CN104488189A - 便携的模块式太阳跟踪型太阳能接收器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式太阳能发电系统，其具有太阳能接收器，该太阳能接收器具备多个用于将太阳能转换为直流电压的太阳能电池。太阳跟踪装置使太阳能接收器能够跟踪太阳相对于太阳能电池的位置，并对其响应的太阳能电池进行定位。电源电路产生至少一个输出电压，用以对响应于该直流电压的电子设备供电。外壳以一种便携式的配置容纳太阳能接收器、太阳跟踪装置以及电源电路中的每一个。

Description

便携的模块式太阳跟踪型太阳能接收器系统

对相关申请的交叉引用

本申请要求获得于2013年3月8日提交、名称为“便携的模块式太阳跟踪型太阳能接收器系统”的13/790,749号美国非临时专利申请(律师卷号ASPS-31525)的权益，后者则要求获得以下专利申请的权益：2012年3月9日提交的名称为“便携的模块式太阳跟踪型太阳能接收器系统”的61/608,695号美国临时专利申请(律师卷号ASPS-31174)，2012年7月27日提交的名称为“模块式太阳跟踪装置”的61/676,529号美国临时专利申请(律师卷号ASPS-31397)，2012年9月5日提交的名称为“多用途太阳跟踪型太阳能接收器”的61/696,831号美国临时专利申请(律师卷号ASPS-31438)，2012年12月27日提交的名称为“用于便携式和模块式太阳能发电设备的太阳跟踪型光伏太阳能电池的展开和收回方法”的61/746,211号美国临时专利申请(律师卷号ASPS-31535)；以及2012年12月31日提交的名称为“模块式太阳能系统架构”的61/747,606号美国临时专利申请(律师卷号ASPS-31538)，它们的说明书被整体纳入本申请中。

技术领域

本发明涉及太阳能接收器系统，更具体地，涉及一种能够跟踪太阳并对系统所产生的能源进行存储的便携式太阳能接收系统。

背景技术

自从便携式收音机产生以来，由电池驱动的便携式电子设备的种类和数量一直在经久不息的增长。具有强大的计算能力、多种应用软件和互联网接入能力的移动电话和便携式计算机的引入，使便携式电子设备获得了更加广泛的应用。由高速无线互联网接入所支持的诸如游戏和在线社交网络等日益增加的功能和应用使人们对这些设备有更多的使用，由此使这些设备成为个人生活方式的一个固定组成部分。使用量的增加会造成设备电池电力的更快的消耗。

移动电话、平板电脑等便携式设备是一个通常被称为“生活电子产品”的正在增长中的市场领域的示例，此类设备所用电力由内置式的或可拆卸式的可充电电池提供。问题在于，此类设备按设计要具备便携性，尺寸要小，因此其电池的尺寸和存储容量会受到限制。此外，用户不希望为他们所正使用的每台设备都携带多块电池，也经常能见到随时携带多个设备的用户。这样就需要为那些不愿意携带多块笨重的备用电池的用户提供可使用的便携式太阳能发电设备。此外，这些便携式太阳能发电设备也为用户提供了不受固定式交流或直流插座的束缚的能力。

众多制造商已经引入了在充电式电子设备中使用的便携式备用电池系统，具体方式可能是提供作为电子设备电池补充的附加电池，也可能是对电子设备电池本身进行充电。通常，在电池电量耗尽时，需要使用交流电插座对其进行充电，有些制造商提供了通过平板式光伏面板从太阳获取能源的电池充电器。此类系统采用了相互连接并可折叠装入紧凑型包装中的各种光伏(PV)面板，但它们需要由用户进行组装，以实现电池充电器/电池与光伏面板之间以及电池与交流逆变器之间的互联。这是一种繁琐的配置，需要用户具备知识和动手能力。此外，这些光伏面板通常无法提供制造商所宣传的额定功率，因为光伏面板为固定式，而阳光在一天中会变化。因此，需要这样一种太阳能系统，其采用太阳跟踪装置以与光伏面板连同使用。更重要的是，为了成为用户携带多种个人生活设备出行时的实用工具，此类太阳跟踪型太阳能接收器必须能够为其多种设备提供充足的电力。因此，需要有一种能够为这些设备供电而产生足够电力的设备，其电力可直接来自于太阳，也可在之后没有阳光时取自内置的电池。目前可获得的基于便携式光伏面板的太阳能充电器无法产生足以向用户设备提供实时供电的电力。

发明内容

按照本文的公开和介绍，本发明的一方面包含一种便携式太阳能发电系统。太阳能接收器有多个太阳能电池，用于将太阳能转变为直流电。太阳跟踪装置使太阳能接收器能够跟踪太阳相对于太阳能电池的位置，并对对其响应的太阳能电池进行定位。电源电路产生至少一个输出电压，以对响应于该直流电压的电子设备供电。外壳以一种便携式的配置容纳太阳能接收器、太阳跟踪装置以及电源电路中的每一个。

附图简要说明

为了使理解更为完整，现在结合附图参考以下说明，其中：

图1所示为一个太阳能接收器系统的框图；

图2所示为一个太阳能收集器组件；

图3所示为一个展开配置中的太阳能收集器组件；

图4a-4c所示为该太阳能收集器组件的展开方式；

图5所示为一个光伏面板的顶面；

图6所示为折叠面板组件的一种实施例；

图7所示为折叠面板组件的另一种实施例；

图8所示为折叠面板组件的再另一种实施例；

图9所示为折叠面板组件的又一种实施例；

图10所示为折叠面板组件的另一种实施例；

图11所示为折叠面板组件的最后一种实施例；

图12所示为在便携式太阳能接收器系统中使用的抛物面盘。图13所示为太阳跟踪装置和太阳能收集器的一种实施例；

图14所示为一个被升起的面板组件；

图15所示为用于升起和降下面板的驱动结构；

图16所示为一个多模块导轨连接式组件；

图17所示为太阳能接收器和跟踪装置的另一种实施例；

图18所示为一个太阳能发电设备的供电接口；

图19所示为太阳跟踪装置的另一种实施例；

图20所示为一个太阳能接收器和保护基座；

图21所示为图20所示的实施例的侧视图；

图22所示为太阳能面板的一种跟踪场景；

图23所示为太阳能面板上的传感器布置；

图24所示为控制电池充电的流程图；

图25所示为一种通用型直流/直流电压变换器；

图26所示为一种通用型直流/交流逆变器；

图27所示为一个电池子系统；

图28所示为一个适配器子系统；

图29所示为一种便携式电源的集中模块式配置；

图30所示为另一种电源系统模块式配置；

图31所示为模块式单元的一种可堆叠式配置；

图32所示为模块式单元的一种保护外壳；

图33所示为太阳能接收器的一种商业应用；以及

图34所示为图33所示的系统的访问接口。

详细说明

现参见附图(其中类似的编号用以在全文范围内指代类似的元件)，对一种模块式太阳能系统架构的各种视图和实施例进行例示和说明，并说明其他的可能的实施例。各图并不必按照比例绘制，在某些情况下，这些附图在某些地方有夸大和/或简化之处，仅作示例之用。本领域普通技术人员将可根据可能实施例的以下示例认识到许多种可能的应用和变化形式。

现参见附图，更具体地，参见图1，其中示出了一种根据本公开内容的太阳跟踪式太阳能接收器系统的框图。该系统为便携式电子设备供电，而不耗用其内置电池，使得系统能够在不再有阳光时用于对设备供电。紧凑的便携式太阳跟踪型太阳能接收器100包括以下几种部件，包括太阳能收集器102、太阳跟踪装置104、直流转直流变换器106、交流转直流变换器108、电池充电器110、内置电池112和系统控制器114。太阳能收集器102负责收集来自太阳的太阳能，并将太阳能转变为直流(DC)电压。太阳能收集器102可能包括一个或多个光伏(PV)电池或聚光型光伏(CPV)电池，用以实现此功能。

太阳跟踪装置104负责控制光伏电池或聚光型光伏电池所朝向的方向，以收集太阳的能量。CPV系统需要对太阳精准跟踪，以将光学元件定位成能够在全天中持续地将入射的阳光聚集在太阳能电池上。在典型的CPV系统中，所需的跟踪精度至少应为正负0.1度，以实现CPV电池的额定输出功率。为实现这种精确的跟踪，至关重要的是要采用一种有效的、功率效率高且可靠的太阳跟踪算法。提供高精度类型太阳跟踪装置的系统在共同待决的于2004年11月16日签发的6,818,818号美国专利和于2011年1月13日提交的13/006,225号美国专利申请中进行了介绍。这两篇文献均通过引用被整体纳入本申请中。

鉴于CPV太阳能接收器需要有太阳跟踪，常规光伏(PV)面板系统需要有附加的太阳跟踪，以便在从日出到日落的整个白天内实现最高的能源转换效率。只有当光伏面板正对太阳、使光线垂直于光伏面板表面时，其效率才能达到最高。采用太阳跟踪装置104后无需用户介入对太阳能面板进行手动移动和定向以使之正对太阳。下文中还将更全面介绍的是，支承太阳能收集器102和太阳跟踪装置104的结构必须将电池牢固支承在同一平面内，以确保所有电池以相同角度面向太阳，理想情况下是垂直于阳光。

太阳能收集器102所产生的能量首先被提供给直流转直流变换器106，直流转直流变换器106将由太阳能收集器102产生的直流电能转换成所需的直流电压。直流转直流变换器106的输出可能被提供到直流转交流变换器108，也可能被提供到输出107，作为对电池充电器110的直流充电电压。提供到直流转交流变换器108处的经过调节的直流电压被用于在直流转交流变换器108内转换为所需的交流电压。这样就使直流转交流变换器108能够在输出109处提供可被系统用户用作充电电压的经过调节的交流电压。由直流转直流变换器106提供给电池充电器110的电压被电池充电器110用以产生对系统电池112的充电电压。系统电池112将存储电能，此电能可被用作输出111，用以向多种所连接的便携式电子设备提供工作电压。

控制器114负责控制系统的所有部件的运行。控制器114向太阳跟踪装置104提供控制信号，使太阳能收集器102能够在整个白天内跟踪太阳的运动。直流转直流变换器106接收来自控制器114的控制信号，以控制由输出提供的经调节的直流电压。类似地，控制器114还向直流转交流变换器108提供控制信号，以控制在直流转交流变换器108的输出端产生的交流电压。控制器114还可能会监测电池充电器电压和电池电压，以控制相关电池112的充电，使之达到所需的电压水平，而不损坏电池112或电池充电电路110。

太阳跟踪装置104以连续方式使太阳能转换器102定位成朝向太阳的方向，使得电池的表面总是基本垂直于阳光。如果太阳能收集器102内的电池组件的重量分布得以平衡，使其重心(CG)不会在组件被定位时发生变化，则可有利于这种持续定位。由此，在一种优选实施例中，太阳能收集器102的重心可被用作一驱动机构的枢转点，该驱动机构通过将该重心作为其枢转点，控制电池的定位。定位电机在系统运行中不需要承受所导致的过度的应力(不平衡的重量载荷会导致对太阳能电池定位的电机承受过度的应力)。以重心作为枢转点将消除或减少对配重的需求，提高跟踪系统的精度，同时延长太阳跟踪装置104内所采用的定位机构的寿命。

进一步参见太阳跟踪装置104，尽管针对CPV应用的太阳跟踪算法必须极其精确，但针对常规光伏电池的算法只需将太阳能电池大致指向太阳的基本方向。这意味着此类系统可以在诸如轿车、卡车、火车、轮船、小艇、自行车等移动平台上利用。这是因为，即使在运动中，只要光伏面板可以基本找寻到太阳的方向，系统的功率效率就会保持在相当高的水平。因此，采用下文所述的跟踪型光伏布置方式，电动设备的行动范围会被大大扩展，仅受到阳光可获得性和蓄电池大小的限制。

电池充电器110应能从太阳能产生足够的能量，以提供将电池112充满电所需的足够能量，同时还要作为输出为所连接的电子设备提供足够能源。这样就可以在不耗用电池112电量的条件下对所连接的电子设备进行供电。这使系统不是充当仅能延迟系统内电池放电时间的实质上的备用电池，而是能够为电子设备提供足够的供电功率，同时对相关电池112进行进一步充电，以供此后使用。在所述系统内采用跟踪装置104能够产生执行上述每项功能所需的足够电力。

电池112用于存储由聚光型光伏或光伏太阳能接收器产生的能量和由电池充电器110产生的能量。通过在电池112内存储能量，所存储的能量可供随后没有阳光时使用。电池112用于存储由聚光型光伏或光伏太阳能接收器产生的能源。通过在电池112内存储能量，所存储的能量可供随后没有阳光时使用。各种不同类型的电池112可在此系统内使用。其中包括锂离子聚合物电池、磷酸铁锂电池和铅酸电池。锂离子聚合物电池(LiPo)包括具有更高效率和较小重量的通常较小的电池。此类电池最常用于手机和笔记本电脑等小型电子设备中。LiPo电池价格也更为昂贵，使用寿命也较短，只可循环使用约400次。磷酸铁锂(LiFePO4)电池成本较低，可充电超过1,000次。其重量稍重，尺寸比锂离子聚合物电池大，但使用寿命为后者两倍以上。相比目前在太阳能行业中使用的电池而言，此类电池具有最长的使用寿命。铅酸电池是市场上最廉价的电池，但其能量重量比极低。目前市面可见的大多数用于太阳能产品的储能设备采用此类铅酸电池。

现在参见图2和3，其中更具体地示出了一种根据本公开内容的紧凑型便携式太阳能接收器的封装的第一种实施例。图2所示为封装在箱体202内的太阳能收集器组件102，箱体202由轻质结构材料制成，包括手柄204，以便于携带和运动。为了能够在较小的平台上提供大量的能量，太阳能接收器必须结构紧凑且重量轻，以避免显著增加整个系统的重量。为便于实现设备的便携性，紧凑也是一个需要的特征。箱体202以及太阳能接收器102的结构可以采用任意多种轻质材料制成，诸如塑料、复合材料或铝等，这些材料均为轻质型且强度大。

针对运输或便携性的紧凑性也可通过封装光伏电池或光伏电池模块的各种方法协助实现，例如以如此方式将一个光伏模块折叠到另一个光伏模块上，使得两模块被堆叠在携带箱202的紧凑体积内。图3中示出了这种情况的一个示例，其中箱202被打开，多个折叠的光伏模块302被安装到中心跟踪臂304上。可以看出，光伏模块302被紧凑地折叠抵靠在跟踪臂304上，使得整个结构完全适配于携带箱202内。一旦箱子被打开，可采用图4a至4c的方式展开太阳能模块302。

图4a所示为完全折叠的配置，其中每个光伏模块302均被完全折叠抵靠在中心跟踪臂304上。随后，如图4b所示，光伏模块302开始展开，从跟踪臂304处向外伸展。第一对太阳能面板302具有被连接到跟踪臂304的第一端402。该对光伏模块302的第二端在铰接点404处与第二对光伏模块302连接。这使得光伏模块302可以以手风琴状从跟踪臂304上折叠和展开。最后，如图4c所示，示出了完全展开状态的光伏模块302的配置。各面板连接到跟踪臂304，而跟踪臂304可使伸展的光伏模块302围绕跟踪臂304的中心轴旋转360度。此外，光伏模块302的相对于跟踪臂304的中心轴线的角度可以绕枢转点406进行变化。

图5所示为处于伸展位置的光伏模块302的顶面。可以看出，每个光伏模块302包括位于其表面上的4块光伏太阳能电池502。如前所述，整个面板组件将围绕设备的重心504进行旋转和倾斜，以使太阳能接收器组件的驱动电机承受较小的工作应力。

现在参见图6至图8，图中示出了可用于在足够小的结构中配置光伏模块302以适配于携带箱202内的其他折叠方法。这些附加的配置由于能够在各种配置中应用了更多数量的光伏电池502，可提供附加的功率。图6的配置示出了一个三个模块的组件，其中侧翼模块602沿连接线604折叠到中心模块606上方。模块602和606中的每一个由太阳能电池608的2×2阵列组成。重心位于点610。其他的配置可具有不同的太阳能电池阵列。

图7的配置示出了沿线704以可折叠方式连接的一对模块702。每个模块702由太阳能电池706的一个2×2阵列组成。沿模块702的每个边缘连接的是一组4个模块708，每个模块708由太阳能电池706的一个1×2阵列组成。每个模块708沿折叠线710折叠在中心模块702的表面上。随后面板702被相互折叠，以形成一个单个的折叠方形配置。此配置的重心位于点712。

最后，如图8所示，中心模块802由太阳能电池804的一个2×2阵列组成。沿中心模块802每个边缘的是另一组由太阳能电池804的1×2阵列组成的模块806。每个侧边连接的模块806沿线808折叠到中心模块804的表面上。在折叠的配置中，相对的模块806被首先折叠到中心模块804的表面上，然后相邻一侧上的另一对相对模块806被折叠到中心模块804的表面上。此配置的重心810位于点810。

现在参见图9和10，其中示出了可模拟纸扇的折叠配置的其他包装配置。参见图9的配置，由太阳能电池904的一个2×2阵列组成的一组4个模块902在一个单个中心枢转点906处连接在一起。由此，如图9所示，在完全折叠的配置中，此组件呈现为太阳能电池904的一个单个的2×2阵列。其余3个模块902绕中心枢转点906从第一面板902后方转出。每个后续的面板902被展开，直至实现最终完成的方形配置。该单个的连接点906包括该设备的重心，并采用锁定机构来防止模块过度伸展。

现在参见图10，光伏模块1002可以被堆叠和展开在跟踪装置上，所述跟踪装置使每个模块1002能够从其余模块中类似于滑动门而滑出。由此，每个模块1002均沿相对的边缘1004与其相邻模块有一导轨式连接。每个后续的面板1002滑出到完全伸展的位置，并锁定就位。一旦完全伸展，装置的重心将处于点1006所示的位置。每个光伏模块1002包括太阳能电池1008的一个2×2阵列。

最后，如图11所示，可以采用折叠式和滑动式模块的组合1102来提供一种紧凑型的配置。在图11的配置中，一组6个光伏模块1102被相互连接。每个模块由太阳能电池1104的一个2×2阵列组成。模块1102的顶部行在折叠配置中沿中心线1106被折叠到太阳能模块1102的下方行之上。当展开时，呈现出两个分离模块1102的一个重叠的4×2阵列，如1108所示。模块沿着沿边缘1110的一个被连接的导轨组件从2×4阵列的每一侧滑出。

此外，如图12所示，其中并没有使用置于携带箱内的一套折叠模块，而是可以将抛物面盘1204置于携带箱1202内。抛物面盘1204可被用于在聚光型光伏模块应用中聚集阳光。处于展开位置的箱1202可充当太阳能接收器的支承基座。

现在参见图13，其中示出了太阳能收集器102和太阳跟踪装置104的另一种实施例。这种可展开和可收回的模块包括一个固定基座1302和可旋转、可伸展且可收回的面板组件1304。固定基座1302包括固定式部件，例如驱动电机、用户接口、在印刷电路板组件内实现的电池控制电子电路、旋转枢轴轴承及其他对光伏或聚光型光伏电池面板进行定位以便以所需方式跟踪太阳所必需的部件。

面板组件1304可从基座1302上进行上升和下降，如图14和15所示。面板组件1304被升起，以使组件处于对太阳位置进行跟踪的位置。通过一对驱动活塞1502实现对面板组件1304的升降。这对驱动活塞1502在第一端1504被连接到可旋转基座1506。活塞1502的第二端1508被连接到滑动导轨1512内的托架1510。当活塞1502伸展时，托架1510沿导轨1512向下行进，将面板组件1504移动至升起的位置。类似地，当活塞1502收回时，托架1510沿导轨1510向上移动，将面板组件1304降回到基座1302上。

活塞1502可包括气体助动式或弹簧助动式活塞。可以有多种活塞，活塞内气压水平可变，由此提供变化的伸展力，该伸展力协助面板组件1304的升降。在存放过程中，当面板组件1304被降至平行于底部基座1302的平面内时，活塞1502被收回，导致活塞内的气体由于折叠作用而被加压，而活塞内的气体的阻力将阻止面板组件1304撞到基座1302上。活塞1502内保存的压力可在此后用于举升面板组件1304。采用弹簧控制式活塞1502也可实现类似的效果。

另外一种实施例可能采用一个或多个线性电机实现面板组件1304的升降。可替换地，该活塞1502可包括一对升降支杆，它们被手动升起并锁定就位，以支承面板组件1304。在这种实施例中，面板组件1304将被手动升起，支杆也会被手动升起，并被置于面板组件1304背面的一个锁定位置内。

现在再参见图16，其中所示的面板组件1304具有通过导轨组件1604连接的多个单独面板1602。每个面板1602包括一个电路板，该电路板包括位于其上的多个光伏电池或聚光型光伏电池。每个面板1602的顶部和底部边缘以可滑动方式与上导轨1604a和下导轨1604b配合。这些面板1602向左侧或右侧滑动到展开位置。当左侧和右侧面板伸展至打开位置时，中间面板1602保持在固定位置中。在存放的位置中，面板1602象此前在图14和15中所示一样被收回，使整个面板组件1304可被向下折叠成为存放配置。导轨组件1604还会沿铰链连接1514被连接至可旋转基座1506(图15)。由此，整个面板组件可以在可旋转基座1506上旋转，并进行升降，以实现围绕轴线的旋转和太阳跟踪运动。可通过使用如前所述的活塞、弹簧、支杆或电机来枢转面板组件1304，从而以手动、半自动或自动方式来调整旋转轴线相对于旋转平台表面的角度。

随着面板1602的展开或伸展，各个面板1602之间的电气连接通过香蕉插头等配合连接器建立，在这些连接的基础上，面板电路板作为单个电气单元运行。作为替代方案，面板也可以由隐藏在面板后的绝缘导线进行连接。一旦面板组件1304被完全展开，此系统可被启动，并可用于跟踪太阳。

现在参见图17a-d，其中所示为太阳能接收器102和太阳跟踪装置104作为便携式太阳能发电设备1700的一种配置。便携式发电设备1700可在任何有足够表面积用以展开内置式自动太阳跟踪型光伏电池阵列的区域展开。便携式发电设备1700包括内置在保护箱体1702内的用户接口、内部电池和电子电路，保护箱体1702使之能够移动各种距离和/或存放在小空间内。便携式发电设备1700包括一个输出接口1704，使之能够通过多种输出端口为各种电气/电子设备供电。本产品不仅能用作便携式的太阳能发电设备，而且根据其内所包括的各种输出，还可通过加入扬声器、高保真(HiFi)电子设备、液晶显示屏(LCD)或提供针对索尼Playstation、任天堂的Wii station和微软X-Box游戏系统等流行的电子游戏系统的连通性，来充当集成式音频和/或视频娱乐和/或游戏中心。

通过合适的电气/电子接口，几乎任何电子设备均可通过输出接口1704进行连接。如前所述，由太阳能发电设备提供的功率足以对这些电子设备进行供电，而不需要耗用系统内包含的与之相关联的蓄电池电力。可由此系统供电的设备包括但不限于WiFi路由器、卫星通信收发机等通信设备以及照明、供热和/或制冷设备。外部箱体1702提供机械保护，以抵御在运输和运行中出现的碰撞和环境危害。箱体1702包括使之能够被临时安装或固定在任何表面上的特征，以实现附加的稳定性或防盗安防目的。

充电面板1706包括多个滑动面板1708，用以实现紧凑的便携式设计。滑动面板1708由导轨结构1710支承。导轨结构1710还支承着至少一个非滑动面板1712，非滑动面板1712不在导轨结构1710上滑动，而是由其进行固定式支承。当滑动面板1708伸展至图17b所示的完全打开位置时，将自动通过快速连接器1714建立电气连接，如图17d所示。在侧面板伸展到完全打开位置时，快速连接器1714自动锁定就位。快速连接器1714的连接向系统控制器发送一个工作模式的信号，系统控制器自动检测该完全连接配置。作为替代方案，面板1708可以由隐藏的导线进行电气连接，且当面板完全被展开时，可触发位置开关，以指示达到完全展开的面板配置。完全打开的侧面板也将展现出供安装在固定面板1712上的附加非滑动太阳能电池使用的开口。

太阳能面板1708和1712包括若干由多个电池组成的电池组。太阳能面板1712可以通过加装更多模块或改变电池数量的方式被配置为具有多种尺寸和功率水平。根据预期的用户应用，电池和模块的数量可以定制，以提供超过同时运行多种电子设备所需的日照时段功率的功率，或者作为集成式系统使用，而无需耗用设备的内置电池。这样可以增加太阳能发电设备在非日照时段内的优势。支承结构1710还包括滑轨1716，其与安装在滑动面板1706顶部和底部边缘上的滑动框架1718配合。滑动框架1718还额外为滑动面板1708提供强度和支承。它可用于安装快速连接器1714，如图17b所示。

输入/输出接口1704包括向用户提供大量操作的多种部件。图18示出了接口1704的布置的一个示例。图18所示的接口包括多个插口，所述多个插口以多种配置方式提供电功率。这些插口包括通用交流输出接口1802，可在其内插入标准的三齿电源插头。交流输出接口1802可能包括一个相关联的电压选择器开关1804，让用户能够选择有待从交流输出接口1802提供的特定的交流电压水平。此外，还可能提供一个交流输出通/断开关1806，用于接通或关断交流输出接口1802。交流功率输出接口1802及相关的选择开关1804可以根据此单元被销售或其被要求运行的国家来提供不同的交流电源输出水平。例如，根据使用的国家，该发电设备可提供110V或230V。所有带有交流适配器的笔记本电脑、移动电话以及一般电子设备均可从此交流插口上取用电源。

输出连接器还可能包括一个点烟器插口(jack)12V输出1808和一个USB电源输出1810。内部电池还可通过直流输入插口1812从外部电源充电。为了向用户提供信息，可能会提供LED灯和平板显示屏1814，用以向用户提供系统运行所需的各种信息。平板显示屏1814可以向用户提供关于当前电池在对特定电子设备供电时可持续供电多少小时和分钟数的信息。通/断开关1816使用户可以开启和关闭整个系统。用户接口1704由盖1818提供保护，盖1818可由透明材料制成，以便在盖1808关闭时能够透过其查看接口和显示状态部件。尽管本示例仅提供了用户接口的一种配置，但业内人士应理解的是，可以进行其他多种配置和加装。

可替换地，系统可以被配置为通过点烟型12V插口1808、典型的USB插口1810或可直接对电子设备充电的其他插口来提供直流电。每个电源插座可以提供5V、2A的电源，这使其可以对多种不同类型的便携式手持设备进行充电。设备的充电将从充电器的内部电池取电。在系统产生的电压高于电池电压时，充电器的内部电池又反过来由太阳能面板进行充电，或者充电器的内部电池可通过直流输入插口1812进行充电。随后将由充电设备显示屏1814计算并显示充电状态信息，告知用户设备还可继续工作多长时间。

例如，采用25W/h电池的手持式设备由10W USB插口充电需要约2.5小时。对于经常在汽车环境中使用的设备的更高功率需求，点烟器插口1808通常可以提供12V、10A电源。在其他应用中，定制或标准的直流插口可以向一个功率聚集设备供电，该功率聚集设备将来自诸如充电器1702(图1700)等的多个太阳能充电器的类似的直流电合并在一起，对多个通用外部电池组充电，或者是简单地通过在该功率聚集设备内部进行电流合并，向输入/输出接口1704(图1700)提供功率更高的电源。

现在参见图19，其中所示为用于与CPV或PV太阳能接收器一起使用的太阳跟踪装置的另一个实施例。在该实施例中，太阳跟踪装置包括一个固定基座1902，该固定基座1902被固定在安装有跟踪装置的杆的表面上。如前所述，固定基座1902可被固定在使装置可携带的携带箱内或者被固定到路灯、杆或太阳伞的顶部，以为位于近处的电气设备提供电力或充电站。旋转外壳1904静止在固定基座1902内，并能够以方位角方向旋转360度，以使设备能够跟踪太阳的位置。旋转外壳1904与固定基座1902之间的连接可以是旋转枢轴轴承或简单的圆柱孔与轴的构造，使得该外壳被限制为仅以方位角方向转动。可旋转外壳1904相对于固定基座1902的相对角度可以使用位于设备内部的传感器和/或开关来确定。旋转轴1906在旋转外壳1904上转动。旋转轴1906的旋转角度可以被限制到预定的高度方向，或者由一个对旋转轴1906进行旋转的电机进行调整。旋转轴1906的旋转角度可以使用位于设备内部的传感器和/或开关来确定。太阳能电池或面板可以借助直接安装在旋转轴上的某种类型的外壳来安装在旋转轴1906上。该外壳可以被分拆为若干个可被移除和单独包装的壳体，以供在便携式系统中使用。

现在参见图20，图示为太阳能接收器及跟踪配置的又一种实施例，其中阵列模块2002可以嵌入在保护性旋转基座2004之内。旋转基座2004的侧面包括斜面2006，用以保护装置免受风和/或其他元件的侵扰。图20的实施方式适用于这样的配置，其中面板需要对强气流进行偏转，以及基座2004的倾斜侧面2006能够使气流围绕基座和在基座上方偏转。这种气流转向还可以有对太阳能电池进行自清洁的辅助功用，并提供对被转向气流的一次或二次能源转换。在有特别强气流的情况下，面板2002可以被自动或半自动地收回到保护外壳2004内。此类配置可被制成足够小的体积，以便装入箱体内，容易地进行运输，箱体可以配备像用于便携式发电设备1700的部件那样的部件，包括输入/输出接口1704。还可制作一种可安装到休旅车(RV)顶部的大型配置，在此情况下，可以将图1所述的其他各种系统部件安装到休旅车内，并与图20所展现的跟踪式面板进行互联。

现在参见图21，其中所示为图20的配置的侧视图。此图示出了用于升、降面板2002以使之出、入固定式外壳2004的装置。可以看出，固定式外壳2004沿铰接线2010与面板2002有铰链连接。旋转外壳2004在固定基座2012上旋转。支承臂2014使用驱动电机2016对面板2002进行提升和使之降入旋转外壳2004内的操作。位于被移动的旋转外壳2004内的一个附加电机(未示出)可被用于转动旋转外壳2004。驱动电机2016的旋转运动被转换为对面板2002进行升、降的线性运动。支承臂2014的一端通过一个回转节而被连接到托架上，使得其相对于托架围绕Y轴旋转。支承臂的另一端则连接到跨面板延伸的平行于Y轴的轴。

可采用许多种方式来实现由与太阳能接收器相关联的太阳跟踪装置进行的对太阳位置的跟踪，或者采用依靠太阳在一个日历年内的已知位置的固定算法，或者通过一些测量与太阳能面板相关联的两个或更多传感器上的阳光相对强度的方法来实现。不管采用何种方式，设备可首先以方位角方向转动，然后进行转动，以在高度方向进行调整，直至太阳能电池垂直于入射的太阳光。随后在全天时间内在高度和方位角位置上进行调整，以保持最大的发电功率。现在参见图22a至22c，其中所示为一种典型的跟踪方案。

图22a所示的太阳能接收器包括面板2102和跟踪基座2204。当此过程在日出或接近日出的某个预定时间启动时，跟踪装置将首先跟踪太阳的方位角方向，然后根据需要转动面板的位置。随后是检测太阳的高度方向。在日出时，方位角将使面板面对地平线上初升太阳的方向，而高度方向则基本为90度。随后，如图22b所示，跟踪操作将以箭头2206所示的方向向上转动面板2202的高度，以跟踪太阳的升起轨迹。随后，如图22c所示，面板2202的高度角一旦达到90度，跟踪装置将使基座2204在方位角方向转动180度，达到图22d所示的位置。然后，如图22e所示，太阳跟踪将继续，随着太阳开始向西方地平线下降，面板2202的高度将以箭头2208所示方向移动。最后，如图22f所示，当太阳落山时，在面板2202基本处于90度角时，此时设备达到其最大的高度倾斜。

图22a至22f所示的过程由在面板2202的表面或面板2202的边缘上布置的传感器予以协助。然而，如图23所示，在面板的正面2302和面板的背面2304均布置传感器，可使系统获得进一步改进。前传感器2302当面板面对合适的方向时跟踪太阳的运动。在跟踪模块的背面布置后方太阳传感器2304，使后传感器2304可以与前传感器2302一起工作，以确定太阳相对面板2202的位置。通过这种配置，系统可以控制太阳能接收器系统以在其初始启动位置处面对任何方向。前太阳传感器2302预期要面对太阳。然而，如果系统的布置使得前传感器被遮挡而接触不到阳光，跟踪装置将不会工作。通过在背面布置后传感器2304，用户可以将接收系统置于任何起始位置，而无需考虑太阳的相对位置。当系统初始化时，太阳将可被后传感器2304或前传感器2302检测到。

为控制对太阳的跟踪，控制器114将使跟踪装置垂直于阳光布置。使用系统控制器114所提供的简单控制算法，可以实现太阳能电池的定位。除提供对跟踪装置114的控制之外，系统控制器114可以控制向电池充电器110提供能源的方式，以控制电池充电操作。尽管太阳能接收器102会收集足够的能量对电池112充电，同时对多个设备或机器供电，但从电池充电器110向电池112的电力传送仍必须被调节或控制，以避免损坏电池，并从太阳能接收器102内的光伏设备获得最大的功率。如果电池的电压与太阳能电池电压的不匹配超过某个特定范围，电池可能受到损害，或者无法实现足够快的充电以避免耗尽。可采用一些不同的方式来实现在不损坏电池的条件下从太阳能电池获得最大的功率。在控制器114内可以采用一个最大功率点传送充电控制器，但需要采用散热器，以吸收过多的热量。在电池单元与太阳能电池之间匹配电压的最简单方式是增加或减少太阳能接收器所用太阳能电池的数量，而不使用MPPT充电器。电池类型和单元电压之间的准确匹配将可实现最佳的效率和成本。

图24中示出了增加或减少向电池充电器供电的电池数量的一种方式。在步骤2402，控制器114会监测从太阳能接收器102的电池提供的电池电压。如果这些电压处于在查询步骤2404所规定的合适范围内，控制将转回到步骤2402，以继续监测电池和太阳能电池的电压。如果查询步骤2404确定电压不在合适范围内，查询步骤2406将决定太阳能电池的电压需要升高还是降低。如果电压需要升高，太阳能接收器102内有效且被使用的电池数量会在步骤2408处增加。如果电压较高，与接收器一起使用的太阳能电池的数量会在步骤2410处减少。在步骤2408和步骤2410中每一个之后，控制将转回步骤2402，继续对电池和太阳能电池电压进行监测。

太阳能发电设备市场中有着许多种太阳能发电设备系统，它们采用以不同方式组合在一起的各种不同的光伏或聚光型光伏电池，用以形成提供不同直流(DC)电压的不同的面板配置。这些系统需要采用不同的直流转直流变换器对输出电压进行升压或降压，以便对用作储电介质的某种特定电池进行充电，或者是要驱动一个逆变器，将直流电转变为交流电。还可获得针对特定PV/CPV配置所设计的具备有差异的电压和电流特性的各种电池配置。对于通常仅接受一种直流电压并输出符合某一特定国家规范的单一交流电压的逆变器而言亦如此。

现在参见图25，其中示出了一种定义通用架构的通用变换器2502，依照此架构，许多不同的太阳能部件可以被集成或连接在一起，作为协调的单一系统运行，而不考虑设备部件或子系统来自哪家制造商。通用变换器2502从相关联的控制器2504接收控制信号，控制器2504控制其所提供的经过调节的直流输出电压。来自太阳能接收器光伏面板的输入直流电压被提供到输入端2506。变换器2502变换出经过调节的直流输出电压，在输出端2508处提供。变换器2502接受来自不同类型光伏面板的多种直流输入电压和多种连接方式。变换器2502还会输出由用户通过控制器2504手动或自动选择的一系列输出电压。来自不同制造商的多种不同的PV面板组件可以采用通用变换器2502被互联至具有不同电压特性的多种不同的电池，由此使用户可以将多个装置组合在一起，产生更大的功率输出，以对多种电池配置和组合进行充电。这样就使用户可为电子设备供电的功率超出此前可能未采用若干组件组合时的值。通用变换器2502可以被作为一种独立式产品进行设计，并作为一种配件向不同的光伏面板或太阳能发电设备制造商销售。

现在参见图26，其中示出了一种通用逆变器2602。通用逆变器2602在输入2604处接收经调节的直流电压输入，在输出2606处提供输出交流电压。响应于来自控制器2504的输入，对可被通用逆变器2602处理的交流输出水平和直流输入水平进行控制。逆变器2602的模块性和通用性在于，它可被配置为接受不同的直流电压，并输出多种频率的电压不同的交流电。最常见的交流电压输出为110V/60Hz或240V/56Hz。逆变器2602可以被作为一种独立式产品进行设计，并作为一种配件向不同的光伏面板或太阳能发电设备制造商销售。

现在再参见图27，其中示出了一种电池子系统2702。电池子系统2702采用一种通用型和模块式的架构，并可具有针对电气短路或过压情况的保护电路2704。电池子系统2702还可以包括控制器，以便能从电池子系统获得不同的电压输出和连接器，使多种设备可由电池进行充电，例如需要USB连接器、12V点烟器连接器等的设备。这将使系统能够包括响应于单一充电电压输入端2708的多个输出2706。与其他通用型部件类似，对电池子系统2702的控制通过控制器2504进行。电池子系统2702可以被作为一种独立式产品进行设计，并作为一种配件向不同的光伏面板或太阳能发电设备制造商销售。

现在参见图28，其中示出了一种适配器子系统2802，它通过各类连接输出为电池子系统2702提供配合或对接。适配器子系统2802将提供定制适配器输出端储备(bank)或集合，以适用于多种第三方电子设备。由此，该适配器可以为诸如任天堂Wii、微软X-Box或索尼Playstation等游戏系统供电。将提供不同的可对接或可连接的适配器2802用于其他常见的电子设备，例如卡拉OK系统、WiFi和卫星通信系统、手机信号放大器系统、CD/DVD播放器和MP3播放器、GPS设备、卫星电视接收机、供热/制冷系统、区域照明、光脉冲和投影等会议照明系统，或HiFi音响系统等。

适配器子系统2802还可以被封装为可被整体插装入通用系统内的一个独立模块或子系统。上述部件的架构让用户能够将各种太阳能发电设备系统的各种部件组合为一个统一的集成式设备并加以利用，该集成式设备可以按照对输入电压有不同要求的不同电子设备的要求提供一系列配置。由此，在消费者改动或购入此前不兼容的不同的太阳能发电设备部件时，可以连接一系列第三方产品，从而消除或减少产品废弃的情况。就像此架构的电气方面具有模块化概念一样，这些模块化概念同样可被应用于各种子系统或独立式产品的机械设计。

例如，如图29中所示的便携式集中电源的配置，其中独立的便携式电池系统2702和相关联的电池保护电路2704可以与独立的逆变器子系统2602相连。电池子系统2702和逆变器子系统2602可采用对接机构2902互联，由此一个单元可被堆叠在另一个单元顶部，每个子系统上处于合适位置的相应的互配连接器负责提供两个子系统之间的电气连接。该对接过程还提供一个机械锁定机构，以将两个子系统通过对接单元2902固定在一起。

这种堆叠功能的目的是便于将两个子系统作为一个单元一起进行包装和运输，并实现两者间的互补功能，例如电池子系统会向逆变器子系统提供直流电，以产生交流电。此外，如图30所示，通用变换器2502可以被加到通用逆变器2602与电池子系统2702的组合中。通用变换器2502会使用对接单元2902进行互联。变换器2502的机械和电气设计将使其还可利用对接单元2902实现与电池子系统2702和逆变器子系统2602的配合。由此，可通过不同的直流连接器提供多种功率的直流电。

采用这些配置，参照图25至28介绍的各种子系统在电气和机械方面均可相连，使用户能够提供一种模块式的太阳能发电系统，此类系统可以提供独立的功能，或者作为一种相互连接的子系统，同时也允许与电池和光伏面板等第三方部件的电气连接。对接单元并不必要采用垂直对接方式，还可以包括水平对接或在公共平面上对接。通过提供针对第三方部件的接口，用户可以根据其需求创建定制的配置。产品废弃的情况被基本消除或大幅减少，因为用户不需要抛弃先前购买的其他制造商的部件，而是可以将这些第三方部件集成到一个通用系统中。

现在再参见图31，随着越来越多子系统3102的连接，用户可能会发现将多个单元作为一个单元进行运输的便利之处。在这种情况下，该通用架构可在互联的子系统3102上安装一个轮式基座3104，使用户能够轻松地移动整个单元，而不论有多少子系统3102被堆叠在一起。子系统3102之间无需断开，也无需单独运输。每个子系统3102通过一个相关联的锁定装置3106被机械锁定就位。除非用户手动拆卸，子系统3102间不会分开。这样就可形成一种非常容易实现的便携配置，并可有更好的用户体验，因为全功能的单元可以被移动到需要供电和发挥功用的地方。

现参见图32，为完成架构，一个保护性机机箱或箱体3202将整个相连的单元装在其内，由此提供了一种针对恶劣天气而又不会限制操作单元电气接口的保护措施。机箱3202可以被置于互联的子系统3102之上，相应的开口、窗口或门3204可被用于对子系统3102的控制件和显示器件进行操作和观察。通过窗口3204可以接近单元的电气接口。这些接口电气地延伸穿过机箱/箱体3202，使用户可以通过在必要时手动去除延伸接口的遮盖物的方式从外部操作连接，或者通过将延伸接口遮蔽于罩下的方式进行操作。

现参见图33，其中所示为在一种特定商业应用中所实现的太阳能接收器和跟踪装置的一种实施例。图33的太阳能接收器和跟踪装置可能包括一种与上文所述类似的配置。太阳能接收器和跟踪组件3302可被安装在一个结构的顶部，该结构例如是与工作台3406相关联的伞3304。太阳能接收器/跟踪器3302将安装在伞3304的杆的顶部。太阳能接收器/跟踪器3302可实现光伏面板对太阳的垂直和水平向跟踪。太阳跟踪系统被设计用于安装在安装受限的结构上，例如架空路牌、护柱甚至露台遮阳伞上，如图33所示。这种在立柱上安装的太阳跟踪系统3302能够为诸如笔记本电脑、手机、或平板电脑等设备提供足够的充电功率。

与太阳跟踪接收器和跟踪装置3302相关联的是一个访问接口面板3402，如图34所示。访问接口3402将包括一个与太阳跟踪装置3302集成的安全验证和电力分配器件。访问接口3402将包括一个支付或授权机制，由此获得对太阳能接收器和跟踪装置3302所产生电力的使用权，此机制可采用多种方式实现。基本配置将提供某种类型的显示屏3402，借此可向用户提供视觉指示器。键盘3406将使用户能够输入信息以验证访问权限并方便支付，以便使用供电服务。

电源插座3408将使用户能够插接到太阳能发电设备上，接收由系统3302提供的能源。验证/授权码可通过键盘3406输入。验证/授权码可在伞台或通过(近场)无线通信或通过离站有线或无线通信控制以手动或电子方式提供。代码可以由在伞上安装的太阳能发电设备的运营商决定并提供。在外部可以有一电池连接至此系统，提供不间断电源，以确保不管太阳是否可见，系统电池内储存的电量都充足。如果系统所产生的功率超出了所连设备的用户的需求，则相关联的电池可能会被同时充电至充满的水平。

所产生的电力通过电源插座3408在同一访问接口3402上提供给用户。如图所示，电源插座3408可能包括USB端口、交流输出、直流输出或多个USB端口。访问接口3402所具备的另一种功能是计时器，它可以指示电池向电子设备充电的可用电流持续时间。与权限码的提供类似，可供使用的时间数值由系统的运营商决定和控制。当验证/授权码被输入访问接口3402时，电即被接通，并通过任意数量的电源插座3408输送。电子系统和协议可以与访问接口3402集成，以提供无缝的用户体验，同时使能源服务的提供者能够对所提供服务的利用加以定制。还可通过内容输出3410来提供除供电之外的多种附加服务，例如可实现WiFi热点，可支持与之相连的电视、游戏系统、卡拉OK系统等娱乐服务设备，并/或对食品和/或饮料运营商所使用的订单输入设备提供支持/供电。在这种情况下，内容提供商或分发设备会从相关联的太阳能接收器和发电设备3302接收供电。

熟悉本公开内容的优点的人员应能理解，这种便携型、模块式、太阳跟踪型太阳能接收器系统提供了一种以便携式配置跟踪太阳并储存能量的系统和方法。应该理解的是，本文中的附图和详细说明仅作示例之用，而非有限制意义，并不意味着要局限于所公开的具体形式和示例。相反，本领域普通技术人员所显而易见的其他任何修改、变更、重新安排、替换、备选方案、设计选择和实施例，只要符合以下权利要求，不背离其精神和范围，则均包括在本公开内容之内。因此，以下权利要求应被理解为涵盖所有此类的更多的修改、变更、重新安排、替换、备选方案、设计选择和实施例。

Claims (27)

1.一种便携式太阳能发电系统，包括：

太阳能接收器，其具有多个太阳能电池，用于将太阳能转换为直流电压；

太阳跟踪装置，其使所述太阳能接收器能够跟踪太阳相对于所述太阳能电池的位置，并对对其响应的所述太阳能电池进行定位；

电源电路，用于产生至少一个输出电压，用于驱动响应于所述直流电压的电子设备；以及

外壳，所述外壳以便携式的配置容纳所述太阳能接收器、所述太阳跟踪装置以及所述电源电路中的每一个。

2.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述电源电路还包括：

直流转直流电压变换器，用于产生预定水平的第二直流电压，其中所述第二直流电压可以包括所述的至少一个输出电压；

直流转交流电压转换器，用于产生相应于所述第二直流电压的预定水平的交流电压，其中所述交流电源可以包括所述的至少一个输出电压；以及

电池充电器，用于产生相应于所述第二直流电压的电池充电电压。

3.如权利要求2所述的便携式太阳能发电系统，其中所述直流转直流电压变换器能够响应于至少一个控制输入进行配置，以接收所选择的直流电压作为所述直流电压，并提供处于所选择的电压水平的所述第二直流电压。

4.如权利要求2所述的便携式太阳能发电系统，其中所述直流转交流电压变换器能够响应于至少一个控制输入进行配置，以接收处于所选择的电压水平的所述第二直流电压，并输出处于所选择的交流电压水平的所述交流电压。

5.如权利要求2所述的便携式太阳能发电系统，还包括电池子系统，其用于对至少一个电池进行充电，并提供相应于所选择的输入第二电压水平的所选择的电池电压输出水平，所述电池电压输出水平和所选择的输入第二电压响应于至少一个控制输入进行配置，其中所述电池子系统还包括保护电路，用于使所述的至少一个电池内不发生过压和过流情况。

6.如权利要求5所述的便携式太阳能发电系统，还包括适配器子系统，用于提供预先确定的机械连接器，以用于输出所述所选择的电池电压输出水平，所述适配器子系统能连接至所述电池子系统。

7.如权利要求2所述的便携式太阳能发电系统，其中所述直流转直流电压变换器、所述直流转交流电压变换器和所述电池充电器中的每一个均以可拆卸方式相互连接，所述系统还包括以可拆卸方式连接的基座，所述基座包括用于对所述系统进行运输的轮子。

8.如权利要求7所述的便携式太阳能发电系统，还包括用于覆盖所述直流转直流电压变换器、所述直流转交流电压变换器和所述电池充电器的箱体，所述箱体限定有至少有一个开口，供所述直流转直流电压变换器、所述直流转交流电压变换器和所述电池充电器的连接器或显示屏所使用。

9.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述电源电路还包括至少一个电池，用于提供至少一个充电电压，所述至少一个电池由响应于所述直流电压的所述电源电路进行充电。

10.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，还包括控制器，用于产生对所述太阳跟踪装置和所述电源电路的控制信号。

11.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳能接收器还包括多个面板，每个所述面板包括所述多个太阳能电池中的至少一个，所述多个面板具有用于将所述面板存放于所述外壳内的第一配置和用于使所述面板处于跟踪太阳的位置的第二配置。

12.如权利要求11所述的便携式太阳能发电系统，其中所述多个面板能够以滑动方式在所述第一配置与所述第二配置之间变动。

13.如权利要求11所述的便携式太阳能发电系统，其中所述多个面板能够以可折叠方式在所述第一配置与所述第二配置之间变动。

14.如权利要求11所述的便携式太阳能发电系统，还包括：

第一组传感器，用于感测所述多个面板的正面上的光；和

第二组传感器，用于感测所述多个面板的背面上的光。

15.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳跟踪装置还包括至少一个驱动装置，用于将所述太阳能接收器从所述外壳内的第一位置与用以跟踪太阳的第二位置之间进行移动。

16.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳跟踪装置还包括：

固定基座，用于支承所述太阳跟踪装置；

第一旋转装置，用于以方位角方向转动所述太阳能接收器；和

第二旋转装置，用于以高度方向转动所述太阳能接收器。

17.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳能接收器能响应于至少一个控制输入进行配置，以接收所选择的直流电压作为所述直流电压。

18.一种便携式太阳能发电系统，包括：

太阳能接收器，其具有多个太阳能电池，用于将太阳能转换为直流电压；

太阳跟踪装置，其使所述太阳能接收器能够跟踪太阳相对于太阳能电池的位置，并对对其响应的太阳能电池进行定位；

直流转直流电压变换器，用于产生预定水平的第二直流电压，其中所述第二直流电压可以包括至少一个输出电压，其中所述直流转直流电压变换器能响应于至少一个控制输入进行配置，以接收所选择的直流电压作为所述直流电压，并提供处于所选择的电压水平的所述第二直流电压；

直流转交流电压变换器，用于产生相应于所述第二直流电压的预定水平的交流电压，其中所述交流电压可以包括所述的至少一个输出电压，其中所述的直流转交流电压变换器能响应于至少一个控制输入进行配置，以接收处于所选择的电压水平的所述第二直流电压，并输出处于所选择的交流电压水平的所述的交流电压；

电池充电器，用于产生相应于所述第二直流电压的电池充电电压，所述电池充电器还包括电池子系统，用于对至少一个电池进行充电，并提供相应于所选择的输入第二电压水平的所选择的电池电压输出水平，所述电池电压输出水平和所选择的输入第二电压响应于至少一个控制输入进行配置；以及

外壳，其以一种便携式的配置容纳太阳能接收器、太阳跟踪装置、直流转直流电压变换器、直流转交流电压变换器以及电池中的每一个。

19.如权利要求18所述的便携式太阳能发电系统，其中所述电池子系统还包括保护电路，用于使所述至少一个电池内不发生过压和过流情况。

20.如权利要求18所述的便携式太阳能发电系统，还包括适配器子系统，用于提供预定的机械连接器，以用于输出所述的所选择的电池电压输出水平，所述适配器子系统能连接到所述电池子系统。

21.如权利要求18所述的便携式太阳能发电系统，还包括控制器，用于产生对所述太阳跟踪装置、所述直流转直流电压变换器、所述直流转交流电压变换器和所述电池充电器的控制信号。

22.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳能接收器还包括多个面板，每个所述面板包括所述多个太阳能电池中的至少一个，所述多个面板具有用于将所述面板存放于所述外壳内的第一配置和用于使所述面板处于跟踪太阳的位置的第二配置。

23.如权利要求22所述的便携式太阳能发电系统，其中所述多个面板能够以滑动方式在所述第一配置与所述第二配置之间变动。

24.如权利要求22所述的便携式太阳能发电系统，其中所述多个面板能够以可折叠方式在所述第一配置与所述第二配置之间变动。

25.如权利要求22所述的便携式太阳能发电系统，还包括：

第一组传感器，用于感测所述多个面板的正面上的光；和

第二组传感器，用于感测所述多个面板的背面上的光。

26.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳跟踪装置还包括至少一个驱动装置，用于将所述太阳能接收器从上述外壳内的第一位置与用以跟踪太阳的第二位置之间进行移动。

27.如权利要求1所述的便携式太阳能发电系统，其中所述太阳跟踪装置还包括：

固定基座，用于支承所述太阳跟踪装置；

第一旋转装置，用于以方位角方向转动所述太阳能接收器；和

第二旋转装置，用于以高度方向转动所述太阳能接收器。