CN107994854A - 用于光伏系统的湿度受控的电子部件组装件 - Google Patents

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CN107994854A CN201711007638.8A CN201711007638A CN107994854A CN 107994854 A CN107994854 A CN 107994854A CN 201711007638 A CN201711007638 A CN 201711007638A CN 107994854 A CN107994854 A CN 107994854A
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Abstract

公开了用于光伏系统的湿度受控的电子部件组装件。PV组装件包括耦接到PV模块的电子部件组装件。电子部件组装件包括限定内部区域的外壳和在外壳的内部区域内的电力调节电路。电力调节电路包括用于调节多个太阳能电池生成的电力的至少一个电子部件。电子部件组装件包括第一电导线管，其用于将多个太阳能电池生成的直流电(DC)输入到电力调节电路。电子部件组装件还包括第二电导线管，其用于输出来自电力调节电路的调节后的电力。另外，电子部件组装件包括外壳内的用于执行除湿操作的湿度控制电路。湿度控制电路包括第一加热部件并且调控外壳的内部区域内的湿度水平。

Description

用于光伏系统的湿度受控的电子部件组装件
技术领域
本公开涉及用于光伏系统的电子部件组装件，具体地，涉及用于光伏系统的湿度受控的电子部件组装件。
背景技术
典型的光伏(PV)模块可以基于接收的太阳能生成直流(DC)电力。PV模块可以包括多个PV电池或太阳能电池，它们彼此电耦接以使得PV电池对PV模块的组合输出电力做出贡献。PV系统或模块可以包括用于对太阳能电池生成的DC电力进行调节的电子部件。在具体应用中，由PV模块生成的DC电力可以通过使用电源逆变器转换成交流(AC)电力。电源逆变器可以电耦接到PV模块的输出，就如在ACPV模块中一样。
PV模块及其关联的电部件可以在恶劣环境中部署和操作。作为保护，通常使用壳体或外壳(例如刚性金属盒)来保护电部件不受湿气、热、或其他损害性环境外力的影响。外壳还可以提供对其所容纳的电部件所必需的一些或所有电绝缘保护。外壳可以采用涂层或灌封材料来补充对环境的湿气保护。
发明内容
本公开的一方面提供了一种交流电光伏(ACPV)模块，该交流电光伏模块包括：
光伏层压板，其具有正面以及与所述正面相对的背面，所述正面在正常操作期间面对太阳以在所述交流电光伏模块的正常操作期间收集太阳能辐射，所述光伏层压板包括：
布置在所述光伏层压板内的多个太阳能电池；所述多个太阳能电池布置成多个太阳能电池串；以及
在所述光伏层压板的背面上的背板；
围绕所述光伏层压板的框架；
耦接到所述框架的电子部件组装件，所述电子部件组装件包括：
限定内部区域的外壳；
在所述外壳的内部区域内的电力调节电路，所述电力调节电路包括用于将所述多个太阳能电池生成的直流电转换为交流电的微型逆变器；
第一电导线管，其用于将所述多个太阳能电池生成的直流电输入到所述电力调节电路；
第二电导线管，其用于输出来自所述电力调节电路的交流电；
在所述外壳内的湿度控制电路，其用于执行除湿操作，所述湿度控制电路包括：
第一加热部件；
湿度感测部件；并且
其中所述湿度控制电路调控所述外壳的内部区域内的湿度水平。
本公开的另一方面提供了一种光伏组装件，该光伏组装件包括：
光伏模块，其包括多个太阳能电池；
耦接到所述光伏模块的电子部件组装件，所述电子部件组装件包括：
限定内部区域的外壳；
在所述外壳的内部区域内的电力调节电路，所述电力调节电路包括用于调节所述多个太阳能电池生成的电力的电子部件；
第一电导线管，其用于将所述多个太阳能电池生成的直流电输入到所述电力调节电路；
第二电导线管，其用于输出来自所述电力调节电路的调节后的电力；
在所述外壳内的湿度控制电路，其用于执行除湿操作，所述湿度控制电路包括第一加热部件；
其中所述湿度控制电路调控所述外壳的内部区域内的湿度水平。
本公开的又一方面提供了一种用于耦接到光伏模块的电子部件组装件，所述电子部件组装件包括：
限定内部区域的外壳；
在所述外壳的内部区域内的电力调节电路，所述电力调节电路包括用于调节多个太阳能电池生成的电力的电子部件；
第一电导线管，其用于将所述多个太阳能电池生成的直流电输入到所述电力调节电路；
第二电导线管，其用于输出来自所述电力调节电路的调节后的电力；
在所述外壳内的湿度控制电路，其用于执行除湿操作，所述湿度控制电路包括第一加热部件；
其中所述湿度控制电路调控所述外壳的内部区域内的湿度水平。
附图说明
以下附图以示例的方式而非限制的方式示出。为简明和清楚起见，给出的结构的每一个特征在该结构所出现的每一个图中并不总被标注。相同的附图标记不一定指示相同的结构。相反，相同的附图标记可以被用于指示相似特征或具有相似功能的特征，不相同的附图标记也是如此。附图没有按比例绘制。
图1描绘了根据本公开的实施例的光伏(PV)模块的正面。
图2描绘了根据本公开的实施例的PV模块的背面。
图3描绘了根据本公开的实施例的PV模块的电子部件组装件的侧面剖视图。
图4描绘了根据本公开的实施例的PV模块的侧视图。
图5描绘了列出根据本公开的实施例的用于对电子部件组装件内的湿度水平进行调控的方法中的各操作的流程图。
图6描绘了根据本公开的实施例的用于对电子部件组装件内的湿度水平进行调控的控制方案。
图7A和图7B描绘了根据本公开的实施例的电子部件组装件的内部区域。
图8描绘了列出用于对电子部件组装件内的湿度水平进行调控的方法中的各操作的流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是例示性的，并不旨在限制本申请的主题的实施例或这种实施例的使用。本文中使用的词语“示例性”意指“用作示例、实例或例示”。本文中被描述为示例性的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式优选或优越。此外，并不旨在通过前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式中呈现的任何表达的或暗含的理论来进行限制。
在以下描述中可以仅出于参考的目的使用某术语，因此不旨在进行限制。例如，诸如“上”、“下”、“上方”和“下方”之类的术语是指所参考的附图中的方向。诸如“正面”、“背面”、“后”、“侧”、“轴向”和“横向”之类的术语描述了部件的各部分在前后一致但任意的参照系内的定向和/或位置，通过参考对所讨论的部件进行描述的文字和相关附图将会使之清楚。这样的术语可以包括上文具体提及的词语、其派生词、和相似含义的词语。类似地，对结构进行称呼的术语“第一”、“第二”和其他这种数字术语并不暗指顺序或次序，除非上下文明确指示。
术语–下面的各段提供了在本公开(包括所附权利要求)中找到的术语的定义和/或上下文：
本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的引用。词组“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指相同实施例。可以以与本公开一致的任何适当方式来组合具体特征、结构或特性。
术语“包括”是开放式的。在所附权利要求书中使用的该术语不排除附加结构或步骤。
各种单元或部件可以被描述或声明为“构造为”执行一个或多个任务。在这样的上下文中，“构造为”被用于通过指示单元/部件包括在操作期间执行那个或那些任务的结构来暗指结构。因此，即使当所指定的单元/部件当前是未操作的(例如没有打开/活动)也可以说单元/部件被构造为执行任务。对单元/电路/部件被“构造为”执行一个或多个任务的记载明确地旨在不对该单元/部件援引35U.S.C.§112第六条。
本文所使用的术语“第一”、“第二”等用作在它们之后的名词的标注，并不暗指任何类型的(例如空间、时间、逻辑等上的)排序。例如，对“第一”密封层的引用不一定暗指该密封层是顺序上的第一个密封层；相反，术语“第一”被用于将该密封层与另一密封层(例如“第二”密封层)区分。
术语“一个”和“一”被定义为一个或多个，除非本公开另有明确要求。
以下描述提到元件或节点或特征被“耦接”到一起。除非另有明确说明，否则本文所使用的“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接地联结(join)到另一元件/节点/特征(或直接或间接地与其通信)，并且不一定是机械地联结。
本文使用的“抑制(inhibit)”用来描述使效果降低或最小化。当部件或特征被描述为抑制动作、运动或状况时，其可以完全防止结果或后果或未来状态。另外，“抑制”也可以指有可能以其它方式发生的后果、性能和/或效果的降低或减轻。因此，当部件、元件或特征被称为抑制结果或状态时，其无需完全防止或消除该结果或状态。
本文使用的术语“基本上”被定义为本领域普通技术人员所理解的所指定的事物的尽可能大的范围但不一定是全部(并且包括所指定的事物；例如，基本上90度包括90度，基本上平行包括平行)。在所公开的任何实施例中，术语“基本上”、“大体上”和“大约”可以被“在”所指定的事物的“[一定百分比]的范围内”所替代，其中百分比包括百分之.1、1、5和10。
本文所使用的“区域”可以被用来描述对象或材料的具有可定义的特性但并不总是有固定的边界的离散区域、体积、部分或位置。
在以下描述中，阐述了许多具体细节，比如具体操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。本领域技术人员将会理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，没有详细描述公知的技术，以便不会不必要地模糊本发明的实施例。即使并未描述或示出，一个实施例的一个或多个特征也可以被应用于其他实施例，除非通过本公开或实施例的性质而被明确禁止。
光伏(PV)模块可以包括用于对PV模块的PV或太阳能电池生成的DC电力进行调节的一个或多个电子部件。电子部件可以被外壳或壳体保护。太阳能电子器件(例如微型逆变器、DC-DC优化器、削波电路等)中的故障的主要原因之一是大气湿气进入了电子外壳内。一旦在外壳之内，湿气会冷凝在电子电路系统上，从而产生短路和/或加速腐蚀。保护电子部件不受湿气损害的一些方法包括利用灌封材料将电子电路系统密封在外壳之内。可以采用各种密封剂、灌封材料(灌封剂(pottants))或共形涂层。例如，可以采用聚氨酯和硅酮之类的灌封材料或丙烯酸和聚对二甲苯之类的共形涂层。
尽管灌封材料会添加显著的重量和成本，但它们能够有效防止水分影响被灌封的电子部件。然而，灌封中的小孔隙会捕获湿气并最终导致腐蚀或其他问题。此外，灌封化合物会不利地与电子电路系统或印刷电路板(PCB)上的化学物质进行反应。使用灌封材料的附加问题是它们会对电子部件施加不当的机械应力，最终导致焊点断裂或其他损坏。
共形涂层不会显著添加重量，并且通常更有利于焊点，但共形涂层通常成本更高，并且共形涂层的可靠涂覆会很困难。如果将涂层材料喷涂在电子电路系统上，则其对于确保涂层对较大电子部件(比如大电容或磁部件)进行良好的“底部填充”会是有问题的。不良的底部填充导致涂层中的间隙，其会使水分能够冷凝并最终导致故障。一些涂层方法包括将电路板浸入共形涂层材料中以改善底部填充特性。在批量浸渍工艺中涂覆的共形涂层作为线内制造工艺会是高成本的，并且仍然会存在涂层不一致性。经由化学气相沉积(CVD)涂覆的共形涂层通常可以消除涂层间隙，但该方法作为制造工艺会是非常昂贵并且具有挑战性的。
上述涂层或灌封方法在其防止水分聚集在与PV系统关联的电子电路上的能力方面会受限。本文描述了特别适合于PV模块等级的电子器件的更有效的湿度控制系统和方法。湿度控制系统通常用在电子柜中以提高可靠性。这样的湿度控制系统一般依靠除湿器，除湿器包括活动泵和风扇，因此它们对PV模块的电子部件(例如微型逆变器)不是合适的选项。此外，传统湿度控制系统可以采用成本相对高的湿度传感器，其成本会更容易被如大电子柜之类的产品吸收。与将湿度控制到特定的值或范围相反，对于包括本文描述的电子部件组装件的PV系统，目的可以是防止电子部件组装件内的湿度超过会导致冷凝的值(例如露点)(可以基于外部温度变化的一个值)。
包括本文所述的湿度受控的电子部件组装件的改进的PV组装件和模块可以包括未涂覆的或共形涂覆的电力电子器件。另外，包括本文所述的湿度受控的电子部件组装件的一些PV组装件和模块可以包括全部地或部分地灌封的电力电子器件。如上所述，水蒸气会(尽管更缓慢地)穿透灌封材料并最终接触敏感的电子电路。例如在灌封实施例中，湿度受控的电子部件组装件可以被操作以定期地“干燥”电子部件组装件的灌封材料。
本文公开了用于将太阳能辐射转换为电能的PV组装件和模块。PV模块包括用于生成DC电力的多个太阳能电池。在实施例中，多个太阳能电池被密封在PV层压板内。PV组装件包括耦接到PV模块的电子部件组装件。电子部件组装件包括限定了内部或内区域的外壳和在外壳的内区域中的电力调节电路。电力调节电路包括用于对多个太阳能电池生成的电力进行调节的至少一个电子部件。电子部件组装件包括用于将多个太阳能电池生成的直流电(DC)输入到电力调节电路的第一电导线管。电子部件组装件还包括用于输出来自电力调节电路的调节后的电力的第二电导线管。另外，电子部件组装件包括外壳之内的用于执行除湿操作的湿度控制电路。湿度控制电路包括第一加热部件并对外壳的内区域中的湿气或湿度水平进行调控。
本文还描述了交流电光伏(ACPV)组装件和模块。ACPV组装件或模块可以包括通常被称为“微型逆变器”的电源逆变器或DC-AC逆变器，用于将直流电转换成交流电以使得第二电导线管输出来自微型逆变器的交流电。尽管本文描述的许多示例是交流电光伏(ACPV)模块，但技术和结构同样也适用于其他(例如直流)PV模块。
图1示出了包括PV层压板106的PV模块100，PV层压板106具有在正常操作期间面对太阳以收集太阳能辐射的正面102和与正面102相对的背面104。模块100包括对多个太阳能电池108进行密封的层压板106。在一些实施例中，模块100可以是“无框的”。然而，在其他实施例中，模块100包括围绕层压板106的如图1所描绘的支撑件或框架110。在其他实施例中，支撑件或框架可以部分地围绕层压板。在一些实施例中，框架110可以被整体地形成或被形成为单块主体。在其他实施例中，框架110可以由各部分的组装件形成。在实施例中，框架110可以包括周向地延伸的凸缘、脊、边缘或其他突起。框架110可以由金属(例如铝)材料、聚合物材料或其组合形成。框架可以至少部分地导电，并且在这样的实施例中，可能需要被电接地。
太阳能电池108可以面对正面102并被布置成多个太阳能电池串109中。层压板106可以包括围绕并封住太阳能电池108的一个或多个密封层。在各种实施例中，层压板106包括在正面102上的由玻璃或另一透明材料制成的顶盖103。在某些实施例中，可以针对使反射最小的性质来选择为构造盖103而选取的材料，从而允许最大量的阳光到达太阳能电池108。顶盖103可以对层压板106提供结构刚性。层压板106还可以包括在背面104上的背板105。背板105可以是保护层压板106的下侧的防风雨的且电绝缘的层。背板105可以是聚合物板，并且其可以被层压到层压板106的(多个)密封剂层，或者其可以与密封剂的各层中的一个形成为整体。
图2描绘了包括用于对太阳能电池108生成的电力进行调节的电子部件组装件120的模块100的背面104的示图。在实施例中，电子部件组装件120可以经由粘合剂或其他固定装置或特征而耦接到层压板106的背板105。在一些实施例中，电子部件组装件120可以经由螺钉、粘合剂或其他固定装置或特征耦接或安装到框架110。在各种实施例中，电子部件组装件120可移除地耦接到模块100的框架110。在一些实施例中，电子部件组装件120安装到模块100的框架110。电子部件组装件120可以包括配合特征，用于机械地耦接到框架110的对应的配合特征。
在一个实施例中，电子部件组装件120被固定到模块100的框架110以使得电子部件组装件120基本上处在框架110的两个角落之间的中心处，如图2所描绘。在其他实施例中，电子部件组装件120可以设置在框架110的角落或朝向框架110的角落设置。在一些实施例中，模块100将不包括框架。在这样的实施例中，电子部件组装件120可以基本上布置在层压板106的中心处或角落处。电子部件组装件可以设置在相对于PV层压板的任何期望位置处，无论在中心、边缘、角落、侧边、还是角落边缘等。
在实施例中，电子部件组装件120包括壳体或外壳122。电子部件外壳122可以限定内部区域并将内部电子部件进行封锁以防湿气、灰尘和其他污染物，以及消散所生成的热。在实施例中，电子部件外壳122由诸如铝之类的金属材料构成。在另一实施例中，电子部件外壳122由散热聚合物构成。电子部件外壳122可以整体地形成或由各部分的组装件形成。例如，电子部件外壳122可以被设置为包括基体部和盖部的组装件。
图3描绘了耦接到PV层压板106的电子部件组装件120的侧面剖视图。在实施例中，电子部件组装件120电连接到被密封在层压板106内的多个太阳能电池108。电子部件组装件120包括用于将多个太阳能电池108生成的直流电输入到电子部件组装件中的第一电导线管124。在一个实施例中，电子部件组装件120可以通过与密封在PV层压板106中的太阳能电池108电连接的第一电导线管124直接连接到从层压板106的背板105突起的电连接件。
在其他实施例中，电子部件组装件120可以经由接线盒(未图示)电连接到多个太阳能电池108。接线盒可以密封从层压板106的背板105突起的电连接件，其中突起的电连接件与太阳能电池108电连接。接线盒还可以包括旁路二极管，其用于在模块100的太阳能电池108和/或太阳能电池串109中的一个被损坏、遮蔽或以其他方式不能操作的情况下提供通过模块100的替代电流路径。在一些实施例中，电子部件组装件120构造为可移除地耦接到接线盒(如果存在)。
在实施例中，电子部件组装件120包括用于输出调节后的电力的第二电导线管126。第二电导线管126将调节后的电力输出到外部负载并可以连接到相邻模块以形成PV阵列。在若干实施例中，电子部件组装件120包括用于将太阳能电池108生成的直流电转换为交流电或AC电力的微型逆变器。在这样的实施例中，模块100可以被描述为ACPV模块。
如图3所描绘的那样，外壳122限定了包括电力调节电路140和湿度控制电路150(每个一般地由虚线指示)的内部区域130。在一些实施例中，电力调节电路140和湿度控制电路150安装在诸如图3所描绘的公共印刷电路板(PCB)132上。然而，在其他实施例中，电力调节电路140和湿度控制电路150可以安装在分离的PCB上。在其他实施例中，可以没有PCB。
在实施例中，电力调节电路140包括用于对层压板106的多个太阳能电池108生成的电力进行调节的一个或多个电子部件。第一电导线管124将层压板106的多个太阳能电池108生成的直流电输入到电力调节电路140。在一个实施例中，电力调节电路140包括用于将太阳能电池108的原始电力输出转换为例如优化后的高电压、低电流输出的电子DC至DC优化器或变换器。在一些实施例中，电力调节电路140包括用于将多个太阳能电池108生成的直流电转换为交流电的微型逆变器和/或相关电子部件142。在这样的实施例中，模块100为ACPV模块，第二电导线管126输出来自电力调节电路140的交流电。
在实施例中，电子部件外壳122可以被密封以抑制湿气进入包括电力调节电路140的内部区域130。尽管外壳122被密封，但外壳122的内部和外部的温度波动会产生压差，其能驱动水蒸气进入外壳122的内部区域130。在一些实施例中，电子部件组装件120的外壳122包括孔或通风口123。通风口123可以允许空气通过，但防止液态水或碎屑通过它。例如，通风口可以是通风口，并且可以允许外壳122的内部130与外部之间的气压平衡。在一些实施例中，通风口可以允许水蒸气通过它。在一个实施例中，外壳122可以包括孔(例如排水孔)以允许液态水从其排出。如图4所示，排水孔123可以朝向电子部件外壳122的下侧125设置，以有助于水分通过重力排出。模块100的特定指向例如可以根据安装地点的详情而不同。类似地，通风口或排水孔的相对位置可以根据需要而改变。此外，应当理解，电子部件组装件122内的电路系统和部件的相对指向可以根据需要而修改。
再次参照图3，湿度控制电路150包括用于对外壳122的内部区域130执行除湿操作的一个或多个电部件。在一个实施例中，湿度控制电路150包括可通过任何期望方式致动的第一加热部件152。在一个实施例中，湿度控制电路150的第一加热部件152可以是被设置来在外壳120的内部区域130中生成热的电阻性元件或电阻器。
在一些实施例中，湿度控制电路150的第一加热部件152也是电力调节电路140中当活动时可以正常产生热的部件(例如功率半导体)。例如，电力调节电路140的晶体管部件也可以是湿度控制电路150的一个或多个加热部件。可以理解，外壳122内的较高的水分冷凝速率可发生在当太阳落山并且周围温度较低的夜间。在其中湿度控制电路150的第一加热部件152也是电力调节电路140的部件的实施例中，电力调节电路140可以在夜间基本上不活动，因此电力调节电路140的(多个)加热部件可以用于充当湿度控制电路150的(多个)加热元件。
湿度控制电路150可以由任何期望的电源供电。在一个实施例中，湿度控制电路150由来自第一电导线管124的直流电供电。在另一实施例中，湿度控制电路150由来自第二电导线管126的AC电力供电，其中AC电力可以直接从电力调节电路140和/或外部电源或电网接收。在又一实施例中，湿度控制电路150可以由“机载(on-board)”电源(例如电池)供电。
在一些实施例中，湿度控制电路150还包括用于感测外壳122的内部区域130中的湿气或湿度水平的湿度感测部件或传感器154。例如，湿度传感器154可以输出作为外壳122内的湿气含量的函数的电参数。在一个实施例中，传感器154是例如输出外壳122内的湿球温度或露点温度的温度传感器。在一个实施例中，传感器154是导线丝(wire filament)，其包括具有根据湿度和/或温度而变化的电阻的导电材料(例如半导电陶瓷)。如图3所示，传感器154处在外壳122内，然而在其他实施例中，传感器可以处在外壳22的外部，以监控周围环境状况。在一些实施例中，湿度控制电路150可以接收基于外壳122外部的周围环境的湿度水平的信号，如下文将更详细描述的那样。
在各种实施例中，湿度控制电路150调控外壳122的内部区域130的湿度水平。在一个实施例中，可以“被动地”控制湿度水平，例如第一加热部件152可以是电力调节电路140的部件，并从而基于电力调节电路140的操作状态来被致动。在其他实施例中，可以以更主动的方式来控制湿度水平。例如，PV模块100可以包括用于调控外壳122的内部区域130内的湿度水平的控制单元156。如图3所示，控制单元156是处在外壳122内的湿度控制电路150的部件。然而，在其他实施例中，控制单元可以处在外壳122的外部。
在实施例中，控制单元156构造为当测得的内部区域130中的湿度水平在预定最大湿度水平之上时致动第一加热部件152。例如，如果测得的内部区域130中的湿度水平在50％RH(相对湿度)的预定最大相对湿度水平之上，则控制单元156致动第一加热部件152。作为示例，湿气或冷凝物的沉积物、膜或单层会在特定冷凝湿度水平(例如70％RH)之下形成。因此，可以在冷凝湿度水平以下带着保护余量来选择预定最大相对湿度水平，例如50％RH。作为另一示例，可以测量或估计周围环境或外壳122内的露点，并且控制单元156可以构造为在所感测或测得的温度达到所测得或估计的露点之上的预定阈值(例如10℃)时致动第一加热部件152。
在一些实施例中，控制单元156可以包括用于接收基于外壳122外部的周围环境的湿度水平的信号的通信部件，例如该信号可以包括编码后的周围湿度、周围温度、和/或未来天气状况。在另一实施例中，湿度控制电路150可以包括用于在过去了预定时间之后(例如在一天24小时中的夜晚期间)致动第一加热部件152的定时器电路。
本文还描述了用于对PV模块的电子部件组装件的外壳内的湿度水平进行调控的方法。图5描绘了列出在用于对电子部件组装件120的外壳122内的湿度水平进行调控的方法中的各操作的流程图160。流程图160的可选操作由虚线指示。图6描绘了用于对电子部件组装件120的外壳122内的湿度水平进行调控的控制方案180。参照流程图160的操作162，对PV模块的电子部件外壳内的湿度水平进行调控的方法包括：确定PV模块电子部件组装件120的外壳122内的湿度水平182的步骤。在一个实施例中，确定外壳122内的湿度水平182的步骤包括：例如通过湿度控制电路150的传感器154感测外壳122的内部区域130的湿度水平的步骤。在其他实施例中，确定外壳122内的湿度水平182的步骤包括：使用当前的和/或未来的天气数据(例如周围相对湿度或温度)估计外壳122内的湿度水平的步骤。
参照流程图160的操作164以及对应的图6，对PV模块的电子部件外壳内的湿度水平进行调控的方法可以可选地包括根据湿度水平182和预定最大湿度水平184计算误差值186的步骤。在一个实施例中，控制单元156计算湿度水平182与预定最大湿度水平184之间的差以产生减法误差值186。
参照流程图160的操作166以及对应的图6，对PV模块100的电子部件外壳120内的湿度水平进行调控的方法还可以包括基于误差值186的预定函数f(e)计算控制信号188的步骤。在实施例中，误差值186的预定函数f(e)产生控制信号188，其指示对湿度控制电路150的一个或多个加热部件施加了多少致动(actuation)。在实施例中，计算控制信号188的步骤包括：通过预定的比例控制函数、积分控制函数、微分控制函数或它们的组合计算控制信号的步骤。在一些实施例中，常数K可以被用于缩放预定函数f(e)。例如，常数K可以将控制信号188缩放到可以被施加到一个或多个加热部件(例如一个或多个电阻器)的电压。湿度控制电压150可以经由任何期望函数计算控制信号188。此外，湿度控制电路150可以包括任何期望类型或数量的电子部件，例如开关、电阻器、电容器、放大器、微处理器或其他数字计算机。在一个实施例中，湿度控制电路150包括开关以使得在控制信号188是高逻辑电平时，湿度控制电路150的一个或多个加热部件被激活，反之亦然。
参照流程图160的操作168，对PV模块100的电子部件外壳120内的湿度水平进行调控的方法可以包括将控制信号发送到PV模块电子部件组装件120的外壳122内的一个或多个加热部件的步骤。在一个实施例中，控制单元156将控制信号188发送到第一加热部件152，从而致动第一加热部件152。在其他实施例中，在电子部件组装件120的外部的控制单元可以将控制信号188无线地发送到湿度控制电路150，从而致动第一加热部件152。
在另一实施例中，两个或更多加热部件可以交替地或不同地被致动，以在电子部件组装件内有意地产生温度梯度。例如，单个加热部件可以产生局部化的热，该热可以降低其物理附近处的冷凝，但允许在外壳122的内部区域130的其他区域中的冷凝。此外，外壳122的内部区域130内的空气的局部化温差可以导致局部化压差，其相应地可以导致空气流动。在一个实施例中，该空气流动可以用于加热包括密度较高的水蒸气的区域并且帮助抑制局部化冷凝。
图1-图6示出了包括电子部件组装件的PV组装件及其操作方法的各种实施例。除非下文另有指定，用于引用图7-图8中的部件的附图标记除了索引值已被增加100之外均类似于上文用于引用图1-图6中的部件或特征的那些附图标记。
图7A和图7B描绘了由电子部件组装件220的外壳222限定的内部区域230。电子部件组装件220包括湿度控制电路250，其包括第一加热部件252a和第二加热部件252b。在实施例中，第一加热部件252a和第二加热部件252b构造为独立地被致动。在图7A和图7B所示的示例中，第一加热部件252a和第二加热部件252b用于交替地加热外壳222的内部区域230的不同侧。在一些实施例中，加热部件252a、252b可以分布在内部区域230中以使得易于吸取水分的特定区域接收集中的热施加。例如，可以将一个或多个加热部件设置在电力调节电路的难以被涂覆或底部填充的一个或多个区域附近。
图8描绘了列出用于对电子部件组装件220的外壳222内的湿度水平进行调控的方法中的各操作的流程图260。流程图260的可选操作由虚线指示。在操作262，对PV模块的电子部件外壳内的湿度水平进行调控的方法包括：确定外壳222的内部区域230中的第一位置或子区域234处的外壳222内湿度水平的步骤。在一个实施例中，第一子区域234在第一加热部件252a附近，如图7A-图7B所示。然而，在其他实施例中，对其确定了湿度水平的第一子区域234可以位于易于吸取水分的区域附近，例如具有大的底部填充间隙的电子部件的附近或通风口附近。
参照流程图260的操作270以及对应的图7A，对PV模块的电子部件外壳内的湿度水平进行调控的方法包括：基于内部区域230内的第一子区域234处的所确定的湿度水平来致动PV模块电子部件组装件220的第一加热部件252a的步骤。在实施例中，第一加热部件252a的致动迫使外壳222内的空气在第一方向290上移动。
参照流程图260的操作272以及对应的图7B，对PV模块的电子部件外壳内的湿度水平进行调控的方法还包括致动第二加热部件252b的步骤。在实施例中，第二加热部件252b的致动可以迫使外壳222内的空气在第二方向292上移动。在实施例中，第一方向290基本上与第二方向292相反，比如图7A和图7B所示。然而，在其他实施例中，可以在任何期望方向上产生空气流动路径，例如第一方向290和第二方向292可以基本上垂直。不受任何特定理论的限定，但是第一加热部件252a和第二加热部件252b的交替致动可以导致空气在外壳222的内部区域230内的第一和第二子区域之间来回移动。
在各种实施例中，可以以流程图260的274处指示的连续方式来交替地致动第一加热部件252a和第二加热部件252b。在一个实施例中，以预定周期将控制信号交替地施加到第一加热部件252a和第二加热部件252b。交替的周期可以根据需要是变化的或固定的，以使得外壳222的整个内部区域230的湿度调控最优化。
在一些实施例中，在272处致动第二加热部件252b的步骤可以基于内部区域230内的第一子区域234处的所确定的湿度水平。然而，在其他实施例中，在272处致动第二加热部件252b的步骤可以基于内部区域230内的第二子区域236处的所确定的湿度水平。在可选操作262’，对PV模块电子部件外壳内的湿度水平进行调控的方法还可以包括确定外壳222的内部区域230内的第二子区域236处的外壳222内湿度水平的步骤。在其他实施例中，第一加热部件252a和/或第二加热部件252b的致动可以基于外壳222外部的周围湿度水平(实际的或估计的)。
可以在内部区域230中设置任何期望构造的任何期望数量的加热部件，以调控电子部件组装件220内的湿度。此外，可以在内部区域230中设置任何期望构造的任何期望数量的传感器，以确定或估计外壳222内的一个或多个位置或子区域处的湿气或湿度水平。在一个实施例中，可以对来自多个传感器的湿度水平输出(例如通过取平均或使用加权和)进行总计以提供外壳222内的湿度的总体表示。在另一实施例中，多个传感器中的每一个可以与多个湿度控制电路中的一个相关联，以使得通过多个局部化湿度控制电路来调控内部区域230内的湿度。
在一些实施例中，可以间接地测量或估计外壳内的湿度水平。例如，可以连续地监控或感测电子部件组装件的内部区域内的内部温度。该内部温度信息可以与(直接测量或从天气数据服务提供者处接收的)周围天气状况结合以推测露点，并因此推测电子部件组装件的内部区域应当达到的最小温度。换句话说，湿度控制电路可以响应于湿度推测来利用温度控制方法。在实施例中，湿度控制单元可以通过无线地或经由有线连接(例如从与PV阵列相关联的中央网关单元)接收通信信号来获得周围天气状况。例如，中央网关可以提供(例如经由互联网访问到的)天气信息，以为电子部件组装件的内部区域提供最小温度阈值。
上述说明书和示例提供了对例示性实施例的结构和使用的完整描述。尽管上文已经利用某种程度的特殊性或参照一个或多个个别的实施例来描述了某些实施例，但本领域技术人员可以对所公开的实施例的作出许多改变而不脱离本发明的范围。因此，方法和系统的各种例示性实施例不旨在限于所公开的特定形式。相反，它们包括落入权利要求的范围内的所有修改和替代，并且除了所示的实施例以外的实施例可以包括所示实施例的一些或所有特征。例如，元件可以被省略或组合为一体化结构，和/或连接件可以被取代。此外，上文所述的任何示例的各方面可以适当地与所描述的任何其他示例的各方面组合，以形成具有可比较的或不同的性质和/或功能的另外示例，并且解决相同或不同的问题。类似地，将会理解，上文所述的益处和优点可以涉及一个实施例，或者可以涉及若干实施例。例如，本方法和系统的实施例可以使用不同的结构构造、材料和/或控制制造步骤来实践和/或实施。权利要求不旨在包括、也不应被解释为包括装置+功能或步骤+功能的限定，除非分别使用词组“用于……的装置”或“用于……的步骤”将这种限定明确记载在给定权项中。

Claims (20)

1.一种交流电光伏模块，包括：
光伏层压板，其具有正面以及与所述正面相对的背面，所述正面在正常操作期间面对太阳以在所述交流电光伏模块的正常操作期间收集太阳能辐射，所述光伏层压板包括：
布置在所述光伏层压板内的多个太阳能电池；所述多个太阳能电池布置成多个太阳能电池串；以及
在所述光伏层压板的背面上的背板；
围绕所述光伏层压板的框架；
耦接到所述框架的电子部件组装件，所述电子部件组装件包括：
限定内部区域的外壳；
在所述外壳的内部区域内的电力调节电路，所述电力调节电路包括用于将所述多个太阳能电池生成的直流电转换为交流电的微型逆变器；
第一电导线管，其用于将所述多个太阳能电池生成的直流电输入到所述电力调节电路；
第二电导线管，其用于输出来自所述电力调节电路的交流电；
在所述外壳内的湿度控制电路，其用于执行除湿操作，所述湿度控制电路包括：
第一加热部件；
湿度感测部件；并且
其中所述湿度控制电路调控所述外壳的内部区域内的湿度水平。
2.根据权利要求1所述的交流电光伏模块，其中所述湿度控制电路的第一加热部件包括电阻器。
3.根据权利要求1所述的交流电光伏模块，其中所述湿度控制电路的第一加热部件是所述电力调节电路的部件。
4.一种光伏组装件，包括：
光伏模块，其包括多个太阳能电池；
耦接到所述光伏模块的电子部件组装件，所述电子部件组装件包括：
限定内部区域的外壳；
在所述外壳的内部区域内的电力调节电路，所述电力调节电路包括用于调节所述多个太阳能电池生成的电力的电子部件；
第一电导线管，其用于将所述多个太阳能电池生成的直流电输入到所述电力调节电路；
第二电导线管，其用于输出来自所述电力调节电路的调节后的电力；
在所述外壳内的湿度控制电路，其用于执行除湿操作，所述湿度控制电路包括第一加热部件；
其中所述湿度控制电路调控所述外壳的内部区域内的湿度水平。
5.根据权利要求4所述的光伏组装件，其中所述光伏模块包括框架，并且所述电子部件组装件安装到所述PV模块的框架。
6.根据权利要求4所述的光伏组装件，其中所述电力调节电路包括用于将所述多个太阳能电池生成的直流电转换为交流电的微型逆变器，并且其中所述第二电导线管输出来自所述微型逆变器的交流电。
7.根据权利要求4所述的光伏组装件，其中所述电力调节电路包括电子DC至DC优化器。
8.根据权利要求4所述的光伏组装件，其中所述湿度控制电路包括传感器。
9.根据权利要求8所述的光伏组装件，其中所述传感器是温度传感器。
10.根据权利要求8所述的光伏组装件，其中所述传感器是湿度传感器。
11.根据权利要求4所述的光伏组装件，其中所述光伏组装件还包括用于调控所述外壳的内部区域内的湿度水平的控制单元。
12.根据权利要求11所述的光伏组装件，其中所述控制单元是处在所述外壳内的湿度控制电路的部件。
13.根据权利要求11所述的光伏组装件，其中所述控制单元构造为在测得的所述内部区域内的湿度水平超过预定最大湿度水平的情况下致动所述第一加热部件。
14.根据权利要求11所述的光伏组装件，其中所述控制单元构造为：
基于感测的湿度水平和预定最大湿度水平来计算误差值；
基于所述误差值的预定函数来计算控制信号；以及
将所述控制信号发送到所述第一加热部件，从而致动所述第一加热部件。
15.根据权利要求14所述的光伏组装件，其中计算所述控制信号包括：通过预定的比例控制函数、积分控制函数、微分控制函数或它们的组合来计算所述控制信号。
16.根据权利要求4所述的光伏组装件，其中所述湿度控制电路还包括第二加热部件；并且，其中所述第一加热部件和所述第二加热部件构造为被独立地致动。
17.一种用于耦接到光伏模块的电子部件组装件，所述电子部件组装件包括：
限定内部区域的外壳；
在所述外壳的内部区域内的电力调节电路，所述电力调节电路包括用于调节多个太阳能电池生成的电力的电子部件；
第一电导线管，其用于将所述多个太阳能电池生成的直流电输入到所述电力调节电路；
第二电导线管，其用于输出来自所述电力调节电路的调节后的电力；
在所述外壳内的湿度控制电路，其用于执行除湿操作，所述湿度控制电路包括第一加热部件；
其中所述湿度控制电路调控所述外壳的内部区域内的湿度水平。
18.根据权利要求17所述的电子部件组装件，其中所述湿度控制电路和所述电力调节电路安装在第一印刷电路板上。
19.根据权利要求17所述的电子部件组装件，其中所述外壳包括通风口。
20.根据权利要求17所述的电子部件组装件，其中所述湿度控制电路经由所述第二电导线管被供电。
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