JP2017519470A - 光起電力システムの保護 - Google Patents

Abstract

方法は、インバータに連結されている太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを測定する段階を含む。少なくとも性能メトリックが第１の基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第１サブセットが無効化され、インバータに供給される電圧、電力、又は電流を低減させる。少なくとも性能メトリックが第２の基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第２サブセットが無効化され、インバータに供給される電圧、電力、又は電流を更に低減させる。

Description

本出願は、２０１４年５月２７日に出願された、米国仮特許出願第６２／００３，０４６号、表題「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｈｉｌｅ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｌｉｍｉｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ」（発明者、Ａｎｄｒｅｗ Ｊ．Ｐｏｎｅｃら）の、米国特許法第１１９条（ｅ）における、利益を主張し、これにより、その全体が参照によって、及び全目的のために本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、光起電力モジュール、及びより具体的には、太陽発電システムにおける構成要素の保護に関する。

光起電力電池は、太陽光による発電のために広範に使用されている。システム設計においては、太陽発電設備の構成要素を決定する際に、様々なコストと利益がトレードオフになることが多い。様々な設計検討には、光起電力電池の配置のために利用可能な面積の量、予想される天候条件、一日、及び様々な季節の間における、予測される太陽光の予測量の変動、及び設備により供給される電力の所望量などが挙げられる。

加えて、経済的な要因も設計選択においてある役割を果たす。例えば、利用可能な面積の制限内において、より多くの光起電力モジュールを備えるより大きな設備を設置することによって、より大きな電力が一般的に得られる。しかし、設備が大きいほど、一般的に初期費用が高くなる。したがって、システム設計者は、光起電力モジュール、インバータ、及び他の構成要素の費用と、地域の設備提供者により必要とされるときに、追加的な電気を購入する必要がなくなることによって得られる節約と、余分に生成された電気が、地域の設備提供者に売られるときの価格と、に留意する必要があることもある。これらの設計選択のいくつかは、将来の経済状況の評価に基づく複雑な計算を含み得る一方、これらは全て、一般的に、太陽設備の設置の現在の費用を削減しながら、いくつかの目標を達成することを含む。様々な状況において、設備における構成要素を有効に使用する設計を採用することが有用である。

本開示の利益、特徴、及び利点は、以下の説明及び添付の図面を参照することによって、より良好に理解される。

２つの光起電力モジュールを使用する、光起電力設備１００の一実施例を例示している。

図１の代表的な設備における、Ｉ−Ｖ曲線のグラフの例である。

一連の２つのモジュールにより生成される電圧と、個別のモジュールにより生成される平均電圧との間の関係の一例を示すグラフである。

部分的に短絡可能な光起電力モジュール４００の実施例を例示している。

図４に示されるモジュールなどの３つの光起電力モジュールを使用する、光起電力設備５００の一実施例を例示している。

一連の３つの部分的に短絡可能なモジュールにより生成される電圧と、非短絡の個別のモジュールにより生成されるであろう平均電圧との間の関係の一例を示すグラフである。

３つの部分的短絡光起電力モジュールを使用する、光起電力設備７００の一実施例を例示している。

異なる閾値を有する、一連の３つの部分的に短絡可能なモジュールにより生成される電圧と、非短絡の個別のモジュールにより生成されるであろう平均電圧との間の関係の一例を示すグラフである。

３つの部分的短絡光起電力モジュールを使用する、光起電力設備９００の一実施例を例示している。

太陽電池の集合により生成される電圧を制限するための方法の一実施例のフローチャートである。

コンピュータシステムの一実施形態のブロック図である。

以下の発明を実施するための形態は、本質的には、単なる例示に過ぎず、本出願の主題の実施形態、あるいは、そのような実施形態の使用を限定することを意図するものではない。本明細書で使用するとき、「例示的」という語は、「実施例、実例、又は例示としての役割を果たすこと」を意味する。本明細書で代表として、又は例として説明される実現例又は実施形態は、必ずしも、他の実現例よりも好ましいか又は有利であるものとして解釈されるべきではない。更には、前述の技術分野、背景技術、概要、又は以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は暗示されるいずれの理論によっても、拘束されることを意図するものではない。

本明細書は、「一実施形態」若しくは「実施形態」、又は「一実施例」、若しくは「実施例」への言及を含む。「一実施形態では」又は「実施形態では」などの語句の出現は、必ずしも、同じ実施形態又は実施例を指すものではない。特定の機構、構造、又は特性を、本開示と矛盾しない任意の好適な方式で組み合わせることができる。

用語。
以下の段落は、本開示（添付の特許請求の範囲を含む）で見出される用語に関する、定義及び／又はコンテキストを提供する。

「備える」。この用語は、オープンエンド型である。添付の特許請求の範囲で使用されるとき、この用語は、更なる構造又は段階を排除するものではない。

「〜ように構成された」。様々なユニット又は構成要素は、１又は複数のタスクを実行する「ように構成された」として、説明又は特許請求される場合がある。そのようなコンテキストでは、「〜ように構成された」は、それらのユニット／構成要素が、動作中にそれらの１又は複数のタスクを実行する構造を含むことを示すことによって、その構造を含意するために使用される。それゆえ、そのユニット／構成要素は、指定のユニット／構成要素が現時点で動作可能ではない（例えば、オン／アクティブではない）場合であっても、そのタスクを実行するように構成されていると言うことができる。ユニット／回路／構成要素が、１又は複数のタスクを実行する「ように構成された」と記載することは、そのユニット／構成要素に関して、米国特許法第１１２条（ｆ）が適用されないことを、明示的に意図するものである。

「第１の」、「第２の」など。本明細書で使用するとき、これらの用語は、それらが前に置かれる名詞に関する指標として使用されるものであり、いずれのタイプの（例えば、空間的、時間的、論理的などの）順序付けも暗示するものではない。例えば、ＰＶモジュールにおける太陽電池の「第１」ストリングへの言及は、このストリングがシーケンス内の最初のストリングであることを必ずしも意味するものではなく、用語「第１」は、このストリングを別のストリング（例えば、「第２の」ストリング）から区別するために使用される。

「基づく」。本明細書で使用するとき、この用語は、決定に影響を及ぼす、１又は複数の因子を説明するために使用される。この用語は、決定に影響を及ぼし得る、更なる因子を排除するものではない。すなわち、決定は、単にそれらの因子のみに基づく場合もあり、又は、それらの因子に少なくとも部分的に基づく場合もある。「Ｂに基づいてＡを決定する」という語句を考察する。Ｂは、Ａの決定に影響を及ぼす因子とすることができるが、そのような語句は、Ａの決定がＣにもまた基づくものであることを排除するものではない。他の場合には、単にＢのみに基づいて、Ａを決定することができる。

「結合された」−以下の説明は、素子又はノード又は機構が一体に「結合された」ことを指す。本明細書で使用するとき、明示的に別段の定めがある場合を除き、「結合された」とは、１つの素子／ノード／機構が、別の素子／ノード／機構に、直接的若しくは間接的に接続される（又は、直接的若しくは間接的に連通する）ことを意味するものであり、これは、必ずしも機械的なものではない。

「抑制する」−本明細書で用いる場合、抑制する、は影響の低減又は最小化を表すために用いる。構成要素又は機構が、作用、動作、又は状況の抑制と記載される場合、これらの構成要素又は機構は完全に、結果、又は効果、又は将来の状態が起こらないように完全に阻止してもよい。更に、「抑制する」はまた、そうでなければ発生したであろう効果、性能、及び／又は影響を低減する又は減少させることを指すことがある。したがって、構成要素、素子、又は機構について結果若しくは状態を抑制すると述べる場合、これらの構成要素、素子、又は機構は必ずしも結果若しくは状態を完全に阻止したり、排除したりする必要はない。

更には、特定の用語法もまた、参照のみを目的として、以下の説明で使用される場合があり、それゆえ、それらの用語法は、限定的であることを意図するものではない。例えば、「上側」、「下側」、「上方」、及び「下方」などの用語は、参照される図面内での方向を指す。「前部」、「後方」、「後部」、「側部」、「外側」、及び「内側」などの用語は、論考中の構成要素を説明するテキスト及び関連図面を参照することによって明確にされる、一貫性はあるが任意の基準系の範囲内での、構成要素の諸部分の向き及び／又は位置を説明するものである。そのような用語法は、具体的に上述された語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含み得る。

光起電力設備の主要構成要素の１つは、光起電力電池又は太陽電池の集合である。各太陽電池は一般的に、半導体ウエハ上に構成され、太陽電池が適切な光により照射されるときに、電力を抽出するために使用される２つのリードを備える。光起電力設備における他の構成要素は、他の要素の中でもとりわけ、様々なコネクタ、メーター、モニター、インバータ、取り付け構成要素、太陽追跡装置、電池、及び回路遮断器を含む。

インバータは一般的に、光起電力設備を設置するにあたり、費用のかなりの部分を占める。したがって、インバータをより効率的に使用するのを支援し、及び／又は設備に必要とされるインバータの数を低減させる、設計、技術、構造、又は手順を利用することが有用であり得る。

インバータは特に、グリッド接続設備など、交流（ＡＣ）電力を提供する設備に関連している。インバータは、太陽電池により生成された直流（ＤＣ）電力を、グリッド波形と同期したＡＣ電力へと変換するために使用される。加えて、インバータは、グリッド上で電力系統の障害が生じた際に、光起電力設備をグリッドから自動的に切断するように構成され得る（例えば、人がグリッドを修理しているかもしれない間にグリッドへ通電することを避けるため）。インバータにおける、典型的な入力ＤＣ電力／出力ＡＣ電力の比率は、多くの場合、１．１〜１．５の範囲であるが、他の値を有するインバータはめずらしくはない。

インバータは、最大電力点（ＭＰＰ）追跡を行う構成要素を備える場合がある。ＭＰＰ追跡は、光起電力設備の動作中に、太陽電池の集合側の負荷を調節するために使用される。低すぎる負荷、又は高すぎる負荷は、太陽電池の非効率な使用につながり得るために、ＭＰＰ追跡は有用である。例えば、開回路動作（無限大の負荷インピーダンス／ゼロ電流）、及び短絡回路動作（ゼロ負荷インピーダンス／ゼロ電圧）という両極端において、太陽電池により供給される電力はゼロである。ＭＰＰ追跡により、インバータは、変化する環境条件（例えば、光強度、陰、温度）に応答して、内部スイッチ、又は他の動作機構のデューティサイクルを調節する。これらの調節により、インバータに連結されている太陽電池が経験する実効インピーダンスが変化する。

これらの追跡調節は、太陽電池側から見た負荷が、現在の状況に対して、太陽電池から利用可能な最大電力を引き出すように、インバータにより実質的に連続的に実行され得る。様々な設計において、インバータ内のＭＰＰ追跡システムは、太陽電池のセットから出力される電圧及び／又は電流をモニタリングすることがある。ＭＰＰ追跡システムはその後、インバータが太陽電池から最大電力を引き出すように、インバータの抵抗を調節することができる。

多くの光起電力太陽エネルギーシステムにおいて、モジュール内で多数の太陽電池が直列に結線され、これらのモジュールもまた直列に結線される。この構成の出力電力はその後、インバータ若しくは他の電力変換、又は記憶装置に供給される。経済的な理由のため、システム内のストリングの合計数を最小化するために、ストリングにできる限り多くの太陽電池モジュールを配置することが有利である（各新しいストリングは、追加的な配線、労働、及び他のコストを生じるため）。

図１は、２つの光起電力モジュールを使用する、光起電力設備１００の一実施例を例示している。この実施例において、設備１００は、２つの太陽電池モジュール１１０、１２０、及びインバータ１５０を含む。モジュール１１０、及び１２０はそれぞれ、直列接続された複数の太陽電池を含む。様々な状況において、光起電力モジュールは、パネルと称され得る。したがって、この実施例において、各モジュールにより生じる電圧は、モジュール内の太陽電池により生じる電圧の合計である。モジュール１１０、及び１２０はまた、インバータ１５０に対して直列に接続されている。モジュールにより生成される合計電圧は、したがって、モジュール１１０及び１２０によって生成される電圧の合計である。

モジュール１１０、１２０により供給される電圧は、図１のＶ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}により示される。モジュールにより供給される電流は、図１のＩ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}により示される。電流及び電圧の値は、モジュール内の太陽電池の数及び種類などの、様々な装置の要因に依存する。これらはまた、温度及びモジュールへの照射などの、環境要因にも依存する。更に、これらは、負荷、インバータ１５０が呈するインピーダンスに依存する。

図２は、図１の代表的な設備における、Ｉ−Ｖ曲線のグラフの例である。Ｉ−Ｖ曲線２１０、及びＩ−Ｖ曲線２２０という２つの曲線が例示されている。図１のモジュール１１０、１２０が、最適な環境条件にあるとき、曲線２２０は、Ｉ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}と、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}との間の関係を例示する。例えば、曲線２２０は、モジュールが垂直入射する直射日光により、低温で、遮蔽する陰なしに、照射される場合の、Ｉ−Ｖ関係を例示し得る。これらの条件下において、モジュールは高い電力を生成することができる。

モジュールにより生成される実際の電力は、これらの出力電流及び出力電圧の積である：Ｉ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}×Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}。この量は、モジュールが接続される負荷の量に依存する。例えば、曲線２２０の左側では、電流は高いが、電圧は低い。短絡負荷の極端な状況において、Ｉ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}は最大であるが、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}は事実上ゼロであり、出力電力はゼロである。別の極端な実施例として、曲線２２０の右側において、電圧は高いが、電流は低い。開回路負荷の極端な状況において、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}は最大値（Ｖ_{ｏｃ−ｍａｘ}）であるが、Ｉ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}は事実上ゼロであり、出力電力はこの場合もゼロである。

曲線２２０の最大電力点２２２は、ｍｐｐ−２と示される。これは、積Ｉ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}×Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}が曲線２２０上で最大値を呈するときの状況である。この最大電力供給を達成するため、モジュールでの負荷は、特定の値に調節される必要がある。図２において、この値は、インピーダンスＺ_２として示される（点ｍｐｐ−２におけるＶ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}のＩ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}に対する比率）。このインピーダンスが、曲線２２０の条件下でモジュールにもたらされる場合、モジュールは、この条件における電圧Ｖ_{ｍｐｐ−２}及び最大電力を生成する。一般的に、図１のインバータ１５０などのインバータは、ＭＰＰ追跡システム１５５を備えてもよく、当該追跡システムは、インバータのインピーダンスを調節することにより（例えば、Ｚ_２などの最適値を見出すため）、インバータが最大電力点で動作することを可能にする。

曲線２１０は、モジュール１１０、１２０が、最適以下の環境条件にあるときのＩ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}とＶ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}との間の関係を例示する。例えば、曲線２１０は、モジュールが、間接的日光で、及び／又は垂直でない入射で、及び／又は温かい温度で、及び／又は何らかの遮蔽する陰がある状態で、照射される場合の、Ｉ−Ｖ関係を例示し得る。これらの条件下において、モジュールは、これらの最大電力を生成することができない。曲線２１０で達成される電流は、曲線２２０の電流より低い（対応する電圧において）。更に、曲線２１０で達成される最大（開回路）電圧Ｖ_ｏｃ−１は、曲線２２０の最大電圧Ｖ_{ｏｃ−ｍａｘ}より小さい。

曲線２２０と同様に、曲線２１０は、最大電力点２１２（ｍｐｐ−１）を有する。この実施例において、ｍｐｐ−１の状況は、ｍｐｐ−２とは異なる負荷条件において生じる。曲線２１０の条件に最適なインピーダンスにより、モジュールは、電圧Ｖ_{ｍｐｐ−１}、及び曲線２１０の条件における最大電力を生成する。この図において、曲線２１０の最大電力点は、Ｚ_１の負荷インピーダンスにより達成され、曲線２２０の最大電力点は、Ｚ_２の負荷インピーダンスにより達成される。この実施例は、ＭＰＰ追跡システム１５５が、異なる環境条件においてインバータによってもたらされる負荷を調節して、これらの条件における最大電力を引き出す必要があることを例示している。

様々な状況において、ＭＰＰ追跡システムは、最大電力点における動作を生じる負荷を提供できないことがある。例えば、インバータは、電力制限が課されることがあり（図２には図示されない）、制限を超える電力を受け取ると損傷することがある。例えば、インバータの電力の制限は、ｍｐｐ−１で供給される電力よりも高いことがあり、この場合ＭＰＰ追跡システム１５５は、曲線２１０の環境条件の間、ｍｐｐ−１での動作を安全に維持することができる。

しかしながら、インバータの電力の制限は、ｍｐｐ−２で供給される電力より低いことがあり、この場合ＭＰＰ追跡システム１５５は、曲線２２０の環境条件の間、ｍｐｐ−２とは離れるように動作を調節する必要がある。例えば、ＭＰＰ追跡システム１５５は、インバータ１５０のインピーダンスを低減させて、Ｖ_{ｍｐｐ−２}より低い電圧、及び安全なより低い電力での動作を生じるように構成され得る。より典型的には、ＭＰＰ追跡システム１５５は、インバータ１５０のインピーダンスを増加させて、Ｖ_{ｍｐｐ−２}より高い電圧、及び安全なより低い電力での動作を生じるように構成され得る。

図２はまた、インバータ１５０などのインバータが許容し得る、最大電圧制限２５０を表す、縦方向の点線を含む。一般的に、インバータは、比較的高価な装置であり得、過剰な電圧に暴露されたときに損傷を受けやすいことがある。この実施例において、インバータ１５０は、最大Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}の電圧を受けるものとして定格化されている。したがって、設備内の他の構成要素は、この制限を上回る過剰な電圧がインバータに供給されないように、設計されるべきである。

太陽発電設備内の、インバータを保護するための１つの手法は、インバータに対して直列に連結された太陽電池が生成し得る最大電圧がインバータにとって許容可能な電圧未満であるように、当該太陽電池の数が制限されることを確実にするものである。例えば、この状況は、図２の実施例において達成され、ここでＶ_{ｏｃ−ｍａｘ}は、Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}より小さい。したがって、このインバータは、最適な動作条件の明るい日でも、及び、インバータ内のＭＰＰ追跡システムが、Ｖ_{ｍｐｐ−２}を超える電圧で動作する必要がある状況においてさえも（例えば、インバータにとって安全でない電力レベルを避けるため）、保護されている。

この方法で太陽電池の数を制限することにより、インバータが過剰な電圧から保護される。しかしながら、この設計選択には、ある程度の非効率性が伴う。Ｖ_{ｏｃ−ｍａｘ}が、Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}未満となるように太陽電池の数を制限することは、ある程度晴れ間のある日などの通常動作条件において、最大電力点（例えば、ｍｐｐ−１）が多くの場合、電圧制限Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}よりも実質的に低いことを意味している。これらの電圧の間の差は、太陽電池技術、及び設備の詳細により異なるが、多くの場合、２５％以上にもなる。したがって、システムは一般的に、インバータの安全性限界を遥かに下回る電圧で動作し得る。

図３は、一連の２つのモジュールにより生成される電圧（Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}）と、個別のモジュールにより生成される平均電圧（「モジュール電圧」）との間の関係の一例を示すグラフである。この実施例において、図１のモジュール１１０、及び１２０などの２つのモジュールは、２つのパネルの電圧が足されるように、直列で接続されている。したがって、グラフは傾き２の直線である。パネルは、これらの最大電圧（この実施例ではＶ_{ｏｃ−ｍａｘ}＝２５０Ｖ）のそれぞれを加えると、モジュールの負荷として使用されるインバータにとって許容可能である制限電圧（この実施例では、Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}＝５１０Ｖ）未満の電圧を生成するように選択され得る。

しかしながら例示されるように、システムが動作する通常条件は、許容可能な電圧制限よりも実質的に低い電圧であり得る。この状況は、通常動作条件において、インバータ（比較的高価なリソース）が十分に使用されていないことを意味している。使用状況が不十分になりすぎないように、インバータを保護し得る設計を有することが有用である。

図４は、部分的に短絡可能な光起電力モジュール４００の実施例を例示している。この実施例において、モジュール４００は、光起電力電池の３つの実質的に同様のストリング４１０、４２０、４３０を含んでいる。ストリング４１０、４２０、４３０は、直列で接続されている。モジュール４００はまた、ストリング４２０と並列に連結された短絡スイッチ４６０を含む。短絡スイッチ４６０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、若しくはバイポーラ電力トランジスタ、又は継電器若しくは他の形態の断路器（other form of disconnect）、又は、他の電子的に制御可能な、光学的に制御可能な、若しくは別の方法で制御可能なスイッチなどの半導体装置であり得る。短絡スイッチ４６０が開いているとき、モジュール４００により生成される電圧は実質的に、３つのストリング４１０、４２０、４３０によって生成される電圧の合計である。短絡スイッチ４６０が閉じているとき、モジュール４００は、部分的に短絡させられており（又はクリップされており）、モジュールによって生成される電圧Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}は、実質的に、２つのストリング４１０、４３０によって生成される電圧の合計である。３つのストリングの均一の照射及び均一の動作という状態において、モジュールを部分的に短絡すると、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}が、非短絡の値の２／３に減少する。（他の実施例において、モジュールを部分的に短絡することにより、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}が、非短絡の値の他の割合、例えば、０．９、０．８、３／４、０．７、５／８、０．６、０．５、０．４、１／３、０．３、１／４、０．２、０．１、又は他の係数にまで低減する。）

短絡スイッチ４６０は、コントローラ回路４５０によって制御される。示される例において、コントローラ回路４５０は、モジュールによって生成される電圧Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}をモニタリングし、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}に基づいて短絡スイッチ４６０を閉じる。例えば、図は、Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}が、閾値電圧Ｖ_ｔｈを超えた場合にスイッチが開くことを示している。したがって、モジュールによって生成される最大電圧は、そうでない場合に生成される電圧の２／３に制限される。

電圧が低下する状態の間、変動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）を避けるため、コントローラ回路４５０は、何らかのメモリ又はヒステリシスを備えてもよい。例えば、コントローラ回路４５０は、モニタリングされる電圧がＶ_ｔｈを上回る度にスイッチを閉じるように構成されてもよく、モニタリングされる電圧Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}が０．９×２／３×Ｖ_ｔｈを下回る度にスイッチを開くように構成されてもよい。（システム設計、及び予測される動作条件によって、０．９以外の値もまた可能である（例えば、０．９７、０．９５、０．８、０．７、０．５、０．４）。）あるいは、又は加えて、コントローラ回路４５０は、スムーズな動作を可能にするためにスイッチ４６０の状態を記録するメモリ、及び／又は昇降検出器を使用してもよい。

図５は、図４に示されるモジュールなどの３つの光起電力モジュールを使用する、光起電力設備５００の一実施例を例示している。この実施例においては、設備５００は、３つの太陽電池モジュール５１０、５２０、５３０、及びインバータ５５０を含む。モジュール５１０、５２０、５３０はそれぞれ、直列接続された複数の太陽電池を含む。モジュール５１０、５２０、５３０それぞれは、閾値電圧Ｖ_ｔｈを超えて電圧Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}を生成した場合に、内部コントローラによって部分的に短絡される（図４に関連して先に記載されたように）。モジュール５１０、５２０、又は５３０が部分的に短絡されると、内部直列接続太陽電池の１／３が切断される。モジュール５１０、５２０、及び５３０は、インバータ５５０に対して直列に接続されている。モジュールにより生成される合計電圧は、したがって、モジュール５１０、５２０、及び５３０によって生成される電圧の合計である。これらは、その電圧が、閾値電圧を超えると、部分的に短絡させられるため、３つのモジュールにより生成される最大電圧は、非短絡モジュールの２つにより生成されるであろう最大電圧にほぼ相当する。

図６は、一連の３つの部分的に短絡可能なモジュール（Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}）により生成される電圧と、非短絡の個別のモジュール（「非短絡モジュール電圧」）により生成されるであろう、平均電圧との間の関係の一例を示すグラフである。この実施例において、図５のモジュール５１０、５２０、５３０などの３つのモジュールは、３つのモジュールの電圧が足されるように、直列で接続されている。したがって、平均非短絡モジュール電圧の低い値において、グラフは傾き３の直線である。

部分短絡がない場合、３つのモジュールによって生成される最大電圧は、モジュールの負荷に使用されるインバータ（例えば、インバータ５５０）にとって許容可能な制限電圧Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}を超えるであろう。しかしながら、モジュールの自動的な部分的短絡の特徴により、モジュールは、平均非短絡モジュール電圧が閾値電圧Ｖ_ｔｈを超えるとき、モジュールにより生成される正味電圧が高電圧動作中に効果的に１／３低下するように動作する。したがって、グラフは、「非短絡モジュール電圧」＝Ｖ_ｔｈにおいて、１／３だけ低下し、その後、傾き２で続いて増加する。

図１における場合と同じように、図３のモジュールは、３つの個別の最高電圧動作の合計（この実施例では３×２／３×Ｖ_{ｏｃ−ｍａｘ}＝２５０Ｖ）が、本実施例のインバータにとって許容可能である制限電圧（Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}＝５１０Ｖ）よりも低くなるように動作する。

条件により非短絡モジュール電圧がＶ_ｔｈを超える場合、生じる最大電圧（２ ｘ Ｖ_{ｏｃ−ｍａｘ}）は、インバータＶ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}の許容可能制限内である。

図３及び図６を比較することにより、図５の自動的な部分的短絡が、システムが動作する通常条件の間、より高い電圧を生じ得ることを示している。この状況は、通常動作条件において、インバータ（比較的高価なリソース）は、いくつかの内部の電池を自動的に部分的に短絡させる、より多くのモジュール（例えば、図５に示されるように、３つのモジュール）に接続させると、部分短絡を有さないより少ないモジュール（例えば、図１のような２つのモジュール）に接続される場合よりも、良好に使用され得ることを示している。部分的に短絡させられた太陽電池アレイの様々な実施例は、２０１４年１２月１６日に出願された、米国特許出願第１４／５７２，７２２号、表題「Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｌｉｐｐｉｎｇ」（発明者名Ａｎｄｒｅｗ Ｐｏｎｅｃら）に記載され、これは本明細書において、これにより、あらゆる目的のためにその全体が参照によって組み込まれる。

部分的短絡は、電圧が規定の閾値又は設定点を超えたときに、アレイの一区分の電圧を制限することにより、システムが通常動作中におけるより高い電圧を達成することを可能にし得る。この閾値電圧をアレイの当該区分のＶ_ｍｐｐ付近に設定することにより、システムは、アレイの当該区分の温度ディレーティング（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅ−ｒａｔｅｄ）されたＶｏｃではなく、閾値電圧付近で安全に設計され得る。この手法は、モジュールのストリング中に設置され得る、モジュールの数を実質的に増加させる得、それにより、所与のアレイ電力について、ストリングの合計数、及び／又は必要なインバータの合計数を低減させることができる。

様々な状況において、このような設計は、最適以下の条件においても、追加的な電力の生成を可能とすることがある。あるいは、このような設計は、より低い容量（及び、おそらくはより安価な）インバータが代替として使用され得ることを意味することがある。

図７は、３つの部分的短絡光起電力モジュールを使用する、光起電力設備７００の一実施例を例示している。この実施例においては、設備７００は、３つの太陽電池モジュール７１０、７２０、７３０、及びインバータ７５０を含む。モジュール７１０、７２０、７３０はそれぞれ、直列接続された複数の太陽電池を含む。

光起電力設備７００は、上記の光起電力設備５００と同様である。しかしながら、モジュール７１０、７２０、７３０それぞれは、閾値電圧を超えて電圧Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}を生成した場合に、内部コントローラによって部分的に短絡させられ、閾値電圧はモジュールごとに異なっている。この実施例においては、モジュール７１０は、その電圧が閾値Ｖ_１を超えるときに、部分的に短絡させられる。モジュール７２０は、その電圧が閾値Ｖ_２を超えるときに部分的に短絡させられる。モジュール７３０は、その電圧が閾値Ｖ_３を超えるときに部分的に短絡させられる。モジュール７１０、７２０、又は７３０が部分的に短絡させられると、その内部直列接続太陽電池の１／３が切断される。モジュール７１０、７２０、及び７３０は、インバータ７５０に対して直列に接続されている。モジュールにより生成される合計電圧は、したがって、モジュール７１０、７２０、及び７３０によって生成される電圧の合計である。これらは、その電圧が、３つの閾値電圧のうちの最も高い閾値電圧を超えると、全て部分的に短絡させられるため、３つのモジュールにより生成される最大電圧は、非短絡モジュールの２つにより生成されるであろう最大電圧にほぼ相当する。

図８は、異なる閾値を備える、一連の３つの部分的に短絡可能なモジュール（Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅｓ}）により生成される電圧と、非短絡の個別のモジュール（「非短絡モジュール電圧」）により生成されるであろう、平均電圧との間の関係の一例を示すグラフである。この実施例において、図７のモジュール７１０、７２０、７３０などの３つのモジュールは、３つのモジュールの電圧が足されるように、直列で接続されている。したがって、平均非短絡モジュール電圧の低い値において、グラフは傾き３の直線である。

部分短絡がない場合、３つのモジュールによって生成される最大電圧は、モジュールの負荷に使用されるインバータ（例えば、インバータ７５０）にとって許容可能な制限電圧Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}を超えるであろう。しかしながら、モジュールの自動的な部分的短絡の特徴により、モジュールは、電圧が３つの閾値電圧を超過するに従い、モジュールにより生成される正味電圧が効果的に徐々に低下するように動作する。グラフは、平均非短絡モジュール電圧が３つの閾値電圧の最も低いものに達すると、１／９だけ低下し、合計電池の１／９が短絡させられる。グラフはその後、８／３の傾きで続いて増加する。グラフは、平均非短絡モジュール電圧が、３つの閾値電圧のうちの２つめに達すると、１／８だけ低下し、合計電池の更に１／９が短絡させられる。グラフはその後、７／３の傾きで続いて増加する。グラフはその後、平均非短絡モジュール電圧が、３つの閾値電圧のうちの最も高いものに達するときに、１／７低下し、また更に合計電池の１／９が短絡させられる。グラフはその後、６／３（＝２）の傾きで続いて増加する。

図３における場合と同じように、図７のモジュールは、３つの個別の最高電圧動作の合計（この実施例では３×２／３×Ｖ_{ｏｃ−ｍａｘ}＝２５０Ｖ）が、本実施例のインバータにとって許容可能である制限電圧（Ｖ_{ｌｉｍｉｔ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ}＝５１０Ｖ）よりも低くなるように動作する。

図６及び図８を比較することにより、図７の部分的短絡に使用される個別の閾値が、システムが動作する通常条件の間、より一層高い電圧を生じ得ることを示している。この状況は、インバータは、通常動作条件において、いくつかの内部の電池を異なる閾値において自動的に部分的に短絡させる、より多くのモジュール（例えば、図７に示されるように、３つのモジュール）に接続されると、より良好に使用され得ることを示している。

様々な状況において、その内部電池の一部を自動的に短絡させるモジュールの使用は、太陽電池設備の効率を改善し得る。モジュールそれぞれの設定点、又は閾値を選択するにあたり、様々な手法をとることができる。電圧の閾値を適切に選択することにより、異なるモジュールが異なる時間にこれらの電圧を制限し、電圧の大幅な低下を避け、これによってインバータが、環境の変化に反応する際、又は電力を削減する際に、より最適な動作点を見つけることが可能となる。

上記の説明は、インバータを過剰な電圧から守るために、太陽電池アレイの一部を短絡させる、又は無効化にすることについて記載している。上記のように、多くのインバータがまた電力の安全性限界を有し、ＤＣ電力の過剰な入力から守られる必要がある。

インバータは、高い電力生成条件の間、入力ＤＣ電力を低減させる、修正されたＭＰＰ追跡手順により、インバータ自体を過剰な入力電力から保護するように構成されてもよい。これらのインバータは、最大電力生成のために最適でない、Ｉ−Ｖ曲線上の点で動作することがあるが、これは、インバータのための安全な入力電力レベルにつながる。Ｖ_ｍｐｐより低い電圧及び高い電圧の双方とも、Ｖ_ｍｐｐの場合より低い電力を生じることとなり得、よってインバータは、過剰なＤＣ電力入力を避けるために、Ｖ_ｍｐｐよりも電圧を高くするか、低くしてもよい。実際、電力を低減させる必要がある場合、多くのインバータは、電圧を、Ｖ_ｍｐｐより高くするように構成される。これは多くのインバータが、高電圧低電流において、高電流低電圧におけるよりも、より効率的に、及び／又は低い構成要素ストレスで、動作するためである。

様々な状況において、アレイのために機能するインバータのＡＣ容量に対して特大のＤＣ太陽電池アレイを設置することが有益であり得る。これは、追加的な太陽電池の比較的低いコストなどを考慮し、設備のためのインバータの合計費用を低減させることなどを含む、多くの理由のために行われ得る。この構成の不利点は、生成がピークである間に、インバータが保護のために、そのＤＣ入力電力を大きく制限するために、修正されたＭＰＰ追跡を使用し得るということである。ほとんどの場合、インバータを減らすことによる設備投資額の削減が、ピーク状態の間のインバータ保護のための、電力制限による収益損失を埋め合わせることになる。

修正されたＭＰＰ追跡手順は、特に、インバータが特大のアレイに接続される状況において、インバータがそれ自体を過剰な入力電力から保護するために、より高い電圧を引くことにつながり得る。図４〜８に関して先に記載された技術は、インバータを過剰な入力電圧から更に保護するために、このような状況において有用であり得る。

電力を制限するためにアレイの動作電圧を増加させることにより、インバータは、図４〜６に記載される電圧制限装置を備えるシステムに、モジュール、又はこれらがモニタリングしている他のシステム要素の電力生成を不必要に低下させ得る。この低下は、図６のＶ_ｔｈに示される、急激な低下として観察することができる。全てのモジュールの閾値電圧を全て同じにする（又は実質的に同じにする）ことによる結果として、短絡コントローラ（例えば、コントローラ回路４５０）は、特に明るく、気温の低い日の間に、過剰な短絡を開始し得る。電圧は、照射量の増加と、温度の低下とともに増加するため、このようなシナリオの結果として、太陽電池モジュールの最大電力点電圧が、短絡コントローラの電圧閾値設定点を超えることとなることがある。したがって、インバータが、最大電力点を追跡すると、これは、電力の増加と共に、効果的に急落し、モジュールの電圧を１／３低下させる。

インバータは、電流を低減させ、電圧を増加させることによって、入力電力を低減させるよう試み、強制的に図４〜６のモジュールを、部分的に短絡した状態に維持することができる。インバータのＭＰＰ追跡システムが、２／３と全システム電力との間の他のいずれかの点において十分に電力を削減し得る場合においても、全入力電圧は、２／３まで制限され得る。これは、不必要な電力損失につながるために理想的ではない。

図７〜８の実施例により例示される異なる閾値設定点でモジュールを使用することは、安全な最適動作条件を見つけるべく動作するインバータにとって有用であり得る。所望の条件は、（１）インバータのために安全なレベルまで入力電流を制限すること、（２）入力電圧をインバータにとって安全なレベルまで制限すること、並びに（３）モジュール及び／又はインバータにより生成される電力を最大化すること（（１）及び（２）を所与とする）が挙げられ得る。

図４〜８の実施例において、閾値Ｖ_ｔｈ、Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３は、様々なモジュール内における内部設定点である。他の実施形態において、インバータ（又は他のコントローラ要素）は、インバータのリアルタイム動作条件に基づき、電圧／電力を制限するように、様々なモジュールに能動的に影響し得る。

図７〜８の実施例において、閾値Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３は、条件が変化し、電池に電圧又は電力の増減を生じさせる際に、モジュールにより生成される合計電圧が、過度に大きな変動を受けないように、選択される。インバータに供給される電圧における大きな変動を避けるパネルにより、インバータは、より容易に望ましい動作点に到達することができる。設備は全体として、インバータを、電力及び電圧の制限内に維持するために、モジュール内の十分な数の電池が短絡しているが、必要以上には短絡しない状態で動作し得る。

図７〜８は、３つの異なる、内部設定された閾値Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３を有する、３つのモジュールを備える状態を例示している。設備は、他の数のモジュール、他の数の閾値を有してもよい。一実施例として、設備は、９つの閾値電圧の１つにおいて、それぞれがその内部電池の１／３を短絡させる、１６個のモジュールのストリングを有し得る。

この実施例において、１６個のモジュールはそれぞれ、４０ＶのＶ_{ｏｃ−ｍａｘ}、及び３０ＶのＶ_ｍｐｐを有する。インバータの入力は５００Ｖに制限される。以下の表は、非短絡モジュール電圧が特定のレベルにあるときに、いくつのモジュールが１つのサブストリングを短絡させる必要があるか（Ｎ_{ｓｈｏｒｔ}の列）を示している。例えば、モジュール電圧が４０Ｖであるとき、１６個のモジュールのうちの１１個のみがサブストリングを短絡させる必要がある。サブストリングを短絡させるモジュールの数は、モジュール電流が、３１Ｖにおいてモジュールがサブストリングを短絡させなくなるまで増加する（したがって、電圧が低下する）に伴って低減する。
表１：１６パネルストリングにおける閾値電圧の例。

この表は、Ｎ_{ｓｈｏｒｔ}＊Ｖ_{ｓｈｏｒｔ}＋（１６−Ｎ_{ｓｈｏｒｔ}）＊Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}が、５００Ｖ未満となるように、最小数Ｎ_{ｓｈｏｒｔ}を各行について計算することによって形成される。Ｖ_{ｍｏｄｕｌｅ}は、短絡されたサブストリングのない、モジュールの電圧である。Ｖ_{ｓｈｏｒｔ}は、１つのサブストリングが短絡している、モジュールの電圧であり、これは、短絡されたサブストリングのない、モジュールの値の２／３である。

表１は、非短絡モジュール電圧が、３０Ｖ〜４０Ｖの範囲であるときに、ストリングにより生成される正味電圧が、４８０Ｖ〜４９４Ｖの相対範囲内にあることを示している。この狭い範囲は、インバータの入力電圧の５００Ｖ制限の付近であり、よってインバータの電力点追跡は、より容易にしかし安全な電力及び電圧の制限内で、最大電力を引き出すことができる。

表１により記載される状況において、２つのモジュールが、３２Ｖの閾値Ｖ_ｔｈを持つように構成され、２つが３５Ｖの閾値を有し、各１つが、３３、３４、３６、３７、３８、３９、及び４０Ｖの閾値を有する。（モジュールが、４０Ｖよりも高い電圧を生成することができる場合、１６個のモジュールのグループのうちの残りの５つが、４１、４２、４３、４５、及び４６Ｖの短絡閾値を備えることができる）。

好適な閾値電圧のセットを有する太陽電池モジュールの集合を形成するために、様々な技術が使用され得る。モジュールごとの閾値電圧を設定する１つの手法は、モジュールが設備に設置されるときに、各モジュールについて閾値電圧を設定することである。これは、例えば、スイッチ（例えば、ＤＩＰスイッチ、又は回転スイッチ）により、又は不揮発性メモリ内に値を設定することにより達成することができる。別の実施形態において、装置は、ストリング内の全ての装置が同じ閾値を有する可能性が最小化されるように、特定の範囲内においてランダムなクリッピング閾値を有するように工場で校正されてもよい。更に別の実施形態において、装置は、多数の入力パラメータ（すなわち、電圧、温度、シリアル番号）に基づくハッシュ関数と同様に、起動時に自らのクリッピング閾値を生成することができる。

別の手法は、各モジュールがストリング内でその位置を見つけ、その位置に基づいて自らの閾値電圧を設定するものである。代表的な構成における、ストリング位置と閾値電圧との間の関係が、以下において、表２の実施例に示されている。この実施例は、表１の実施例において先に記載された閾値設定点を備える、モジュールの集合をもたらすであろう。
表２：ストリング内のモジュール位置に基づく閾値電圧の例

このセットを明示的に有することにより、例えば、スイッチにより、又は不揮発性メモリに位置を保存することにより、モジュールがストリング内のこれらの位置を見つけることが可能であり得る。あるいはモジュールは、隣のモジュールと、これらを接続する導体により通信することによってその位置を見つけることができる。例えば、電源投入時（及びその後定期的に）各モジュールはその負端子で受信し、その正端子で送信し得る。最初に、モジュールは「現時点」信号を送信する。予め決められた時間にわたり、「現時点」シンボルを検出することなく受信するモジュールは、当該モジュールが位置１にあるものと判定し、「位置１」を送信する。この送信を受信するモジュールは、これが位置２にあるものと判断し、「位置２」を送信する。これはストリング内で継続し、各モジュールは「位置Ｘ」を受信し、「位置Ｘ＋１」を送信する。一度、ストリング内での位置が見つかると、モジュールは、計算、又はルックアップテーブル（例えば、表２など）に基づいて、その閾値電圧を設定し得る。

この実施例において、モジュールは高い信頼性（繰り返されたいくつかの送信）でその位置を受信するまで、その閾値電圧を、これがモジュール１であるかのように、設定する。したがって、ストリング電圧は、位置発見プロセスの間、安全な低いレベルに維持されてもよい。このプロトコルにおいて、メッセージの受信に失敗すると、モジュールは低すぎる数で自らをナンバリングする結果となる。したがってモジュールは、その閾値電圧を、最適レベルよりも低く、保守的に設定する。したがって、通信の失敗が、安全な状態を生じ、ストリング電圧は制限内に留まる。

位置発見の更に別の実施例において、各モジュールは、共有の接地に対するその負極導体の電圧をモニタリングすることによって、その位置を見つけてもよい。

図９は、３つの部分的短絡光起電力モジュールを使用する、光起電力設備９００の一実施例を例示している。この実施例においては、設備９００は、３つの太陽電池モジュール９１０、９２０、９３０、及びインバータ９５０、並びにコンバイナボックス９６０を含む。モジュール９１０、９２０、９３０はそれぞれ、直列接続された複数の太陽電池を含む。コンバイナボックス９６０は、インバータ９５０に電力を供給するモジュール９１０、９２０、９３０それぞれを、選択的に接続又は切断するように構成されている。コンバイナボックス９６０が２つ以上のモジュールをインバータ９５０に接続するとき、それらのモジュールが並列に結線されるようにして、接続が形成される。したがって、コンバイナボックス９６０は、０、１つ、２つ、又は３つのモジュールから、インバータ９５０に供給するために選択的に電流を追加することができる。図９の実施例に示されるように、コンバイナボックス９６０は、それぞれ別個の基準、条件１、条件２、条件３に基づいてモジュール９１０、９２０、９３０を接続又は切断するように構成されている。これらの基準は、モジュールの１又は複数から受け取る電流、電圧、若しくは電力、又はこれらの組み合わせに基づくことがある。

コンバイナボックス９６０はしたがって、インバータに給電する太陽電池モジュールのアレイの利用可能な電流を低減させるために、太陽電池（又は太陽電池モジュール）の１又は複数の並列ストリングを追加又は排除することができる。コンバイナボックスは、電力削減を行うためにインバータがシステム電圧を増加させる必要がないように、適切な基準により構成され得る。

したがって、インバータ９５０におけるＭＰＰ追跡システム９５５は、電力過剰の状態を避けることを必要とせず、Ｉ−Ｖ曲線上のＭｐｐ点を単純に追跡するように構成され得る。この手法は、安全な電力最適化した動作点において動作するように、様々な状態において、インバータにより使用され得る。モジュールは通常、ストリングに直列で接続されるが、多くのより大きな設備において、これらのストリングの多くが、コンバイナボックス、又はインバータ（又は両方）において、並列で接続される。これらの位置において、ＤＣアレイから１又は複数のストリングを選択的に排除するために、図９に示されるように、電子スイッチ（ＦＥＴ、継電器、又は他の断路器）が使用されてもよい。１又は複数の並列ストリングを切断することにより、ＩＶ曲線全体が下方にシフトする効果が生じる。

コンバイナボックス９６０（又はストリングが並列である他の位置）は、電圧及び／又は電流を測定する制御ロジックを有し、適切な動作を行う（例えば、スイッチを開いてシステムからストリングを排除する、又はスイッチを閉じてシステムにストリングを挿入するなど）。この装置の制御は、完全にローカルであってもよく、又はインバータ９５０が挙げられるがこれらに限定されない、中央コントローラから制御されてもよい。例えば、コンバイナボックス９６０は、合計アレイ電流を測定し、この電流が閾値を上回っている場合はストリングを排除することがある。加えて、又は代わりに、コンバイナは、電圧を測定してもよい。このような状況において、コンバイナボックスは、インバータは電力を制限しようとするときに電圧を増加させ得るという想定に基づき得る。電圧が一定の閾値を上回る場合、コンバイナボックスはアレイからストリングを切断することによって、インバータに流れる電流及び電力を制限することができる。コンバイナボックスロジックは、アレイからストリングを切断するか、又は再接続するために、制御信号を出力する前に、例えば、電流及び電圧の両方など、多数の入力パラメータをとることもできる。

上記の技術は、これを使用しなければインバータが好適な安全な動作点を見つけられないような状況において使用され得る。他の状況において、いくつかの異なる基準に基づく部分的な短絡が、インバータが狭い範囲の動作点においてより効果的に動作するのを助けることがある。いくつかの装置が、他のものよりも先にクリッピング（部分的短絡）を開始できるようにすることにより、設備は、動作時間の大部分の間、好ましい範囲内の電圧を維持するように設計され得る。これらの好ましい範囲は、インバータ効率に関連し得るが、また、インバータの温度、インバータの電圧ストレス、又は他のパラメータを所望の範囲内に維持するためにも重要であり得る。

図１０は、太陽電池のセットにより生成される電圧を制限するための手順１０００の一実施例のフローチャートである。手順１０００は、太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを測定することにより、動作１０１０において開始する。性能メトリックには、太陽電池のセット、又は太陽電池の様々なサブセットにより生成される、電圧、電流、電力、又はこれらの組み合わせが挙げられ得る。動作１０１０は、温度、時刻、光の入射角度、及び他の要因など、環境要因を測定することを更に含み得る。性能メトリックは、動作１０２０において評価される。評価は、動作１０１０において確認された量が様々な基準を満たしたかどうかを、決定するために行われる。

動作１０２０において行われる評価の一例は、太陽電池、又は太陽電池のストリング、又は太陽電池モジュール、又は太陽電池モジュールのストリング、又は太陽電池の他の集合が、閾値電圧より高い（又は閾値以上の）電圧を生成しているかどうかを判定することである。閾値は、電池の集合により生成される電圧（又は、電力若しくは電流）を削減するために有用である、設定点として予備選択され得る。例えば、閾値は、過剰な電圧（又は過剰な電力若しくは電流）からインバータ又は他の負荷要素を保護することに関連し得る。

動作１０３０において、動作１０２０における評価に従い、第１基準が満たされたかどうかの判定が行われる。第１基準が満たされる一例は、モジュールのストリング内の第１モジュールが、第１閾値電圧、例えば、３２Ｖを超えて電圧を生成する状況である。

動作１０３５は、動作１０３０における判定が第１基準が満たされたことを確認した場合にのみ行われる。動作１０３５において、太陽電池のセットの第１サブセットが一時的に無効化される。例えば、動作１０３５は、第１モジュール内の太陽電池のストリングの１／３を短絡させ得る。他の実施例において、太陽電池は太陽電池を負荷、又は他の構成要素に接続する回路を開くことにより無効化され得る。

動作１０４０において、動作１０２０における評価に従い、第２基準が満たされたかどうかの判定が行われる。第２基準が満たされる一例は、モジュールのストリング内の第２モジュールが、第２閾値電圧、例えば、３３Ｖを超えて電圧を生成している状況である。

動作１０４５は、動作１０４０における判定が第２基準が満たされたことを確認した場合にのみ行われる。動作１０４５において、太陽電池のセットの第２サブセットが一時的に無効化される。例えば、動作１０４５は、第２モジュール内の太陽電池のストリングの１／３を短絡させ得る。他の実施例において、太陽電池は太陽電池を負荷又は他の構成要素に接続する回路を開くことにより無効化され得る。

動作１０５０において、動作１０２０における評価に従い、第１基準が満たされていないか（又は満たされなくなったか）の判定が行われる。第１基準が満たされない一例は、モジュールのストリング内の第１モジュールが、第３閾値電圧よりも低い電圧（例えば、（２／３）×３２Ｖ＝２１．３Ｖ）を生成する状況である。この実施例において、２／３という係数は、第１モジュール内の太陽電池のストリングの１／３が、動作１０３５において前に短絡された状況を反映している。第１基準が満たされない別の例は、モジュールのストリング内の第１モジュールが、双安定性を避けるために選択される、第３閾値電圧よりも低い電圧（例えば、０．９×（２／３）×３２Ｖ＝１９．２Ｖ）を生成している状況である。

動作１０５５は、動作１０５０における判定が第１基準が満たされていないことを確認した場合にのみ行われる。動作１０５５において、太陽電池のセットの第１サブセットが再有効化される。例えば、動作１０５５は、第１モジュール内の太陽電池のストリングの１／３を非短絡（un-short）させ得る。他の実施例において、太陽電池は太陽電池を負荷又は他の構成要素に接続する回路を閉じることにより再有効化され得る。

動作１０６０において、動作１０２０における評価に従い、第２基準が満たされていないか（又は満たされなくなったか）の判定が行われる。第２基準が満たされない一例は、モジュールのストリング内の第２モジュールが、第３閾値電圧よりも低い電圧（例えば、（２／３）×３３Ｖ＝２２Ｖ）を生成している状況である。この実施例において、２／３という係数は、第２モジュール内の太陽電池のストリングの１／３が、動作１０４５において前に短絡された状況を反映している。第２基準が満たされない別の例は、モジュールのストリング内の第２モジュールが、双安定性を避けるために選択される、第３閾値電圧よりも低い電圧（例えば、０．９×（２／３）×３３Ｖ＝１９．８Ｖ）を生成している状況である。

動作１０６５は、動作１０６０における判定が第２基準が満たされていないことを確認した場合にのみ行われる。動作１０６５において、太陽電池のセットの第２サブセットが再有効化される。例えば、動作１０６５は、第２モジュール内の太陽電池のストリングの１／３を非短絡させ得る。他の実施例において、太陽電池は太陽電池を負荷、又は他の構成要素に接続する回路を閉じることにより再有効化され得る。

手順１０００はその後、新しい測定を行うために、動作１０１０にループバックする。

様々な追加的、又は代替的動作が、手順１０００に含まれてもよい。例えば、動作１０４５における太陽電池のセットの第２サブセットの無効化が、太陽電池のセットの第１サブセットが既に無効化されている状況に制限されてもよい。

前に満たされた基準がもはや満たされていないかどうかの評価は、ヒステリシスの計算を含み得る（例えば、動作１０５０及び１０６０の例の中で記載された０．９の係数など）。あるいは、又は加えて、これらの評価は、有効化又は無効化の動作が現在行われているかどうか（例えば、性能メトリックに影響するであろういくつかの太陽電池が現在無効化されているかどうか）を記録するメモリを指すことがある。

様々な状況において、手順１０００は太陽電池がインバータ又は他の負荷から切断されるように、太陽電池に隣接する接続を短絡する（又は開く）ことによって、太陽電池を無効化し得る。電気的接続、又は切断は、ＦＥＴ、継電器、光学的に制御されるスイッチ、又は他の制御可能な電子スイッチ要素を使用して行われ得る。様々な用途において、手順１０００は、インバータ又は他の負荷要素を過剰な電圧（又は過剰な電流、若しくは過剰な電力）から保護するために使用され得、動作１０３０、１０４０、１０５０、１０６０において使用される基準は、このインバータ又は他の負荷要素の要件に合わせて調整され得る。

図１１は、コンピュータシステムの一実施形態のブロック図である。例えば、処理システム１１００は、先に記載された追跡器１５５、５５５、７５５、９５５、若しくはモジュール４００内の制御ユニット４５０、又はモジュール５１０、５２０、５３０、７１０、７２０、７３０、若しくはコンバイナボックス９６０内の他の制御ユニットのうちの１つの実施形態であり得る。処理システム１１００は、手順１１００などの手順を実施又は監視するために利用されてもよい。処理システム１１００は、通信バス１１０５によって一緒に接続された、プロセッサ１１１０及びメモリ１１２０を含み得る。プロセッサ１１１０は、単一のプロセッサ、又は一緒に動作する多数の個別のプロセッサであり得る。メモリ１１２０は、典型的にはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又は他の何らかの動的記憶装置であり、データベースデータ１１２６、及びプロセッサ（例えば、動作システム１１２２、及びアプリケーション１１２４）によって実行される命令を保存することができる。アプリケーション１１２４としては、分散アプリケーション（２つ以上のプロセッサ、及び／又は２つ以上のサーバにわたって設置される）、シングルホストアプリケーション、データベースサーバーアプリケーション、測定ルーチン、評価ルーチン、設定点ルックアップルーチン、設定点判定ルーチン、乱数発生器、ストリング内のモジュール位置を特定するためのルーチン、通信インターフェース、電子通知ツール、及び他のものが挙げられる。メモリ１１２０はまた、プロセッサ１１１０により命令を実行する間、テンポラリ変数、又は他の中間情報を保存するために使用され得る。

処理システム１１００は、処理システム１１００と外部構成要素との間の通信をもたらす、Ｉ／Ｏインターフェース１１５４を含み得る。様々な実現例において、処理システム１１００はまた、キーボード、マウス、若しくはタッチスクリーン１１５０などの入力装置と、ＵＳＢインターフェース１１５２と、グラフィック及びディスプレイ１１５６などの出力装置と、ハードディスク１１５８と、ＣＤ−ＲＯＭ１１６０と、例えば、通信バス１１０５によりプロセッサ１１１０と接続され得るリムーバブルフラッシュメモリカード１１７０とを含み得る。処理システム１１００はまた、図中に示されない多くの要素、例えば、追加的な記憶装置、通信装置、入力装置、及び出力装置などを含み得ることが、当業者には明らかである。

補足及び実施例。

実施例１はシステムである。システムは、１又は複数の太陽電池の第１セット、及び１又は複数の太陽電池の第２セットを含む複数の太陽電池を含む。システムは、太陽電池の第１セットが、第１の閾値電圧より高い電圧の電気を生成することに応答して、太陽電池の第１セットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている第１制御要素を含む。システムは、太陽電池の第２セットが、第２の閾値電圧より高い電圧の電気を生成することに応答して、太陽電池の第２セットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている第２制御要素を含む。第１閾値電圧及び第２閾値電圧は、少なくとも、複数の太陽電池に接続されたインバータの動作制限に基づく。

実施例２は、実施例１などのシステムである。更に、インバータは、スイッチングインバータであり、及び／又は第１閾値電圧及び第２閾値電圧は、少なくともインバータの入力電圧制限に基づいており、及び／又は第１閾値電圧は第２閾値電圧とは異なり、及び／又は第１制御要素はＦＥＴを含み、及び／又は太陽電池の第１セットは太陽電池モジュール内に含まれる。

実施例３は、更にインバータを含む、実施例１などのシステムである。

実施例４は、実施例１などのシステムである。更に、太陽電池の第１セットは、太陽電池の第２セットと直列で接続され、第１制御要素は、太陽電池の第１セットのサブセットと並列に接続されている。

実施例５は、実施例１などのシステムである。更に、第１制御要素は、太陽電池の第１セットと直列に接続され、第２制御要素は太陽電池の第２セットと直列に接続され、一連の第１制御要素及び太陽電池の第１セットが、一連の第２制御要素及び太陽電池の第２セットと並列に接続されている。

実施例６は、実施例１などのシステムである。更に、複数の太陽電池により生成される最大の制御された電力は、インバータの入力電力の安全な範囲内である。

実施例７は、実施例６などのシステムである。更に、複数の太陽電池の制御されていない最大電圧は、インバータの入力電圧の安全な範囲を超える。

実施例８は、実施例１などのシステムである。更に、複数の太陽電池は、１又は複数の太陽電池の追加的な複数のセットを含む。

実施例９は、実施例１などのシステムであり、追加的な複数の制御要素を含み、追加的な複数の制御要素のそれぞれは、太陽電池の追加的な複数のセットのうち対応する１つのセットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている。

実施例１０は方法である。方法は、少なくとも１つのインバータに連結されている太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを測定する段階を含む。方法は、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第１基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第１サブセットを無効化する段階を含む。方法は、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第２基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第２サブセットを無効化する段階を含む。

実施例１１は、太陽電池のセットの第２サブセットを無効化する段階が、更に、太陽電池のセットの第１サブセットが無効化されることに基づいている、実施例１０などの方法である。

実施例１２は、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第２基準を満たさないことに基づき、太陽電池のセットの第２サブセットを有効化する段階も含む、実施例１０などの方法である。実施例１２はまた、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第１基準を満たさないことに基づき、太陽電池のセットの第１サブセットを有効化する段階も含む。

実施例１３は、実施例１２などの方法である。更に、太陽電池のセットの第１サブセットを有効化する段階は、太陽電池のセットの第２サブセットが有効化されることに更に基づく。

実施例１４は、実施例１０などの方法である。更に、太陽電池のセットの第１サブセットを無効化する段階は、太陽電池のセットの第１サブセットを実質的に短絡させる段階を含む。

実施例１５は、実施例１０などの方法である。更に、太陽電池のセットの第２サブセットを無効化する段階は、太陽電池のセットの第２サブセットを、太陽電池のセットから実質的に切断する段階を含む。

実施例１６は、実施例１０などの方法である。更に、第１基準は、第１電圧が第１閾値レベルを超えていることを含む。第１電圧は、太陽電池のセットの第１サブセットを含む、第１モジュールにより生成される電圧である。第２基準は、第２電圧が第２閾値レベルを超えていることを含む。第２電圧は、太陽電池のセットの第２サブセットを含む、第２モジュールにより生成される電圧である。

実施例１７は、実施例１６などの方法である。更に、第１閾値レベルは、第１モジュールに記録される。第２閾値レベルは、第２モジュールに記録される。

実施例１８は、実施例１６などの方法である。更に、第１閾値レベル及び第２閾値レベルは、第１モジュールの、第２モジュールに対する接続配置に基づく。

実施例１９は、実施例１６などの方法である。更に、第１閾値レベル及び第２閾値レベルは、ランダムに生成された値である。

実施例２０は制御システムである。制御システムは、入力部及びプロセッサを含む。入力部は、少なくとも１つのインバータに連結されている太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを受け取るように構成されている。プロセッサは、１又は複数の性能メトリックを評価するように構成されている。プロセッサは、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第１の基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第１サブセットを無効化するように構成されている。プロセッサは、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第２の基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第２サブセットを無効化するように構成されている。

実施例２１は、内部に命令が保存された、非一時的な、機械によりアクセス可能な記憶媒体である。命令は、これらが機械で実行されると、機械に、少なくとも１つのインバータに接続された太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを測定させるように、構成されている。機械はまた、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第１基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第１サブセットを無効化させられる。機械はまた、少なくとも、１又は複数の性能メトリックが第２基準を満たすことに基づいて、太陽電池のセットの第２サブセットを無効化させられる。

上記の説明は、様々なシステム及び方法の１又は複数の実施形態を示す。これらの、及び他のいずれかの実施形態は、代表であり、限定するのではなく、本発明を例示することを意図されていることに留意すべきである。本発明は、様々な種類の技術及び技法に、広範に適用可能であるが、当業者は、本発明の可能な実施形態及び文脈の全てを、本開示に含めることが不可能であることを認識するであろう。

更に、当業者は、上記の動作、段階、及び他の操作の機能性の間の境界は、単に例示的なものであることを認識するであろう。いくつかの操作の機能性は、組み合わされて単一の操作とされてもよく、及び／又は単一の操作の機能性は、追加的な操作に分割されてもよい。更に、代替的な実施形態は、特定の操作の多数の例を含んでもよく、又は１又は複数の操作を排除してもよく、操作の順番は、様々な他の実施形態において変更されてもよい。当業者は、各特定の用途に応じて、様々な方法で記載された機能性を実施してもよいが、このような実施の決定は、本発明の趣旨又は範囲からの逸脱を生じるものとして解釈されるべきではない。

いくつかの実施形態によりもたらされ得るいくつかの利益及び利点は、先に記載された。これらの利益又は利点、及びこれらを生じさせ、又はより顕著にさせ得るいずれかの要素又は制限は、請求項のいずれか、又は全ての、重要であり、必要であり、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。本明細書において使用するとき、「含む」、「含んでいる」という用語、又はこれらのいずれかの他のバリエーションは、これらの用語に続く要素又は制限を、非排他的に含むものとして解釈されることが意図されている。先の記載は、特定の実施形態に言及しているが、実施形態は例示的なものであり、本発明の範囲は、これらの実施形態に限定されないことが理解されるべきである。上記の実施形態への多くのバリエーション、修正、追加、及び改善が可能である。

論理要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路素子（例えば、トランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタ、など）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体装置、チップ、マイクロチップ、チップセットなどが挙げられる。ソフトウェアの例としては、ソフトウェア構成要素、アプリケーション・プログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ファームウェア、サブルーチン、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）、若しくは他のもの、又はこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。

いくつかのシステム、又は補助システムは、例えば、機械、又は機械により実行されると、機械に、実施形態に従う方法及び／又は動作を実行させ得る、命令又は命令のセットを保存し得る有形のコンピュータ可読媒体若しくは物品を使用して、実施されてもよい。いくつかの実現例において、例えば、分散システム、マルチプロセッサアーキテクチャ、マルチコアアーキテクチャの、１又は複数の別個のコンピュータシステム、又は別個のプロセッサユニットにおいて、これらのプログラムの１又は複数のインスタンスが実行されてもよい。したがって、特定の装置、ソフトウェアプログラム、プロセス、又はエンティティによって実行されるものとして特定の段階が記載されたが、これは必須ではなく、様々な代替的な実現例が、当業者によって理解されるであろう。命令は、例えば、磁気媒体（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ）、半導体媒体（例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭ）、光学媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ）、若しくは他のもの、又はこれらの組み合わせなどの機械可読媒体に保存されてもよい。システムの１又は複数の態様は、プロセッサ内の様々なロジックを表す、機械可読媒体に保存される、代表的な命令を含んでもよく、これは機械に読み込まれると、機械に本明細書において記載される技術を実行するロジックを作成させる。ソフトウェアプログラムはまた、命令をエンコードする信号を伝達する通信媒体中に保持され得る。

本明細書において記載される様々な動作は、コンピューティングシステムのレジスタ及び／又はメモリ内に物理量（例えば、電子的）として示されるデータを、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、又は他のそのような情報を記憶、送信、若しくは表示する装置内の物理量として同様に示される他のデータに操作及び／又は変換する、電子計算装置によって実行される動作を含む。

本明細書において記載される様々な動作は、コンピューティングシステムのレジスタ及び／又はメモリ内に物理量（例えば、電子的）として示されるデータを、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、又は他のそのような情報を記憶、送信、若しくは表示する装置内の物理量として同様に示される他のデータに操作及び／又は変換する、電子計算装置によって実行される動作を含む。
［項目１］
複数の太陽電池であって、
１又は複数の太陽電池の第１セットと、
１又は複数の太陽電池の第２セットと、
上記１又は複数の太陽電池の第１セットが第１閾値電圧より高い電圧の電気を生成することに応答して、上記１又は複数の太陽電池の第１セットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている第１制御要素と、
上記１又は複数の太陽電池の第２セットが第２閾値電圧より高い電圧の電気を生成することに応答して、上記１又は複数の太陽電池の第２セットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている第２制御要素とを含み、上記第１閾値電圧及び上記第２閾値電圧は、少なくとも、上記複数の太陽電池に接続されているインバータの動作制限に基づいている、複数の太陽電池を備えるシステム。
［項目２］
上記インバータはスイッチングインバータであり、
上記第１閾値電圧及び上記第２閾値電圧は、少なくとも上記インバータの入力電圧制限に基づいており、
上記第１閾値電圧は、上記第２閾値電圧とは異なり、
上記第１制御要素は、電界効果トランジスタを含み、
上記１又は複数の太陽電池の第１セットは、太陽電池モジュールに含まれる、項目１に記載のシステム。
［項目３］
上記インバータを更に備える、項目１に記載のシステム。
［項目４］
上記１又は複数の太陽電池の第１セットは、上記１又は複数の太陽電池の第２セットと直列に接続されており、
上記第１制御要素は、上記１又は複数の太陽電池の第１セットの上記サブセットと並列に接続されている、項目１に記載のシステム。
［項目５］
上記第１制御要素は、上記１又は複数の太陽電池の第１セットと直列に接続されており、
上記第２制御要素は、上記１又は複数の太陽電池の第２セットと直列に接続されており、
一連の上記第１制御要素及び上記１又は複数の太陽電池の第１セットは、一連の上記第２制御要素及び上記１又は複数の太陽電池の第２セットと並列に接続されている、項目１に記載のシステム。
［項目６］
上記複数の太陽電池により生成される最大の制御された電力は、上記インバータの入力電力の安全な範囲内である、項目１に記載のシステム。
［項目７］
上記複数の太陽電池の制御されていない最大電圧は、上記インバータの入力電圧の安全な範囲を超える、項目６に記載のシステム。
［項目８］
上記複数の太陽電池は、
１又は複数の太陽電池の追加的な複数のセットを更に含む、項目１に記載のシステム。
［項目９］
追加的な複数の制御要素を備え、上記追加的な複数の制御要素のそれぞれは、上記１又は複数の太陽電池の追加的な複数のセットのうち対応する１つのセットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている、項目８に記載のシステム。
［項目１０］
少なくとも１つのインバータに接続されている太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを測定する段階と、
少なくとも上記１又は複数の性能メトリックが第１基準を満たすことに基づいて、上記太陽電池のセットの第１サブセットを無効化する段階と、
少なくとも上記１又は複数の性能メトリックが第２基準を満たすことに基づいて、上記太陽電池のセットの第２サブセットを無効化する段階とを備える方法。
［項目１１］
上記太陽電池のセットの上記第２サブセットを無効化する上記段階は、上記太陽電池のセットの上記第１サブセットが無効化されることに追加的に基づいている、項目１０に記載の方法。
［項目１２］
少なくとも上記１又は複数の性能メトリックが上記第２基準を満たさないことに基づいて、上記太陽電池のセットの上記第２サブセットを有効化する段階と、
少なくとも上記１又は複数の性能メトリックが上記第１基準を満たさないことに基づいて、上記太陽電池のセットの上記第１サブセットを有効化する段階とを更に備える、項目１０に記載の方法。
［項目１３］
上記太陽電池のセットの上記第１サブセットを有効化する段階は、上記太陽電池のセットの上記第２サブセットが有効化されることに追加的に基づいている、項目１２に記載の方法。
［項目１４］
上記太陽電池のセットの上記第１サブセットを無効化する段階は、上記太陽電池のセットの上記第１サブセットを実質的に短絡させる段階を含む、項目１０に記載の方法。
［項目１５］
上記太陽電池のセットの上記第２サブセットを無効化する上記段階は、上記太陽電池のセットの上記第２サブセットを上記太陽電池のセットから実質的に切断する段階を含む、項目１０に記載の方法。
［項目１６］
上記第１基準は、第１電圧が第１閾値レベルを超えていることを含み、上記第１電圧は、上記太陽電池のセットの上記第１サブセットを含む第１モジュールによって生成される電圧であり、
上記第２基準は、第２電圧が第２閾値レベルを超えていることを含み、上記第２電圧は、上記太陽電池のセットの上記第２サブセットを含む第２モジュールによって生成される電圧である、項目１０に記載の方法。
［項目１７］
上記第１閾値レベルは、上記第１モジュールに記録され、
上記第２閾値レベルは、上記第２モジュールに記録される、項目１６に記載の方法。
［項目１８］
上記第１閾値レベル及び上記第２閾値レベルは、上記第１モジュールの、上記第２モジュールに対する接続配置に基づいている、項目１６に記載の方法。
［項目１９］
上記第１閾値レベル及び上記第２閾値レベルは、ランダムに生成された値である、項目１６に記載の方法。
［項目２０］
少なくとも１つのインバータに接続された太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを受け取るように構成されている入力部と、
上記１又は複数の性能メトリックを評価し、
少なくとも上記１又は複数の性能メトリックが第１の基準を満たすことに基づいて、上記太陽電池のセットの第１サブセットを無効化し、
少なくとも上記１又は複数の性能メトリックが第２の基準を満たすことに基づいて、上記太陽電池のセットの第２サブセットを無効化するように構成されたプロセッサと、を含む制御システム。

Claims (20)

1. 複数の太陽電池であって、
   １又は複数の太陽電池の第１セットと、
   １又は複数の太陽電池の第２セットと、
   前記１又は複数の太陽電池の第１セットが第１閾値電圧より高い電圧の電気を生成することに応答して、前記１又は複数の太陽電池の第１セットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている第１制御要素と、
   前記１又は複数の太陽電池の第２セットが第２閾値電圧より高い電圧の電気を生成することに応答して、前記１又は複数の太陽電池の第２セットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている第２制御要素とを含み、前記第１閾値電圧及び前記第２閾値電圧は、少なくとも、前記複数の太陽電池に接続されているインバータの動作制限に基づいている、複数の太陽電池を備えるシステム。
2. 前記インバータはスイッチングインバータであり、
   前記第１閾値電圧及び前記第２閾値電圧は、少なくとも前記インバータの入力電圧制限に基づいており、
   前記第１閾値電圧は、前記第２閾値電圧とは異なり、
   前記第１制御要素は、電界効果トランジスタを含み、
   前記１又は複数の太陽電池の第１セットは、太陽電池モジュールに含まれる、請求項１に記載のシステム。
3. 前記インバータを更に備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記１又は複数の太陽電池の第１セットは、前記１又は複数の太陽電池の第２セットと直列に接続されており、
   前記第１制御要素は、前記１又は複数の太陽電池の第１セットの前記サブセットと並列に接続されている、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１制御要素は、前記１又は複数の太陽電池の第１セットと直列に接続されており、
   前記第２制御要素は、前記１又は複数の太陽電池の第２セットと直列に接続されており、
   一連の前記第１制御要素及び前記１又は複数の太陽電池の第１セットは、一連の前記第２制御要素及び前記１又は複数の太陽電池の第２セットと並列に接続されている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記複数の太陽電池により生成される最大の制御された電力は、前記インバータの入力電力の安全な範囲内である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記複数の太陽電池の制御されていない最大電圧は、前記インバータの入力電圧の安全な範囲を超える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記複数の太陽電池は、
   １又は複数の太陽電池の追加的な複数のセットを更に含む、請求項１に記載のシステム。
9. 追加的な複数の制御要素を備え、前記追加的な複数の制御要素のそれぞれは、前記１又は複数の太陽電池の追加的な複数のセットのうち対応する１つのセットのサブセットを実質的に無効化するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
10. 少なくとも１つのインバータに接続されている太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを測定する段階と、
    少なくとも前記１又は複数の性能メトリックが第１基準を満たすことに基づいて、前記太陽電池のセットの第１サブセットを無効化する段階と、
    少なくとも前記１又は複数の性能メトリックが第２基準を満たすことに基づいて、前記太陽電池のセットの第２サブセットを無効化する段階とを備える方法。
11. 前記太陽電池のセットの前記第２サブセットを無効化する前記段階は、前記太陽電池のセットの前記第１サブセットが無効化されることに追加的に基づいている、請求項１０に記載の方法。
12. 少なくとも前記１又は複数の性能メトリックが前記第２基準を満たさないことに基づいて、前記太陽電池のセットの前記第２サブセットを有効化する段階と、
    少なくとも前記１又は複数の性能メトリックが前記第１基準を満たさないことに基づいて、前記太陽電池のセットの前記第１サブセットを有効化する段階とを更に備える、請求項１０に記載の方法。
13. 前記太陽電池のセットの前記第１サブセットを有効化する段階は、前記太陽電池のセットの前記第２サブセットが有効化されることに追加的に基づいている、請求項１２に記載の方法。
14. 前記太陽電池のセットの前記第１サブセットを無効化する段階は、前記太陽電池のセットの前記第１サブセットを実質的に短絡させる段階を含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記太陽電池のセットの前記第２サブセットを無効化する前記段階は、前記太陽電池のセットの前記第２サブセットを前記太陽電池のセットから実質的に切断する段階を含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記第１基準は、第１電圧が第１閾値レベルを超えていることを含み、前記第１電圧は、前記太陽電池のセットの前記第１サブセットを含む第１モジュールによって生成される電圧であり、
    前記第２基準は、第２電圧が第２閾値レベルを超えていることを含み、前記第２電圧は、前記太陽電池のセットの前記第２サブセットを含む第２モジュールによって生成される電圧である、請求項１０に記載の方法。
17. 前記第１閾値レベルは、前記第１モジュールに記録され、
    前記第２閾値レベルは、前記第２モジュールに記録される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１閾値レベル及び前記第２閾値レベルは、前記第１モジュールの、前記第２モジュールに対する接続配置に基づいている、請求項１６に記載の方法。
19. 前記第１閾値レベル及び前記第２閾値レベルは、ランダムに生成された値である、請求項１６に記載の方法。
20. 少なくとも１つのインバータに接続された太陽電池のセットの１又は複数の性能メトリックを受け取るように構成されている入力部と、
    前記１又は複数の性能メトリックを評価し、
    少なくとも前記１又は複数の性能メトリックが第１の基準を満たすことに基づいて、前記太陽電池のセットの第１サブセットを無効化し、
    少なくとも前記１又は複数の性能メトリックが第２の基準を満たすことに基づいて、前記太陽電池のセットの第２サブセットを無効化するように構成されたプロセッサと、を含む制御システム。