CN103999354B - 电池到电网的冗余光伏系统 - Google Patents

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Abstract

在一实施方式中，光伏系统包括多个光伏模块及模块到模块总线。每一光伏模块界定第一端和与第一端相对的第二端。每一光伏模块包括多个光伏电池和多个转换器。由每一光伏电池产生的能量具有穿过所述光伏电池到所述第二端的多个路径。转换器电气耦接到第二端处的多个光伏电池，以使得由每一光伏电池产生的能量可在任一转换器处接收。模块到模块总线电气耦接到每一光伏模块。模块到模块总线具有输出端。由每一光伏模块产生的能量可在独立于所述光伏模块的任何其他模块的输出端处接收。

Description

电池到电网的冗余光伏系统
技术领域
本文描述的示范性实施方式涉及具有从独立PV电池到电力网的多个冗余路径的光伏(PV)系统。
背景技术
在常见光伏阵列中，以电池层级开始直到电力网连接的多数(如果并非全部)连接为单点失效的。在系统的任何位置处的任何故障连接导致完全失效和计划外维修请求。已开发数种新拓扑结构来至少使独立模块彼此分离；然而，所述拓扑结构也由单点失效装置构成，并且鉴于所要求的添加量，预期具有极少甚至不具有可靠性改进。
本文请求的主题不限于解决任何缺点或仅在例如上文所描述的环境中操作的实施方式。相反，仅提供此背景以说明可实践本文所描述的一些实施方式的一个示范性技术范围。
发明内容
提供本发明内容以简化形式来介绍一组概念，下文在具体实施方式中进一步描述所述概念。本发明内容并不旨在识别所请求主题的重要特征或基本特征，也不旨在用来协助确定所请求主题的范围。
本文中描述的一些示范性实施方式大体涉及具有从独立PV电池到电力网的多个冗余路径的PV系统。
在示范性实施方式中，光伏系统包括多个光伏模块和模块到模块总线。每一光伏模块界定第一端和与第一端相对的第二端。每一光伏模块包括多个光伏电池和多个转换器。由每一光伏电池产生的能量具有穿过光伏电池到第二端的多个路径。转换器电气耦接到在第二端处的光伏电池，以使得由每一光伏电池产生的能量可在任一转换器处接收。模块到模块总线电气耦接到光伏模块的每一者。模块到模块总线具有输出端。由每一光伏模块产生的能量可在独立于任何其他光伏模块的输出端处接收。
在另一示范性实施方式中，光伏系统包括多个光伏模块、模块到模块总线和多个反相器。每一光伏模块界定第一端和与第一端相对的第二端。每一光伏模块包括多个光伏电池。由每一光伏电池产生的能量具有穿过光伏电池到第二端的多个路径。转换器电气耦接到在第二端处的光伏电池，以使得由每一光伏电池产生的能量可在任一转换器处接收。模块到模块总线电气耦接到每一光伏模块，以使得光伏模块并联电气连接。反相器电气耦接到模块到模块总线，以使得由每一光伏模块产生的能量可在任一反相器处接收。
本发明的额外特征和优点将在以下描述中得以阐述，并且将部分地根据所述描述而显而易见，或可通过实践本发明得以了解。本发明的特征和优点可借助于尤其在附加权利要求书中指出的工具和组合来实现及获得。本发明的所述特征和其他特征将根据以下描述和附加权利要求书变得完全显而易见，或可通过如后文所阐述实践本发明来了解。
附图说明
为进一步阐明本发明的上述及其他优点和特征，将参阅本发明的特定实施方式来给出对本发明的更具体描述，所述特定实施方式图示于附图中。应了解，所述图式仅描绘本发明的典型实施方式并且因此不应视为限制本发明的范围。将通过使用附图以额外的具体性和细节描述并说明本发明，在附图中：
图1图示根据一些实施方式的示范性PV系统；
图2图示可包括在图1的PV系统中的示范性PV模块；
图3A为包括在图2的PV模块中的连续背板的实施方式的后视图；
图3B为包括在图2的PV模块中的连续背板的另一实施方式的后视图；
图4图示图2的PV模块的第一端的横截面视图；
图5A至图5C各自图示图2的PV模块的第二端的横截面视图；
图6A至图6D图示图2的PV模块的底座总成的实施方式；
图7图示包括在图6A至图6D的底座总成中的电路板的示范性实施方式；
图8图示图2的PV模块的示范性功率/电压曲线；及
图9为包括在图7的电路板上的转换器的实施方式的示意图。
具体实施方式
本发明的实施方式大体涉及一种支持从独立PV电池到电力网的多个冗余路径的光伏(PV)系统。冗余在PV系统中提供故障容忍并且与缺少所述冗余的PV系统相比，可实质上减少或消除在PV系统使用寿命期间的维修要求。
更具体地描述根据一些实施方式的示范性PV系统，其中存在于一些常见PV系统中的单点失效已由具有多级冗余的连接点取代。所述连接点允许失效而不中断整个PV模块，并且允许不进行修复，从而产生极少能量损失甚至没有能量损失，或者至少允许定期修复而非计划外修复。
在本文描述的一些实施方式中，给定PV模块的所有PV电池具有并联和串联连接的某一组合，以使得电流可选择替代路径穿过PV模块。在PV模块的整个后部使用低阻抗连续背板以允许电流单向流动。任何失效互连件或PV电池都具有最小影响，因为电流可流经替代路线到达PV模块中所包括的转换器。
转换器互连到PV模块内的内部总线带，所述PV模块允许任何转换器查看任何电池，例如，由给定电池产生的能量可在任一转换器处接收。因此，一些转换器可失效而不影响PV模块的能量产生。转换器输出固定电压直流(DC)功率到输出总线，所述输出总线连接到大横截面积竖片(或连接器)。竖片连接到模块到模块总线而不接合模块到模块总线，以使得模块到模块总线保持连续。因此，每一PV模块独立于其他模块连接到模块到模块总线并且一个PV模块的失效将不影响其他PV模块与模块到模块总线的连接。
模块到模块总线互连到多个固定电压DC/AC转换装置或互连到本文中的“反相器”。反相器连接到电力网并将模块到模块总线上的DC功率转换为输出到电力网的AC功率。如果一些反相器失效，那么功率可继续流经其他反相器。因此，整个PV系统是电池到电力网冗余的，因为由每一PV电池产生的能量可选择多个冗余路径中的任一路径到达电力网。
现将参考图式来描述本发明的示范性实施方式的各种方面。应理解，图式是所述示范性实施方式的图解及示意性表示，并且既不为本发明的限制也不必按比例绘制。
I.示范性PV系统
图1图示根据本文所描述的至少一些实施方式布置的示范性PV系统100。PV系统100包括多个PV模块或面板(后文称为“模块”)102及模块到模块总线104。视情况，PV系统100额外包括多个反相器106及/或一或多个能量储存装置108。
现将描述每一PV模块102的示范性配置。尽管本文中描述的示范性配置的特定方面和特征仅在图1的一个PV模块102中加以说明，但应理解，可类似地配置每一PV模块102。
如图1中所示，每一PV模块102界定第一端110和第二端112。每一PV模块102包括在网格中电气耦接到一起的多个PV电池114，以使得由每一PV电池114产生的能量(例如，PV电流)具有从PV电池114到第二端112的多个路径。在一些实施方式中，PV电池114的网格拓扑结构通过将PV电池114成行布置而获得，其中所述行串联耦接并且每一行中的PV电池114并联耦接。
在一些PV模块中，PV电池串联电气耦接以使得照明不足或性能不佳或以其他方式“被挡住”的PV电池限制整个串联。然而，在本文描述的实施方式中，因为每一PV电池114具有到第二端112的多个路径，当一个路径中的PV电池114被挡住，由被挡住PV电池114上游(例如，更靠近第一端110)的PV电池114产生的能量可在被挡住PV电池114周围流动穿过其他可用路径中的一个路径。
每一PV模块102额外包括电气耦接到在第二端112处的PV电池114的多个转换器电路(后文称为"转换器")116，以使得由每一PV电池114产生的能量可在任一转换器116处接收。如此，如果一个转换器116失效，那么先前流到转换器116的能量可流到转换器116中的不同转换器。通常，转换器116配置为将由PV电池114集体产生的相对较高电流、低电压的能量转换为较低电流和较高电压。因此，每一转换器116可包括例如升压转换器、降压升压转换器、SEPIC转换器、CuK转换器等或以上各者的任一组合。
模块到模块总线104电气耦接到每一PV模块102，以使得PV模块102并联连接。模块到模块总线104具有至少一个输出端，并且由每一PV模块102产生的能量可在独立于PV模块102中的任一其他模块的输出端处接收。在所示实施方式中，模块到模块总线104具有四个输出端(包括耦接到每一反相器106及耦接到能量储存装置108的不同输出端)，以使得模块到模块总线104上的能量可输出到任一或全部反相器106及/或输出到能量储存装置108。在一些实施方式中，模块到模块总线104的输出端还可充当输入端，以使得通过反相器106接收及/或从能量储存装置108接收的能量可在模块到模块总线104上接收。
模块到模块总线104为用于PV模块102的DC输出端的DC总线。在所示实施方式中，模块到模块总线104包括正极导线104A和负极导线104B。正极导线104A和负极导线104B中的每一者可包括连续不间断的电线，每一PV模块102电气耦接到所述连续不间断的电线。因为模块到模块总线104的导线104A、104B包括连续电线并且PV模块并联连接至模块到模块总线104，所以任一PV模块102的失效将不会影响任一其他PV模块102输出模块到模块总线104上的能量到反相器106及/或到能量储存装置108的能力。因此，即使在一些PV模块102失效的情况下，PV系统100可继续产生能量，以使得不需要如同PV模块或面板串联连接的一些PV系统一样立即维修失效的PV模块102才能保持PV系统100运行。
反相器106电气耦接到模块到模块总线104，以使得由每一PV模块102产生的能量可在任何反相器106处接收。反相器106各自具有DC侧，反相器106的所述DC侧并联电气耦接到模块到模块总线104。通常，反相器106配置为将模块到模块总线104上的DC功率转换为输出到电力网118(后文称为“电网118”)的交流电(AC)功率，反相器106的AC侧耦接到所述电力网118。
反相器106可包括固定电压反相器，并且反相器106可控制模块到模块总线104上的电压。或者或另外，反相器106包括可逆反相器，以使得在反相器106逆向操作时将来自电网118的AC功率转换为DC功率，所述DC功率输出至模块到模块总线104以(例如)为能量储存装置108充电。或者或另外，反相器106以“固定匝数”配置操作，在所述配置中，AC输出电压与DC输入电压之间的比率是固定的，从而使DC电压随AC电压波动而浮动。
电网118可包括多相AC电网，例如三相AC电网。反相器106可电气耦接到电网118的任一或所有相。在所示实施方式中，每一反相器106通过例如Y形连接或三角形连接电气耦接到电网118的三相中的不同相。
能量储存装置108可并联耦接至模块到模块总线104。
在一些实施方式中，反相器106具有不同DC设定点。举例来说，反相器106的DC设定点可偏移0.1伏特到0.5伏特或偏移小于0.1伏特或多于0.5伏特。在示范性实施方式中，一个反相器106具有52.0伏特的DC设定点，另一反相器106具有52.5伏特的DC设定点，且另一反相器106具有53.0伏特的DC设定点。在反相器106具有不同DC设定点的情况下，从模块到模块总线104到反相器106的功率分配通过DC设定点来确定。例如，在模块到模块总线104上的电压为52.0伏特时，具有最低DC设定点(例如52.0伏特)的反相器106将开始吸取功率；如果模块到模块总线104上的电压上升到下一DC设定点(例如52.5伏特)，那么具有下一DC设定点的反相器106将接着吸取功率，以此类推。
或者或另外，反相器106的DC设定点及/或反相器106的AC削减可能是可调节的。大体上，AC削减是对来自反相器106的AC输出的限制特征。在所述及其他实施方式中，反相器106可例如通过网络通信协议(modbus)、控制器局域网(CAN)总线或其他通信信道通信耦接到一起。反相器106可彼此通信以协调对反相器特有设置(例如反相器106的DC设定点、反相器106的AC削减或其他设置或限制)的控制。
通过将每一反相器106耦接到电网118的不同相、实施反相器106的不同DC设定点及/或实施反相器106的可调节DC设定点，可以各种方式操作PV系统100。例如，电流可选择性地从反相器106流动到电网118的不同相、进入能量储存装置108及/或从能量储存装置108流动。作为另一实例，电流可通过具有相对较高DC设定点的一或多个反相器106从电网118的一或多个相流动至模块到模块总线108并且可在具有或没有由PV模块102产生的功率的情况下通过具有相对较低DC设定点的一或多个反相器106沿模块到模块总线104流动到电网118的一或多个其他相。作为另一实例，基于反相器106的DC设定点及能量储存装置108的当前电量状态，电流可从电网118的任一或所有相流动到能量储存装置108中或从能量储存装置108流动到电网118的任一或所有相。
或者或另外，每一反相器106可基于一或多个标准选择性地被禁用及启用。标准可为不变的或可调整的。标准可包括模块到模块总线104上的电压、当日时间或其他标准。举例来说，当预期PV模块102的输出相对低于正午时的输出时，可在每一清晨及/或傍晚禁用一或多个反相器106，以使得余下的启用的反相器106以相对较高的效率操作或PV系统100性能以其他方式得以最佳化。
II.PV模块
图2图示图1的PV系统100中可包括的示范性PV模块200，所述模块根据本文中所描述的至少一些实施方式布置。例如，PV模块200为图1的PV模块102的示范性实施方式。图2中的视图为PV模块200的倒置透视图。图2另外包括任意定义的X、Y及Z坐标轴，所述坐标轴贯穿各个附图使用以提供一致参考系。在以下论述中，PV模块200(或所述模块的子组件)的“顶部”或“前部”是指PV模块200(或子组件)的正Y侧，而“底部”或“后部”是指负Y侧。
在所示实施方式中，PV模块200界定分别对应于图1的每一PV模块102的第一端110及第二端112的第一端202和第二端204。PV模块200包括连续背板206并可视情况包括围绕连续背板206的周边的框架208及PV模块200的各个层(下文关于图4至图5C更详细描述)。PV模块200另外包括在PV模块200的各个层内的多个PV电池(图2中未图示)及多个转换器(图2中未图示)。多个转换器包括在底座总成210中，在所示实施方式中，所述底座总成210安装到在第二端204处的PV模块200的底部。图2另外包括在以下对图4、图5A、图5B及图5C的论述中提及的各种切割平面4-4、5A-5A、5B-5B及5C-5C。
在一些实施方式中，连续背板206大体从PV模块200的边缘延伸到边缘并且与PV模块200的框架208和透明前板(未图示)协作，以封闭PV模块200的PV电池(未图示)及防止湿气进入PV模块200中。连续背板206的厚度可在0.025毫米(mm)到0.4毫米(mm)之间并且连续背板206包括导电材料，例如但不限于铝。
连续背板206可为用于PV模块200的PV电池的接地平面。例如，连续背板206可电气耦接在第一端202处的PV电池的第一子集(例如，关于图4描述的PV电池的第一行)与第二端处的PV电池的第二子集(例如，关于图5A至图5C描述的PV电池的最后一行)之间。连续背板206与PV电池的第一子集之间的第一端连接件(未图示)可为PV模块200的阳极，如下文更详细描述。多个转换器与PV电池的第二子集之间的第二端连接件(未图示)可为PV模块200的阴极，如下文更详细描述。在所述及其他实施方式中，模块回流可由连续背板206从PV模块200的阴极载送到阳极。
III.连续背板
图3A为图2的连续背板206的实施方式206A(后文中称为“连续背板206A“)的后视图，所述连续背板根据本文中描述的至少一些实施方式布置。在所示实施方式中，连续背板206A包括在PV模块200的第一端202处机械及电气耦接到连续背板206A的接地带302。
接地带302可包括铜、热浸铜、镀锡铜或其他导电及可焊材料。在一些实施方式中，接地带302以超声方式焊接到连续背板206A。接地带302可具有约100微米(μm)的厚度(例如，在Y方向上)及约10mm的宽度(例如，在Z方向上)。
连续背板206A另外界定狭槽304并包括一或多个突出部306A、306B(共同称为“突出部306“)。在一些实施方式中，狭槽304具有在约3mm到8mm的范围中的宽度(例如，在Z方向上的尺寸)及在约75mm到200mm的范围中的长度(例如，在X方向上的尺寸)。
在所示实施方式中，突出部306包括机械及电气耦接到连续背板206A的离散突出部。突出部306可包括铜、热浸铜、镀锡铜或其他导电及可焊材料。在一些实施方式中，在组装期间，每一突出部306的纵长边缘以超声方式焊接到连续背板206A，然后将未焊接部分弯曲以延伸远离连续背板206。在一些实施方式中，突出部306具有约100μm的厚度(例如，在Y方向上)及在弯曲前具有约10mm至约14mm的宽度(例如，在Z方向上)。
图3B为图2的连续背板206的实施方式206B(后文中称为"连续背板206B")的后视图，所述连续背板根据本文中描述的至少一些实施方式布置。连续背板206B在一些方面类似于连续背板206A。例如，连续背板206B可包括接地带(未图示)，例如图3A的在PV模块200的第一端202处机械及电气耦接到连续背板206B的接地带302。
类似于连续背板206A，连续背板206B另外包括在一些方面类似于突出部306的突出部308A、308B(共同称为“突出部308”)。例如，突出部306、308都定位于连续背板206A、206B上第二端204处。另外，突出部306、308都在一平面中延伸远离连续背板206A、206B，所述平面实质上垂直于由连续背板206A、206B界定的平面。然而，图3B的突出部308为由连续背板206B一体形成的整体式突出部。因此，突出部308可包括与连续背板206B相同的一或多种材料。
连续背板206B另外界定切口310而非图3A的狭槽304。
现将参照图4至图5C说明图2至图3B的狭槽304、突出部306、突出部308、切口310及PV模块200的各方面。图4图示在图2的切割平面4-4处的PV模块200的第一端202的横截面图，所述切割平面根据本文中所描述的至少一些实施方式布置。图5A至图5C各自图示在图2的各个切割平面5A-5A、5B-5B及5C-5C处的图2的PV模块200的第二端204的横截面图，所述切割平面全部根据本文中所描述的至少一些实施方式布置。为了简便起见，已从图5A至图5C中省略底座总成210。
参照图4，PV模块200包括连续背板206、框架208、透明前板402及夹在连续背板206与前板402之间的PV电池404的多个行。在图4的视图中，在PV电池404的每一行中仅一个PV电池404可见。PV模块200另外包括黏着层406、缓冲层408及可选背表层410。
前板402包括实质上对至少一些波长的太阳辐射透明的基板。例如，前板402可包括玻璃、塑料等。前板402与连续背板206和框架208协作以保护PV模块200的PV电池404和其他内层免受湿气进入的影响。
黏着层406将前板402机械耦接到PV电池404。黏着层406可包括乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或其他合适的黏着剂。黏着层406实质上对至少一些波长的太阳辐射透明。
缓冲层408将连续背板206机械耦接到PV电池404及/或使PV电池404与连续背板206电气绝缘。因此，缓冲层408可包括黏着剂、电气绝缘材料或其他合适的材料，例如但不限于：EVA、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等或以上各者的任何组合。
背表层410可包括黑色PET或具有相对较高发射率的其他材料以便于PV模块200的冷却。背表层410可能沿着背表层410的周边比连续背板206略小，以允许框架208沿着连续背板206的周边包覆连续背板206来允许边缘密封。尽管未图示，但可沿着连续背板206的周边在框架208的包覆部分与连续背板206之间提供黏着剂及/或密封剂用于边缘密封。
大体来说，所有PV电池404通过光伏效应将太阳能转换为电能。PV电池404可为p型电池或n型电池。在以下论述中，除非另有说明，否则假定PV电池404为p型电池。每一PV电池404可具有相同或实质上相同的尺寸。在一些实施方式中，每一PV电池404的尺寸可为以下中的一者：156mm×156mm或78mm×156mm。或者，每一PV电池404的尺寸可不同于所列出尺寸。在一些实施方式中，PV电池404以阵列或矩形图案布置。例如，156mm×156mm的PV电池404可以6x10阵列(或6x24PV电池404的矩形图案)、6x12阵列或8x12阵列布置。作为另一实例，78mm×156mm的PV电池可以6x15阵列、6x20阵列、6x24阵列、8x20阵列或8x24阵列布置。前述尺寸及阵列配置仅提供为实例并且不应理解为限制本发明。
PV电池404的行通过串联互连件412(包括将PV电池404的每一行耦接到相应邻近行的多个串联互连件412)串联电气耦接。例如，在一些实施方式中，至少一个串联互连件412将每一PV电池404的前侧(或p型电池的阳极)耦接到在PV电池404的邻近行中的相应PV电池404的后侧(或p型电池的阴极)，以使得每一行中的每一PV电池404具有通过相应串联互连件412到PV电池404的相邻行的至少一个直接电连接。
每一行中的PV电池404通过导电行带414并联电气耦接到一起。举例来说，图4中横跨最右行的PV电池404的后部延行的导电行带414将最右行中的每一PV电池404的后侧电气耦接到一起，而横跨中间行的PV电池404的后部延行的导电行带414与从最右行的前侧到中间行的后侧的串联互连件412一起将最右行中的PV电池404的前侧电气耦接到一起，以使得最右行中的PV电池404并联耦接到一起。
每一导电行带414可具有在约25μm到约200μm的范围中的厚度(例如，在Y方向上的尺寸)及在约2mm到约20mm的范围中的宽度(例如，在Z方向上的尺寸)。每一导电行带414可具有与PV电池404的相应行相同或大致相同的长度(例如，在X方向上的尺寸)。
如前所述，由每一PV电池404产生的能量具有穿过PV电池404到PV模块200的第二端204(图4中未图示)的多个路径。在一些实施方式中，穿过PV电池404的多个路径包括导电行带414及/或串联互连件412，以使得所产生的电流可通过导电行带414及/或串联互连件412在被挡住PV电池404周围流动并流经具有相对较高性能及/或较高照明度的PV电池404到达第二端204。
PV电池404的行包括在PV模块200的第一端202处的第一行416。如图4中所示，串联互连件412A将PV电池404的第一行416电气及机械耦接到接地带418，以使得PV电池404的第一行416电气耦接到连续背板206。在一些实施方式中，至少一个串联互连件412A将第一行416中的每一PV电池404的前侧耦接到接地带418，以使得第一行416中的每一PV电池404具有通过相应串联互连件412A到接地带418的至少一个直接电连接。
接地带418可对应于图3A的接地带302。尽管在图4中图示为连接到第一行416中的PV电池404的前侧，在PV电池404为n型电池的情况下，接地带418可实际上连接到第一行416中的PV电池404的后侧并且可对本文中所描述的电连接进行其他合适的修改。
接地带418及串联互连件412A形成在连续背板206与PV电池404的第一行416之间的第一端连接件。在一些实施方式中，第一端连接件可为PV模块200的阳极。阳极处的参考电压为零伏特，因为阳极穿过连续背板206直接结合到PV模块200的负输出端。
接着参照图5A至图5C，其中图示PV模块200的第二端204的横截面图。在图5A至图5C中，连续背板206界定狭槽502(图5A)并包括突出部504(图5B—仅一个突出部504可见)。狭槽502可对应于图3A的狭槽304并且突出部504可对应于图3A的突出部306。因此，图5A至图5C中图示的连续背板206包括与图3A的连续背板206A相同的配置。然而，在其他实施方式中，图5A至图5C中图示的连续背板206可包括与图3B的连续背板206B相同的配置。
如图5A至图5C中所示，PV电池404的行包括在PV模块200的第二端204处的最后一行506。串联互连件412B将PV电池404的最后一行506电气及机械耦接到内部总线带508。在一些实施方式中，内部总线带508沿PV模块200的宽度(例如，在X方向上的尺寸)延伸。内部总线带508可包括铜或一或多种其他导电材料。在一些实施方式中，至少一个串联互连件412B将最后一行506中的每一PV电池404的后侧(或p型电池的阴极)耦接到内部总线带508，以使得最后一行506中的每一PV电池404具有通过相应串联互连件412B到内部总线带508的至少一个直接电连接。
参照图5A，内部总线带508包括突出部508A,所述突出部从内部总线带508延伸穿过形成于连续背板206中的狭槽502到达电路板(未图示)的正极连接器(未图示)，转换器安置在所述电路板上。电路板安置在下文关于图6A至图6D更详细描述的底座总成210内并机械耦接到PV模块200的第二端204。突出部508A可为类似于上文关于图3A至图3B描述的离散突出部及整体突出部的离散突出部或整体突出部。视情况，突出部508A可包括形成在所述突出部中的应力消除褶曲。
串联互连件412B及内部总线带518形成在转换器与PV电池404的最后一行506之间的第二端连接件。在一些实施方式中，第二端连接件可为PV模块200的阴极。
在所示实施方式中，由PV电池404产生的电流标称在单一方向上从PV模块200的第一端202或阳极流动穿过PV电池404到达第二端204或阴极。然而，如前所述，电流有时可侧向(例如，正交于标称流动方向)流动穿过导电行带414以避开被挡住PV电池404。PV模块200的回流在相反方向上(例如)从第二端204或阴极流动穿过连续背板206到达第一端202或阳极。
参照图5B，突出部504从连续背板206延伸到电路板的负极连接器(未图示)，转换器安置在所述电路板上。突出部504将连续背板206电气耦接到电路板的负极连接器，从而将电路板接地到连续背板206。如关于图3A的突出部306所描述，突出部504可包括铜或同样导热的其他导电材料。因此，突出部504可便于由转换器产生的热量从电路板热传递到连续背板206及框架208并热传递出PV模块200。视情况，突出部504可各自包括形成在所述突出部中的应力消除褶曲。在一些实施方式中，突出部504及突出部508A实质上彼此对准，例如，突出部504及突出部508A实质上共平面以简化突出部504、突出部508A到电路板的相应连接器的焊接。
参照图5C，穿过一区域切除突出部508A(图5A)及突出部504(图5B)提供PV模块200的第二端204的横截面图。如图4至图5C中所示，连续背板206一直延伸到PV模块200的正Z边缘及负Z边缘以与框架208及前板402协作来增强对PV模块200的密封。以类似方式，连续背板206一直延伸到PV模块200的正X边缘及负X边缘。
IV.底座总成
图6A至图6D图示图2的PV模块200的底座总成210的实施方式，所述底座总成根据本文中所描述的至少一些实施方式布置。更详细来说，图6A为底座总成210的分解图。图6B为底座总成210的部分在平行于XY平面的平面中的横截面图。图6C为底座总成210在平行于YZ平面的平面中的横截面图。图6D为底座总成210的横截面透视图。
参照图6A，底座总成210包括壳体602、两个嵌套部604A、604B(共同称为“嵌套部604”)、两个竖片606A、606B(共同称为“竖片606”)、两个帽盖608A、608B(共同称为“帽盖608”)、电路板610、罩盖612、两个垫圈614A、614B(共同称为“垫圈614”)及两个螺钉616A、616B(共同称为“螺钉616”)。
壳体602包括紫外线(UV)稳定聚合物，例如但不限于：聚合物、玻璃填充聚合物、云母填充聚合物、PET、聚甲醛(POM)等，包括由Dupont出售的名为Rynite及Delrin527UV的产品。壳体602包括主体618及多个足部620A至620C(共同称为“足部620”)。主体618界定两个狭槽622A、622B(共同称为“狭槽622”)，下文更详细地描述所述狭槽的各方面。
足部620从主体618延伸并在平行于XZ平面的平面中实质上共平面。每一足部620包括一或多个肋状物或梁腋加固物624以使主体618相对于足部620稳定。底座总成210使用安置在连续背板206与每一足部620之间的黏着剂或胶带626(图6B)机械耦接到连续背板206。视情况，在需要时在壳体602与连续背板206之间放置密封剂以防止湿气进入。
竖片606包括一或多种导电材料，例如但不限于：金属或金属合金，包括铝、电镀铝、铜、镀BeSn(铍锡)铜等或以上各者的任何组合。此外，竖片606可以一些其他方式加工、挤压或形成。每一竖片606包括基座628A、628B及与基座628A、628B相对的C形末端630A、630B。每一基座628A、628B界定螺纹孔或自攻孔(后文称为“螺纹孔”)632A、632B。
嵌套部604从壳体602的主体618的底表面(例如，负Y表面)延伸。每一嵌套部604可为与主体618分离的组件，所述组件附接到主体618，如图6A至图6D的所示实施方式中所示，或者每一嵌套部604可与主体618成一体。每一竖片606的C形末端630A、630B从相应的嵌套部604延伸并至少部分地在所述嵌套部604下方(例如，在负Y方向上)延伸。
两个嵌套部604中的每一者界定狭槽633A、633B(共同称为“狭槽633”)。嵌套部604中的每一狭槽633与壳体602的相应狭槽622连通。如图6C中所示，竖片606A穿过嵌套部604A中的狭槽633A并穿过主体618中的狭槽622A以电气耦接到电路板610。具体来说并结合参照图6A及图6C，螺钉616A穿过垫圈614A并穿过电路板610中界定的通孔634A以螺纹啮合竖片606A的螺纹孔632A并将电路板610紧固到竖片606A。类似地，如图6B中所示，竖片606B穿过嵌套部604B中的狭槽633B并穿过主体618中的狭槽622B以电气耦接到电路板610。具体来说，螺钉616B穿过垫圈614B并穿过电路板610中界定的通孔634B以螺纹啮合竖片606B的螺纹孔632B并以与图6C中对竖片606A图示的相同方式将电路板610紧固到竖片606B。在一些实施方式中，竖片606A电气耦接到正端子(图7)且竖片606B电气耦接到电路板610的负端子(图7)。
现将关于图6B描述关于竖片606B的额外细节，应理解，类似地配置竖片606A。C形末端630B包括顶部635(或正Y部分)及底部636(或负Y部分)。顶部635包括一或多个绝缘穿透部件638B。底部636包括呈螺纹固定螺钉形式的夹持部件640B。竖片606A类似地包括括一或多个绝缘穿透部件638A和夹持部件640A，如图6C中所示。
图6B另外图示具有绝缘护套644B的电线642B，所述电线642B安置在竖片606B的C形末端630B内。图6C类似地图示具有绝缘护套644A的电线642A，所述电线642A安置在竖片606A的C形末端630A内。电线642A、642B(共同称为“电线642”)共同构成模块到模块总线(例如，图1的模块到模块总线104)，用于将PV模块200并联电气互连到其他PV模块200。每一电线642可为大面积电线。举例来说，每一电线642可具有大于或等于约15mm2的横截面积。或者或另外，每一电线642可具有在约15mm2到约50mm2的范围中的横截面积。
现将关于图6B及图6C来描述一种将每一竖片606连接到构成模块到模块总线的电线642的方法。每一电线642A、642B放置在相应竖片606A、606B的C形末端630A、630B中而无需在安装期间从电线642A、642B剥离绝缘护套644A、644B。接着在安装期间夹持每一夹持部件640A、640B以抵靠相应绝缘穿透部件638A、638B夹持相应电线642A、642B。夹持部件640A、640B可通过旋拧夹持部件640A、640B来夹持以使夹持部件640A、640B朝向绝缘穿透部件638A、638B前进。抵靠绝缘穿透部件638A、638B夹持电线642A、642B使得绝缘穿透部件638A、638B穿透相应电线642A、642B的绝缘护套644A、644B并直接接触相应电线642A、642B，从而将每一电线642A、642B电气耦接到相应竖片606A、606B。在一些实施方式中，尽管图6A及图6B中未图示，但夹持部件640A、640B穿透绝缘护套644A、644B并且还直接接触相应电线642A、642B，从而增加与电线642A、642B的直接接触。
将竖片606连接到电线642的上述方法允许在不切断电线642及不剥离绝缘护套644的情况下连接到电线642。如此，构成PV系统(例如PV系统100)中的模块到模块总线的电线642可为连续的。另外，可在不花费时间剥离绝缘护套644的情况下进行连接。
参照图6A至图6C，在电线642连接到竖片606之后，每一帽盖608附接到相应嵌套部604。将帽盖608A附接到竖片606A封闭C形末端630A及电线642A的一部分，以保护C形末端630A与电线642A之间的连接免受环境污染物(例如湿气)影响，绝缘护套644A在所述部分处在嵌套部604A及帽盖608A内被绝缘穿透部件638A穿透)。类似地，将帽盖608B附接到竖片606B封闭C形末端630B及电线642B的一部分，以保护C形末端630B与电线642B之间的连接免受环境污染物影响，绝缘护套644B在所述部分处在嵌套部604B及帽盖608B内被绝缘穿透部件638B穿透。帽盖608可为扣紧帽盖及/或可填充有除湿及/或电气绝缘物质(例如硅树脂或保护性油脂)以进一步保护竖片606与电线642之间的连接。
结合参照图6C及图6D，将描述罩盖612的各方面。罩盖612可包括金属或金属合金或一或多种其他导热材料。在一些实施方式中，罩盖612是黑色的以用于增强热传递。在所示实施方式中，罩盖612成形有各种凸起646及/或最小化外部曝露的罩盖612的表面积的其他特征结构。材料648的珠粒夹在电路板610与罩盖612之间。在一些实施方式中，材料648是导热及电气绝缘的。当完全与PV模块200组装时，罩盖612的下边缘650可与框架208直接接触或紧邻框架208(例如，小于约8mm)，其中导热硅树脂或其他材料的可选珠粒夹在所述下边缘与所述框架之间。因此，热能可通过穿过材料648传递到罩盖612而直接从罩盖612驱散到环境中来从电路板610驱散，及/或热能可从罩盖612传递到框架208以直接从框架驱散到环境中。尽管图6C及图6D中未图示，但一或多个垫片可提供在电路板610与壳体602之间。
在一些实施方式中，每一竖片606进一步包括一或多个突出部652(仅图6B中图示)。每一竖片606上的突出部652在正X方向与负X方向上从竖片606向外延伸。大体上，突出部652防止嵌套部604在竖片606已耦接到电路板610之后从底座总成210脱除。举例来说，如图6B中所示，嵌套部604B包括朝向竖片606B向内(例如，在正X方向及负X方向上)延伸的突出部654。竖片606B及嵌套部604B的尺寸使得抵靠嵌套部604B的突出部654而作用的竖片606B的突出部652将嵌套部限制在负Y方向上，在竖片606B已紧固到电路板610之后可能发生这种情况。尽管图6C中未图示，但嵌套部604A类似地包括突出部，以使得嵌套部604A被限制在负Y方向上，限制程度与竖片606A也被限制在负Y方向的程度相同。
V.电路板
图7图示图6A至图6D的电路板610的示范性实施方式，所述电路板根据本文中所描述的至少一些实施方式布置。电路板包括安置在电路板上的多个转换器702。转换器702可对应于图1的转换器116。上文已描述关于转换器116及其他转换器的细节，所述细节也可适用于转换器702。电路板610另外包括安置在所述电路板上的数字控制器704、正极连接器706、一或多个负极连接器708、正端子710及负端子712。视情况，电路板610进一步包括测量电路系统714、保护继电器716、光电继电器718及射频(RF)发射装置720。
每一转换器702通过多个保险丝722中的相应保险丝独立地电气耦接到正极连接器706。结合参照图5A及图7，内部总线带508的突出部508A延伸穿过连续背板206中的狭槽502并焊接或以其他方式电气耦接到正极连接器706，以使得PV模块200的PV电池404的阵列通过串联互连件412B、内部总线带508/突出部508A、正极连接器706及保险丝722电气耦接到每一转换器702。如此，由每一PV电池404产生的能量可在任一转换器702处接收。具体来说，由PV电池404的阵列共同产生的能量输出到内部总线带508上并且所述能量接着可通过保险丝722中的相应保险丝行进穿过突出部508A及正极连接器706到达任一转换器702。
在一些实施方式中，PV电池404的阵列共同产生约25安培到50安培的电流。突出部508A及正极连接器706大体被制成尺寸以使得突出部508A及正极连接器706从PV电池404到转换器702的载流容量显著大于由PV电池404的阵列共同产生的最大预期电流。例如，突出部508A及正极连接器706的载流容量可比由PV电池404的阵列共同产生的最大预期电流大大约4倍到8倍。例如，在最大预期电流为50安培的情况下，突出部508A及正极连接器706的载流容量可为约200安培到约400安培。如此，即使PV电池404与转换器702之间的电连接件包括单个突出部508A及单个正极连接器706，但PV电池404与转换器702之间的电连接件是冗余的，因为沿着突出部508A及/或正极连接器706的长度(例如，X方向)的任何离散失效将不会防止电流流经突出部508A及正极连接器706的余下的连接区域。事实上，在突出部508A及正极连接器706的载流容量仅比由PV电池404的阵列共同产生的最大预期电流大4倍的情况下，突出部508A及/或正极连接器706可沿着突出部508A及/或正极连接器706的75％的长度失效而不限制电流从PV电池404流到转换器702。
结合参照图5B及图7，每一突出部504从连续背板206延伸并焊接到负极连接器708中的相应负极连接器或以其他方式电气耦接到所述相应负极连接器，以使得电路板610通过负极连接器708及突出部504接地到连续背板206。与突出部508A及正极连接器706一样，突出部504及负极连接器708的合计载流容量可比通过连续背板206返回的最大预期电流大4倍到8倍以提供冗余。
数字控制器704通过相应成对启用与脉冲宽度调制(PWM)线724通信耦接到每一转换器702。转换器702各自独立于彼此通过成对启用与PWM线724由数字控制器704控制。在一些实施方式中，数字控制器704仅由PV模块200所产生的能量供电，或更具体来说，由PV模块200的PV电池404所产生的能量供电。PV模块200的在非单调式增加或降低照明条件期间，离散或集成掉电电路(未图示)可用于确保数字控制器704不受损。
在操作中，由PV电池404产生的能量从正极连接器706流动穿过一个保险丝722到达转换器702中的相应转换器，所述相应转换器以相对较低电流及较高电压将能量输出到电路板610的输出总线726上。零个转换器702至所有转换器702的任何数量的转换器702可在给定时间下操作。
输出总线726电气耦接到每一转换器702的输出端并因此为所有转换器702共有。在操作期间，输出总线726可处于约48伏特。输出总线726通过保护继电器716耦接到正端子710。保护继电器716可包括机械继电器、固态继电器或其他合适的继电器，且在一些实施方式中，保护继电器716默认为断开的。在保护继电器716闭合时，输出总线726上的能量可通过正端子710(及图6C的竖片606A)输出至模块到模块总线(包括图6C的电线642A)。断开保护继电器716使输出总线726与模块到模块总线电气分离。
光电继电器718耦接到输出总线726及正端子710。光电继电器718用于测量模块到模块总线上的正电压以用于零电流中继切换，并且还用于针对仅电容系统(例如，无储存装置)，例如通过将电流馈送至模块到模块总线来为电容器组合再充电。
测量电路系统714检测通过负端子712从模块到模块总线进入PV模块200的电流。在其他实施方式中，测量电路系统714检测通过正端子710离开PV模块200的电流。在一些实施方式中，测量电路系统714测量负端子712(或正端子710)处来自(或至)模块到模块总线的电流输入(或电流输出)，而数字控制器704估计正端子710(或负端子712)处至(或来自)模块到模块总线的电流输出(或电流输入)。
在一些实施方式中，数字控制器704基于以下中的一或多者结合查找表估计电流输出(或电流输入)以校正一些误差：操作中的转换器702的数量；操作中的转换器702的PWM值；由PV电池404共同产生的电压；至模块到模块总线的输出电压。来自测量电路714的测量在数字控制器714处接收并与估计相比较以监控输入与输出之间的电流偏移。如果输入和输出在输出的具体限值或百分比内并不匹配，那么数字控制器704可关掉工作的转换器702以中止将功率发送至模块到模块总线上。或者或另外，数字控制器704可监控输入及/或输出电流并可在输出电流超过预设限值的情况下限制电流流动。在这些及其他实施方式中，测量电路系统714可包括电阻器及/或运算放大器。
在操作中，一或多个转换器702可失效。举例来说，一或多个转换器702可经历有限电阻短路失效。在这些及其他实施方式中，数字控制器704可暂时禁用其他转换器702以暂时引导PV电池404共同产生的所有电流穿过失效的转换器702，直到相应保险丝722断开。回应于相应保险丝722断开，数字控制器704可通过启用相应转换器702使用至少一些余下的转换器702来恢复正常操作。
如图7中所示，转换器702在电路板610上安置为一行。在一些实施方式中，转换器702在相邻转换器702之间具有小于3mm的间隔。图7另外图示转换器702大体安置在正极连接器706附近。在一些实施方式中，每一转换器702安置在与正极连接器706相距约2mm至约10mm的范围内。由于转换器702邻近正极连接器706，与转换器702远离正极连接器706定位的配置相比，从正极连接器706到每一转换器702的高电流损失可得以最小化。
在一些实施方式中，转换器702经操作彼此偏移。举例来说，图7的六个转换器702可成三对操作，每个操作对与其他操作对偏移(例如，与其他操作对异相)操作。在一些实施方式中，操作对彼此偏移120度。每一操作对内的两个转换器可彼此异相180度操作。在其他实施方式中，电路板610可包括任何所需数量的转换器706，所述转换器可分为偏移任何所需相位偏移的任何所需数量的操作对，其中每一操作对内的两个转换器以彼此的任何所需相位偏移操作。
RF发射装置720通信耦接到数字控制器704。数字控制器704配置为操作RF发射装置720以传输信息到包括多个PV模块200的PV系统(例如图1的PV系统100)中的其他PV模块200或从所述其它PV模块接收信息。或者或另外，数字控制器704可配置为操作RF发射装置720以传输信息到PV系统中所包括的数据收集装置或从所述数据收集装置接收信息。在一些实施方式中，如果一个PV模块200与数据收集装置相距超出直接传输距离，例如，来自PV模块200的信息可通过基本上将一或多个中间PV模块200作为中继节点操作而传输到数据收集装置。因此，每一PV模块200可传输数据到其他PV模块200及/或数据收集装置或从其他PV模块200及/或数据收集装置接收数据。
视情况，电路板610进一步包括光学信号源728，所述光学信号源728通信耦接到数字控制器704并在电路板610的顶部(例如，正Y侧)附加安装到电路板610，以使得由光学信号源728发射的光学信号从PV模块200的前部可见。光学信号源728可包括90度表面安装发光二极管(LED)、表面安装激光器或其他合适的光学信号源。
PV模块200包括在光学信号源728与PV模块200的前部之间的各种介入层，例如连续背板206、缓冲层408、PV电池404及黏着层406。孔洞可形成为穿过一或多个介入层，以使得由光学信号源发射的光学信号从PV模块200的前部穿过介入层可见。或者或另外，一些或所有介入层可为半透明的及/或可能已经包括形成在所述层中的开口(例如，形成在连续背板206中的狭槽502)，以使得由光学信号源728发射的光学信号从PV模块200的前部可见而无需在一些或所有介入层中形成孔洞。
在一些实施方式中，数字控制器704操作光学信号源728以发射包含状态信息的光学信号。所发射的光学信号可包括视觉上可识别(例如，由人类识别)的图案，所述图案传递状态信息。状态信息可包括功率及故障代码并在一些实施方式中用于调试、检测失效、确认面板位置或其他目的。
或者或另外，所发射的光学信号包括可由耦接到光电二极管或其他光学接收器的计算装置解译的位封包。位封包包括比可以其他方式通过视觉上可识别的图案传送的信息更详细的状态信息，例如，PV模块200的模块系列ID、完整故障日志、PV模块200的累积能量产生、PV模块200的温度、PV模块200的开/关循环次数等或以上各者的任何组合。
图8图示图2的PV模块200的示范性功率/电压曲线802，所述PV模块200根据本文中所描述的至少一些实施方式布置。现将结合参照图2至图8来描述PV模块200的示范性操作。包括数字控制器704的电路板610通过由PV模块200所产生的能量直接供电而不是从外部电源供电。如此，电路板610不在没有照明的情况下(例如，在夜间)通电。在充分照明下，PV电池404产生足以供数字控制器704开始操作的电压。
由数字控制器704执行的第一操作为执行一系列检查来确保安全模块操作。例如，数字控制器704通过控制光电继电器718测量模块到模块总线上的电压来检查模块到模块总线上的电压。如果电压高于最大阈值804，那么数字控制器704通过使保护继电器716断开或保持断开(如前所述，保护继电器716可默认为断开的)而不允许能量输出至模块到模块总线。相反，由PV电池404产生并在转换器702处接收的能量可通过连续背板206分流回到PV电池404，同时数字控制器704继续监控模块到模块总线上的电压。最大阈值804在图8的实例中为60伏特。
当模块到模块总线上的电压小于最小阈值806(例如在图8中的实例中为35伏特)时，数字控制器704控制光电继电器718使得充电电流从输出总线726涓流至模块到模块总线，以确定电容式元件是否附接至模块到模块总线。如果数字控制器704确定电容式元件附接至模块到模块总线，那么数字控制器704继续使充电电流穿过光电继电器718涓流至模块到模块总线，直到模块到模块总线上的电压上升到高于最小阈值806。
当模块到模块总线上的电压上升到高于最小阈值806时，数字控制器704闭合保护继电器716以确保零电流切换。当模块到模块总线上的电压介于最小阈值806与大于最小阈值806的中间阈值808之间时，数字控制器704在最大电流模式中操作转换器702。中间阈值808在图8的实例中为57伏特。当模块到模块总线上的电压介于中间阈值808与最大阈值804之间时，数字控制器704在恒定电压模式中操作转换器702，并且当模块到模块总线上的电压上升道高于最大阈值804或下降道低于最小阈值806时，数字控制器704断开保护继电器716。
如果当数字控制器704第一次测量电压时，模块到模块总线上的电压已大于最小阈值806并小于中间阈值808，那么数字控制器704为转换器702充电(例如，操作转换器)直到输出总线726上的电压在闭合保护继电器716以确保保护继电器716的零电流切换之前匹配模块到模块总线上的电压。如上文已描述，数字控制器704接着将在最大电流模式或恒定电压模式中操作转换器702，或将根据模块到模块总线上的电压断开保护继电器716。
因此，保护继电器716启用软启动控制，其中PV模块200与模块到模块总线上的电压隔离，直到一或多个转换器702经充电以使得输出总线726上的电压在闭合保护继电器716之前匹配模块到模块总线上的电压。在这些及其他实施方式中，光电继电器718为围绕保护继电器716的旁路电路，所述旁路电路允许测量在模块到模块总线上的外部电压，以确保软启动被平衡并允许某一小电流馈送至模块到模块总线以在能量储存装置未耦接至模块到模块总线的情况下协助充电模块到模块总线上的电容元件。
在包括多个PV模块200的PV系统(例如图1的PV系统100)中，每一PV模块200仅根据如本文中所描述的模块到模块总线上的电压独立于彼此而操作，从而通过消除对其他PV模块200的依赖性来确保冗余。
最大电流模式包括操作任何数量(从一个到全部)的转换器702以在输出总线726上产生最大电流输出。在任何给定时间下操作中的转换器702的数量取决于可从PV电池404获得的电流量，所述电流量通过改变任何单个操作中的转换器702的PWM值及观察所得电压变化及功率来确定。如果电压变化为最小的并且功率增加，那么执行最大峰值功率算法，如下文更详细描述。当最大峰值功率算法达到转换器702的最佳PWM值时，可启用额外转换器702以继续获得(及输出)更多功率。如果功率减少并且操作中的转换器702的PWM值下降到低于阈值，那么可禁用一个操作中的转换器702。
如果一个操作中的转换器702经历失效，那么数字控制器704可识别存储器中的失效转换器702。如果转换器702短路失效，那么数字控制器704可暂时禁用其他操作中的转换器702并暂时引导所有电流穿过失效转换器702及失效转换器702的保险丝722以断开保险丝722，如上文已说明。
VI.转换器
图9为图7的一个转换器702的实施方式的示意图，所述转换器根据本文中所述的至少一些实施方式布置。可类似地配置每一转换器702。图9中所示的转换器702仅为转换器的一个实例，可根据一些实施方式使用所述实例并且所述实例不应理解为以任何方式限制本发明。
如图9中所示，转换器702包括输入端902、耦接到输入端902及接地端906的电容器904、耦接到输入端902及电容器904的电感器908、耦接到电感器908的开关910、耦接到电感器908及开关910的二极管912、耦接到二极管912的输出端914、耦接到开关910的控制线916及耦接在转换器702与接地端906之间的一或多个测量电路918。
结合参照图2至图9，输入端902通过相应保险丝922电气耦接到正极连接器706。接地端906通过一个负极连接器708及相应的一个突出部504电气耦接到连续背板206。输出端914电气耦接到输出总线726。控制线916通信耦接到数字控制器704并可对应于成对启用与PWM线724中的一者。
数字控制器704通过控制线916提供PWM信号到开关910，所述开关910控制转换器702的切换频率及/或工作循环。或者或另外，PWM信号相对于电路板610上的其他转换器702的相位控制转换器702的相位。
开关910可包括场效应晶体管(“FET”)、金属氧化物半导体FET(“MOSFET”)、绝缘栅双极晶体管(“IGBT”)、双极结型晶体管(“BJT”)或其他合适的开关。二极管912可包括肖特基(Schottky)整流器或其他合适的二极管。
测量电路918包括一或多个电阻器并用于测量转换器702的某些操作参数。例如，测量电路918可测量电感器908中每一切换循环的最大电流累积以便维持最大峰值功率。或者或另外，测量电路918可测量电感器908的充电速率、转换器702的输入电压、转换器702的输出电压等或以上各者的任何组合。
在操作中，转换器702在输入端902接收由任一PV电池404产生的能量并通过用开关910开关所述转换器来将所述能量转换为具有相对较高的电压(被称为“递升电压”)及较低电流。在“开启”状态下，开关910闭合以使得流经电感器908的电流增加并通过开关910及测量电路918返回到接地端906。在“关闭”状态下，开关910断开以使得流经电感器908的电流减少、流经二极管912及输出端914到达输出总线726。
在转换器702的“开启”状态下，输出端914处的电压为约0伏特。在“关闭”状态下，输出端914处的电压取决于穿过电感器908的电流的变化速率而不是取决于输入端902处的输入电压。流过电感器908的电流的变化速率又取决于电感器908的电感。因此，输出端914处的递升电压取决于电感器908的电感。或者或另外，输出端914处的递升电压取决于开关910的切换频率及/或开关910的工作循环。
在连续传导模式下，流过电感器908的电流从未达到0安培。通过在连续传导模式下或接近连续传导模式循环开关转换器702，转换器702在输出端914处产生经调节功率(例如，具有递升电压的功率)，同时最大化效率及最小化转换器702中的峰值电流。或者或另外，转换器702可通过将转换器702的工作循环D限制为[(V_出–V_进)/V_出-0.05]<D<0.75而接近连续传导模式操作，其中V_出及V_进为转换器702的输出电压及输入电压并可由测量电路918测量。
在这个及其他实施方式中，开关910通过控制线916操作。具体来说，数字控制器704通过控制线916发送信号而以所需频率及工作循环断开及闭合开关910。因为转换器702的递升电压及阻抗中的每一者取决于切换过程的频率及工作循环，所以数字控制器704可将频率及/或工作循环设置为预定频率及/或工作循环以最优化转换器702的递升电压及阻抗。因此，电路板610上的任何独立转换器702仅可部分地按工作循环与频率使用且可为动态负载均衡循环的部分。
在一些实施方式中，增加及减少流过电感器908的电流可导致转换器702的输入电流及/或输出电流的振幅的周期性变化。电流振幅的所述周期性变化也被称为电流纹波。在转换器702的输入端902处的电流纹波可导致转换器702的阻抗随电流纹波变化，从而使转换器702难以维持最大峰值功率。在转换器702的输出端处的电流纹波可在输出总线726上导致噪声，所述噪声可不利地影响耦合到输出总线726的负载。
然而，可通过彼此异相地操作转换器702实质上整体减少电路板610的输入端及输出端处的电流纹波。当转换器702彼此异相地操作时，一个转换器702中的电流纹波振幅可能增加同时另一转换器702中的电流纹波振幅可能减少。转换器702的异相操作的累积效应整体平均化而消除了在电路板610的输入端及输出端处的电流纹波。
如前所述，转换器702可使用电感器908的电流累积及/或充电速率的最大值来维持PV模块200的峰值功率。维持峰值功率可最大化PV电池404阵列的不经调节的功率输出，并因此最大化至模块到模块总线的经调节功率输出。大体上，维持峰值功率包括以下步骤：(1)识别峰值功率点，在所述点处，PV电池404阵列的功率输出得以最大化；及(2)动态地改变转换器702的阻抗以有效匹配负载阻抗，以使得横跨PV电池404阵列的电压实质上等于所识别的峰值功率点。此外，如上文关于图1所说明，为得到最大效率，耦合至模块到模块总线的负载可经最优化以在极窄电压范围内操作。
本文中所述的实施方式可包括使用专用计算机或通用计算机，包括各种计算机硬件或软件模块，如下文更详细论述。
本发明范围内的实施方式还包括用于载送或其上储存有计算机可执行指令或数据结构的计算机可读媒体。所述计算机可读媒体可能是可由通用或专用计算机存取的任一可用媒体。举例来说但不加以限制，所述计算机可读媒体可包括：有形计算机可读储存媒体，包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘储存器、磁盘储存器或其他磁性储存装置；或任何其他储存媒体，所述储存媒体可用于载送或储存呈计算机可执行指令或数据结构形式的所需程序代码手段并且可由通用或专用计算机存取。以上各者的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。
计算机可执行指令包含(例如)使通用计算机、专用计算机或专用处理装置执行某一功能或功能群组的指令及数据。尽管已用结构特征及/或方法动作特有的语言来描述主题，但应理解，附加权利要求书中界定的主题不必受限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征及动作作为实施权利要求书的示范性形式而公开。
如本文中所使用，术语“模块”或“组件”可指代在计算系统上执行的软件对象或例行程序。本文中所述的不同组件、模块、引擎和服务可实施为在计算系统上执行的对象或程序(例如，实施为单独线程)。尽管本文所述的系统及方法优选地在软件中实施，但也可在硬件或软件和硬件的组合中实施并且所述实施是能预期的。在所述描述中，“计算实体”可为如本文先前所定义的任何计算系统或在计算系统上运行的任何模块或模块的组合。
可在不背离本发明的精神或基本特征的情况下以其他特定形式体现本发明。所描述的实施方式应在各方面被认为仅是说明性而非限制性的。因此，由附加权利要求书而不是由上述描述指示本发明的范围。在权利要求书的效力和等价范围内的所有变化都包含在权利要求书的范围内。

Claims (31)

1.一种光伏系统，所述光伏系统包含：
多个光伏模块，每一光伏模块界定第一端和与所述第一端相对的第二端，其中每一光伏模块包含：
多个光伏电池，其中由每一光伏电池产生的能量具有穿过所述多个光伏电池到所述第二端的多个路径；
内部总线带，所述内部总线带在所述第二端沿所述光伏模块的宽度延伸；及
多个转换器，所述多个转换器通过所述内部总线带电气耦接到所述第二端处的所述多个光伏电池，以使得由每一光伏电池产生的能量可在所述多个转换器中的任一者处接收；及
模块到模块总线，所述模块到模块总线电气耦接到所述多个光伏模块中的每一者，所述模块到模块总线具有输出端，其中由每一光伏模块产生的能量可独立于所述多个光伏模块的任何其他模块在所述输出端处接收。
2.如权利要求1所述的光伏系统，其中：
所述多个光伏电池布置在串联电气耦接的多个行中；
所述多个光伏模块中的每一者进一步包含将每一行中的所述光伏电池彼此并联电气耦接的多个导电行带；及
穿过所述多个光伏电池到所述第二端的所述多个路径包括所述多个导电行带，以使得所产生的电流可通过所述多个导电行带在具有低性能及/或低照明度的光伏电池周围流动并流经具有相对较高性能及/或较高照明度的光伏电池到达所述第二端。
3.如权利要求1所述的光伏系统，其中：
所述多个光伏模块的每一者进一步包含连续背板，所述连续背板包含用于所述多个光伏电池的接地平面；
所述连续背板电气耦接在所述第一端处的所述多个光伏电池的第一子集与所述第二端处的所述多个光伏电池的第二子集之间；
所述连续背板与所述第一端处的所述多个光伏电池的所述第一子集之间的第一端连接件包含所述光伏模块的阳极；
所述多个转换器与所述第二端处的所述多个光伏电池的所述第二子集之间的第二端连接件包含所述光伏模块的阴极；及
所述连续背板配置为将模块回流从所述阴极载送到所述阳极。
4.如权利要求3所述的光伏系统，其中：
所述多个光伏电池布置在串联电气耦接的多个行中，所述多个行包括第一行及最后一行，所述第一行包括所述多个光伏电池的所述第一子集，所述最后一行包括所述多个光伏电池的所述第二子集；及
所述第一端连接件包含：
接地带，所述接地带在所述第一端处电气及机械耦接到所述连续背板；及
多个串联互连件，所述串联互连件将所述第一行中的每一光伏电池电气及机械地耦接到所述接地带。
5.如权利要求3所述的光伏系统，其中所述多个光伏模块中的每一者进一步包含：
电路板，所述电路板机械耦接到所述第二端，所述电路板包括安置在所述电路板上的所述多个转换器并进一步包括正极连接器及负极连接器；其中：
所述内部总线带耦接到所述多个光伏电池的所述第二子集中的每一个所述光伏电池的阴极；及
所述内部总线带包括从所述内部总线带穿过形成于所述连续背板中的狭槽延伸到达所述电路板的所述正极连接器的突出部，所述突出部将所述内部总线带电气耦接到所述电路板的所述正极连接器；及
一或多个突出部，所述突出部从所述连续背板延伸到所述电路板的所述负极连接器，所述一或多个突出部将所述连续背板电气耦接到所述电路板的所述负极连接器。
6.如权利要求5所述的光伏系统，其中从所述连续背板延伸的所述一或多个突出部将所述电路板接地到所述连续背板，所述一或多个突出部包括：
整体式突出部，所述整体式突出部由所述连续背板一体形成并在实质上垂直于由所述连续背板界定的平面的平面中延伸；或
离散突出部，所述离散突出部机械及电气耦接到所述连续背板并在实质上垂直于由所述连续背板界定的所述平面的平面中延伸。
7.如权利要求1所述的光伏系统，其中：
所述多个光伏模块中的每一者进一步包含：
电路板，所述电路板机械耦接到所述第二端；及
数字控制器，所述数字控制器安置在所述电路板上；
所述多个转换器安置在所述电路板上；及
所述多个转换器各自独立于其他转换器通过从所述数字控制器到所述多个转换器中的每一者的成对启用与脉冲宽度调制(PWM)线由所述数字控制器控制。
8.如权利要求7所述的光伏系统，其中：
所述多个光伏模块中的每一者的所述多个转换器成对操作；
每一操作对与其他操作对异相地操作；及
一对中的每一转换器与所述对中的另一转换器异相180度操作。
9.如权利要求7所述的光伏系统，其中：
所述电路板包括负极连接器及正极连接器；
所述多个转换器中的每一者通过相应保险丝独立地电气耦接到所述正极连接器；及
在所述多个转换器中的一个转换器中有限电阻短路失效的情况下，所述数字控制器配置为：
引导来自所述多个光伏电池的所有电流穿过所述多个转换器中的所述一个转换器直到所述相应保险丝断开；及
回应于断开所述保险丝，使用所述多个转换器中的至少一些余下的转换器来恢复正常操作。
10.如权利要求7所述的光伏系统，其中所述数字控制器仅通过由所述光伏模块产生的能量供电。
11.如权利要求7所述的光伏系统，其中：
所述电路板包括正极连接器，所述正极连接器电气耦接到在所述第二端处的一行所述多个光伏电池；
所述多个转换器在所述电路板上安置为一行，在相邻转换器之间具有小于3毫米的间隔；及
所述多个转换器中的每一者安置为在与所述正极连机器相距五毫米到十毫米的范围内。
12.如权利要求7所述的光伏系统，其中每一所述光伏模块的所述数字控制器配置为：
当所述模块到模块总线上的电压小于最小阈值时，使充电电流涓流至所述模块到模块总线上以确定电容式元件是否附接至所述模块到模块总线；
回应于确定了电容式元件附接至所述模块到模块总线，继续使充电电流涓流至所述模块到模块总线上，直到所述模块到模块总线上的所述电压上升到高于所述最小阈值；
当所述模块到模块总线上的所述电压上升到高于所述最小阈值时，闭合保护继电器以确保零电流切换，所述保护继电器电气耦接在所述模块到模块总线与所述电路板的输出总线之间，所述输出总线电气耦接到所述多个转换器的每一者的输出端；
当所述模块到模块总线上的所述电压介于所述最小阈值与大于所述最小阈值的中间阈值之间时，在最大电流模式中操作所述多个转换器；
当所述模块到模块总线上的所述电压介于所述中间阈值与大于所述最小阈值的最大阈值之间时，在恒定电压模式中操作所述多个转换器；及
当所述模块到模块总线上的所述电压上升到高于所述最大阈值或下降到低于所述最小阈值时，断开所述保护继电器。
13.如权利要求7所述的光伏系统，其中所述多个光伏模块中的每一者进 一步包括光学信号源，所述光学信号源通信耦接到所述数字控制器并安装到所述电路板，以使得由所述光学信号源发射的光学信号从所述相应的光伏模块的前部可见。
14.如权利要求13所述的光伏系统，其中所述数字控制器配置为操作所述光学信号源发射包含状态信息的光学信号。
15.如权利要求14所述的光伏系统，其中所述状态信息包含所述相应光伏模块的以下各者中的至少一者：功率与故障代码、模块系列ID、完整故障日志、累积能量产生、温度或开/关循环次数。
16.如权利要求7所述的光伏系统，其中所述多个光伏模块中的每一者进一步包含射频(RF)发射装置，所述RF发射装置通信耦接到所述数字控制器，所述数字控制器配置为操作所述RF发射装置传输信息到所述光伏系统中所包括的所述多个光伏模块中的其他光伏模块及/或传输信息到数据收集装置。
17.如权利要求7所述的光伏系统，其中所述多个光伏模块中的每一者进一步包含内部安置有所述电路板的底座总成，所述底座总成包括壳体，所述壳体包含：
主体；及
多个足部，所述多个足部从所述主体延伸，所述多个足部实质上共平面，
其中：
所述底座总成使用安置在连续背板与所述多个足部之间的黏着剂或胶带机械耦接到所述相应光伏模块的所述连续背板；及
所述主体界定两个狭槽，两个相应竖片通过所述狭槽穿过所述主体以电气耦接到所述电路板。
18.如权利要求17所述的光伏系统，其中：
每一底座总成进一步包含热耦接到所述电路板的黑色罩盖；
所述黑色罩盖包括曝露在所述底座总成外部的一或多个凸起，所述一或多 个凸起可将能量热驱离所述底座总成；及
所述黑色罩盖包括与所述相应光伏模块的框架直接接触或在所述框架8毫米内的边缘，所述边缘将热驱散至所述框架中并驱离所述底座总成。
19.如权利要求17所述的光伏系统，其中：
所述两个竖片中的每一者包括：
基座，所述基座界定螺纹孔；
C形末端，所述末端与所述基座相对，所述C形末端包括顶部及底部，所述顶部包括绝缘穿透部件且所述底部包括夹持部件，所述顶部比所述底部更靠近所述基座，所述多个光伏模块中的每一者的所述底座总成进一步包含：
两个嵌套部，从所述主体的底表面延伸，所述两个嵌套部中的每一者与所述主体为一体或单独地附接到所述主体，所述两个嵌套部中的每一者界定一狭槽，所述狭槽与由所述主体界定的所述狭槽中的不同狭槽连通，每一竖片穿过在所述嵌套部的相应嵌套部中界定的狭槽及在所述主体中界定的相应狭槽；
两个帽盖，每一帽盖各自附接到所述两个嵌套部的相应嵌套部中；及
两个螺钉，每一螺钉各自通过所述竖片的所述基座中界定的所述螺纹孔将所述电路板紧固到所述竖片中的相应竖片；
所述模块到模块总线包含两个电线，每一电线具有大于或等于15平方毫米的横截面积并且每一电线具有绝缘护套；
所述两个电线中的每一者安置在所述两个竖片的所述C形末端内而无需在安装期间从所述两个电线剥离所述绝缘护套；
所述两个竖片中的每一者的所述夹持部件在安装期间受夹持以抵靠所述两个竖片中的每一者的所述绝缘穿透部件夹持所述两个电线中的相应电线，以使得所述绝缘穿透部件穿透所述绝缘护套并将所述相应电线电气耦接到所述相应竖片；
所述两个竖片中的每一者的所述C形末端从所述两个嵌套部中的相应嵌套部延伸；
在将所述相应电线电气耦接到所述相应竖片之后，所述两个帽盖中的每一者附接到所述两个嵌套部中的相应嵌套部以封闭所述两个竖片中的每一者的所述C形末端及所述两个电线中的每一者的一部分并保护所述C形末端与所 述相应电线之间的相应电气连接免受环境污染物影响，所述绝缘护套在所述部分处在所述嵌套部中的相应嵌套部与所述帽盖的相应帽盖内被穿透。
20.如权利要求1所述的光伏系统，其中所述多个转换器中的每一者以在[(V_出–V_进)/V_出-0.05]<D<0.75的范围内的工作循环D操作，其中V_出及V_进为所述相应转换器的输出电压及输入电压。
21.如权利要求1所述的光伏系统，其中所述多个光伏模块中的每一者进一步包含：
测量电路系统，所述测量电路系统配置为测量到所述模块到模块总线的输出电流或来自所述模块到模块总线的输入电流；及
数字控制器，所述数字控制器配置为基于所述测量监控所述输出电流与所述输入电流之间的偏移及/或配置为在所述输出电流超过预设限制时限制输出电流。
22.一种光伏系统，所述光伏系统包含：
多个光伏模块，每一光伏模块界定第一端和与所述第一端相对的第二端，其中每一光伏模块包含：
多个光伏电池，其中由每一光伏电池产生的能量具有穿过所述多个光伏电池到所述第二端的多个路径；
内部总线带，所述内部总线带在所述第二端沿所述光伏模块的宽度延伸；及
多个转换器，所述多个转换器通过所述内部总线带电气耦接到所述第二端处的所述多个光伏电池，以使得由每一光伏电池产生的能量可在所述多个转换器中的任一者处接收；
模块到模块总线，所述模块到模块总线电气耦接到所述多个光伏模块中的每一者，以使得所述多个光伏模块并联电气连接；及
多个反相器，所述多个反相器电气耦接到所述模块到模块总线，以使得由每一光伏模块产生的能量可在所述多个反相器的任一者处接收。
23.如权利要求22所述的光伏系统，其中所述模块到模块总线包含连续不间断电线，所述多个光伏模块中的每一者电气耦接到所述连续不间断电线。
24.如权利要求22所述的光伏系统，其中一或多个能量储存装置并联耦接到所述模块到模块总线。
25.如权利要求24所述的光伏系统，其中基于所述多个反相器中的每一者的DC设定点和AC削减并基于所述一或多个能量储存装置的当前电荷状态，电流流经所述模块到模块总线及所述多个反相器中的一或多者：
从多相AC电网的任一相或所有相进入所述一或多个能量储存装置，所述多个反相器中的每一者耦接到所述多相AC电网的任一相或所有相；或
从所述一或多个能量储存装置进入所述多相AC电网的任一相或所有相。
26.如权利要求22所述的光伏系统，其中所述多个反相器中的每一者配置为进一步耦接到三相AC电网的任一相或所有三个相。
27.如权利要求22所述的光伏系统，其中所述多个反相器包含三个反相器，且其中所述三个反相器中的每一者使用Y形连接或三角形连接进一步耦接到三相AC电网的不同相。
28.如权利要求27所述的光伏系统，其中所述三个反相器中的每一者具有不同DC设定点和AC削减，以使得在操作期间，电流选择性地进行以下操作：
流动到所述三相AC电网的不同相；
通过所述模块到模块总线流动到并联耦接到所述模块到模块总线的一或多个能量储存装置中；及/或
通过所述模块到模块总线从所述一或多个能量储存装置流动。
29.如权利要求27所述的光伏系统，其中所述三个反相器中的每一者具有不同DC设定点，以使得在操作期间，电流进行以下操作：
从所述三相AC电网的一或多个相流经具有相对较高DC设定点的所述多个反相器中的一或多者到达所述模块到模块总线；及
从所述模块到模块总线流经具有相对较低DC设定点的所述多个反相器中的一或多者到达所述三相AC电网的一或多个其他相。
30.如权利要求22所述的光伏系统，其中可基于一或多个标准选择性地禁用及启用所述多个反相器中的每一者。
31.如权利要求22所述的光伏系统，其中所述多个反相器通信耦接到一起并配置为彼此通信以协调对反相器特有设定的控制，所述反相器特有设定包括所述多个反相器中的每一者的DC设定点和AC削减。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3036829A4 (en) * 2013-08-21 2017-08-09 Tenksolar, Inc. Fully redundant photovoltaic array
MY184132A (en) * 2014-11-26 2021-03-20 Visolis Inc Processes for conversion of biologically derived mevalonic acid
KR102349774B1 (ko) * 2015-03-11 2022-01-10 삼성전자주식회사 광전 회로
US9312701B1 (en) * 2015-07-16 2016-04-12 Wi-Charge Ltd System for optical wireless power supply

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1929235A (zh) * 2005-09-09 2007-03-14 郝万福 智能电容式太阳能电源
CN101346825A (zh) * 2005-10-28 2009-01-14 通用电气公司 光伏模块以及制造该光伏模块的互连方法
CN101800498A (zh) * 2010-04-01 2010-08-11 华为技术有限公司 太阳能光发电系统、控制装置及控制方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1069321A (ja) * 1996-08-27 1998-03-10 Honda Motor Co Ltd 太陽光発電装置
JP2000357812A (ja) * 1999-04-15 2000-12-26 Canon Inc 太陽電池モジュール及び発電装置
JP2000358330A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Nissin Electric Co Ltd 太陽光発電装置
WO2002035613A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-02 Josuke Nakata Light-emitting or light-detecting semiconductor module and method of manufacture thereof
JP2004241753A (ja) * 2002-12-13 2004-08-26 Canon Inc 太陽電池モジュール
JP4728687B2 (ja) * 2005-04-22 2011-07-20 日本電信電話株式会社 昇圧装置
DE102006003904A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-09 Sma Technologie Ag Verfahren zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung
WO2007124059A2 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 University Of South Carolina Apparatus and method for enhanced solar power generation and maximum power point tracking
US7900361B2 (en) * 2006-12-06 2011-03-08 Solaredge, Ltd. Current bypass for distributed power harvesting systems using DC power sources
JP4987608B2 (ja) * 2007-07-27 2012-07-25 シャープ株式会社 太陽光発電システム
US8138631B2 (en) * 2007-12-21 2012-03-20 Eiq Energy, Inc. Advanced renewable energy harvesting
US8933320B2 (en) * 2008-01-18 2015-01-13 Tenksolar, Inc. Redundant electrical architecture for photovoltaic modules
TWI384720B (zh) * 2008-07-17 2013-02-01 Atomic Energy Council 家用負載之直流電力裝置
US8115340B2 (en) * 2008-12-12 2012-02-14 Paceco Corp. System for controlling power from a photovoltaic array by selectively configurating connections between photovoltaic panels
EP2399296B1 (en) * 2009-02-23 2015-12-02 Tenksolar, Inc. Highly efficient renewable energy system
EP2415146A1 (en) * 2009-04-01 2012-02-08 Nextronex Inc. A grid tie solar system and a method
JP4673921B2 (ja) * 2009-05-01 2011-04-20 オーナンバ株式会社 太陽電池発電システムの異常検出装置及び方法
EP2443666A4 (en) * 2009-06-15 2013-06-05 Tenksolar Inc SOLAR PANEL INDEPENDENT OF LIGHTING
JP5402289B2 (ja) * 2009-06-18 2014-01-29 日産自動車株式会社 電力供給装置
US20110018353A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Wenjiang Yu Method and apparatus for multi-source electrical energy grid-tied transformation
EP2280469B1 (en) * 2009-07-30 2016-07-06 Nxp B.V. A photovoltaic unit, a dc-dc converter therefor, and a method of operating the same
CN102484372B (zh) * 2009-08-24 2014-06-18 三菱电机株式会社 太阳能发电用功率调节器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1929235A (zh) * 2005-09-09 2007-03-14 郝万福 智能电容式太阳能电源
CN101346825A (zh) * 2005-10-28 2009-01-14 通用电气公司 光伏模块以及制造该光伏模块的互连方法
CN101800498A (zh) * 2010-04-01 2010-08-11 华为技术有限公司 太阳能光发电系统、控制装置及控制方法

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