量转换装置至少在某些时段期间，相对于所述建筑物结构大致垂直取向；

在也集成在所述外部壳体内的多个集成电气管道内传送用于所述多个光伏转换装置的电力和控制信号；

其中，第一组电力和控制信号在沿具有第一方向的第一垂直轴的垂直竖框内，在所述多个互连单元式幕墙单元中路由；

进一步地，其中，第二组电力和控制信号在沿处于第二方向的第二轴的水平电线槽内，在所述多个互连单元式幕墙单元中路由，所述第二方向大致垂直于所述第一方向；

从所述互连阵列生成电气输出；

其中，所述光伏发电系统中的大致所有部件整体并入所述外部壳体内。

81.一种建筑物集成发电系统，包括：

多个单元式幕墙部件，限定建筑物结构的外部壳体的至少一部分；

多个能量转换装置，集成在所述多个单元式幕墙部件内；

所述多个能量转换装置中的每个能量转换装置耦接至也集成在所述多个单元式幕墙部件内的相关联的电力控制模块；

其中，所述建筑物集成发电系统被整体地并入所述多个单元式幕墙部件内。

82.根据权利要求81所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个能量转换装置可以单个地或逐个楼层地通过所述对应电力控制模块来选择性地激活或停用。

83.根据权利要求82所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个能量转换装置是光伏装置，并且可以基于遮蔽、清洁和/或计划性维护而选择性地激活或停用。

84.根据权利要求81所述的建筑物集成发电系统，其中，所述电力控制模块通过物理连接和无线连接两者接收来自能量转换装置的电力和信号。

85.根据权利要求81所述的建筑物集成发电系统，其中，所述电力控制模块物理地附接至包含能量转换装置的模块并且作为其一部分。

86.根据权利要求81所述的建筑物集成发电系统，其中，所述电力控制模块耦接至适于控制能量转换装置的整个阵列的管理单元。

87.根据权利要求81所述的建筑物集成发电系统，其中，所述电力控制模块耦接至适于控制能量转换装置的整个阵列的管理单元。

88.根据权利要求87所述的建筑物集成发电系统，其中，所述管理单元耦接至适于监测所述阵列的远程服务器。

89.根据权利要求81所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙部件在所述外部壳体内全部按连续格栅互连。

90.根据权利要求89所述的建筑物集成发电系统，其中，所述连续格栅跨整个楼层延伸。

91.一种建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定用于建筑物结构的外部壳体的至少一部分；

所述多个互连单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元具有集成的光伏能量转换模块；

控制模块，耦接至每个集成光伏能量转换模块，该控制模块适于最优化太阳能发电阵列内的这种装置的电力；

所述控制模块也集成在所述单元式幕墙单元内，并且包括用于向所述太阳能发电阵列内的单独控制单元传送来自相关联的光伏能量转换模块的电力输出的电气布线。

92.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个单元式幕墙部件在所述外部壳体内全部按二维连续格栅互连。

93.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述控制模块减轻对所述集成光伏能量转换模块的遮蔽影响。

94.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述控制模块直接附接至所述相关联的集成光伏能量转换模块。

95.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述控制模块安装在集成在所述多个单元式幕墙单元内的电线槽或电缆槽内。

96.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，来自所述控制模块的至少一些输入/输出控制信号在这种控制模块与所述集成的光伏能量转换模块之间无线地传送。

97.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述电力输出返回至公用电网。

98.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述电力输出的至少一部分被用于向建筑物结构中的插座和/或机械系统供电。

99.根据权利要求91所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述建筑物集成光伏发电系统符合保险商实验所(UL)要求并且在操作之前不需要附加的UL认证或检查。

100.一种建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个互连单元式幕墙单元，限定建筑物结构的外部壳体；

所述多个互连单元式幕墙单元中的每个单元式幕墙单元具有集成的光伏能量转换模块；

每个集成的光伏能量转换模块具有单独的电力控制模块，该控制模块适于最优化太阳能发电阵列内的这种装置的电力；

其中，多个互连的控制单元在所述太阳能发电阵列内使用，并且全部集成在所述外部壳体内；

管理单元，也集成在所述单元式幕墙单元内，并且适于监测所述多个控制单元并最优化所述太阳能发电阵列的电力输出。

101.一种建筑物集成发电系统，包括：

多个单元式幕墙部件，适于作为用于建筑物结构的外部壳体在视觉区和拱肩区中的部分；

其中，所述多个单元式幕墙部件横越延伸并覆盖至少一个视觉区和一个邻接拱肩区两者的垂直空间；

多个能量转换模块，集成在所述多个单元式幕墙部件内，所述多个能量转换模块包括处于所述视觉区中的多个第一能量转换模块和处于所述拱肩区中的多个第二能量转换模块；

其中，所述多个能量转换装置适于将第一类型的能量形式变换成电能形式；

其中，所述建筑物集成发电系统整体地并入所述横越所述视觉区和所述拱肩区的所述多个单元式幕墙部件内。

102.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个能量转换模块包括多个光伏模块。

103.根据权利要求102所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个光伏模块是基于非晶硅或多晶硅的太阳能电池/模块。

104.根据权利要求102所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个第一能量转换模块被包括在至少25％的所述视觉区中。

105.根据权利要求102所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个第二能量转换模块被包括在至少50％的所述拱肩区中。

106.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙部件横越延伸并覆盖所述建筑物结构的多个楼层上的视觉区和邻接拱肩区的连续带的垂直空间。

107.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙部件被预先装配成范围从大约4英尺到8英尺的宽度，和范围从大约10英尺到15英尺的高度中。

108.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙部件中的每个单元式幕墙部件包括视觉区和拱肩区两者。

109.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，处于所述视觉区中的所述多个第一能量转换模块是具有第一电力性能特性的第一类型，而处于所述拱肩区中的所述多个第二能量转换模块是具有第二电力性能特性的第二类型，所述第二电力性能特性不同于所述第一电力性能特性。

110.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，处于所述视觉区中的所述多个第一能量转换模块以第一空间密度布置，而处于所述拱肩区中的所述多个第二能量转换模块以第二空间密度布置，所述第二空间密度不同于所述第一空间密度。

111.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，每单位面积的电力输出在所述视觉区和所述拱肩区中不同。

112.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙部件与相邻的垂直和水平配对单元式幕墙部件紧密配合，以密封所述外部壳体以防止空气和水侵入。

113.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个互连的单元式幕墙单元满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独检查。

114.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述第一形式的能量包括以下能量中的至少一种：1)电磁能；2)势能；3)动能；4)热能；和/或5)化学能。

115.根据权利要求101所述的建筑物集成发电系统，其中，所述多个单元式幕墙单元包括：a)适于支承与所述多个光伏能量转换装置相关联的模块的垂直和水平框架构件；b)适于将所述单元贴附至建筑物楼板的支承托架；c)适于连接和隔离所述模块的密封剂和/或密封垫。

116.一种建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个单元式幕墙部件，适于作为建筑物结构的外部壳体在视觉区和拱肩区中的部分；

其中，所述单元式幕墙部件中的至少一些单元式幕墙部件横越延伸并覆盖至少一个视觉区和与所述视觉区邻接的一个拱肩区的垂直空间；

多个光伏能量转换模块，集成在所述多个单元式幕墙部件内，所述多个光伏能量转换模块包括处于所述视觉区中的多个第一光伏能量转换模块，和处于所述拱肩区中的多个第二光伏能量转换模块；

其中，所述建筑物集成光伏发电系统整体地并入横越所述视觉区和所述拱肩区的所述多个单元式幕墙部件内。

117.根据权利要求116所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，集成在所述多个单元式幕墙部件内的多个控制单元减轻对所述多个光伏能量转换模块的遮蔽影响。

118.根据权利要求117所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个控制单元的每一个最优化所述多个光伏能量转换模块中的至少一个光伏能量转换模块的电力输出。

119.一种建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个单元式幕墙单元，适于作为建筑物结构的外部壳体的一部分；

所述多个单元式幕墙单元包括由玻璃件材料和/或覆面材料形成的垂直区域；

其中，至少一个这种单元式幕墙单元包括限定多个玻璃件区的垂直和水平框架构件；

其中，所述多个玻璃件区中的至少两个玻璃件区的每一个包含一个或多个集成光伏转换装置；

所述集成光伏转换装置电连接至集成在所述单元式幕墙单元内的控制单元；

其中，所述单元式幕墙单元形成光伏发电阵列。

120.根据权利要求119所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，多个控制单元集成在所述多个单元式幕墙单元内；所述多个控制单元的每一个最优化所述多个光伏能量转换模块中的至少一个光伏能量转换模块的电力输出。

121.根据权利要求119所述的建筑物集成光伏发电系统，其中，所述多个控制单元减轻对所述光伏能量转换模块的遮蔽影响。

122.一种建筑物集成光伏发电系统，包括：

多个互连的单元式幕墙部件，限定建筑物结构的在视觉区和拱肩区中的外部壳体；

其中，所述单元式幕墙部件中的至少一些单元式幕墙部件横越延伸并覆盖至少一个视觉区和与所述视觉区邻接的一个拱肩区的垂直空间；

多个光伏能量转换模块，集成在所述多个单元式幕墙部件内，所述多个光伏能量转换模块包括处于所述视觉区中的多个第一光伏能量转换模块，和处于所述拱肩区中的多个第二光伏能量转换模块；

其中，仅所述互连的单元式幕墙部件中的第一子集包含光伏能量转换模块，而所述互连的单元式幕墙部件的第二子集不包含光伏能量转换模块；

所述互连的单元式幕墙部件的第一子集进一步适于具有：

a)袋状区，被配置成接纳所述光伏能量转换模块的边缘连接器；

b)垂直管道，用于路由所述光伏能量转换模块的布线电缆；

c)一个或多个隔离密封垫和/或密封剂，用于隔离所述光伏能量转换模块；

d)接地部件，用于将所述单元式幕墙部件接地至建筑物结构；

其中，所述建筑物集成光伏发电系统整体并入横越所述视觉区和所述拱肩区两者的所述多个单元式幕墙部件内。

123.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，适于供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架构件；

所述刚性框架构件适于在玻璃件材料内安装能量转换装置；

所述刚性框架构件进一步包括集成的电缆槽部分，该集成的电缆槽部分适于耦接使控制模块与所述能量转换装置配对的电气布线。

124.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件由铝制成。

125.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，包括处于所述刚性框架构件内的袋状部，所述袋状部适于接纳用于所述能量转换装置的边缘连接和电气布线。

126.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件包括第一对水平框架构件和第二对垂直框架构件；

所述水平框架构件限定用于电气布线的第一管道；而

所述垂直框架构件限定用于电气布线的第二管道。

127.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述集成电缆槽部分适于在所述模块内容纳所述控制模块。

128.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件被密封以抵抗包括空气与水的环境和天气侵入。

129.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元经保险商实验所(UL)评定。

130.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元符合与发电系统相关联的可应用本地法规要求。

131.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述模块适于所述建筑物结构的角区。

132.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述能量转换装置是光伏装置。

133.根据权利要求123所述的单元式幕墙单元，其中，所述模块包括多个视觉区和多个拱肩区；并且

所述多个视觉区中的至少一个视觉区可以被配置成包括至少一个能量转换装置；和

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区可以被配置成包括至少一个能量转换装置。

134.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元适于供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架构件；

所述刚性框架构件适于在所述玻璃件材料内安装光伏能量转换模块；

所述刚性框架构件具有袋状部，该袋状部适于接纳用于所述光伏能量转换模块的电连接和布线；

所述刚性框架构件进一步包括限定用于承载与所述光伏能量转换模块相关联的电气布线的第一管道的水平框架构件，和限定适于作为用于所述电气布线的第二管道的竖框的垂直框架构件；

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理地互连至外部壳体内的相邻单元式幕墙单元。

135.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件适于容纳用于所述光伏能量转换模块的控制模块。

136.根据权利要求135所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元包括适于容纳所述控制模块的集成电线槽和/或电缆槽。

137.根据权利要求135所述的单元式幕墙单元，其中，所述控制模块可以安装在所述玻璃件材料上。

138.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件适于安装不同类型的光伏能量转换模块。

139.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；并且

所述多个视觉区中的至少一个视觉区可以被配置成包括至少一个光伏能量转换模块；以及

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区可以被配置成包括至少一个光伏能量转换模块。

140.根据权利要求139所述的单元式幕墙单元，进一步包括处于所述多个拱肩区中的附加嵌窗玻璃。

141.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，进一步包括适于支承所述玻璃件材料的中间水平构件。

142.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元可以被互连成附加单元式幕墙单元的格栅，以在建筑物外部壳体内形成发电系统。

143.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，进一步包括接地部件，该接地部件适于将所述单元式幕墙单元接地至建筑物结构或其它地路径。

144.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，进一步包括隔离部件，该隔离部件适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离。

145.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件局部为柔性密封剂和/或密封垫。

146.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件中存在的任何孔适于具有符合UL的护环。

147.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元没有被配置成向所述建筑物结构提供结构性支承。

148.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元被预先加工成宽度大约4英尺至8英尺宽和10英尺至15英尺长。

149.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，进一步包括用于将所述单元式幕墙单元安装至所述建筑物结构的支承托架。

150.根据权利要求149所述的单元式幕墙单元，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站以及/或港口码头中的一种结构。

151.根据权利要求134所述的单元式幕墙单元，其中，所述电气布线被集成并预先装配在所述单元式幕墙单元内。

152.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

金属框架构件；

所述金属框架构件适于在所述玻璃件材料内安装光伏能量转换模块；

电线槽，附接至所述金属框架构件的后部；

其中，所述电线槽适于承载用于所述光伏能量转换模块的信号电缆和电力电缆两者；

所述金属框架构件进一步包括：

i)一对第一水平框架构件，限定适于作为用于承载电气布线的第一管道的堆叠接头；和

ii)一对垂直框架构件，限定适于作为用于所述电气布线的第二管道的竖框；

其中，布线可以沿所述金属框架构件内的至少两个不同的路径和方向来路由；

iii)袋状部，适于接纳用于所述光伏能量转换模块的边缘连接器和布线；

iv)一个或多个布线路由孔，用于在所述光伏能量转换模块与所述电线槽之间路由所述布线；

v)隔离部件，适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离，

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理互连至外部壳体内的一个或多个相邻单元式幕墙单元，以形成用于所述建筑物结构的连续多楼层立面。

153.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架构件；

能量转换装置，安装在通过所述刚性框架构件限界的面板上，并且整体地并入所述单元式幕墙单元内；

所述刚性框架构件进一步包括集成电缆槽部分，该集成电缆槽部分适于耦接用于使控制模块与所述能量转换装置配对的电气布线。

154.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件由铝制成。

155.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件包括袋状部，该袋状部适于接纳用于所述能量转换装置的电连接器和电气布线。

156.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件包括第一对水平框架构件和第二对垂直框架构件；

所述水平框架构件限定用于电气布线的第一管道；以及

所述垂直框架构件限定用于电气布线的第二管道。

157.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述集成电缆槽部分适于在所述模块内容纳所述控制模块。

158.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件被密封以抵抗包括空气与水的环境和天气侵入。

159.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元经保险商实验所(UL)评定。

160.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元符合与发电系统相关联的可应用本地法规要求。

161.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述模块适于所述建筑物结构的角区。

162.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述能量转换装置是光伏装置。

163.根据权利要求153所述的单元式幕墙单元，其中，所述模块包括多个视觉区和多个拱肩区；以及

所述多个视觉区中的至少一个视觉区可以被配置成包括至少一个能量转换装置；以及

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区可以被配置成包括至少一个能量转换装置。

164.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架构件；

所述刚性框架构件适于在所述玻璃件材料内安装光伏能量转换模块；

光伏能量转换模块，安装在通过所述刚性框架构件限界的面板上，并且整体地并入单元式幕墙单元内；

所述刚性框架构件具有袋状部，该袋状部适于接纳用于所述光伏能量转换模块的电连接和布线；

所述刚性框架构件进一步包括限定用于承载与所述光伏能量转换模块相关联的电气布线的第一管道的水平框架构件，和限定适于作为用于所述电气布线的第二管道的竖框的垂直框架构件；

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理互连至外部壳体内的相邻单元式幕墙单元。

165.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件适于容纳用于所述光伏能量转换模块的控制模块。

166.根据权利要求165所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元包括适于容纳所述控制模块的集成电线槽和/或电缆槽。

167.根据权利要求165所述的单元式幕墙单元，其中，所述控制模块可以安装在所述玻璃件材料上。

168.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件适于安装不同类型的光伏能量转换模块。

169.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；并且

所述多个视觉区中的至少一个视觉区可以被配置成包括至少一个光伏能量转换模块；并且

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区可以被配置成包括至少一个光伏能量转换模块。

170.根据权利要求169所述的单元式幕墙单元，进一步包括处于所述多个拱肩区中的附加嵌窗玻璃。

171.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，进一步包括适于支承所述玻璃件材料的中间水平构件。

172.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元可以被互连成附加单元式幕墙单元的格栅，以在建筑物外部壳体内形成发电系统。

173.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，进一步包括接地部件，该接地部件适于将所述单元式幕墙单元接地至建筑物结构或其它地路径。

174.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，进一步包括隔离部件，该隔离部件适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离。

175.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件局部为柔性密封剂和/或密封垫。

176.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件中存在的任何孔适于具有符合UL的护环。

177.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元没有被配置成向所述建筑物结构提供结构性支承。

178.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元被预先加工成宽度大约4英尺至8英尺宽和10英尺至15英尺长。

179.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，进一步包括用于将所述单元式幕墙单元安装至所述建筑物结构的支承托架。

180.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站以及/或港口码头中的一种结构。

181.根据权利要求164所述的单元式幕墙单元，其中，所述电气布线被集成并预先装配在所述单元式幕墙单元内。

182.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

金属框架构件；

光伏能量转换模块，安装在通过所述刚性框架构件限界的面板上，并且整体地并入所述单元式幕墙单元内；

电线槽，附接至所述金属框架构件的后部；

其中，所述电线槽适于承载用于所述光伏能量转换模块的信号电缆和电力电缆两者；

所述金属框架构件进一步包括：

i)一对第一水平框架构件，限定适于作为用于承载电气布线的第一管道的堆叠接头；和

ii)一对垂直框架构件，限定适于作为用于所述电气布线的第二管道的竖框；

其中，布线可以沿所述金属框架构件内的至少两个不同路径和方向路由；

iii)袋状部，适于接纳用于所述光伏能量转换模块的边缘连接器和布线；

iv)一个或多个布线路由孔，用于在所述光伏能量转换模块与所述电线槽之间路由所述布线；

v)隔离部件，适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离；

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理互连至所述外部壳体内的一个或多个相邻单元式幕墙单元，以形成用于所述建筑物结构的连续多楼层立面。

183.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架构件；

所述刚性框架构件适于具有安装结构，该安装结构能够在所述玻璃件材料内安装能量转换装置；

接地部件，连接至所述刚性框架构件，并且适于将所述刚性框架构件接地至建筑物结构或其它地路径；

一个或多个隔离部件，处于所述刚性框架构件的所述安装结构内，并且适于将所述能量转换装置与所述刚性框架构件隔离。

184.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件局部为柔性密封剂和/或密封垫。

185.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件包括结构性硅酮和/或VHB带。

186.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件足够柔性，以适应所述刚性框架构件相对于所述玻璃件材料的预计轻微移动。

187.根据权利要求184所述的单元式幕墙单元，其中，所述密封垫包括预先装配到所述刚性框架构件中的保险商实验所(UL)评定的楔形密封垫和床形密封垫。

188.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，进一步包括集成电缆槽部分，该集成电缆槽部分连接至所述刚性框架构件，并且适于耦接用于使控制模块与所述能量转换装置配对的电气布线。

189.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，进一步包括处于所述刚性框架构件内的袋状部，所述袋状部适于接纳用于所述能量转换装置的边缘连接和电气布线。

190.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件包括第一对水平框架构件和第二对垂直框架构件；

所述水平框架构件限定用于电气布线的第一管道；以及

所述垂直框架构件限定用于电气布线的第二管道。

191.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架构件被密封以抵抗包括空气与水的环境/天气侵入。

192.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元经保险商实验所(UL)评定。

193.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元符合与发电系统相关联的可应用本地法规要求。

194.根据权利要求183所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；以及

所述多个视觉区中的至少一个视觉区可以被配置成包括至少一个能量转换装置；以及

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区可以被配置成包括至少一个能量转换装置。

195.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架构件；

所述刚性框架构件适于具有安装结构，以在所述玻璃件材料内安装光伏能量转换模块；

所述刚性框架构件具有袋状部，该袋状部适于接纳用于所述光伏能量转换模块的电连接和布线；

接地部件，连接至所述刚性框架构件，并且适于将所述刚性框架构件接地至建筑物结构或其它地路径；

一个或多个隔离部件，所述一个或多个隔离部件处于所述刚性框架构件的所述安装结构内，并且适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离。

196.根据权利要求195所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件局部为柔性密封剂和/或密封垫。

197.根据权利要求195所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件包括结构性硅酮和/或VHB带。

198.根据权利要求195所述的单元式幕墙单元，其中，所述隔离部件足够柔性，以适应所述刚性框架构件相对于所述玻璃件材料的预计轻微移动。

199.根据权利要求195所述的单元式幕墙单元，其中，所述密封垫包括预先装配到所述刚性框架构件中的保险商实验所(UL)评定的楔形密封垫和床形密封垫。

200.根据权利要求195所述的单元式幕墙单元，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站和/或港口码头中的一种结构。

201.根据权利要求195所述的单元式幕墙单元，其中，所述电气布线集成并预先装配在所述单元式幕墙单元内。

202.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

金属框架构件；

所述金属框架构件适于在所述玻璃件材料内安装光伏能量转换模块；

电线槽，附接至所述金属框架构件的后部；

其中，所述电线槽适于承载用于所述光伏能量转换模块的信号电缆和电力电缆两者；

所述金属框架构件进一步包括：

i)一对第一水平框架构件，限定适于作为用于承载电气布线的第一管道的堆叠接头；以及

ii)一对垂直框架构件，限定适于作为用于所述电气布线的第二管道的竖框；

其中，布线可以沿所述金属框架构件内的至少两个不同的路径和方向路由；

iii)袋状部，适于接纳用于所述光伏能量转换模块的边缘连接器和布线；

iv)一个或多个布线路由孔，用于在所述光伏能量转换模块与所述电线槽之间路由所述布线；

v)一个或多个半柔性密封垫隔离部件，适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离；

其中，所述半柔性密封垫隔离部件进一步适应因风、热和/或地震力而造成的轻微移动干扰；

vi)接地部件，适于将所述框架单元接地至所述建筑物结构或另一电接地路径；

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理互连至所述外部壳体内的一个或多个相邻的单元式幕墙单元，以形成集成在用于所述建筑物结构的立面内的电隔离发电系统。

203.一种单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元适于供在建筑物结构的外部壳体中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架，具有玻璃件材料，并且适于在所述单元式幕墙单元内安装能量转换装置；

所述刚性框架的第一垂直框架构件，该第一垂直框架构件适于在与相邻第二单元式幕墙单元的第二垂直框架构件紧密配合时在所述外部壳体内限定垂直竖框；

所述垂直竖框适于具有集成管道和接线柱，以在所述外部壳体内沿垂直方向承载用于所述能量转换装置的电缆和/或导管；

其中，所述垂直竖框被配置成使得可以完成到位于所述外部壳体内的所述玻璃件材料之上或之下的第二能量转换装置或控制模块的电连接或其它传输连接。

204.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述能量转换装置是光伏装置，并且所述电缆运送电力信号和控制信号两者。

205.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述导管运送流体和/或气体。

206.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述刚性框架包括水平堆叠接头，所述水平堆叠接头适于与位于所述建筑物外部壳体之上或之下的相邻单元式幕墙单元紧密配合。

207.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，水平堆叠接头适于在所述外部壳体内沿水平方向承载用于所述能量转换装置的所述电缆和/或导管。

208.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述垂直竖框在竖框腔的第一部分内承载电缆，而在所述竖框腔的与所述第一部分隔离的单独的第二部分内承载用于传输材料的其它导管或管道。

209.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，在用于路由所述电缆或导管的所述垂直竖框中的孔或端口内使用护环和/或其它柔性套管。

210.根据权利要求204所述的单元式幕墙单元，其中，所述垂直竖框由保险商实验所(UL)评定材料组成。

211.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述电缆和电连接器被预先装配到所述垂直竖框中，以连接至所述外部壳体内的第二垂直竖框。

212.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，进一步包括集成电缆槽部分，该集成电缆槽部分连接至所述刚性框架构件，并适于耦接使控制模块与所述能量转换装置配对的电气布线。

213.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，包括袋状部，该袋状部处于所述刚性框架构件内并适于接纳用于所述能量转换装置的边缘连接和电气布线。

214.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述单元式幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；以及

所述多个视觉区中的至少一个视觉区可以被配置成包括至少一个能量转换装置；以及

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区可以被配置成包括至少一个能量转换装置。

215.根据权利要求203所述的单元式幕墙单元，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站和/或港口码头中的一种结构。

216.一种单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构外部壳体中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架，该刚性框架具有玻璃件材料，并且适于在所述单元式幕墙单元内安装光伏能量转换模块；

所述刚性框架的第一垂直框架构件，适于在与相邻的第二单元式幕墙单元的第二垂直框架构件紧密配合时在所述外部壳体内限定垂直竖框；

所述垂直竖框适于具有集成管道和接线柱，以在所述外部壳体内沿垂直方向承载用于所述光伏能量转换模块的电缆；

其中，所述垂直竖框被配置成使得可以完成到位于所述外部壳体内的所述玻璃件材料之上或之下的第二光伏能量转换模块和/或控制模块的电连接。

217.根据权利要求216所述的单元式幕墙单元，进一步包括光伏能量转换模块，该光伏能量转换模块集成并安装在所述玻璃件材料中。

218.根据权利要求216所述的单元式幕墙单元，其中，所述光伏能量转换模块利用基于非晶硅、单晶硅或多晶硅的电池。

219.根据权利要求216所述的单元式幕墙单元，进一步包括附接至所述刚性框架的一个或多个通量聚能器。

220.根据权利要求216所述的单元式幕墙单元，其中，多个第一光伏能量转换装置在所述单元式幕墙单元的视觉区中以第一空间密度布置，而多个第二光伏能量转换装置在所述单元式幕墙单元的拱肩区中以第二空间密度布置；进一步地，其中，所述第二空间密度不同于所述第一空间密度。

221.根据权利要求216所述的单元式幕墙单元，其中，所述电缆还可以在位于所述单元式幕墙单元内的视觉区与拱肩区之间的中间水平构件中路由。

222.一种单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

刚性框架，该刚性框架具有玻璃件材料，并且适于在所述单元式幕墙单元内安装光伏能量转换模块；

所述刚性框架的第一垂直框架构件，适于在与相邻的第二单元式幕墙单元的第二垂直框架构件紧密配合时在所述外部壳体内限定垂直竖框；

所述垂直竖框适于具有集成管道和接线柱，以在所述外部壳体内沿垂直方向承载用于所述光伏能量转换模块的电缆；

其中，所述垂直竖框被配置成使得可以完成到位于所述外部壳体内的所述玻璃件材料之上或之下的第二光伏能量转换模块和/或控制模块的电连接；

第二水平框架构件，适于在与相邻的第三单元式幕墙单元的第二垂直框架构件紧密配合时在所述外部壳体内限定水平堆叠接头；

其中，所述水平堆叠接头被配置成使得可以完成到所述外部壳体内与单元式幕墙单元相邻定位的第三光伏能量转换模块和/或控制模块的电连接；

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理互连至所述外部壳体内的一个或多个相邻单元式幕墙单元，以形成集成在所述建筑物结构的立面内的电隔离发电系统。

223.一种具有玻璃件材料的单元式幕墙单元，该单元式幕墙单元供在建筑物结构的外部壳体的垂直部分中使用，并且所述单元式幕墙单元包括：

金属框架构件；

所述金属框架构件适于在所述玻璃件材料内安装光伏能量转换模块；

电线槽，附接至所述金属框架构件的后部；

其中，所述电线槽适于承载用于所述光伏能量转换模块的信号电缆和电力电缆两者；

所述金属框架构件进一步包括：

i)一对第一水平框架构件，限定适于作为用于承载电气布线的第一管道的堆叠接头；以及

ii)一对垂直框架构件，限定适于作为用于所述电气布线的第二管道的竖框；

其中，布线可以沿所述金属框架构件内的至少两个不同的路径和方向来路由；

iii)袋状部，适于接纳用于所述光伏能量转换模块的边缘连接器和布线；

iv)一个或多个布线路由孔，用于在所述光伏能量转换模块与所述电线槽之间路由所述布线；

v)一个或多个半柔性密封垫隔离部件，适于将所述光伏能量转换模块与所述刚性框架构件隔离；

其中，所述半柔性密封垫隔离部件进一步适应因风、热以及/或地震力而造成的轻微移动干扰；

vi)接地部件，适于将所述框架单元接地至所述建筑物结构或另一电接地路径；

其中，所述单元式幕墙单元被配置成物理互连至所述外部壳体内的一个或多个相邻单元式幕墙单元，以形成集成在所述建筑物结构的立面内的电隔离发电系统。

224.一种用于集成在安装在建筑物结构的外部壳体内的多个单元式幕墙模块内的发电系统的电气路由结构，所述电气路由结构包括：

多个能量转换模块，被配置成阵列并且集成在与所述多个单元式幕墙单元相关联的刚性框架内；

所述刚性框架的多个邻接垂直框架构件，在所述外部壳体内限定多个垂直竖框；

其中，所述多个垂直竖框由所述多个单元式幕墙单元中的相邻单元式幕墙单元单独限定，而不需要参照其它建筑物结构；

所述刚性框架的多个邻接水平框架构件，在所述外部壳体内限定多个水平竖框；

其中，所述多个水平竖框由所述多个单元式幕墙单元中的相邻单元式幕墙单元单独限定，而不需要参照其它建筑物结构；

所述多个垂直竖框和水平竖框适于作为集成电气管道，以在所述外部壳体内按垂直方向和水平方向承载用于所述多个能量转换模块的电缆，以传递所述阵列的电力输出。

225.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述集成电气管道包括一个或多个接线柱，以包含所述电缆。

226.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述电缆包括电力运送线和控制信号线。

227.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述垂直竖框和水平竖框进一步适于承载用于运输去往/来自所述多个能量转换模块的其它材料的导管和/或管路。

228.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述多个单元式幕墙单元横越延伸并覆盖所述建筑物结构的多个楼层上的视觉区和邻接拱肩区的连续带的垂直空间。

229.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述单元式幕墙部件被预先装配成范围从大约4英尺到8英尺的宽度，和范围从大约10英尺到15英尺的高度。

230.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述单元式幕墙部件中的每个单元式幕墙部件包括视觉区和拱肩区两者。

231.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述集成电气管道满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独的检查。

232.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述多个能量转换模块将以下能量中的至少一种转换成电能或热能：1)电磁能；2)势能；3)动能；4)热能；和/或5)化学能。

233.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述刚性框架由铝制成。

234.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述刚性框架包括袋状区，该袋状区适于安装用于所述能量转换模块的边缘连接器和/或电缆。

235.根据权利要求224所述的电气路由结构，进一步包括多个控制模块，所述多个控制模块集成在所述多个单元式幕墙单元内，用于最优化所述电力输出。

236.根据权利要求224所述的电气路由结构，进一步包括附加电线槽/电缆槽，该附加电线槽/电缆槽集成在所述单元式幕墙单元的后部上，用于路由所述电缆。

237.根据权利要求224所述的电气路由结构，其中，所述电缆预先装配在所述多个单元式幕墙单元内，并且包括用于幕墙单元间连接的连接器。

238.根据权利要求224所述的电气路由结构，进一步包括高电压断开开关，该高电压断开开关也集成到所述多个单元式幕墙单元内，用于响应于预定事件断开所述电力输出。

239.一种用于集成在安装在建筑物结构外部壳体内的多个单元式幕墙模块内的光伏发电系统的电气路由结构，并且所述电气路由结构包括：

多个光伏能量转换模块，被配置成阵列并且集成在与所述多个单元式幕墙模块相关联的刚性框架内；

所述刚性框架的多个邻接垂直框架构件，在所述外部壳体内限定多个垂直竖框；

其中，所述多个垂直竖框由所述多个单元式幕墙模块中的相邻单元式幕墙模块单独限定，而不需要参照其它建筑物结构；

所述刚性框架的多个邻接水平框架构件，在所述外部壳体内限定多个水平竖框；

其中，所述多个水平竖框由所述多个单元式幕墙模块中的相邻单元式幕墙模块单独限定，而不需要参照其它建筑物结构；

所述垂直竖框和水平竖框适于具有集成电气管道，以在所述外部壳体内按垂直方向和水平方向承载用于所述多个光伏能量转换模块的电缆，以传递所述阵列的电力输出。

240.根据权利要求239所述的电气路由结构，其中，所述多个单元式幕墙模块包括允许分离不同类型的信号电缆的安装件和电缆铺设/屏蔽部，所述不同类型的信号电缆包括高电压电力线和低电压电力线。

241.根据权利要求239所述的电气路由结构，进一步包括附加电线槽/电缆槽，该附加电线槽/电缆槽集成在所述多个单元式幕墙单元的后部上，用于路由所述电缆。

242.根据权利要求239所述的电气路由结构，其中，所述多个单元式幕墙模块适于防水、防压以及抵抗其它物理干扰。

243.一种用于集成在安装在建筑物结构的外部壳体内的多个单元式幕墙模块内的光伏发电系统的电气路由结构，并且所述电气路由结构包括：

多个光伏能量转换模块，被配置成阵列并且集成在与所述多个单元式幕墙模块相关联的金属框架内；

所述多个单元式幕墙模块跨所述建筑物结构的接收太阳辐射的垂直表面的大部分互连和延伸；

所述金属框架的多个邻接垂直框架构件，在所述外部壳体内限定多个垂直竖框；

其中，所述多个垂直竖框由所述多个单元式幕墙模块中的相邻单元式幕墙模块单独限定，而不需要参照包括侧柱的其它建筑物结构；

所述金属框架的多个邻接水平框架构件，在所述外部壳体内限定多个水平竖框；

其中，所述多个水平竖框由所述多个单元式幕墙模块中的相邻单元式幕墙模块单独限定，而不需要参照其它建筑物结构；

多个中间水平框架构件，限定用于所述单元式幕墙模块的拱肩区和视觉区；

其中，所述拱肩区和所述视觉区都包括互连的光伏能量转换模块；

所述多个垂直竖框和水平竖框适于具有集成电气管道，以在所述外部壳体内按垂直方向和水平方向承载用于所述多个光伏能量转换模块的电缆，以完成到对应控制模块的连接。

244.一种供限定建筑物结构的外部壳体的一部分的单元式幕墙模块使用的电线槽，并且所述电线槽包括：

基于金属的管道，适于具有绝缘通道，以沿第一方向路由高电压电缆和低电压信号电缆两者；

所述基于金属的管道包括安装件，该安装件适于将电线槽附接至单元式幕墙模块；

所述基于金属的管道进一步包括至少一个电连接器，该电连接器位于外部表面上，并且适于接纳和连接至来自能量转换模块的输出电缆；

进一步地，其中，所述基于金属的管道适于容纳用于所述能量转换模块的集成控制模块。

245.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述高电压电缆、所述低电压信号电缆以及所述基于金属的管道全部经保险商实验所评定。

246.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述高电压电缆和所述低电压信号电缆两者都仅利用保险商实验所评定的管道跨多个楼层水平和垂直地从所述能量转换模块路由至所述建筑物结构内的逆变器。

247.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道在制造单元式幕墙模块期间被集成并永久性地贴附至这种模块。

248.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道在将单元式幕墙模块安装在所述外部壳体内的期间被单独制造并附接至这种模块。

249.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道被贴附至单元式幕墙模块的后侧。

250.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道由铝制成。

251.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道包括附加绝缘衬垫。

252.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述连接器包括适于减小对所述输出电缆的破坏的护环。

253.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述第一方向相对于所述外部壳体是水平的。

254.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述第一方向相对于所述外部壳体是垂直的。

255.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道还容纳用于在所述外部壳体内传输其它材料的附加导管/管道。

256.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道通过所述外部壳体内的所述单元式幕墙模块的一个或多个竖框来路由所述高电压电缆和低电压信号电缆中的至少一个。

257.根据权利要求244所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道进一步容纳用于控制多个控制模块的管理单元。

258.一种供限定建筑物结构的外部壳体的一部分的单元式幕墙模块使用的电线槽，并且所述电线槽包括：

基于金属的管道，适于具有绝缘通道，以沿第一方向路由高电压电缆和低电压信号电缆；

所述基于金属的管道包括安装件，该安装件适于将所述电线槽附接至所述单元式幕墙模块；

所述基于金属的管道进一步包括至少一个电连接器，该电连接器位于外表面上，并且适于接纳和连接至运送来自光伏能量转换模块的的电力输出的输出电缆；

进一步地，其中，所述基于金属的管道适于容纳用于所述光伏能量转换模块的集成控制模块，该集成控制模块耦接至所述电力输出。

259.根据权利要求258所述的电线槽，其中，所述高电压电缆、所述低电压信号电缆以及所述基于金属的管道全部经保险商实验所评定。

260.根据权利要求258所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道还容纳用于在所述外部壳体内传输其它材料的附加导管/管道。

261.根据权利要求258所述的电线槽，其中，所述基于金属的管道通过所述外部壳体内的所述单元式幕墙模块的一个或多个竖框来路由所述高电压电缆和所述低电压信号电缆中的至少一个。

262.根据权利要求258所述的电线槽，其中，所述连接器包括适于减小对所述输出电缆的破坏的护环。

263.一种供限定建筑物结构的外部壳体的一部分的单元式幕墙模块使用的电线槽，所述电线槽包括：

基于金属的管道，该基于金属的管道被评定为符合保险商实验所，并且适于沿多个单元式幕墙模块按第一方向路由高电压电缆和低电压信号电缆两者；

所述基于金属的管道包括安装件，该安装件适于将所述电线槽附接至所述多个单元式幕墙模块；

所述基于金属的管道进一步包括多个电连接器，所述多个电连接器位于外部表面上，并且适于接纳和连接至运送来自形成太阳能发电阵列的多个相关联的光伏能量转换模块的电力输出的多个输出电缆；

进一步地，其中，所述基于金属的管道适于容纳多个集成控制模块，每个集成控制模块耦接至相关联的光伏能量转换模块；

其中，从所述太阳能发电阵列输出的电力在全部集成在所述外部壳体内的连续的基于金属的管道内运送。

264.一种光伏发电系统，集成在安装在建筑物结构的外部壳体内的单元式幕墙模块内，所述光伏发电系统包括：

多个光伏能量转换模块，被配置成阵列并且集成在与所述多个单元式幕墙模块相关联的金属框架内；

所述金属框架的多个邻接垂直框架构件，在所述外部壳体内限定多个垂直竖框；

其中，所述多个垂直竖框由单元式幕墙模块中的相邻单元式幕墙模块单独限定，而不需要参照包括在侧柱处的那些的其它建筑物结构；

所述金属框架的多个邻接水平框架构件，在所述外部壳体内限定多个水平竖框；

其中，所述多个水平竖框由单元式幕墙模块中的相邻单元式幕墙模块单独限定，而不需要参照其它建筑物结构；

所述多个垂直竖框和水平竖框适于具有集成电气管道，以在所述外部壳体内按垂直方向和水平方向承载用于所述多个光伏能量转换模块的电缆，以完成到对应控制模块的连接。

265.一种装配集成到建筑物立面中的发电系统的方法，该方法包括以下步骤：

布置多个互连单元式幕墙单元，以限定建筑物结构的外部壳体；

设置集成在所述多个互连单元式幕墙单元内的多个能量转换模块；

在所述外部壳体内垂直地取向所述多个能量转换模块中的至少一些能量转换模块；

在所述多个互连单元式幕墙单元内配置多个集成的垂直电气管道和水平电气管道，以支承用于所述多个能量转换模块的电缆。

266.根据权利要求265所述的方法，其中，所述多个互连单元式幕墙单元占用所述建筑物结构的、接收太阳辐射的垂直表面的至少50％。

267.根据权利要求265所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述外部壳体内路由所述电缆。

268.根据权利要求267所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述电缆耦接至也位于所述外部壳体内的控制模块。

269.根据权利要求268所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述外部壳体内相互耦接多个控制模块。

270.根据权利要求269所述的方法，进一步包括以下步骤：将多个控制模块耦接至管理模块。

271.根据权利要求270所述的方法，进一步包括以下步骤：设置用于所述能量转换模块的输出的断开开关。

272.根据权利要求269所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述多个能量转换模块耦接至逆变器。

273.根据权利要求265所述的方法，进一步包括以下步骤：从全部集成在所述外部壳体内的所述能量转换模块的阵列生成电力。

274.根据权利要求265所述的方法，进一步包括以下步骤：改变所述能量转换模块或通量路径的取向，以跟踪和最大化入射太阳辐射能量。

275.根据权利要求265所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述建筑物结构内设置插座，以基于通过所述阵列生成的电力来对电气装置充电。

276.根据权利要求265所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述建筑物结构的场外装配所述单元式幕墙单元，并且使其包括：a)适于支承光伏能量转换模块的垂直框架构件和水平框架构件；b)适于将这种单元式幕墙单元贴附至所述建筑物楼板的支承托架；以及c)适于连接和隔离所述模块的密封剂和/或密封垫。

277.根据权利要求265所述的方法，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站和/或港口码头中的一种结构。

278.根据权利要求265所述的方法，其中，构成的所述发电系统满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独的电气安全检查。

279.一种装配集成到建筑物立面中的光伏发电系统的方法，该方法包括以下步骤：

在建筑物结构板层上沿垂直取向悬挂多个互连的单元式幕墙单元，以限定建筑物结构的外立面；

其中，所述立面没有提供用于所述建筑物结构的任何结构性支承部；

其中，所述多个单元式幕墙单元的每一个包括集成在这种单元式幕墙单元的玻璃件面板内的相关联的能量转换模块，该相关联的能量转换模块紧密配合至这种单元式幕墙单元的框内的电连接器；

安装到所述单元式幕墙单元的电线槽，该电线槽能够容纳用于所述相关联的能量转换模块的电缆；

配置所述单元式幕墙单元的至少一个垂直或水平竖框，以承载所述电缆。

280.根据权利要求279所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述外部壳体内路由所述电缆。

281.根据权利要求279所述的方法，进一步包括以下步骤：从全部集成在所述外部壳体内的所述光伏能量转换模块的阵列生成电力。

282.根据权利要求279所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述建筑物结构的场外装配所述多个单元式幕墙单元，并且使其包括：a)适于支承光伏能量转换模块的垂直框架构件和水平框架构件两者；b)适于将这种单元式幕墙单元贴附至所述建筑物楼板的支承托架；以及c)适于连接和隔离所述模块的密封剂和/或密封垫。

283.根据权利要求279所述的方法，其中，所述建筑物结构是商用结构、住宅结构、停车场结构、医院、机场候机楼、火车终点站以及/或港口码头中的一种结构。

284.根据权利要求279所述的方法，其中，构成的所述发电系统满足与所述建筑物相关联的、用于建筑物集成发电系统的保险商实验所(UL)或其它可应用本地法规要求，并且在操作之前不需要单独的电气安全检查。16、根据权利要求1所述的建筑物集成发电系统，其中，所述幕墙单元包括多个视觉区和多个拱肩区；以及

所述多个视觉区中的至少一个视觉区包括至少一个能量转换装置；以及

所述多个拱肩区中的至少一个拱肩区包括至少一个能量转换装置。

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