CN107210620A - 太阳能发电、配电和通信系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够其他太阳能面板(100b‑100n)菊花链式链接的太阳能面板(100a)。当太阳能面板(100a)感测到输入AC功率(112a)时，太阳能面板(100a)自动生成与进入太阳能面板(100a)的输入AC功率(112a)并联的输出交流(AC)功率(195a)，使得太阳能面板(100a)在这种状态下作为从站运行。当太阳能面板没有感测到进入太阳能面板(100a)的输入AC功率(112a)时，太阳能面板(100a)自动生成独立AC输出功率(195a)，太阳能面板(100a)在这种状态下作为主站运行。太阳能面板(100a)生成独立输出AC功率(195a)而不依赖于由电网和/或太阳能面板(100a)外部的其他AC电源生成的输入AC功率(112a)。

Description

太阳能发电、配电和通信系统

发明人：克里斯多夫 A.艾斯蒂斯

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2014年9月12日提交的美国专利申请No.14/484,488的权益。本申请还是于2014年4月29日提交的美国专利申请No.14/264,891的部分继续案(“C-I-P”)并且要求享有其权益，美国专利申请No.14/264,891是于2014年3月14日提交的国际申请No.PCT/US 14/28723的部分继续案(“C-I-P”)并且要求享有其权益，国际申请No.PCT/US14/28723要求享有于2013年3月15日提交的美国专利申请No.13/843,573的权益，美国专利申请No.13/843,573要求享有于2012年10月26日提交的美国专利申请No.61/719,140的权益。本申请还是国际申请No.PCT/US 14/28723的部分连续案(“C-I-P”)并且要求其权益。本申请还是美国专利申请No.13/843,573的部分连续案(“C-I-P”)并且要求其权益。本申请还要求享有于2014年2月28日提交的美国专利申请No.61/946,338和美国专利申请No.61/719,140的优先权和权益。

技术领域

本公开总体上涉及太阳能发电、传输、分配和通信设备并且涉及计算机软件。

背景技术

当条件限制了充分支持常规系统所必需的太阳能的收集时，常规的太阳能面板系统从依赖于太阳能收集转换的直流电(“DC”)功率进化到依赖其他于功率来源。例如，当条件能保证连接到电力电网时，现在的常规太阳能面板能提供交流电(“AC”)功率。当条件限制了太阳能的收集时，并网的常规太阳能面板系统使用电网提供的AC功率来供电。因此，现代的常规太阳能面板系统不再排他地依赖于从太阳能转化而收集的DC功率以充分保持所需要的功率。

常规的太阳能面板系统还可以通过将额外常规的太阳能面板菊花链式链接在一起而增大其输出功率。当连接到电网并且从电网接收AC功率时，常规太阳能面板的常规菊花链式链接提高了总体AC输出功率。当常规系统从电网分离并且不从电网接收AC功率时，常规太阳能面板的常规菊花链式链接也提高了总体DC输出功率。常规太阳能面板系统的主要组件的每一个都是独立实体并且没有包括在单个外壳之内。例如，用于房屋的常规太阳能面板系统包括位于房屋屋顶上的常规太阳能面板，但是常规电池系统位于房屋的地下室内，并且常规逆变器位于房屋的侧边。

当常规系统连接到电网并且接收电网生成的AC功率时，常规太阳能面板系统被限制为生成AC输出功率。当从电网分离或从电网生成的AC功率切断时，常规太阳能面板系统不能生成AC功率。当从电网分离或从电网生成的AC功率切断时，常规的太阳能面板系统被限制为生成DC输出功率。DC输出功率被限制为存储于电池的DC功率或从太阳能转化的DC功率。进一步地，DC输出功率是难以获取的DC功率，因为DC输出功率不能从常规太阳能面板系统得到。例如，常规太阳能面板系统不包括其中能够获取DC输出功率的DC输出功率出口。

附图说明

参考附图描述了本公开的实施例。在附图中，相似的附图标记指示相同或在功能上相似的元件。另外，附图标记的最左边数字通常识别附图标记首次出现的附图。

图1是根据本公开的示例性实施例的示例性太阳能面板的顶视图。

图2是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板配置的顶视图。

图3是示例性太阳能面板的方框图，该示例性太阳能面板可用于根据本公开的示例性实施例的太阳能面板配置。

图4A是示例性太阳能面板的方框图，该示例性太阳能面板可用于根据本公开的示例性实施例的太阳能面板配置。

图4B是示例性太阳能面板的方框图，该示例性太阳能面板可用于根据本公开的一个示例性实施例的太阳能面板配置。

图5是示例性太阳能面板的方框图，该示例性太阳能面板可用于根据本公开的示例性实施例的太阳能面板配置。

图6是根据本公开的示例性实施例的示例性太阳能面板配置的方框图。

图7示出了无线太阳能面板配置。

图8是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板的示例性操作步骤的流程图。

图9是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的顶视图。

图10是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的顶视图。

图11是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的顶视图。

图11A是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的顶视图。

图12是根据本公开的示例性实施例的示例性太阳能面板连接器的透视图。

图12A是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的另一示例的透视图。

图12B是本公开连接多个太阳能面板的示例性太阳能面板连接器的透视图。

图13是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的示例性操作步骤的流程图。

图14示出了独户结构中本公开的太阳能面板的示例性家庭实施例的示例。

图15示出了本公开的功率控制器的实施例。

图16示出了本公开的功率控制器的另一实施例。

图17示出了本公开的电源适配器的实施例。

图18示出了多户结构中本公开的太阳能面板的示例性实施例。

图19示出了根据本公开的示例性实施例的屋顶太阳能面板的通信和控制功能的示例。

图19A示出了根据本公开的示例性实施例的移动太阳能面板的示例。

图20是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板的功率分配功能的示例性步骤的流程图。

现在参考附图来描述本公开。在附图中，相似附图标记一般指示相同、功能性相似和/或结构性相似的元件。元件首次出现的附图由附图标记中最左边数字指示。

具体实施方式

下述详细说明参考了附图以示出了和本公开一致的示例性实施例。详细说明中提到“一个示例性实施例”、“示例性实施例”和“举例示例性实施例”等指的是描述的示例性实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个示例性实施例可以不是必须包括该特定特征、结构或特性。并且，这样的短语不是必须指的是相同的示例性实施例。并且，当结合示例性实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他示例性实施例实现这种特征、结构或特性在所属领域的技术人员的知识之内。

本文描述的示例性实施例出于示例性目的而提供并且是非限制性的。其他示例性实施例也是可能的并且在本公开的精神和范围内可以对示例性实施例进行修改。因此，详细说明并非意指限制本公开。相反，本公开的范围仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

本公开的实施例能够以硬件、固件、软件或其任意组合实施。本公开的实施例还可以被实现为通过机器可读介质提供的指令，它们可以通过一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如计算设备)可读形式存储或传递信息的任意机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储器介质、光学存储介质、闪速存储器、电光学，声学或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、电子信号等)和其他可读介质。其他的固件、软件例程和指令可以在本文被描述为执行特定动作。但是，应该理解的是这样的描述仅是为了方便并且这样的动作实际上源自计算设备、处理器、控制器或其他执行固件、软件、例程、指令等的设备。

出于本讨论的目的，讨论的不同组件的每一个可以被认为是模块并且术语“模块”可以被理解为包括软件、固件和硬件(例如一个或多个电路、微芯或设备或其任意组合)中的至少一个或其任意组合。另外，应该理解的是每个模块可以包括一个，或多于一个实际设备内的组件并且形成所描述模块一部分的每个组件可以和形成模块一部分的任意其他组件合作地或独立地发挥功能。相反地，本文描述的多个模块可以代表实际设备内的单个组件。进一步地，模块内的组件可以在单个设备内或分布于有线或无线形式的多个设备内。

对示例性实施例的下述详细说明因此完全揭露了本公开的总体性质，该性质可以由其他人通过应用相关领域的技术人员的知识为这种示例性实施例的各种应用容易地修改和/或调整而不需过多的试验并且不偏离本公开的精神和范围。因此，这样的调整和变型意在基于本文呈现的启示和指导在示例性实施例的多个等同物的意义之内。应该理解的是本文的措辞或术语是为了说明的目的而非限制，这样本说明书的措辞或术语能被相关领域的技术人员根据本文的教导理解。

图1示出了根据本公开的示例性实施例的示例性太阳能面板的顶视图。太阳能面板100被配置为从诸如太阳的光源收集能量102并且利用逆变器104将这种能量转化为DC功率，如有需要，将这种功率存储在电池106或其他功率存储设备中。太阳能面板100还可以是将DC功率转换或逆变为AC功率的独立AC功率生成设备。但是，太阳能面板100不限于生成输出AC功率195，当太阳能面板100耦合至电网时，从电网接收的输入AC功率112被传递到输出AC功率195。相反，当从电网分离，即非并网时，太阳能面板100仍旧可以生成独立输出AC功率195。

当太阳能面板100被耦合至电网，即当太阳能面板100被并入电网时，太阳能面板100也可以接收电力电网生成的输入AC功率112。在这种情况下，当输出AC功率195与输入AC功率112同步时，太阳能面板100能够将AC输出功率195与输入AC功率112并联，所述AC输出功率195由DC电池106提供的经逆变的DC功率生成。当其通过对相关领域的技术人员而言显而易见而不偏离本公开的精神和范围的AC功率生成器、AC功率逆变器、正弦AC功率逆变器和/或独立于太阳能面板100的任意其他类型的AC功率源耦合至第一太阳能面板100时，输入AC功率112也可以通过第二太阳能面板100生成。

当输出AC功率195和输入AC功率112同步时，太阳能面板100可以生成和输入AC功率112并联的输出AC功率195。当太阳能面板100耦合至电源时，太阳能面板100可以感测输入AC功率112。当太阳能面板100耦合至第二太阳能面板并且第二太阳能面板向太阳能面板100提供输入AC功率112时，太阳能面板100还可以感测输入AC功率112。

太阳能面板100能够基于输入AC功率112和输出AC功率195的功率信号特征来确定输入AC功率112是否和输出AC功率195同步。功率信号特征是与包括在输入AC功率112和输出AC功率195中的正弦波相关联的特征。当输入AC功率112的功率信号特征在输出AC功率195的功率信号特征的阈值之内，使得输入AC功率112和输出AC功率195同步，太阳能面板100可以生成与输入AC功率112并联的输出AC功率195。当输入AC功率112的功率信号特征在输出AC功率195的功率信号特征的阈值之外(其中输入AC功率112和输出AC功率195不同步时)，太阳能面板100可以抑制生成与输入AC功率112并联的输出AC功率195。

例如，太阳能面板100能够基于包括在输入AC功率112中的正弦波的频率和电压以及包括在输出AC功率195中的正弦波的频率和电压，来确定输入AC功率112和输出AC功率195是否同步。当输入AC功率112的频率和电压在输出AC功率195的频率和电压的10％阈值之内，使得输入AC功率112和输出AC功率195同步时，太阳能面板100生成与输入AC功率112并联的输出AC功率195。当输入AC功率112的频率和电压在输出AC功率195的频率和电压的10％阈值之外(输入AC功率112和输出AC功率195不同步)时，太阳能面板100抑制与输入AC功率112并联的输出AC功率195的生成。相反地，太阳能面板100生成由DC电源生成的输出AC功率195并且抑制输出AC功率195和输入AC功率112的结合。

功率信号特征可以包括但不限于对相关领域的技术人员来说显而易见而不偏离本公开的精神和范围的频率、相位、幅值、电流、电压和/或功率信号的任意其他特征。太阳能面板100可以存储输入AC功率112的功率信号特征。对相关领域的技术人员而言显而易见而不偏离本公开的精神和范围的是，当每个功率信号有明显区别从而会导致损坏时，与输出功率对比，与输入功率相关联的功率信号特征的阈值可以是通过将输入AC功率112和输出AC功率195结合以防止功率逆变器100中出现损坏的任意阈值。

简言之，太阳能面板100生成的输出AC功率195可以用于太阳能面板100外部的功率电气器件，例如电吹风。输出AC功率195还可以提供到另一太阳能面板。太阳能面板100还可以将输入AC功率112转换为DC功率并且将DC功率储存在太阳能面板100之内。即使太阳能面板100不再接收AC输入功率112后，太阳能面板100可以继续提供独立的输出AC功率195。因此太阳能面板100不依赖于外部源生成输出AC功率195。例如，在其不再被并人电网或其不再从另一太阳能面板接收AC输入功率112之后，太阳能面板100可以继续提供独立输出AC功率195。例如，在功率转换器100不再耦合至电使得太阳能面板100不再从电源接收输入AC功率112之后，太阳能面板100继续提供不与AC功率112并联的输出AC功率195。在另一示例中，在太阳能面板100不再从第二太阳能面板接收输入AC功率112之后，太阳能面板100继续提供不与输入AC功率112并联的输出AC功率195。

太阳能面板100还可以感测何时不再接收AC输入功率112。太阳能面板100随后可以从之前存储的DC功率内部生成独立输出AC功率195。例如，太阳能面板100可以具有之前存储的从输入AC功率112转换而来的或从太阳能102转换而来的DC功率。

太阳能面板100可以通过将之前存储的DC功率转换为输出AC功率195来内部生成输出AC功率195。在一个实施例中，尽管不再接收输入AC功率112，太阳能面板100可以使得从之前存储的DC功率转换而来的输出AC功率195的功率信号特征同步至输入AC功率112的功率信号特征的阈值之内。例如，当太阳能面板100接收输入AC功率112时，太阳能面板100使得从之前存储的DC功率转换而来的输出AC功率195同步，以具有在输入AC功率112的10％阈值之内的频率和电压。当太阳能面板100不再接收输入AC功率112时，太阳能面板100随后提供输出AC功率195，同时提供具有之前接收的输入AC功率112的10％阈值之内的频率和电压的这种输出AC功率195。

太阳能面板100的尺寸是可缩放的并且能提供各种水平的输出功率。例如，太阳能面板100可以是能输出近似250瓦的便携式模型。在另一示例中，太阳能面板100可以是能输出2.5千瓦的永久性屋顶模型。

太阳能面板100还是有效的，因为所述太阳能面板100包括在单个外壳108内生成输出AC功率195所需要的所有组件。例如，如下述详细讨论的，太阳能功率收集器、电池组、DC-AC转换器、控制器和生成输出AC功率195所需要的其他必要组件位于单个外壳之内。这使得太阳能面板100需要的布线的量最小化从而将传输损失最小化。

太阳能面板100也是用户友好的，因为个人可能发现操作它需要相对小的努力。例如，如下述详细描述中将要讨论的，个人可以简单地将外部电气器件插入到设置在太阳能面板100的出口中，以向外部电气器件供电。在另一示例中，个人简单地将额外的太阳能面板插入到设置在太阳能面板100中，从而将其他的太阳能面板菊花链式链接在一起。在另一示例中，菊花链式链接到另外太阳能面板的太阳能面板100自动建立主从关系，使得不用要求手工指定哪个是主哪个是从。

图2示出了根据本公开的示例性实施例的太阳能面板配置的顶视图。太阳能面板配置200代表包括多个太阳能面板100a到100n的太阳能面板配置，所述多个太阳能面板100a到100n可以菊花链式链接在一起以形成太阳能面板配置200，其中n是大于或等于2的整数。添加到太阳能面板配置200的每个太阳能面板100a到100n可以生成与输出AC功率195a、195b并联的输出AC功率195n。太阳能面板配置200与太阳能面板100共享很多相似特征，仅进一步详细讨论太阳能面板配置200和太阳能面板100之间的差异。

如上所述，太阳能面板100a生成输出AC功率195a。但是，太阳能面板100a被限制到最大输出功率水平以用于输出AC功率195a。例如，太阳能面板100a可以被限制为500瓦(“W”)的最大输出功率195a水平。因此，无论AC输入功率112a水平如何，最大输出AC功率195a会是500瓦。因此，如有个人需要，例如，为了给需要1500瓦来运行的电吹风供电，太阳能面板100a将不能对其供电。

但是，用户可以将其它太阳能面板100b到100n菊花链式链接在一起，以与输出AC功率195a并联，使得太阳能面板配置200的总体输出功率增大。在菊花链式链接多个太阳能100a到100n时，用于每个太阳能面板100b到100n的每个功率输入端被耦合至在菊花链配置中的太阳能面板100b到100n之前的太阳能面板100b到100n的功率输出端。例如，太阳能面板100b的功率输入端被耦合至太阳能面板100a的功率输出端，使得太阳能面板100b接收的输入AC功率195a大致与太阳能面板100a的输出AC功率195a相等。太阳能面板100n的功率输出端耦合至太阳能面板100b的功率输出端，使得太阳能面板100n接收的输入AC功率195b大致与太阳能面板100b的输出AC功率195b相等。

在将多个太阳能面板100(a-n)的每一个太阳能面板进行菊花链式链接之后，每个输出AC功率195(a-n)可以与每个输入AC功率112a、112b和/或112n并联，以增大太阳能面板配置200的总体输出AC功率。每个输出AC功率195(a-n)可以与每个输入AC功率112a、112a和112n并联，使得太阳能面板配置200的总体输出AC功率可以用来对个人要求运行的外部电气器件(例如电吹风)供电。个人可以通过将个人要求供电的外部电气器件(例如电吹风)耦合至任意太阳能面板100(a-n)而获取总体输出AC功率。个人未被限制至为了获取总体输出AC功率而将外部电气器件耦合至太阳能面板配置200中的最后太阳能面板100n。相反地，个人可以通过将外部电气器件耦合至太阳能面板配置200中的任意太阳能面板100(a-n)而获取总体输出AC功率。

例如，如果太阳能面板100a的最大输出AC功率195a是500瓦，太阳能面板100b能够生成的最大输出功率也是500瓦。太阳能面板100n能够生成的最大输出功率也是500瓦。但是，太阳能面板100b菊花链式链接到太阳能面板100a并且太阳能面板100b菊花链式链接到太阳能面板100n。结果，每个太阳能面板100(a-n)的外部输入AC功率112a、112b和112n与每个太阳能面板100(a-n)的输出AC功率195a、195b和195n并联。

每个太阳能面板100(a-n)的输出AC功率195a、195b和195n是500瓦。太阳能面板100b生成与500瓦的输入AC功率112b并联的500瓦的输出AC功率195b，使得当太阳能面板100b菊花链式链接到太阳能面板100a时，输出AC功率195b和/或输出AC功率195a是1000瓦的并联AC输出功率。太阳能面板100n随后菊花链式链接到太阳能面板100a和100b，使得输出AC功率195a、输出AC功率195b和/或输出AC功率195n是1500瓦的并联AC输出功率。因此，太阳能面板配置200的最大输出AC功率是1500瓦。现在1500瓦的最大输出AC功率足够对需要1500瓦来运行的电吹风供电。

为了获取太阳能面板配置200生成的1500瓦的最大输出AC功率以对电吹风供电，个人可以将电吹风插入任意的太阳能面板100(a-n)。个人未被限制至简单地将电吹风插入到太阳能面板100n，因为太阳能面板100n是太阳能面板配置200的菊花链中的最后一个太阳能面板。当多个太阳能面板100(a-n)未耦合至电源但正在生成并联的输出AC功率时，将多个太阳能面板100(a-n)中的每一个的菊花链式链接可以被认为是独立太阳能面板微电网。

包括在太阳能面板配置200中的太阳能面板100a到100n的每一个能以主/从关系中相互运行。主站是太阳能面板配置200的独立AC功率的起点。主站确定主站开始的独立AC功率的功率信号特征，即包括在太阳能面板配置200的剩余从站的每一个要求相应地使得它们各自的AC输出功率同步。与主独立AC同步的每个相应的AC功率输出的每一个与主站的主独立AC电源并联。例如，当电网是提供给太阳能面板100a的输入AC功率112a的始发站时，电网是太阳能面板配置200的主站。电网确定输入AC功率112a的频率、相位、幅值、电压和电流。每个太阳能面板100a到100n随后成为从站并且使得它们各自的输出AC功率195a到195n的每一个同步，以具有与输入AC功率112a大致等同的频率、相位、幅值和电流。与输入AC功率112a同步的每个输出AC功率195a到195n与输入AC功率112a并联。

当太阳能面板100a到100n的每一个正在接收输入AC功率时，太阳能面板100a到100n的每一个作为太阳能面板配置200的从站运行。当太阳能面板100a到100n的每一个不再接收输入AC功率时，太阳能面板100a到100n的每一个作为主站运行。例如，当太阳能面板配置200并网使得公用电网作为太阳能面板配置200的主站运行时，太阳能面板100a到100n的每一个作为从站运行。每个太阳能面板100a到100n从电网或其相邻面板接收输入AC功率。太阳能面板100a从电网接收输入AC功率112a，使得太阳能面板100a成为从站，同时太阳能面板100b从太阳能面板100a接收输入AC功率195a等，使得太阳能面板100b成为从站。

在另一示例中，当太阳能面板配置200不再被并入电网中并且太阳能面板100a正在生成独立输出AC功率195a时，太阳能面板100a作为太阳能面板配置200的主站运行。太阳能面板100b到100n的每一个随后经由通过主站太阳能面板100a内部生成的独立输出AC功率195a接收输入AC功率。太阳能面板100b从太阳能面板100a接收输入AC功率195a并且太阳能面板100c从太阳能面板100b接收输入AC功率195b。

太阳能面板配置200可以自动转换每个太阳能面板100a到100n之间的主/从指示而无需用户介入。如上所述，当其不再接收输入AC功率时，任何太阳能面板100a到100n可以被指示为太阳能面板配置200的主站。当主站太阳能面板感测到进入的输入AC功率时，主站太阳能面板会自动转换为从站。在这一点处，主站太阳能面板自动终止从其自己之前存储的DC功率生成的其内部独立输出AC功率。这种太阳能面板随后自动使得与其现在接收的输入AC功率的功率信号特征同步，以与新的主站太阳能面板提供的输出AC功率并联，并且开始通过生成其现在接收的输出AC功率作为从站运行。

例如，当太阳能的面板100b作为主站运行时，太阳能面板100b不接收输入AC功率而是从其自身之前存储的DC功率内部生成其自身独立的输出AC功率195b。太阳能面板100b继续作为主站运行，直到太阳能面板100b感测到输入AC功率195a被其从太阳能面板100a接收，这会生成输入AC功率195a。太阳能面板100b随后自动终止从其自身之前存储的DC功率内部生成其自身独立的输出AC功率195b，并且自动使独立输出AC功率195b与输入AC功率195a的频率、相位、幅值和电流同步。换言之，当太阳能面板100b从输入AC功率195a而非其自身之前存储DC功率生成输出AC功率195b时，太阳能面板100b转换为从站。

太阳能面板配置200还可以自动从从站太阳能面板100a到100n转换为主站而无需用户介入。如上所述，当它们接收输入AC功率时，太阳能面板100a到100n可以被指示为从站。但是，当它们不再感测到有输入AC功率进入时，它们可以自动转化为主站。在这一点处，它们自动开始内部生成来自它们自身之前存储DC功率的自身独立的输出AC功率。太阳能面板100a到100n还能存储它们之前接收的输入功率的功率信号特征并且可以使得其自身的独立输出AC功率自动和这些特征同步。当它们开始内部生成来自其自身之前存储的DC功率的其自身的独立输入AC功率时，太阳能面板100a再次从从站转换为主站。

在每个主站太阳能面板100(a-n)之间建立主-从关系后，主站太阳能面板配置200的并联输出AC功率可以通过太阳能面板转换器100a和每个从站太阳能面板100(b-n)维持。主站太阳能面板100a可以维持并联输出AC功率的电压，同时从站太阳能面板100(b-n)提供电流以将并联输出AC功率的电压维持在参考电压。

但是，当个人要求供电的外部电气器件(例如电吹风)耦合至太阳能面板100(a-n)输出的至少一个时，并联输出AC功率的电压可能降低。每个从站太阳能面板100(b-n)可以增大并联输出AC功率的电流，使得由主站太阳能面板100a维持的并联输出AC功率的电压增大回至足够生成并联输出AC功率的参考电压。并联输出AC功率的参考电压是被维持成生成足够给外部电气器件供电的并联输出AC功率的电压水平。参考电压可以被指定为足够维持并联输出AC功率的任意电压，它对相关领域的技术人员是显而易见的并且不会偏离本公开的精神和范围。

每个从站太阳能面板100(b-n)可以继续生成足够将并联输出AC功率的电压维持在参考电压的电流，使得外部电气器件能由并联输出AC功率供电。但是，最后每个从站太阳能面板100(b-n)可以具有它们的DC电源，该DC电源被消耗至每个从站太阳能面板100(b-n)不再具有足够将并联输出AC功率的电压维持在足够生成并联的输出AC功率的参考电压的电流的点。在改点处，主站太阳能面板100a可以开始提供电流以将并联输出AC功率的电压维持在足够生成并联输出AC功率的参考电压。

即使当特定从站太阳能面板100a到100n可能不再发挥作用，太阳能面板配置200也可以继续生成输出AC功率。在这种情况下，不起作用的太阳能面板100a到100n继续将主站太阳能面板100a到100n生成的独立输出AC功率传至其他从站太阳能面板100a到100n。例如，当主站太阳能面板100a作为主站并且太阳能面板100b和100n作为从站，如果从站太阳能面板100b发生故障并且不再发挥作用，它会继续将通过主站太阳能面板100a生成的输出独立AC功率195a传至发挥作用的从站太阳能面板100n，使得其他起作用的太阳能面板100n可以继续从独立输出AC功率195a生成输出AC功率195n。

图3是根据本公开的示例性实施例可以在太阳能面板配置200中使用的另一示例性太阳能面板300的方框图。虽然图3描述了太阳能面板300的方框图，但是图3还能描述多个太阳能面板100a到100n中的一个的方框图，太阳能面板100a到100n用于图2所描述的太阳能面板配置200以及图1所描述的单个太阳能面板100。当功率信号传感器340不再感测到接收的输入AC功率315时，太阳能面板300还会基于所存储的由电池组320提供的DC功率355而自动转换为内部生成独立的输出AC功率195。当功率信号传感器340不再感测到接收的输入AC功率315时，太阳能面板300还会自动转换为作为主站运行。当功率信号传感器340开始感测到接收的输入AC功率315时，太阳能面板300还会自动转换为作为从站运行。

太阳能面板300的单个外壳302内封装的是太阳能功率收集器310、电池组320、AC入口插座330、功率信号传感器340、功率信号同步器350、控制器360、DC到AC转换器370、功率信号同步器380以及AC出口插座390。

太阳能功率收集器310从太阳能或光源(例如太阳)捕获太阳能或其他光能102。太阳能面板收集器310可以包括单个和/或多个光伏(“PV”)太阳能面板或将太阳能102转换为捕获的DC功率305的阵列。当太阳能源是可获得的并且以太阳能功率收集器310能捕获的有效方式辐射太阳能102时，太阳能功率收集器310捕获太阳能能量102。太阳能功率收集器310以大范围的电压和/或电流容量将太阳能102转换为DC捕获功率305。太阳能面板收集器310可以包括光伏太阳能面板，它被分类但不限于单晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化镉、铜铟硒、薄膜层、有机染料、有机高分子、纳米晶体和/或任意其他类型的光伏太阳能面板，它们对相关领域的技术人员来说是显而易见的并且不会偏离本公开的精神和范围。太阳能面板收集器310还可以具有足够捕获太阳能102的任意形状或尺寸，它们对相关领域的技术人员来说是显而易见的并且不会偏离本公开的精神和范围。

电池组320接收并且存储捕获的DC功率305。当生成捕获的DC功率305时，电池组320积累捕获的DC功率305。电池组320可以积累捕获的DC功率305，直到电池组320容量饱和并且不再存储更多的捕获的DC功率305。当AC出口插座390不生成输出AC功率195时，电池组320还可以存储被转换为捕获DC功率305的AC输入功率112。电池组320存储所捕获的DC功率305，直到其被要求提供存储的DC功率355。电池组320提供的存储的DC功率355可以包括低压但高能的DC功率。电池组320可以包括一个或多个磷酸亚铁锂(LiFePO₄)和/或一种或多种铅酸电池。然而，这个示例不是限制性的，相关领域的技术人员可利用其它电池化学反应实现电池组320而不偏离本公开的范围和精神。电池组320的一个或多个电池通过机电反应将化学能转换为电能。

如上所述，太阳能面板300可以自动转换主和/或从之间的指示而无需用户介入。当AC入口插座330接收AC输入功率112，例如电网生成的AC功率时，太阳能面板300作为从站运行。当AC入口插座330被并入电网时，AC入口插座330还可以接收输入AC功率112，例如当两个面板被耦合在一起时第二太阳能面板生成的AC功率。输入AC功率112还可以是AC功率生成器、AC功率逆变器或独立于太阳能面板300的任意类型的AC电源生成的AC功率，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的并且不偏离本公开的精神和范围。

AC入口插座330可以是凸形配置或凹形配置的形式。因为电气器件通常具有凸形插头，凸形AC入口插座330防止个人错误地将电气器件插入到其中以对电气器件供电。AC入口插座330还可以是熔断保护的。AC入口插座330还可以被配置为接收美国、欧洲和/或任意其他功率格式的输入AC功率112，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。AC入口插座300还可以包括爱迪生式插头，任意多个国际电工委员会(“IEC”)插头或任意其他类型的插头，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

AC入口插座330向功率信号传感器340提供所接收的输入AC功率315。功率信号传感器340基于其是否从AC入口插座330接收输入AC功率315来感测太阳能面板300是否通过AC入口插座330接收输入AC功率112。一旦功率信号传感器340感测到接收的输入AC功率315，则功率信号传感器340生成进入AC功率信号325。进入AC功率信号325提供关于太阳能面板300通过AC入口插座330接收的输入AC功率112的功率信号特征的信息。功率信号特征可以包括但不限于频率、相位、幅值、电流、电压或功率信号的其他相似特征，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

功率信号传感器340向功率信号同步器350提供进入AC功率信号325。功率信号同步器350确定进入AC功率信号325所提供的输入AC功率112的功率信号特征。例如，功率信号同步器350确定输入AC功率112的频率、相位、幅值、电压和电流。功率信号同步器350生成向控制器360提供输入AC功率112的功率信号特征的同步输入功率信号335。

功率信号同步器350还使得DC到AC转换器370生成的经转换的AC功率367与输入AC功率112的功率信号特征同步。功率信号同步器350确定输入AC功率112的功率信号特征是否在经转换的AC功率367的功率信号特征阈值之内。当输入AC功率112的功率信号特征在经转换的AC功率367的功率信号特征阈值之内时，功率信号同步器350使得输入AC功率112与经转换的AC功率367同步。当输入AC功率112的功率信号特征在经转换的AC功率367的功率信号特征的阈值之外时，同步器350防止输入AC功率112与经转换的AC功率367同步。

例如，功率信号同步器350确定包括在AC功率112中的正弦波的频率和电压是否在包括在经转换的AC功率367的正弦波的频率和电压的10％阈值之内。当输入AC功率112的频率和电压在经转换AC功率367的频率和电压的10％阈值之内时，功率信号同步器350使得输入AC功率112与经转换的AC功率367同步。当输入AC功率112的频率和电压在经转换的AC功率367的频率和电压的10％阈值之外时，功率信号同步器350防止输入AC功率112与经转换的AC功率367同步。

当经转换的AC功率367与输入AC功率112同步时，输入AC功率195包括与经转换的AC功率367并联的输入AC功率112。例如，功率信号同步器350使得经转换的AC功率367同步以在输入AC功率112的频率和电压的10％阈值之内运行。在一个实施例中，输入AC功率112体现为大致纯的正弦波。大致纯的正弦波可代表大致平滑和曲线型的模拟声波，而不是包括方形边缘的数字声波。在这样的实施例中，功率信号同步器350使得经转换的AC功率367同步以在输入AC功率112所体现的纯正弦波的阈值之内。在功率信号同步器350使得经转换AC功率367与输入AC功率112的功率信号特征同步之后，功率信号同步器350通过同步的输入功率信号335通知控制器360进行同步。

控制器360接收同步的输入功率信号335。控制器360确定输入AC功率112的功率信号特征，并且随后将所述功率信号特征存储于被包括在控制器360的存储器。例如，控制器360存储输入AC功率112的频率、相位、幅值、电压和/或电流。在接收了同步的输入功率信号335之后，控制器360意识到输入AC功率112被耦合至AC入口插座330。响应于被耦合至AC入口插座330的输入AC功率112，控制器360停止为太阳能面板300生成参考时钟。

另外，响应于被耦合至AC入口插座330的输入AC功率112，控制器360还生成电池组信号345。控制器360通过电池组信号345指示电池组320不再向DC到AC逆变器提供存储的DC功率355。控制器360发给电池组320的指令不再向DC到AC逆变器提供存储的DC功率355也终止了从存储的DC功率355生成的独立输出AC功率195。

进一步地，响应于被耦合至AC入口插座330的输入AC功率112，控制器360确认功率信号同步器350使得经转换的AC功率367与输入AC功率112的功率信号特征同步。在确认功率信号同步器350使得经转换的AC功率367与输入AC功率112的功率信号同步之后，控制器360将AC入口插座330接收的输入AC功率112与经转换的AC功率112并联连接到AC出口插座390，以生成并联AC功率395。AC出口插座390随后输出包括与经转换的AC功率367并联的输入AC功率112的输出AC功率195，其中输出AC功率195具有的功率信号特征大致与输入AC功率112的功率信号特征相同。例如，输出AC功率195的频率、相位、幅值、电压和/或电流可以与输入AC功率112的频率、相位、幅值、电压和/或电流大致相同。

AC出口插座390可以是凸形或凹形配置的形式。凹形AC出口插座390允许个人直接将电气器件插入其中，因为电气器件通常具有凸形插头。

AC出口插座390还可以是熔融保护的。AC出口插座390可以被配置为提供美国、欧洲或任何其他功率格式的输出AC功率390，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的但不偏离本公开的精神和范围。AC出口插座390也可以包括爱迪生式插头、任意IEC插头或任何其他类型的插头，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的但不偏离本公开的精神和范围。

如上所述，太阳能面板300自动转换主和/或从之间的指示而无需用户介入。当AC输入功率信号112减少并且不再被AC入口插座330接收，使得控制器360不再接收同步的输入功率信号335时，太阳能面板300自动从作为从站运行转换到作为主站运行。在该点处，控制器360生成电池组信号345以指示电池组320开始生成存储的DC功率355。控制器360生成功率转换信号365以指示DC到AC转换器370将存储的DC功率355转换为经转换的AC功率367。经转换的AC功率367是高压AC输出功率。DC到AC转换器370可以使用高频调制以将存储的DC功率355转换为经转换的AC功率367。

控制器360随后向功率信号同步器380提供同步的输出功率信号385。当输入功率信号112被耦合至AC输入插座330时，同步的输出功率信号385向功率信号同步器380提供输入AC功率112的功率信号特征。例如，同步的输出功率信号385向功率信号同步器380提供输入功率信号112的频率、相位、幅值、电压和电流。同步的输出功率信号385还向功率信号同步器380提供参考时钟。

功率信号同步器380随后通过使得经转换的AC功率367与输入AC功率112的功率信号特征以及同步输出功率信号385提供的参考时钟同步而生成同步的输出AC功率375。在一个实施例中，输入AC功率112体现了大致纯的正弦波。在这样的实施例中，功率信号同步器380使得经转换的AC功率367同步以使得其在输入AC功率112所体现的纯正弦波的阈值之内。同步的输出AC功率375包括在输入AC功率112的功率信号特征的阈值之内的功率信号特征。例如，同步的输出AC功率357包括在输入AC功率112的频率和电压的阈值之内的频率和电压。AC出口插座390随后基于同步的输出功率375生成输出AC功率195。因此，尽管不从其他源接收输入AC功率，但是功率转换器300也生成与输入AC功率112大致相似的输出AC功率195。

图4A是根据本公开的示例性实施例可以在太阳能面板配置200中使用的另一示例性太阳能面板400的方框图。虽然图4描述了太阳能面板400的方框图，但是图4也可以描述图2所描述的太阳能面板配置200以及图1所描述的单个太阳能面板100中使用的多个面板100a到100n中的一个的方框图。太阳能面板100a的方框图描述的特征也可以包括在太阳能面板400中，但为了简便省略了。

太阳能面板400可以基于继电器配置而自动从作为主站运行转换为作为从站运行而无需用户介入。太阳能面板400可以利用太阳能功率收集器310、电池组320、AC入口插座330、控制器360、DC到AC转换器370、AC出口插座390、第一继电器410和第二继电器420来实施，第一继电器410和第二继电器420中的每一个被封装在太阳能面板400的外壳内。

如上所述，当控制器360感测到输入AC功率112被耦合至AC入口插座330时，太阳能面板400作为从站运行。控制器随后终止生成独立输出AC功率195。当收集器360不再感测到输入AC功率112被耦合至AC入口插座330时，太阳能面板400作为主站运行。控制器360随后指示电池组320和DC到AC逆变器370开始生成独立输出AC功率195。包括第一继电器410和第二继电器420的继电器配置基于表1提供的逻辑在主站和从站模式之间转换太阳能面板400。

表1

主站模式	继电器1打开	继电器2关闭
			从站模式	继电器1关闭	继电器2关闭
单元断电(旁路)	继电器1关闭	继电器2打开

当自动从从站模式转换到主站模式时，控制器360不再感测到被耦合至AC入口插座330的输入AC功率112。在该点处，控制器360生成指示第一继电器410转换到打开状态(逻辑0)的第一继电器信号450。控制器360还生成指示第二继电器420转换到关闭状态(逻辑1)的第二继电器信号460。控制器360还生成指示电池组320开始向DC到AC转换器370提供存储DC功率355以生成经转换的AC功率367的电池组信号345。因为第二继电器420处于关闭的位置(逻辑1)，所以经转换的AC功率367通过第二继电器420传送到AC出口插座390上，使得太阳能面板400提供由存储的DC功率355生成的AC输出功率195，而不是输入AC功率112。当太阳能面板400生成独立AC输出功率195(作为主站运行)时，第一继电器410的打开状态(逻辑0)防止任何剩余的输入AC功率112到达AC出口插座390。

一旦控制器360感测到被耦合至AC入口插座330的输入AC功率112时，控制器360自动生成功率转换信号365以指示DC到AC转换器370不再提供经转换的AC功率367，使得太阳能面板400不再生成独立AC输出功率195。控制器360还自动生成第二继电器信号460以指示第二继电器420转换至打开状态(逻辑0)。控制器360还生成第一继电器信号450以指示第一继电器410转换至关闭状态(逻辑1)。在第二继电器420转换至打开状态(逻辑0)并且第一继电器410转换至关闭状态(逻辑1)之后，耦合至AC入口插座330的任何输入AC功率112通过太阳能面板400传送至AC出口插座390，使得太阳能面板400生成输出AC功率195。

第二继电器420保持为打开状态(逻辑0)，直到控制器360成功使得太阳能面板400与耦合至AC入口插座330的输入AC功率112同步。在控制器360正确地使得太阳能面板400与输入AC功率同步之后，控制器360随后生成第二继电器信号360以指示第二继电器420从打开状态(逻辑0)转换为关闭状态(逻辑1)。在第二继电器420从打开状态(逻辑0)转换为关闭状态(逻辑1)之后，太阳能面板400生成输出AC功率195，所述输出AC功率195包括与输入AC功率112并联的经转换的AC功率367。

太阳能面板400还以旁路模式运行。在旁路模式中，太阳能面板400被断电并且不再起作用。在实施例中，控制器360生成第一继电器信号450并且指示第一继电器410转换至关闭状态(逻辑1)。控制器360还生成第二继电器信号460并且指示第二继电器420转换至打开状态(逻辑0)。在另一实施例中，第一继电器410和第二继电器420是弹簧加载的继电器开关。当太阳能面板400断电时，第一继电器410的电磁线圈不再通电，所以弹簧将第一继电器410的接触器推至上位置。关闭第一继电器410和打开第二继电器420导致太阳能面板400成为输入AC功率112通过太阳能面板400并且进入菊花链式链接到太阳能面板400的第二太阳能面板和/或通过输入AC功率112供电的电气器件上的通道。因此，沿着不起作用的太阳能面板400向下，额外的太阳能面板和/或电气器件继续操作输入AC功率112。第一继电器410和第二继电器420可以以硬件、固件、软件或它们的任意组合来实施，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的并且不偏离本公开的精神和范围。

图4B是根据本公开的示例性实施例的另一示例性太阳能面板配置500的方框图。虽然图4B描述了太阳能面板配置500的方框图，但是图4B还可以描述了图2中描述的太阳能面板配置200使用的多个太阳能面板100(a-n)的方框图。

太阳能面板配置500可以利用主太阳能面板530a和从太阳能面板530b来实施。主太阳能面板530a包括主AC入口插座330、主AC出口插座390a、主控制器360a和主DC到AC转换器370a。从太阳能面板530b包括从AC入口插座330b、从AC出口插座390b、从控制器360b和从DC到AC转换器370b。主太阳能面板530a和从太阳能面板530b通过AC总线550耦合在一起。主太阳能面板530a和从太阳能面板530b与太阳能面板100、多个太阳能面板100(a-n)、太阳能面板300和太阳能面板400具有很多相似特征，因此，仅进一步详细讨论太阳能面板配置500与太阳能面板100、多个太阳能面板100(a-n)、太阳能面板300和太阳能面板400之间的差异。

如上所述，太阳能面板530a作为主站运行并且太阳能面板530b作为从站运行。但是，如上详细描述的，根据输入AC功率是否被施加至其相应的AC入口插座，太阳能面板530a和530b可以作为主站或从站运行。主站太阳能面板530a可以对AC总线550施加恒定电压，AC总线550将主站太阳能面板530a的AC入口插座330a和AC出口插座390a耦合至从站太阳能面板530b的AC入口插座330b和AC出口插座390b，以维持通过太阳能面板配置500生成的并联输出AC功率。当AC总线550的电压由于外部电气器件耦合至太阳能面板配置500而减小到参考电压以下时，从站太阳能面板530b可以增大施加至AC总线550的电流。从站太阳能面板530b可以增大施加到AC总线550的电流，使得AC总线550的电压增大回至参考电压，从而并联的输出AC功率被维持为足够对外部电气器件供电。

在主站太阳能面板530a已经与从站太阳能面板530b同步之后，外部输入AC功率112a与生成并联输出AC功率的输出AC功率195a和输出AC功率195b并联。可以通过将外部电气器件耦合至主AC出口插座390a和/或从AC出口插座390b而获取并联的输出AC功率。AC总线550可以为将要监视的主控制器360a和从控制器360b提供至并联输出AC功率的接入点。

主控制器360a可以首先利用主功率转换信号365a指示主DC到AC转换器370a为AC总线550提供恒定的主电压560a，以将并联输出AC功率维持在特定水平。所述特定水平可以是利用与输出AC功率195a以及输出AC功率195b并联的外部输入AC功率通过功率转换器配置500生成的最大输出AC功率。然而，所述特定水平可以基于由主DC到AC转换器370向AC总线550提供的恒定主电压560a而降低。所述特定水平可以与并联的输出AC功率的参考电压相关联。如上所述，并联输出AC功率的参考电压被维持为生成足够对外部电气器件供电的并联输出AC功率的电压水平。

在外部电气器件被耦合至主AC出口插座390a和/或从AC出口插座390b之后，由于通过外部电气器件施加至AC总线550的负载，并联输出AC功率可以暂时减小。从控制器360b可以利用从AC总线监测信号570b来监测AC总线550，以监测AC总线550的电压，以便确定电压是否降低到AC总线550的参考电压以下，这反过来又表明并联的输出AC功率减小至特定水平之下。在外部电气器件被耦合至主AC出口插座390a和/或从AC出口插座390b之后，当从控制器360b确定AC总线550的电压减小时，从控制器360b可以随后利用从功率转换信号365b指示从DC到AC转换器370b增大提供给AC总线550的从电流580b。从电流580b可以被增大到足够将AC总线550的电压增大回至参考电压的水平。将AC总线500的电压增大回至参考电压也增大了并联的输出AC功率，使得并联的输出AC功率及时以最少失误恢复到特定水平。将并联的输出AC功率维持在特定水平防止了对外部电气器件供电的延迟。

从控制器360b可以利用从AC总线监测信号570b继续监测AC总线550的电压，以保证AC总线550的电压不被降低到参考电压以下。从控制器360b可以利用从功率转换信号365b继续指示从DC到AC转换器370b基于AC总线550的电压相应地增大或减小从电流580b，以将并联的输出AC功率维持在特定水平。

从DC到AC转换器370b可以继续向AC总线550提供从电流580b，直到从DC到AC转换器370b不再具有提供处于将AC总线550的电压维持在参考电压的必要水平的从电流580b的能力。例如，从DC到AC转换器370b可以继续向AC总线550提供从电流580b，直到从功率转换器530b的DC源被消耗至从DC到AC转换器370b不再能够提供处于足够将AC总线550的电压维持在参考电压的水平的从电流580b的点。

主控制器360b也利用主AC总线监测信号570a监测AC总线550。主控制器360b监测AC总线550以确定一段时间之内AC总线550的电压何时减小到参考电压之下并且没有增大回至参考电压。在该点处，主控制器360a可以意识到从DC到AC转换器370b不再生成处于足够将AC总线550维持在参考电压的水平的从电流580b。主控制器360a随后可以利用主功率转换信号365a指示主DC到AC转换器370a将主电流580a增大至足够将AC总线550的电压增大回至参考电压的水平，使得并联的输出AC功率可以被维持在特定水平。结果，尽管从功率转换器530b的DC功率被耗尽，但是可以使得对外部电气器件供电的延迟最小化。

图5是根据本公开的示例性实施例可以在太阳能面板配置200中使用的另一示例性太阳能面板505的方框图。虽然图5描述了太阳能面板505的方框图，但是所属领域的技术人员将会意识到图5还可以描述在图2描述的太阳能面板配置200以及图1描述的太阳能面板100中使用的多个太阳能面板100a到100n的一个太阳能面板的方框图。太阳能面板300和400的方框图描述的特征也可以包括于太阳能面板505，但为了简洁省略了。

太阳能面板505可以利用太阳能功率收集器310、电池充电电路510、电流放大器512、电池组320、电池平衡器保护电路520、升压变压器531、位置模块540、AC电压降压降压器DC输出551、无线数据发送和接收器561、热保护模块575、集成光源模块585、AC频率校正和滤波电路590、保护电路515、熔融AC入口插座(来自电网功率或其他实体太阳能面板330)、微控制器中央计算机360、DC到AC转换器电路370、频率，幅值，相位检测同步器和频率多路复用收发器525、50或60赫兹纯正弦波生成器535、冷却风扇545、保护电路565、AC功率耦合开关555和熔融AC出口插座390来实施，它们中的每一个都被封装在太阳能面板505的外壳内。

电池充电电路510可以包括无源和/或有源电路以及集成电路，以控制和/或调节对包括在太阳能面板505中的电池组320的充电。电池充电电路510可以具有与诸如控制器360的计算设备的双向通信。控制器360还可以控制电池充电电路510。电流放大器512可以增大太阳能面板的输出电流并且有助于对电池组320的充电。

电池平衡器保护电路520被设置在太阳能面板505的外壳之内。电池平衡器保护电路520可以包括无源和/或有源电路以及被控制器360控制的集成电路。电池平衡器保护电路520可以用于保证安全放电以及对电池组320内的单个电池的重新充电。

太阳能面板505还可以包括位置模块540。位置模块540可以包括一个或数个位置传感器，例如但不限于全球定位系统(“GPS”)、指南针、陀螺仪、高度检测器和/或任意其他位置传感器数字媒体文件，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。位置模块540可以用于通过无线数据发送和接收器561向控制器360发送数据，从而将数据发送至外部个人计算设备。

AC电压降压变压器551被包括在太阳能面板505中。降压变压器551可以用于通过电池充电电路510从AC入口插座330向电池组320充电。降压变压器551可以包括铁、钢、铁酸盐或特定成型以满足对电池组320充电要求的任意其他材料。降压变压器551还可以具有经过滤的DC输出。

如上所述，太阳能面板505包括计算设备，例如控制器360。控制器360可以用于控制和/或监测太阳能面板505。控制器360可以基于单个或多个处理器，并且能够通过关联的无线数据发送和接收器561或通过诸如频率多路复用收发器525的硬件连接器无线接收软件和/或固件更新。控制器360可以被连接到太阳能面板505的任意部分以进行中央控制、远程控制、常规监测和/或数据收集的目的。无线数据发送和接收器561可以使用蓝牙、Wi-Fi，移动电话和/或任意其他可接收无线电频率数据传输和接收技术，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。发送和接收器561可以用于将来自太阳能面板505的数据发送到一个或多个外部个人计算设备。

太阳能面板505包括热保护模块575。热保护模块575包括位于一个或多个位置处的一个或多个传感器，出于温度监测的目的所述一个或多个位置遍及太阳能面板505的任意部位。热保护模块575被连接至控制器360并且可以用于将来自太阳能面板505的数据发送到外部个人计算设备。

如图所示，太阳能面板505可以包括集成光源585。集成光源585可以包括位于内部或被设置在太阳能面板505外壳的外表面上并且可以用作光源的一个或多个集成光。所述集成光可以在颜色、强度、色温大小、频率和/或亮度上发生改变。集成光源585可以被耦合至控制器360。所述集成光源585可以用于将来自太阳能面板505的数据发送到外部个人计算设备。

太阳能面板505还包括电网频率、幅值、功率相位检测同步器和频率多路复用接收器525，它们可以使得多个AC电源同步并且经由独立AC电源线在一个或多个太阳能面板505之间发送数据。

太阳能面板505还包括频率生成器，例如50赫兹或60赫兹纯正弦波生成器535。频率生成器还可以是被配置为输出特定参考频率的信号的其他类型生成器。参考DC到AC转换器370，正弦波生成器535可以提供正弦波。正弦波生成器535可以被耦合至控制器360以及电网频率、幅值、功率相位检测同步器以及频率多路复用收发器525。并且，正弦波生成器535可以包括模拟和/或数字电路。

太阳能面板505还可以包括被设置在太阳能面板505外壳内的冷却风扇545。冷却风扇545可以包括以给至少部分通过太阳能面板505的外壳形成的内部以最佳通风的方式而设置的一个或多个冷却风扇，在所述太阳能面板505中设置了一个或多个组件。冷却风扇545可以被耦合至热保护模块575和/或控制器360。

并且，太阳能面板505包括AC频率校正和滤波电路590。频率校正和滤波电路590可以通过50赫兹或60赫兹的纯正弦波生成器535利用控制器360而控制。另外，频率校正和滤波电路590可从升压变压器531接收AC功率并且可以向太阳能面板505的保护电路515输出经校正的和滤波的AC功率。保护电路515提供巨涌和熔融保护并且可以通过控制器360进行控制和监测。

另外，太阳能面板505具有被配置为将来自AC入口插座330的AC功率与太阳能面板505生成的AC电网等同功率耦合的AC耦合开关555，使得来自AC入口插座330的同步的AC功率和太阳能面板505耦合在一起以从AC出口插座390输出。AC耦合开关555可以通过控制器360连同电网频率、幅值、功率相位检测同步器以及频率多路复用收发器525进行控制。

图6示出了根据本公开的示例性实施例的另一示例性太阳能面板配置的方框图。太阳能面板配置600包括多个太阳能面板610a到610n，它们可菊花链式链接在一起并且耦合至并网系统640，以形成太阳能面板配置600，其中n是大于或等于1的整数。并网系统640监测电网生成的输入AC功率112，以确定电力电网是否稳定保持生成输入AC功率112。当并网系统640确定电力电网发生故障之后，并网系统640指示电池组620向多个太阳能面板610a到610n提供经转换的AC功率660。因此当电网发生故障时，电网系统640向多个太阳能面板610a到610n提供备用功率。

并网系统640包括电池组620、继电器开关630、DC到AC转换器680、以及功率信号传感器650。太阳能面板配置600与太阳能面板100、多个太阳能面板100a到100n、太阳能面板300、太阳能面板400、太阳能面板500和太阳能面板配置200以及类似物具有很多相似特征，仅会进一步讨论太阳能面板配置600与太阳能面板100、多个太阳能面板100a到100n、太阳能面板300、太阳能面板400、太阳能面板500和太阳能面板配置200之间的差异。

多个太阳能面板610a到610n可以包括具有更大容量的更大的太阳能面板，以捕获太阳能并且将所捕获的太阳能转换为可以被存储到电池组620中的DC功率。当并网系统640被并入电网时，并网系统640可以自动将多个太阳能面板610a到610n链接到输入AC功率112。当并网系统640不再被并入电网使得多个太阳能面板600a到600n不能再获得输入AC功率112时，并网系统640还可以自动向多个太阳能面板610a到610n提供经转换的AC功率660。

多个太阳能面板610a到610n中的每一个可以关于电网的状态而被更新。例如，当电网经由电网的AC的功率线发送的信号发生故障时，可以更新多个太阳能面板610a到610n。

在另一实施例中，并网系统640可以控制经转换的AC功率660，使得存储于电池组620中的DC功率不因使用经转换的AC功率660而被耗尽。例如，并网系统640可以从最大容量回拨使用经转换的AC功率660，以保存存储于电池组620的DC功率。

并网系统640包括继电器开关630。当电网发生故障并且不再向并网系统640提供输入AC功率112使得并网系统640可以基本与电网断开时，继电器开关630转换为打开状态(逻辑0)。并网系统640立即指示DC到AC转换器680转换存储于电池组620中的DC功率以开始向多个太阳能面板610a到610n提供经转换的AC功率660，从而替代不再提供给并网系统640的输入AC功率112。经转换的AC功率660可以包括电网失效前已经与包括于输入AC功率112中的功率信号特征同步的功率信号特征。例如，经转换的AC功率660可以包括与输入AC功率112的频率、相位、幅值、电压和/或电流大致相似的频率、相位、幅值、电压和/或电流。结果，多个太阳能面板610a到610n不能意识到电网已经发生故障并且不再向并网系统640提供输入AC功率112。

在电网发生故障之后，功率信号传感器650继续感测继电器开关630的失效一侧的功率信号特征。例如，功率信号传感器650继续感测继电器开关630失效一侧的电压、电流、频率和/或相位。由于电网开始恢复供电，功率信号传感器650意识到继电器开关630失效一侧的功率信号特征开始显示电网正在恢复供电。当电网稳定时，并网系统640开始将经转换的AC功率660的功率信号特征调节为与功率信号传感器650感测到的输入AC功率112的功率信号特征大致相同。例如，并网系统640使得经转换的AC功率660同步，使得经转换的AC功率660的频率、相位、幅值、电压和电流与由功率信号传感器650感测到的输入AC功率112的频率、相位、幅值、电压和电流大致相同。

在经转换的AC功率660的功率信号特征与输入AC功率112的功率信号特征大致相同之后，并网系统640将继电器开关630转换为关闭状态(逻辑1)。多个太阳能面板610a到610n随后不再切断经转换的AC功率660，而是切断通过电网提供的输入AC功率112。

图7示出了无线太阳能面板配置700的图示。无线太阳能面板配置700包括客户端710、网络720和太阳能面板730。

一个或多个客户端710可以经由网络720连接至一个或多个太阳能面板730。客户端710可以是包括至少一个处理器、至少一个存储器以及至少一个网络接口的设备。例如，客户端可以在个人电脑、掌上电脑、个人数字助理("PDA")、智能电话、移动电话、游戏机、机顶盒和类似物上实施。

客户端710可以经由网络720与太阳能面板730通信。网络720包括一个或多个网络，例如因特网。在本发明的一些实施例中，网络720可以包括一个或多个宽带网("WAN")或局域网("LAN")。网络720可以利用一种或多种网络技术，例如以太网、快速以太网、千兆以太网、虚拟私有网络(VPN)、远程VPN通路、诸如Wi-Fi的IEEE 802.11标准的变型等等。与网络720进行通信利用包括诸如传输控制协议("TCP")的可靠流量协议的一个或多个网络通信协议进行。这些示例是示例性的并且并非旨在限制本发明。

太阳能面板730包括控制器360。控制器360可以是如上所述的任意类型的处理器(或计算装置)。例如，控制器360可以是工作站、移动设备、计算机、集群计算机、机顶盒或其他计算设备。多个模块也可以在同一计算设备上实施，其可以包括软件、固件、硬件或其组合。软件可以包括操作系统上的一个或多个应用。硬件可以包括但不限于处理器、存储器和图形用户界面("GUI")显示器。

客户端710可以经由网络720与太阳能面板730通信，以基于当天的时间、天气条件、行程安排、能源价格等指示太阳能面板730采取适当的措施。例如，在一天当中不能接收太阳光的时间期间，客户端710可以与太阳能面板730通信，以指示太阳能面板730经由电网提供的输入AC功率对其电池进行充电。在另一示例中，在使用高峰期间，客户端710可以经由网络720与太阳能面板730通信，以指示太阳能面板730停止由包括于太阳能面板730中的内部电池提供的DC功率。在这样的示例中，在非使用高峰期间并且太阳能面板730依赖电网提供的输入AC功率时，客户端710可以与太阳能面板730通信，以通过太阳能面板730捕获的太阳能对内部电池充电。在电网感到压力的使用高峰期间，客户端710可以随后与太阳能面板730通信，以停止对其内部电池进行充电。在另一实施例中，客户端710可以经由网络720与太阳能面板730通信，以接收太阳能面板730的状态更新。

太阳能面板730还可以包括GPS。客户端710可以经由网络720与太阳能面板730通信，以分析太阳能面板730的GPS坐标并且调节太阳能面板730，使得太阳能面板730可以捕获的太阳能最大化的角度面向太阳。

太阳能面板730还可以包括构建于其背部的倾斜机构，所述倾斜机构具有步进电机，所述步进电机调节太阳能面板730的角度以最大化地暴露至太阳能。

客户端710还可以经由网络720远程控制太阳能面板730的输出AC功率。因此，客户端710可以回调太阳能面板730的输出AC功率，使得存储于太阳能面板730的电池组的DC功率不被耗尽。

在一个实施例中，客户端710可以经由网络720获得关于太阳能面板730的信息，所述信息包括但不限定于太阳能面板730生成的能量、太阳能面板730消耗的能量、太阳能面板730的倾斜、太阳能面板730的角度、太阳能面板730的GPS坐标、以及可以经由网络720与客户端710通信的关于太阳能面板730的任意其他信息，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

图8是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板的示例性操作步骤的流程图。本公开不限于这种操作说明。相反地，其他操作控制流程也在本公开的精神和范围内。下述讨论说明了图8中的步骤。

在步骤810处，光伏太阳能功率收集器310从太阳能源收集太阳能。

在步骤820处，所收集的太阳能被转换为捕获的DC功率305。

在步骤830处，所捕获的DC功率305被存储于电池组320。

在步骤840处，AC入口插座330通过例如电力电网接收太阳能面板外部的AC电源生成的输入AC功率112。

在步骤850处，功率信号传感器340检测输入AC功率112何时被耦合至AC入口插座330。

在步骤860处，如果功率信号传感器340检测到输入AC功率112，随后自动生成与输入AC功率112并联的太阳能面板的独立输出AC功率195。

图9示出了根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的顶视图。太阳能面板连接器配置900代表包括可菊花链式链接在一起以形成太阳能面板连接器配置900的多个太阳能面板100(a-n)的太阳能面板连接器配置，其中n是大于或等于2的整数。添加到太阳能面板连接器配置900的每个太阳能面板100(a-n)可以生成与太阳能面板连接器配置900的输出AC功率195a和输出AC功率195b并联的输出AC功率195n。每个太阳能面板100(a-n)可以经由多个太阳能面板连接器910(a-n)相互连接，其中n是大于或等于1的整数。每个太阳能面板连接器910(a-n)将来自每个相应的太阳能面板100(a-n)的输出的输出AC功率195(a-n)转换为每个相应的太阳能面板100(b-n)的输入。例如，太阳能面板连接器910a将来自太阳能面板100a的输出的输出AC功率195a转换为太阳能面板100b的输入，并且太阳能面板连接器910n将来自太阳能面板100b的输出的输出AC功率195b转换为太阳能面板100n输入。端部电缆920从太阳能面板连接器配置900中的最后的太阳能面板100n接收输出AC功率195n。

常规的太阳能面板配置包括通过多个连接每个太阳能面板的常规电线而菊花链式链接在一起的太阳能面板。多个常规电线要求正确地菊花链式链接通过每个太阳能面板生成的功率以提供输出功率。多个常规电线还被要求在每个太阳能面板之间进行数据传输。多个常规电线通常被粘绑并且策略性地定位于太阳能面板之间。

要求将常规太阳能面板配置中的太阳能面板菊花链式链接在一起的电线的量增加了安装过程中的困难。许多电线必须被正确地定位以使得支撑常规太阳能面板配置的结构的结构应力最小化。在安装期间，还要求额外的时间来正确地安装太阳能面板。太阳能面板的安装者必须正确地将每个太阳能面板的电线定位并且缠绕，以将可能导致任何损害的风险最小化。定位多个常规电线明显花费了额外时间并且增加了利用多个常规电线完成安装过程所要求的时间。

电线的量也是安全危害。当电线没有被正确定位时，可能出现结构性失效。例如，当电线的重量没有被正确地分布时，支撑太阳能面板的菊花链式链接的结构可能发生故障，导致损害和/或伤害。当电线没有被正确定位时，还肯能发生电气损害。电线上的结构应力和/或来自不适当定位电线也可能导致两条或多条电线之间的电气反应。

许多电线还阻碍常规菊花链式链接的太阳能面板配置的整体效率。由于功率损失，功率通过电线的路由降低了整体功率效率。许多电线也可能阻碍移动常规菊花链式链接的太阳能面板配置的移动性。正确定位许多电线导致的困难阻止安装者拆开太阳能面板并且然后在不同位置以常规菊花链配置重新组装太阳能面板。

太阳能面板910(a-n)消除了多个常规布线安装的需求。太阳能面板连接器910(a-n)将太阳能面板100(a-n)的连接简化为三导体布置。太阳能面板连接器910(a-n)正确地将输出AC功率195(a-n)菊花链式链接，以正确地将输出功率195a和195b与输出AC功率195n并联。太阳能面板连接器910(a-n)还提供每个太阳能面板100(a-n)之间的数据传输。

将太阳能面板100(a-n)的连接从多条常规电线简化为嵌入太阳能面板连接器910(a-n)的单个三导通配置消除了安装太阳能面板100(a-n)所要求的负担。不用必需解决定位多条电线导致的结构问题，单个太阳能面板连接器910(a-n)连接每个太阳能面板100(a-n)，消除了多条常规电线的需求。消除这些电线也消除了与常规菊花链配置相关联的结构问题。单个太阳能面板连接器910(a-n)不具有常规菊花链配置的结构负担。并且，还使得利用太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置的安装过程中所需要的时间最小化。安装者不再需要花费大量时间去正确地定位电线并且缠绕它们。对用于连接两个太阳能面板100a和100b的单个太阳能连接器910(a)的简化要求安装者将太阳能面板连接器910a插入太阳能面板100a的输出端和太阳能面板100b的输入端。

太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置还提高了太阳能面板连接器配置900的安全性。由于消除了对多条常规电线的需求，还减少了与伴随不正确定位多条常规电线可能出现的电气损害相关联的风险。太阳能面板910(a-n)的三导体配置消除了可能由多条常规电线导致的结构损害造成的电气损害。三导体配置还消除了可能由多条常规电线不正确定位导致的电气损害。

太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置还改善了太阳能面板连接器配置900的整体效率。将多条常规电线简化为太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置减小了要求将功率从太阳能面板转移到太阳能面板所需要的电线的量，这减少了转移过程中的功率损失。由于使得与单个连接器提供的三导体配置的连接最小化，所以能够利用太阳能面板910(a-n)的三导体配置来优化功率效率。

太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置还向太阳能面板连接器配置900提供了移动性。由于简单地将每个相应的太阳能面板100(a-n)之间的每个太阳能面板连接器910(a-n)安装变得容易，安装着可能更倾向于拆开太阳能面板连接器配置900，并且将太阳能面板连接器配置900移动到不同位置。将太阳能面板连接器配置900重新组装在不同位置仅仅要求在各相应的太阳能面板100(a-n)之间安装太阳能面板连接器910(a-n)，这提供了移动的便利性。

太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置能够兼容地将太阳能面板100a的输出AC功率195a连接到太阳能面板100b，并且将太阳能面板100b的输出AC功率195b连接到太阳能面板100n。然而，太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置还能够将DC功率连接到DC功率而不用对太阳能面板连接器910(a-n)进行任何额外的变动。太阳能面板连接器910(a-n)的三导体配置还提供了太阳能面板100(a-n)之间的数据传输。例如，三导体配置可以支持太阳能面板100(a-n)之间的电力线调制技术("PLM")数据传输。三导体配置可以支持太阳能面板100(a-n)之间各种形式的数据传输而不偏离本公开的精神和范围。太阳能面板连接器910(a-n)与AC功率以及DC功率并且也支持数据传输的兼容性提供了连接太阳能面板的额外简单性。

如图9进一步所示地，太阳能面板连接器910(a-n)正确地菊花链式链接太阳能面板100(a-n)，以与输出AC功率195a和195b并联，使得太阳能面板连接器配置900的整体输出AC功率增大。为了将太阳能面板100(a-n)菊花链式链接，太阳能面板100b的功率输入端经由太阳能面板连接器910a耦合至太阳能面板100a的功率输出端，使得通过太阳能面板100b接收的输入功率AC功率195a与太阳能面板100a的输出AC功率195a大致相同。另外，太阳能面板100n的功率输入端经由太阳能面板连接器910n耦合至太阳能面板100b的功率输出端，使得通过太阳能面板100n接收的输入功率AC功率195a与太阳能面板100b的输出AC功率195b大致相同。

在太阳能面板连接器910(a-n)被正确地插入以分别与太阳能面板100(a-n)电气连接之后，包括于每个太阳能面板连接器910(a-n)中的三导体采用AC特征以与每个太阳能面板100(a-n)之间转移的AC功率电气连接。第一导体变成火线连接，第二导体变成接地连接，第三导体变成中性连接，使得AC功率适当地在每个太阳能面板100(a-n)之间转移。火线连接、接地连接和中性连接实现了每个太阳能面板100(a-n)之间AC功率的转移，使得AC功率不会在太阳能面板100(a-n)之间转移期间降质和/或减小。

如上所述，可以并联每个输出AC功率195(a-n)以增大太阳能面板连接器配置900的整体输出AC功率。端部电缆920可以被设置在太阳能面板连接配置900内的最后太阳能面板100n的输出端，以将由输出AC功率195n代表的整体输出AC功率转移到需要整体输出AC功率的第二配置。端部电缆920包括与太阳能面板连接器910(a-n)相似的连接器930。连接器930包括可以接受来自太阳能面板100n的输出AC功率195n的三导体配置。电缆940可以被耦合至连接器930并且还包括能够适当地将输出AC功率195n转移到第二配置而不会在输出AC功率195n中出现降质和/或功率损失的三导体配置。例如，电缆940可以被耦合至电炉，使得并联的输出AC功率195n能够通过电缆940正确地转移到电炉。在另一示例中，电缆940被耦合至断路器盒，这样太阳能面板连接器配置900被并入电网。虽然太阳能面板连接器配置900描述了通过太阳能面板连接器910(a-n)连接的三个太阳能面板100(a-n)，但是可以如上详细讨论相似的方式通过任意数量的太阳能面板连接器910(a-n)来连接任意数量的太阳能面板100(a-n)，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

图10示出了根据本公开的示例性实施例的太阳能面板配置的顶视图。太阳能面板连接器配置1000代表包括可以菊花链式链接在一起以形成太阳能面板连接器配置1000的多个太阳能面板100(a-n)的太阳能面板连接器配置，其中n是大于等于2的整数。太阳能面板100a接收输入DC功率1070a。结果，添加到太阳能面板连接器配置1000的每个随后的太阳能面板100(b-n)可以生成与太阳能面板连接器配置1000的输出DC功率1050a和输出DC功率1050b并联的输出DC功率1050n。每个太阳能面板100(a-n)可以经由多个太阳能面板连接器910(a-n)相互连接，其中n是大于等于1的整数。每个太阳能面板连接器910(a-b)将输出DC功率1050a和1050b转移到各相应的太阳能面板100(b-n)的相应输入端。端部电缆920从太阳能面板连接器配置1000的最终太阳能面板100n接收输出DC功率1050n并且将输出DC功率1050n传输到DC/AC功率逆变器1030。

图10是在应用中利用太阳能面板连接器910(a-n)的示例性实施方式，其中太阳能面板连接器910(a-n)传输通过太阳能面板100(a-n)生成的输出DC功率1050(a-n)。在太阳能面板100(a-n)的菊花链式链接中，太阳能面板100b的功率输入端经由太阳能面板连接器910a耦合至太阳能面板100a的功率输出端，使得通过太阳能面板100b接收的输入DC功率1050a与太阳能面板100a的输出DC功率1050a大致相同。太阳能面板100n的功率输入端经由太阳能面板连接器910b耦合至太阳能面板100b的功率输出端，使得通过太阳能面板100n接收的输入DC功率1050b与太阳能面板100b的输出DC功率1050b大致相同。

在太阳能面板连接器910(a-b)已经被正确地插入以将太阳能面板100(a-b)分别与太阳能面板100(b-n)电气连接之后，被包括在每个太阳能面板连接器910(a-b)中的三导体采用DC功率以将在每个太阳能面板100(a-n)之间传输的DC功率电气连接。第一导体变成正连接，第二导体变成接地连接，第三导体变成负连接，使得DC功率在每个太阳能面板100(a-n)之间被正确地传输。正连接、接地连接和负连接实现了在每个太阳能面板100(a-n)之间传输DC功率，使得DC功率在太阳能面板100(a-n)之间传输期间不会降质和/或减少。

如上所述，可以并联每个输出DC功率1050(a-n)以增大太阳能面板连接器配置1000的整体输出DC功率。端部电缆902可以被设置在DC太阳能面板连接器配置1000中的最终太阳能面板100n输出端，以将由输出DC功率1050n代表的整体输出DC功率传输至将整体输出DC功率转换为AC功率的DC/AC功率逆变器1030。电缆940可以被耦合至将输出DC功率1050n传输至DC/AC功率逆变器1030的太阳能面板连接器910n。端部电缆920和太阳能面板连接器910n可以正确地将输出DC功率1050n传输至DC/AC逆变器1030，而不会导致输出DC功率1050n的降质和/或功率损失。

图11示出了根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的顶视图。太阳能面板连接器配置1100代表包括多个太阳能面板100(a-n)的太阳能面板连接器配置，可以在数行中将所述多个太阳能面板100(a-n)以菊花链式链接在一起以形成太阳能面板连接器配置1100，其中n是大于等于2的整数。太阳能面板100(a-d)被配置在第一行并且太阳能面板100(e-n)被配置在第二行。连接桥1120将第一行的太阳能面板100(a-d)菊花链式链接到第二行的太阳能面板100(e-n)。结果，连接桥1120可以被用于将任意两行的太阳能面板进行菊花链式链接并且多个连接桥可以被用于将多行菊花链式链接在一起。如上详细讨论的，可以沿着线路向下并联地菊花链式链接每个太阳能面板100(a-n)生成的输出AC或DC功率，直到太阳能面板连接器配置1100的最后太阳能面板100(e)的输出AC或DC功率被输出。端部电缆920从太阳能面板连接器配置1100中的最终太阳能面板100n接收输出AC或DC功率。

图11是在应用中使用连接桥1120的示例性实施方式，其中太阳能面板100(a-n)以多行排列，例如当太阳能面板100(a-n)被设置在住宅的屋顶时。在将多行的太阳能面板100(a-n)进行菊花链式链接中，连接桥1120提供在每行太阳能面板100(a-n)之间的输出AC或DC功率的传输。

例如，太阳能面板100d接收输入AC功率并且成为太阳能面板连接器配置110中的主站。AC功率随后经由太阳能面板连接器910(a-c)沿着第一行太阳能面板100(a-d)向下并联。然而，在通过太阳能面板100a生成输出AC功率之后，被耦合至太阳能面板100a的输出端和连接桥1120的电缆1140的太阳能面板连接器1130a将输出AC功率传输至太阳能面板连接器1130b。太阳能面板连接器1130b被耦合至连接桥1120的电缆1140和太阳能面板100n的输入端。太阳能面板连接器1130b随后将太阳能面板100a的输出AC功率传输至太阳能面板100n，使得输出AC功率通过第二行太阳能面板100(e-n)继续并联。太阳能面板连接器配置1100的最后太阳能面板100e生成的输出AC功率随后被传输至端部电缆920的太阳能面板连接器930并且随后如上详细讨论进行传输。另外，如上详细讨论的，当通过主太阳能面板100d提供DC功率时，连接桥1120也可以传输输出DC功率。

图11A示出了根据本公开的太阳能面板连接器配置的另一实施例的顶视图。太阳能面板连接器配置1100a代表包括多个太阳能面板1102(a-n)的太阳能面板连接器配置，所述多个太阳能面板1102(a-n)以多行或其他排列方式进行菊花链式链接以形成太阳能面板配置1100a，其中(n)是大于或等于2的整数。如这个示例性实施例描述的，太阳能面板1102(a-n)被配置在第一行1104和第二行1106中。每个太阳能面板1102(a-n)还被配置有多个被定位在太阳能面板1102(a-n)的底部或一侧上的连接器插头插座，所述一侧与接收太阳能1108(a-n)的面板的一侧相对。另外，在每个太阳能面板1102(a-n)的背部1108(a-n)上设置有用于连接器的多个插座，该插座沿着太阳能面板1102(a-n)的每一侧定位。换言之，在通常是矩形的太阳能面板中，会有一组至少四个连接器插座1110用于容纳太阳能面板连接器1112(a-n)。每个太阳能面板连接器1112(a-n)适于通过附接于背部1108(a-n)而平齐安装太阳能面板1102(a-n)。但是，因为太阳能面板1102(a-n)具有沿着每个面板边缘定位的插座1110，所以以各种方式连接面板。换言之，沿着每个面板的长边或面板的短边，面板能以通常经线方式进行连接，例如当连接一行1104的面板至另一行1106时可以这样做。如图所示，太阳能面板连接器1112d将面板连接在一起并且因此将行连接在一起。另外，类似的太阳能面板连接器桥1114允许太阳能面板连接至其他面板并且通过电缆1116向需要电力的住宅或其他结构或设备提供连通性，所述其他面板可能不会直接整理(collate)到现有的面板，例如可能位于屋顶的另一侧的面板。

图12示出了根据本公开示例性实施例的示例太阳能面板连接器。太阳能面板连接器1200包括第一导体外壳1210a、第二导体外壳1210b和第三导体外壳1210c。太阳能面板连接器1200还包括第一导体外壳1220a、第二导体外壳1220b和第三导体外壳1220c。第一导体1230a被第一导体外壳1210a和1220a包围。第二导体1230b被第二导体外壳1210b和1220b包围。第三导体1230c被第三导体外壳1210c和1220c包围。中部1240将第一导体外壳1210a耦合至第一导体外壳1220a、将第二导体外壳1210b耦合至第二导体外壳1200b，并且将第三导体外壳1210c耦合至第三导体外壳1220c。太阳能面板连接器1200是太阳能面板连接器910a到910n的示例性实施例并且具有许多如上详细讨论的相似特征。

如上所述，当与来自太阳能面板的AC功率结合时，三导体1230(a-c)的每一个可以被配置作为火线、零线和地线，并且当与来自太阳能面板的DC功率结合时，还可以被配置为正极、负极和地线作用。

例如，第一导体外壳1210a、第二导体外壳1210b和第三导体外壳1210c中的每一个可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的从太阳能面板接收AC功率。一旦接收到AC功率，被包围在第一导体外壳1210a中的第一导体1230a可以作为火线，被包围在第二导体外壳1210b中的第二导体1230b可以作为接地，并且被包围在第三导体外壳1210c中的第三导体1230c可以作为零线。第一导体外壳1220a、第二导体外壳1200b和第三导体外壳1220c还可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的将AC功率传输至太阳能面板。当基于太阳能面板连接器1200所耦合的太阳能面板的输出端传输部分AC功率来传输AC功率时，任意第一导体1230a、第二导体1230b和第三导体1230c可以作为火线、接地和零线，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

在另一示例中，第一导体外壳1210a、第二导体外壳1210b和第三导体外壳1210c中的每一个可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的从太阳能面板接收DC功率。一旦接收到DC功率，被包围在第一导体外壳1220a中的第一导体1230a可以作为正极，被包围在第二导体外壳1220b中的第二导体1230b作为接地，并且被包围在第三导体外壳1220c中的第三导体1230c作为负极。第一导体外壳1220a、第二导体外壳1220b和第三导体外壳1220c还可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的将DC功率传输至太阳能面板。当基于太阳能面板连接器1200所耦合的太阳能面板的输出端传输部分DC功率来传输DC功率时，任意第一导体1230a、第二导体1230b和第三导体1230c可以作为正极、负极和接地，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

中部1240可以包括柔性材料，使得中部1240可弯折和/或弯曲。例如，中部1240可以弯折和/或弯曲90度。中部1240的弯折和/或弯曲特性可以使得组装诸如太阳能面板连接器配置1100的太阳能面板的菊花链式链接的安装者在组装菊花链式链接配置时具有额外的灵活性。

例如，安装者可以不被限制为在相同平面上将第一太阳能面板的输入端对准第二太阳能面板的输出端以利用连接器将两个太阳能面板耦合在一起。相反地，中部1240的柔性使得安装者将第一太阳能面板的输入端与第二太阳能面板的输出端成角度对准，以利用太阳能面板连接器1200将两个太阳能面板耦合在一起。中部1240的柔性使得太阳能面板连接器1200弯曲，使得安装者不必将两个太阳能面板放置到相同平面上以将两个太阳能面板耦合在一起。相反地，安装者具有维持站立并且在将每个太阳能面板放在相同平面之前成角度地将两个太阳能面板耦合在一起的灵活性。

图12A示出了根据本公开的替代示例性实施例的另一示例性太阳能面板连接器。太阳能面板连接器1112(a-n)包括第二导体外壳1204a、第二导体外壳1204b和第三导体外壳1204c。太阳能面板连接器1112(a-n)还包括第一导体外壳1206a、第二导体外壳1206b和第三导体外壳1206c。第一导体1208a被第一导体外壳1204a和1206a包围。第二导体1208b被第二导体外壳1204b和1206b包围。第三导体1208c被第三导体外壳1204c和1206c包围。中部1212将第一导体外壳1204a耦合至第一导体外壳1206a，将第二导体外壳1204b耦合至第二导体外壳1206b，并且将第三导体外壳1204c耦合至第三导体外壳1206c。

如上所述，当与来自太阳面板的AC功率结合时，三导体1208(a-c)中的每一个可以被配置作为火线、零线和接地；当与来自太阳能面板的DC功率结合时，还可以被配置作为正极、负极和接地。

例如，第一导体外壳1204a、第二导体外壳1204b和第三导体外壳1204c中的每一个可以被耦合至太阳能面板，并且如上讨论的接收来自太阳能面板的AC功率。一旦接收到AC功率，被包围在第一导体外壳1204a中的第一导体1208a可以用作火线，被包围在第二导体外壳1204b中的第二导体1208b可以用作接地，并且被包围在第三导体外壳1204c中的第三导体1208c可以用作零线。第一导体外壳1204a、第二导体外壳1204b和第三导体外壳1204c也可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的将AC功率传输至太阳能面板。当基于太阳能面板连接器1202所耦合的太阳能面板的输出端传输部分AC功率来传输AC功率时，任意第一导体1208a、第二导体1208b和第三导体1208c可以作为火线、接地和零线，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

在另一示例中，第一导体外壳1204a、第二导体外壳1204b和第三导体外壳1204c中的每一个可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的接收来自太阳能面板的DC功率。一旦接收到DC功率，被包围在第一导体外壳1206a中的第一导体1208a可以用作正极，被包围在第二导体外壳1206b中的第二导体1208b可以用作接地，并且被包围在第三导体外壳1206c中的第三导体1208c可以用作负极。第一导体外壳1206a、第二导体外壳1206b和第三导体外壳1206c还可以被耦合至太阳能面板并且如上讨论的将DC功率传输至太阳能面板。当基于太阳能面板连接器1202所耦合的太阳能面板的输出端传输部分DC功率来传输DC功率时，任意第一导体1208a、第二导体1208b和第三导体1208c可以用作正极、负极和接地，这对相关领域的技术人员来说是显而易见的而不偏离本公开的精神和范围。

中部1212可以包括柔性材料，使得中部1212可以弯折和/或弯曲。例如，中部1212可以弯折和/或弯曲90度以实现异常安装。换言之，中部1212的弯折和/或弯曲特征能够使得组装菊花链式链接配置的太阳能面板的安装者在组装菊花链式链接配置时具有额外的灵活性。

例如，安装者可以不被限制为在相同平面上将第一太阳能面板的输入端对准第二太阳能面板的输出端，以利用连接器将两个太阳能面板耦合在一起。相反地，中部1212的柔性使得安装者能够将第一太阳能面板的输入端和第二太阳能面板的输出端成角度对准，以利用太阳能面板连接器1212将两个太阳能面板耦合在一起。中部1240的柔性使得太阳能面板连接器1212能够弯曲，使得安装者不必将两个太阳能面板放置到相同平面上以将两个太阳能面板耦合在一起。相反地，安装者具有维持站立并且在将每个太阳能面板放在相同平面之前成角度地将两个太阳能面板耦合在一起的灵活性。

图12B是示出了与典型的太阳能面板1102a一起使用的太阳能面板连接器1202的隔离的透视图。如图所示，可以在多侧或如图12B显示的在正交侧设置太阳能面板连接器1112(a-n)。除了提供上述电气和数据传输功能，太阳能面板连接器1112(a-n)还可以被配置为提供关于将太阳能面板1102(a-n)隔离的固定和/支撑功能。换言之，太阳能面板1112(a-n)可以是至少在基座部分1212、连接器1204(a-c)以及1206(a-c)足够坚硬，以提供太阳能面板1102(a-n)直接或通过一些中间框架系统1216固定至结构1214的手段。还应该理解的是这些太阳能面板不一定需要以相似方式设置或取向。换言之，因为太阳能面板1102(a-n)在太阳能电池阵列的远端具有连接器，所以可以如图11所示的彼此相邻设置每个面板，或可以更多的“T”样式设置每个面板，其中矩形的短边附接于相邻面板的长边。这就为安装者提供了定位最大数量的太阳能面板(对于特定屋顶结构)以及考虑任何美学或其他屋顶结构(可能对安装者很重要)的灵活性。另外，也可以调整太阳能面板连接器1202(a-n)，使得基座1212能够为螺钉、钉子或其他将其附接于框架结构1216或自身屋顶1214的任何工具留有余地，而不会损害或干扰连接器1208(a-c)穿过连接器1202(a-n)的中部1212的连通性。同样地，这里示出的太阳能面板连接器1202(a-n)的实施例不仅满足功率传输组件、数据传输组件，而且还满足单用户友好型的太阳能面板的框架和隔离组件以及多功能连接器组件。

图13是根据本公开的示例性实施例的太阳能面板连接器配置的示例性操作步骤的流程图。本公开不限于这种操作说明。相反地，根据本公开的教导，对于相关领域的技术人员来说显而易见的是其他操作的控制流程也在本公开的范围和精神之内。下述讨论描述了图13中的步骤。

在步骤1310处，将具有第一端部的第一导体1230a耦合至第一太阳能面板100a的输出端并且将第二端部耦合至第二太阳能面板100b的输入端。第一导体1230a在一端由第一导体外壳1210a包围并且在另一端由第一导体外壳1220a包围。

在步骤1320处，用户将具有第一端部的第二导体1230b耦合至第一太阳能面板100a的输出端并且将第二端部耦合至第二太阳能面板100b的输入端。第二导体1230b在一端由第二导体外壳1210b包围并且在另一端由第二导体外壳1220b包围。

在步骤1330处，用户将具有第一端部的第二导体1230c耦合至第一太阳能面板100a的输出端并且将第二端部耦合至第二太阳能面板100b的输入端。第三导体1230c在一端由第三导体外壳1210c包围并且在另一端由第三导体外壳1220c包围。

在步骤1340处，当第一太阳能面板生成AC功率195a时，AC功率195a从第一太阳能面板100a传输至第二太阳能面板100b。

在步骤1350处，当第一太阳能面板100a生成DC功率1050a时，DC功率1050a被传输至第二太阳能面板100b。

图14示出了本发明在住宅家庭配置1400中的实施例。同样地，多个太阳能面板100(a-n)以从太阳或其他相似源接收光能或太阳能102的方式被设置在住宅或其他住处1404的屋顶1402上。在替代实施例中，一些或所有的太阳能面板100(a-n)还可以被设置在结构1404的另一部分，例如结构的一侧或甚至完全从结构1404分离。例如，太阳能面板100(a-n)可以阵列的方式被设置在与结构1404分离的果园中。如图进一步所示的，结构1404经由独立电力线1406与商业电力电网1408连接并且经由配电和/或子配电连接到电源线。虽然附图示出了地上配电线路，所属领域的技术人员应该理解的是这种到电力电网1408的连接也可以是从住宅1404到极点或从住宅1404到地下配电系统的地下电缆，或空中和地下电缆的组合。

电力线1406在电表1412处连接至住宅1404。电表1412又经由电线1414连接至配电板1416，所述配电板1416可以位于住宅1404的内部或外部。电表1412跟踪从电力电网1408被汲入结构1404内并且在结构1404内被使用的功率量。

如进一步示出的，太阳能面板100(a-n)经由单条电线或电缆940连接至断路器盒1416。但是，在其他实施例中，来自太阳能面板100(a-n)的电缆940可以直接给诸如烘衣机的单个设备供电。

如图14进一步所示出的，配电板1416具有对住宅的各方面供电的多个电路，例如，所述电路可以具有用于对外部空调单元1420供电的线路或电路1418、专门给住宅的洗衣机1424供电的另一线路1422、以及给电热水器1428供电的另一电路1426。典型的住宅还可以具有多个电路1430、1432，它们可以用于给住宅1404的不同房间或部位供电。

图15示出了本发明的功率控制器配置1500的实施例。更具体地，插头或出口功率控制器1502包括在一端的适于与和标准壁式插座1506匹配的标准三叉凸形连接器1504。在另一端，出口控制器1502具有标准的多叉凹形插座，其被设置为利用凸形二叉或三叉插头组件1510接收标准电器电源线1510。所属领域的技术人员应该理解的是在不同情况下，可翻转插头和叉状物的取向而不偏离本发明。

功率出口控制器1502还配置有无线通信电路1503，以使得功率出口控制器能够连接至太阳能面板100并且经由Wi-Fi、蓝牙或其他通信协议与太阳能面板100无线通信。在其他实施例中，出口功率控制器1502还可以与中央通信和控制中心或集线器1512无线通信，这反过来可以与太阳能面板100(a-n)无线通信。

除了包含允许中央通信集线器1512与功率控制器1502无线通信的通信电路之外，功率出口控制器通常还包含允许其与太阳能面板100以及用户手机1906无线通信的通信电路。这允许用户远程控制他或她的住宅内的配电的不同方面，即使他们可能位于数英里远。另外，中央通信集线器1512可以包含动作感测和/或声音感测电路，以允许其自动确定用户何时在或不在住家中。换言之，在一个实施例中，如果中央通信和控制中心1512感测到住宅(在特定时间内被放置其中)中没有动作，它会自动关闭对任何电气器件，例如住宅中的灯、TV、声音设备和等等的供电。相似地，它也可以通过其音频检测电路没有探听到任何活动而关闭住宅其他方面的供电。相反地，无论通过音频指示或运动指示，一旦感测到在住宅内再次或在住宅将要有活动，例如感测到车库门打开、门铃响起或任意其他类似动作和/或音频输入，它能够给住宅的特定方面供电。例如，当其感测到音频输入时，它可以在住宅的特定部位开灯。门铃响起或敲门可以触发住宅内该房间或其他房间的照明。显然，除了功率管理之外，这还有其他变型，例如住宅的安保以及防盗等等。

图16示出了本发明的功率控制器配置1600的另一实施例。在这个实施例中，断路器盒1416具有远程控制电路断路器1602，它通过Wi-Fi、蓝牙或类似的通信协议与太阳能面板100可操作地无线通信。远程控制电路断路器1602会打开或关闭特定单个设备，或连接至特定电路的多个设备。换言之，远程控制电路断路器1602可以控制至诸如热水器1428的单个设备的供电，或如电路1430、1432所示可以控制一个或多个房间的电灯1434。

在操作中，功率控制器1502、1602感测例如电灯1434的特定电气器件何时打开并且要求供电。随后与太阳能面板100a通常经由中央通信集线器1512无线通信。太阳能面板100a随后可以向住宅1404以特定电气器件(例如电灯1434)所要求的量提供功率。用户还可以例如经由智能电话1906的中央通信1512来无线通信并且控制功率控制器。

图17示出了太阳能面板配置1700的另一实施例，其中太阳能面板100(a-n)直接经由电缆940向电源适配器1702供电。电源适配器1702通常被设计用于高压电器，例如可以在以240伏运行的家用烘衣机中发现。在这个实施例中，太阳能面板100(a-n)直接向功率或出口适配器1702供给所需要的功率，而不通过断路器盒1416传输功率。然而，由于电源适配器1702自身通过电线1704连接到断路器盒1416而输出，所以功率和通信仍可以通过这种线路1704进行。还应该注意的是在各种实施例中，来自特定太阳能面板或面板100(a-n)的一些线路940可以直接连接至电源适配器1702，同时来自不同太阳能面板100(a-n)的其他线路可以直接进入断路器盒1416。换言之，可以具有图17所示的配置1700，其中太阳能面板100(a-n)直接对出口供电，或在如图14所示的配置1400中，太阳能面板100(a-n)直接对断路器盒供电，或这些设置的组合。

图18示出了本发明的商业实施例或配置1800，其中所述配置用于包括多个公寓或单独供电房间1804的结构1802。如图所示，多个太阳能面板100(a-n)可以被设置为经由单条电缆940向第一断路器盒1426a供电，所述第一断路器盒1426a随后经由电缆1806连接到第二断路器盒1426b。断路器盒1426a、1426b被设计为然后具有多个电路1808、1810、1812、1814、1816和1818，以对结构1802的不同部位供电。如图所示，第一断路器盒1426a经由电路1808、1810和1812对结构1802的较低层供电，而第二断路器盒1426b经由电路1814、1816和1818对结构1802的二楼供电。应进一步理解的是任意数量的断路器盒1426a、1426b可以被添加到配置1800以及任意数量的电路中。换言之，在六个公寓结构1802内，一个公寓可以具有六个断路器盒以及在这些断路器盒的每个中运行的数个电路。在替代实施例中，多条太阳光线可能位于或接近某个结构，使得能从一个公寓建筑到另一个提供功率。换言之，单独结构的屋顶上的相同太阳能面板或多个太阳能面板可以向特定结构内的单个办公室或公寓提供功率以及如公寓主人或管理者希望的向其他单元分配这些功率。

图19示出了本发明的无线太阳能面板配置1900的图示。无线太阳能面板配置1900还示出了本发明的一个实施例的通信和控制方面。如图所示，该特定实施例可以被配置有单个太阳能面板100a或多个太阳能面板100a、100b。在一个或多个太阳能面板内的是Wi-Fi热点1902，所述热点适于向一个或多个计算设备提供无线通信，所述计算设备例如为台式电脑1904、手机或或智能手机1906、平板设备1908、掌上或笔记本电脑1910。虽然示出为Wi-Fi热点1902，但是也可以使用其他相关局部无线电通信、蓝牙、移动电话、红外线、光学或其他类似通信协议以用于从太阳能面板100a到所示的计算设备的通信。类似地，计算设备的其他类型，特别是需要连接至因特网的那些，也可操作性地与Wi-Fi热点1902或太阳能面板100a内的相似通信电路进行通信。例如，游戏机、个人数字助理("PDA")、WiiTM、数据手链和其他类似的设备也可以连接至Wi-Fi热点1902或相似的通信电路。

位于面板100a内的Wi-Fi热点1902在不同实施例中可操作性通过不同方法地连接到因特网1912。例如，在一个实施例中，诸如以太网电缆的硬连接线1914或具有调制解调器的电话线可以用于提供到一个或多个中间通信设备的接入，所述一个或多个中间通信设备具有到因特网的最终连接。在另一实施例中，太阳能面板100a中的通信电路可以经由移动网络1916与因特网1912进行通信。换言之，太阳能面板100a的通信电路是允许面板直接与一个或多个移动发射塔1916连接的移动无线电发送器。移动发射塔反过来向因特网1916提供可操作通信。

在另一实施例中，太阳能面板100a经由卫星1918网络与因特网1912可操作地连接。换言之，太阳能面板100a内的是直接提供从面板100a与一个或多个卫星1918的通信的卫星电话发送器。卫星反过来与因特网1912可操作地通信。

在另一实施例中，其他形式的通信或数据传输协议，例如，激光、光学等可以用于将太阳能面板100a连接到因特网，并且在单个太阳能面板100a内可以使用多种协议。

还应该理解的是从一个太阳能面板100a到因特网1912的连接无需经由单个接口。例如，所属领域的技术人员应该理解的是可以使用多种方法以最终将一个太阳能面板100a连接到因特网。因此卫星、有线连接和/或移动发送塔、或其他类似通信天线可以用于提供到因特网1912的最终路线。例如，在一个实施例中，一个太阳能面板100a能够经由Wi-Fi与另一太阳能面板100b通信，并且随后面板100b能够与卫星1918或移动发送塔1916通信。换言之，在单个应用中，多个面板100(a-n)通常被安装于屋顶1402，一个或多个太阳能面板100(a-n)可能通过周围的树木、建筑或其他类似的障碍物在卫星1912的直视图中被掩蔽。但是，不具有卫星1918的清晰视图的面板100(a-n)不能被理想地定位以与各种手持计算设备进行Wi-Fi通信。因此，对于和移动计算设备连接以最终和因特网通信的面板100a来说，它可能需要中继其传输至其他面板100(a-n)，以最终获得卫星1918的清晰照片。这种中继可以经由无线传输来自Wi-Fi热点1902、无线数据传送和接收器561或其他类似的通信电路的信息来完成。从一个面板100a到另一面板100b到另一面板100n的通信还可以经由通过PML技术数据传输的有线连接或其他类似硬线连接来实现。换言之，这种通信可经由太阳能面板连接器配置910a或其他类似有线连接来实现。

还应该理解的是从一个面板100a到另一面板100b的通信不一定被限于位于单个屋顶1402上的面板100(a-n)。换言之，面板还可以从一个结构到另一结构进行通信。因此，在领域或只要面板100(a-n)位于其他面板100(a-n)范围内，面板100(a-n)自身可以形成它们自己的屋顶局部区域网络("LAN")，从而为了在这些特定结构内使用和/或为了最终沿着因特网1912来回跳转的目的，可以从一个屋顶到另一屋顶传输数据。换言之，在特定的领域、住宅的方位或位置，或其在地段上的替代可能不允许经由卫星1918或移动发送塔1916直接连接到因特网。但是，通过将一个屋顶和另一屋顶连接并且通信，例如位于山谷或以其他方式不能接入卫星1918或移动发送塔1916中的住宅可以从屋顶到高低山谷等连接到因特网1912，直到其到达具有屋顶面板100a的住宅，所述屋顶面板100a不具有卫星1918或移动发送塔1916的清晰视图。

还应该理解的是虽然已经讨论了太阳能面板100a、100b位于结构的顶部上，即屋顶1402上，但是这些面板100a、100b还可以被设置在其他位置或与结构分离。例如，面板100a可以被设置于结构1404的一侧1902上。在这样的配置中，与位于侧壁1920更低的一侧上的面板100(a-n)相比，安装在结构1404的高处一侧1920的面板100(a-n)通常具有更好的接收以及与卫星1918或移动发送塔1916连接的能力。另外，来自太阳能102或其他能源或光源的每个太阳能面板100(a-n)的照明可能不一定与卫星1918或移动发送塔1916通信线路同延。换言之，归因于其相对的方位或位置，面板100(a-n)可能是好的太阳能收集器但是是不好的通信器，或者是好的通信器但是是不好的太阳能收集器。

太阳能面板100(a-n)还可以被设置成与结构1404完全分离。换言之，可能位于山谷的远程低矮住宅可以使用位于附近山脊线顶部上的一个或多个太阳能面板100(a-n)。这些面板100(a-n)可以与住宅1404上的面板100(a-n)相对地在直视通信线上，从而实现与因特网1912的中继通信。因此，虽然可以很好地设置位于低矮住宅1404上的面板100(a-n)以从太阳能102发电，但是它们依赖于分离和展开面板100(a-n)以进行通信。还应该理解的是如果面板的中继必须提供连通性以最终从位于山脊的太阳能面板100(a-n)到达低矮住宅1404，这还可以经由硬线连接940或硬线连接940与无线传输的组合来完成。因此，应该考虑当通信视线被树木、地形、其他结构和类似物障碍时，从一个面板100a到另一面板100b需要硬线连接940进行通信的情景。相反地，一旦特定面板100(a-n)在另一面板100(a-n)的视线内或以其他方式在通信范围内，无线传输比在地中或在极点上放置硬线连接或以其他方式将两个面板100(a-n)连接起来更优选。

相似地，在再一实施例中，太阳能面板100a作为通信重复器，其中其主要目的不是向其外部的对象供电，而是简单地利用其内部生成的功率对其通信和电路561供电。换言之，在远程位置，一个面板100a可以再次策略地被放置在山脊的顶部或其他相对于周围地形的相似高点处，从而它可将数据通信中继到位于周围山谷中的其他屋顶1402上的其他面板100b。因此，这种面板100a的主要目的是通过将整个特定地理区域中的多个屋顶1402上的多个太阳能面板100(a-n)连接起来而提供到因特网1912的通信链路。

简言之，太阳能面板100(a-n)和位于其中的通信电路1902能够实现其自身的网络，无论其位于特定结构屋顶1402，或特定结构壁1920上，或独立配置内。

除了将太阳能面板放置于结构的屋顶、结构的一侧或甚至与结构分离(例如山坡或岭上的独立太阳能面板)，本发明的太阳能面板100(a-n)也可以位于诸如车辆、卡车、拖车、轮船和类似物的移动设备上。例如，太阳能面板100(a-n)可以被设置于用于向卡车或拖车提供电功率的商业挂车上，例如在运输中，利用电力冷却货物的冷冻车辆，或车辆自身的其他电力要求，和/或给车辆自身供电的混合车辆就存在这种情况。另外，这种发电存储器在车辆停止(例如挂车夜间停止以进行休息)随后给其空调或其他电气需求提供功率时是有用的。在挂车停在休息站或其他通宵停车区域时，这使得不在需要挂车的引擎保持运转或需要给这些供电的另一类型的发电机。

除了提供电气需求，考虑到它们的通信能力，在卡车或其他车辆沿着高速公路移动时，本发明的太阳能面板100(a-n)还能提供移动数据网络。换言之，与提供其自身局域网或线路以提供至因特网路径的屋顶太阳能面板的概念非常相似，高速公路上的卡车可作为动态移动网络，其中数据和通信可被中继，直到一辆车接入到因特网，或能简单地向连接于这种移动网络的任意用户提供这种数据。

图19还示出了与一个或多个出口或功率控制器1502无线通信的太阳能面板100(a-n)。出口控制器1502被配置为插入到标准电气出口1506并且从标准电气器件(例如电灯1434)容纳插头1510。在替代实施例中，功率控制器1602能够以远程控制电路断路器1602的形式使用。

还应该理解的是除了或替代太阳能面板100内的通信电路1902，经由卫星电话连接1918、移动连接1916或硬线连接1914而与因特网进行通信的通信电路也可以位于中央通信集线器1512内。换言之，中央通信集线器1512可以直接和各种WiFi计算设备直接连接，所述WiFi计算设备例如是电话1906、台式电脑1904、小屋1908和/或掌上电脑1910。中央通信集线器1512随后可提供WiFi热点1902并且使得因特网1912和太阳能面板100(a-n)进行通信。在又一替代实施例中，中央通信集线器1512提供WiFi热点，WiFi热点又用于与一个或多个太阳能面板100(a-n)通信，随后又经由卫星1918或移动发送塔1916与因特网通信。

图19A示出了本发明的太阳能面板配置1900a的替代实施例。如这个实施例所示出的，移动太阳能面板1901被示出作为来自太阳能源102的发电源，它同时提供内部WiFi热点1902以用于提供到因特网和各种数字组件(例如电话1906、台式电脑1904、平板电脑1908或掌上电脑1910)的接入。应该理解的是如这个图所示的，移动太阳能面板1901可以在不能接入结构或其他公用设施(传统家用或其他商业应用可能不具有)的拓展、露营或其他远程位置具有独特实用性。还应该理解的是太阳能面板1901可全天放置、倾斜或以前其他方式取向和移动，以从可获得的太阳能102获得最好结果。这可以通过自动倾斜或调节机构完成，或可以被用户手动定位。配备内部GPS或其他位置定位电路并且经由卫星电话或移动连接接入到因特网1912的太阳能面板1901可以使用这种数据，以优化收集太阳能的位置和时间。还应该理解的是太阳能面板1901远程定位可以通过光源和/或辐射(从篝火1903接收)供电。换言之，太阳能面板1901不一定限于仅在太阳102可以发光的时间发电以对远处的各种设备供电或向其自身内部通信电路供电。

图20还示出了一个或多个太阳能面板100(a-n)的操作控制和功率分布流程图2000。更具体地，功率控制器1502、1602持续监测连接于它们的电气器件的供电需求[2002]。如果没有供电需求("PD")，例如从未打开电灯开关，功率控制器1502、1602简单地继续监测功率需求。但是，如果存在功率需求[2004]，则功率控制器1502、1602直接向太阳能面板100(或在替代实施例中向中央集线器1512)发送信息[2006]。

虽然功率控制器1502、1602监测功率需求，但是太阳能面板100，或在其他替代实施例中，中央集线器1512还同时不仅监测功率控制器1502、1602是否发送对其供电的要求[2006]而且监测太阳能面板100是否生成任何功率以及可被个人编程或动态供应的其他指令[2008]。如果没有生成功率("GP")，太阳能面板100，或在其他替代实施例中，中央集线器1512会简单地继续监测太阳能阵列或光伏太阳能功率收集器310以观察是否以及何时能够收集和生成任何功率[2010]。为了将这种处理和监测步骤效率最大化，太阳能面板微控制器中央计算机360可以被编程或设置或以其他方式指向主动地监测太阳能生成，被动地监测太阳能生成或完全关闭所有监测。例如，当知道不会有太阳能收集(例如晚上)的期间，微控制器中央计算机360可以指示太阳能面板100停止所有监测操作，直到太阳将升起时或其他条件确保可能监测到能量生成。诸如天气、云层、降水、日食和类似物的其他因素都会影响太阳能面板100在任意特定时间生成功率的可能性和量。

但是，如果存在太阳能面板100生成的功率[2010]，可以进一步询问是否存在供电需求[2012]。如果未要求供电，换言之，出口功率控制器1502和断路器功率控制器1602都不要求来自太阳能面板100的任何功率，太阳能面板100，或在替代实施例中，中央集线器1512确定功率存储器320是否已满[2014]。如果太阳能面板100的电池320已经全满，并且仍然没有功率要求、需要或请求，则太阳能面板100必须向电网1408提供多余的功率[2016]。

向电网1408提供功率可以多种方式进行。例如它可回售到当地电力公司电网1408，或可选地，它可以被提供到更多的局部电网。换言之，从一个住宅上的太阳能阵列生成的多余功率可以被提供到相同社区或甚至相同地区中的另一住宅。如前所述的，本发明可以不仅用于住宅或家用单个家庭类型单位，还可以用于多户型或其他更多商业机构。在这样的情况下，应该考虑到房东或房屋管理者想拥有没被使用的一个单元所生成的功率，提供给用于消费和使用的另一单元，这与将多余电力卖回电网相反，以至于必须从电网购买电力以对不同单元供电。

但是，如果电池组320不是全满[2014]，下一个决定是太阳能面板100，或在替代实施例中，中央集线器1512必须评估是否存储功率[2018]。如果决定存储功率[2018]，则太阳能面板100，或中央集线器1512必须继续监测功率存储容量[2014]。如果变得全满[2014]，这种功率必须提供给电网1408[2016]。

是否存储功率2018的决定可以通过评估多个因素来确定。例如，即使电池320可能不是全满，当天的时间，即市场上功率峰值率可能指示当时将电力卖给电网具有经济优势。相似地，即使电池320不是全满但短期内预期不存在功率需求，则将电力卖给电网1408也有优势。换言之，如果特定房主休假并且无需消耗任何功率，即使电池组320不是全满，当其在特定时间可以被卖到最多的钱也没有理由存储电力。微控制器中央计算机360可以被编程或以其他方式设置为恢复存储功率，使得电池组320在房主返回时被完全充满。

回到决策块2012，如果太阳能面板100确定供电需求，下一个必须确定的问题为是否使用所生成的功率来满足功率需求[2020]。如果决定是不使用所生成功率来满足功率需求，则太阳能面板100，或中央集线器1512再次评估的下一个问题为电池存储器320是否全满[2014]。如果不是全满，必须随后确定是否存储这种功率[2018]。

但是，如果决定使用所生成的功率[2014]，必须评估的下一个问题为所要求的功率是否少于或等于所生成的功率量[2022]。如果这里的答案为是，则太阳能面板100随后提供生成的功率，以对连接至功率控制器1502、1602的需要供电的任意设备供电。同样地，一定程度上所要求的功率少于所生成的功率，太阳能面板100或中央集线器1512会再次需要确定是否存储多余的生成功率[2018]或将其提供给外部设施或相似电网1408[2016]。同样地，需要评估的问题是太阳能面板100的存储器320是否全满，即电池320是否具有充电的额外容量，以及经济或其他因素是否能保证销售或以其他方式分配任意多余功率。

但是，如果所要求的功率不少于或等于所生成的功率，则太阳能面板100或中央集线器1512必须评估是否存在任意存储的功率[2026]。如果对这个问题的回答为否，即太阳能面板100不具有任意存储的功率，则太阳能面板100提供其所有生成的功率以及补充所需要的任何功率，以利用从电网获得的功率(本文以其他方式知道的电网功率("UP"))对不同设备供电[2028]。

如果太阳能面板100不具有存储的功率[2026]，则太阳能面板100或中央集线器1512必须确定是否使用所存储的功率[2030]。如果确定不使用所存储的功率，则面板100再次提供所生成的功率量加上来自商业设施电网以满足所需要的功率需求的任意额外功率[2028]。

但是，如果决定使用存储的功率，太阳能面板100或中央集线器1512必须确定所要求的功率是否少于或等于所生成的功率加上所存储的功率[2032]。如果所要求的功率少于或等于所生成的功率加上所存储的功率[2032]，则太阳能面板100提供所生成的功率和所存储的功率以满足功率控制器的功率需求[2034]。但是，如果所要求的功率大于所生成的功率加上所存储的功率[2032]，则太阳能面板100提供所生成的功率、所存储的功率以及来自商业设施电网以满足所需要的功率需求的任意额外功率[2036]。

如上所述，太阳能面板100，或在其他替代实施例中，中央集线器1512持续监测功率需求，正在生成的功率量以及来自用户的任意指令或指示[2008]。如果再次没有功率需要[2038]，则太阳能面板100简单继续监测来自功率控制器1502、1602的任何消息。但是，如果存在功率需求[2038]，则太阳能面板100或中央集线器1512再次询问是否存在任何生成的功率[2040]。如果不存在生成的功率，则太阳能面板100或中央集线器1512评估是否存在任意存储的功率[2042]。如果不存在存储的功率，则太阳能面板100提供来自公共设施的功率以满足功率控制器的功率需求[2044]。

但是，如果存在存储的功率[2044]，太阳能面板100或中央集线器1512随后评估是否应该使用存储的功率[2046]。如果做的决定是不使用存储的功率[2046]，则太阳能面板100提供公用功率以满足连接至功率控制器1502、1602的电气器件的需求[2044]。

但是，如果做出的决定是使用存储的功率[2046]，则太阳能面板100或中央集线器1512随后评估功率需求是否少于或等于存储的功率[2048]。如果答案是肯定的，则太阳能面板100提供存储的功率以对连接至功率控制器1502、1602的设备供电，以满足供电需求[2050]。但是，如果供电要求大于存储的功率，则随后太阳能面板提供存储的功率和来自电网的任意额外功率以满足电网的需求[2052]。当然，如果对功率需求少于存储的功率，剩余存储的功率会简单地存储于电池组320或类似的存储设备中，并且仅在进一步需要功率时使用。

如上所述，特定太阳能面板100和/或替代实施例中的中央通信和中央集线器1512的微控制器中央计算机360持续监测来自功率控制器1502、1602的功率需求、光伏太阳能功率收集器所生成的功率量和任意其他的指令或指示[2008]。这些指令或指示可以被编程到微控制器中央计算机360的软件和/或硬件配置和/或如上所述的经由无线通信协议由用户动态提供。换言之，智能电话的用户能动态地给出指示以使用来自太阳能面板100的功率，从而对特定电路供电。例如，离开或放假的个人可选择完全关闭他的或她的热水器1428，但回家后可以选择指示太阳能面板100或中央集线器1512现在以生成的太阳能功率向他的或她的热水器1428供电。用户可使用他的或她的智能电话上的应用或从因特网网站接口来监测正在生成的功率量以及被消耗的功率量或所要求的功率量，并且相应地分配功率。因此，用户可以通过确定何时将功率卖给电网1408、何时存储功率、他的住宅或其他结构中的哪些设备正在使用功率、以及对这些设备供电的功率来源(即来自电力电网1408、存储的功率或太阳能面板100(a-n)同时生成的功率)来优化其功率使用。

结论

应该理解的是详细说明部分而非摘要部分意在用于解释权利要求。摘要部分可以阐述本公开的一个或多个，但并非所有的示例性实施例，因此不意在以任何方式限制本公开以及所附权利要求。

在示出了实施特定功能及其关系的功能建筑块的辅助下，对本公开进行了以上详细描述。为了描述的方便，任意限定了这些功能性建筑块的边界是。只要适当地执行特定功能及其关系，可以限定替代边界。

对相关领域的技术人员显而易见的是在不偏离本公开的精神和范围的情况下可以进行形式和细节的不同修改。因此本公开不应限于任意上述示例性实施例，而应仅提供所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (23)

1.一种太阳能面板，包括

壳体；

电力发电机，所述电力发电机位于所述壳体内，所述发电机被配置为从光源收集能量并且将所述能量转换为直流(DC)功率；

电流放大器，所述电流放大器位于所述壳体内并且被配置为放大所述DC功率；

电池，所述电池位于所述壳体内并且被配置为存储所放大的DC功率；

交流(AC)入口插座，所述交流入口插座被配置为接收由所述太阳能面板外部的AC电源生成的输入AC功率；

功率信号传感器，所述功率信号传感器被配置为检测所述输入AC功率何时耦合至所述AC入口插座；

控制器，所述控制器被配置为当所述输入AC功率耦合至所述AC入口插座时自动生成用于所述太阳能面板的独立输出AC功率，其中所述独立输出AC功率是由存储于所述电池中的所述DC功率生成的输出AC功率，所述输出AC功率与所述输入AC功率并联；

AC出口插座，所述AC出口插座被配置为向所述太阳能面板外部的系统提供所述独立输出AC功率；以及

通信电路，所述通信电路位于所述壳体内，以用于在以下各项之间进行通信：

所述太阳能面板和互联网，

所述太阳能面板和多个计算设备，

所述太阳能面板和多个功率控制器，以及

第二太阳能面板。

2.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中所述通信电路提供无线通信。

3.根据权利要求2所述的太阳能面板，其中所述通信电路包括Wi-Fi热点。

4.根据权利要求3所述的太阳能面板，其中所述面板和所述互联网之间的通信经由移动电话网络。

5.根据权利要求4所述的太阳能面板，其中所述面板和所述互联网之间的通信经由卫星电话网络。

6.一种配电和通信系统，包括：

多个太阳能面板，所述多个太阳能电池具有

壳体，

电力发电机，所述电力发电机位于所述壳体内，所述发电机被配置为从光源收集能量并且将所述能量转换为直流(DC)功率，

电流放大器，所述电流放大器位于所述壳体内并且被配置为放大所述DC功率，

电池，所述电池位于所述壳体内并且被配置为存储所放大的DC功率，

交流(AC)入口插座，所述交流(AC)入口插座被配置为接收由所述太阳能面板外部的AC电源生成的输入AC功率，

功率信号传感器，所述功率信号传感器被配置为检测所述输入AC功率何时耦合至所述AC入口插座，

控制器，所述控制器被配置为当所述输入AC功率耦合至所述AC入口插座时自动生成用于所述太阳能面板的独立输出AC功率，其中所述独立输出AC功率是由存储于所述电池中的所述DC功率生成的输出AC功率，所述输出AC功率与所述输入AC功率并联，

AC出口插座，所述AC出口插座被配置为向所述太阳能面板外部的系统提供所述独立输出AC功率，以及

通信电路，所述通信电路位于所述壳体内，以用于所述多个太阳能面板之间的通信；

其中每个太阳能面板位于至少一个其他太阳能面板的无线通信范围内，使得所述面板形成通信网络。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述通信网络是局域网。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述通信网络被连接至互联网。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述通信网络经由移动电话网络被连接至所述互联网。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述通信网络经由卫星电话网络被连接至所述互联网。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述通信网络提供多个Wi-Fi热点。

12.根据权利要求11所述的系统，其中在所述多个面板中分配和分发功率。

13.根据权利要求12所述的系统，其中功率被分配至电力电网。

14.一种分配功率的方法，包括：

提供功率控制器，所述功率控制器适于提供电气器件和电源之间的接口；

所述功率控制器感测所述电气器件所需要的功率量；

提供适于提供电力的太阳能面板；

所述功率控制器向所述太阳能面板传送所述电气器件所需要的功率量；

所述太阳能面板经由所述功率控制器向所述电气器件提供所述电气器件所需要的功率量。

15.根据权利要求14的方法，其中所述功率控制器和所述太阳能面板无线通信。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括所述太阳能面板利用光源生成电功率的步骤。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括从电力电网获取电功率的步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述太阳能面板容纳的电池中存储电功率的步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括确定所述太阳能面板生成的功率量的步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括确定所述太阳能面板中存储的功率量的步骤。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括确定有多少来自所述电力电网的功率将被提供至所述电气器件的步骤。

22.根据权利要求21所述的方法，其中具有多个电气器件和多个功率控制器。

23.根据权利要求22的方法，其中具有多个太阳能面板。