JP5956596B2 - 光起電システム - Google Patents
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Description
この「概要」は、下記の「発明を実施するための形態」において詳述するコンセプトの主要部分を簡略化した形態で紹介するものである。この「概要」は、請求する主題事項の主要な特徴または本質的な特性を示すことも、請求する主題の範囲を決定する一助として使用されることも意図していない。
1つの例示的実施形態では、光起電システムは、多数の光起電モジュールおよびモジュール間バスを含む。各光起電モジュールは、第1端および第1端の反対側の第2端を画定する。各光起電モジュールは、多数の光起電セルおよび多数のコンバータを含む。各光起電セルにより生成されるエネルギーは、光起電セルを通って第2端に達する多数の経路を有する。コンバータは、第2端において光起電セルに電気的に結合されており、それにより各光起電セルにより生成されるエネルギーはコンバータのいずれにおいても受け取り可能である。モジュール間バスは、光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合されている。モジュール間バスは、出力を有する。各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、他のどの光起電モジュールとも無関係に出力において受け取り可能である。
図1は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された例示PVシステム100を示す。PVシステム100は、多数のPVモジュールまたはパネル(本出願では、「モジュール」)102およびモジュール間バス104を含む。任意選択的に、PVシステム100は、上記のほかに、多数のインバータ106および/または1個以上のエネルギー貯蔵装置108を含む。
一部の実施形態では、インバータ106は、種々のDC設定点を有する。たとえば、インバータ106のDC設定点は、0.1〜0.5ボルトまたは0.1ボルト未満または0.5ボルト超によるオフセットとすることができる。1つの例示的実施形態では、インバータ106の1つは、52.0ボルトのDC設定点を有し、別のインバータは52.5ボルトのDC設定点を有し、さらに別のインバータは53.0ボルトのDC設定点を有する。インバータ106が種々のDC設定点を有する場合、モジュール間バス104からインバータ106への配電は、DC設定点により決定される。たとえば、52.0ボルトなどの最低DC設定点を有するインバータ106は、モジュール間バス104上の電圧が52.0ボルトであるときに電力の取り込みを開始する。モジュール間バス104上の電圧が52.5ボルトなどの次のDC設定点に上昇したとき、次のDC設定点のインバータ106が電力の取り込みを開始する。以下同様である。
II.PVモジュール
図2は、本出願において記述される実施形態の少なくとも一部に従って準備された図1のPVシステム100に含まれ得る例示PVモジュール200を示す。たとえば、PVモジュール200は、図1のPVモジュール102の例示的実施形態である。図2の略図は、裏返したPVモジュール200の透視図である。図2は、任意に定義したX、Y、およびZ座標軸も含んでいる。種々の図全部においてこれらの座標を使用して一貫した座標系とする。以下の論考において、PVモジュール200(またはそのサブコンポーネント)の「上」または「前」はPVモジュール200(またはそのサブコンポーネント)の+Y側を指し、一方、「下部」または「裏」は−Y側を指す。
III.連続バックシート
図3Aは、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図2の連続バックシート206の実施形態206A、以下、「連続バックシート206A」の背面図である。図示実施形態では、連続バックシート206Aは、PVモジュール200の第1端202において連続バックシート206Aに機械的および電気的に結合されている地気ストリップ302を含んでいる。
図2〜図3Bのスロット304、タブ306、308、切り欠き310およびPVモジュール200の様相について、これから図4〜図5Cを参照しつつ説明する。図4は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図2の切断面4−4におけるPVモジュール200の第1端202の断面図を示している。図5A〜図5Cは、それぞれ、すべて本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図2のそれぞれの切断面5A−5A、5B−5Bおよび5C−5Cにおける図2のPVモジュール200の第2端204の断面図を示している。簡単にするために、アンダーマウント組立品210は、図5A〜図5Cから省いてある。
IV.アンダーマウント組立品
図6A〜図6Dは、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図2のPVモジュール200のアンダーマウント組立品210の実施形態を示している。より詳細には、図6Aは、アンダーマウント組立品210の分解図である。図6Bは、XY平面に平行な平面におけるアンダーマウント組立品210の一部の断面図である。図6Cは、YZ平面に平行な平面におけるアンダーマウント組立品210の断面図である。図6Dは、アンダーマウント組立品210の断面透視図である。
V.回路カード
図7は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図6A〜図6Dの回路カード610の例示的実施形態を示す。回路カードは、その上に配置される多数のコンバータ702を含む。コンバータ702は、図1のコンバータ116に対応し得る。コンバータ116およびその他のコンバータに関する詳細は、すでに上記した通りである。その詳細は、コンバータ702にも当てはまる。回路カード610は、その上に配置されるデジタル・コントローラ704、プラス・コネクタ706、1個以上のマイナス・コネクタ708、プラス端子710、およびマイナス端子712をさらに含む。任意選択的に、回路カード610は、測定回路714、保護継電器716、光継電器718、および無線周波数(RF)放射装置720をさらに含む。
VI.コンバータ
図9は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図7のコンバータ702の1つの実施形態の概略図である。コンバータ702のそれぞれは、同様に構成することができる。図9に示されているコンバータ702は、一部の実施形態に従って使用することができるコンバータの一例にすぎず、本発明を制限するものではない。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
[付記1]
光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第1端および前記第1端の反対側の第2端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第2端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第2端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーが複数のコンバータのいずれにおいても受け取り可能となる、複数のコンバータと、を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合され、かつ、1つの出力を有するモジュール間バスであって、各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、前記出力において前記複数の光起電モジュールの他のモジュールとは無関係に受け取り可能である、モジュール間バスと、
を含む、光起電システム。
[付記2]
前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、各行の前記光起電セルを互いに並列に電気的に結合する複数の導電行ストリップをさらに含み、かつ
前記複数の光起電セルを通って前記第2端に到る前記複数の経路が前記複数の導電行ストリップを含み、それにより、生成される電流が前記複数の導電行ストリップを通って、低性能および低照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを迂回し、かつ、比較的高い性能および高い照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを通って前記第2端に流れることができる、付記1に記載の光起電システム。
[付記3]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記複数の光起電セルのための地気面を含む連続バックシートをさらに含み、
前記連続バックシートが前記第1端の複数の光起電セルの第1サブセットと前記第2端の複数の光起電セルの第2サブセットとの間に電気的に結合され、
前記連続バックシートと前記第1端の複数の光起電セルの第1サブセットと間の第1端接続が、前記光起電モジュールの陽極を含み、
前記複数のコンバータと前記第2端の複数の光起電セルの第2サブセットと間の第2端接続が、前記光起電モジュールの陰極を含み、かつ
前記連続バックシートが前記陰極から前記陽極へのモジュール帰還電流を運ぶように構成される、付記1に記載の光起電システム。
[付記4]
前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、前記複数の行は、前記複数の光起電セルの第1サブセットを含む第1行と、前記複数の光起電セルの第2サブセットを含む最終行とを含み、かつ
前記第1端接続が、
前記第1端において前記連続バックシートに電気的および機械的に結合される地気ストリップと、
前記第1行の各光起電セルを前記地気ストリップに電気的および機械的に結合する複数の直列相互接続と、
を含む、付記3に記載の光起電システム。
[付記5]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第2端に機械的に結合される回路カードであって、その上に配置される前記複数のコンバータを含み、プラス・コネクタおよびマイナス・コネクタをさらに含む、回路カードと、
前記光起電モジュールの幅に沿って延びる内部バス・ストリップであって、
前記内部バス・ストリップは、前記複数の光起電セルの第2サブセットの光起電セルのそれぞれの陰極に結合され、かつ
前記内部バス・ストリップはタブを含み、前記タブは、前記内部バス・ストリップから前記連続バックシートに形成されたスロットを通って前記回路カードのプラス・コネクタに延びて、前記内部バス・ストリップを前記回路カードのプラス・コネクタに電気的に結合する、内部バス・ストリップと、
前記連続バックシートから前記回路カードのマイナス・コネクタに延びて、前記連続バックシートを前記回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合する1つ以上のタブと、
をさらに含む、付記3に記載の光起電システム。
[付記6]
前記連続バックシートから延びる前記1つ以上のタブが、前記回路カードを前記連続バックシートに地気接続し、前記1つ以上のタブは、
前記連続バックシートから一体として形成され、かつ、前記連続バックシートにより画定される平面に略垂直な平面に延びる一体タブ、または
前記連続バックシートに機械的および電気的に結合され、かつ、前記連続バックシートにより画定される前記平面に略垂直な平面に延びる個別タブ、
を含む、付記5に記載の光起電システム。
[付記7]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第2端に機械的に結合される回路カードと、
前記回路カード上に配置されるデジタル・コントローラと、
をさらに含み、
前記複数のコンバータが前記回路カード上に配置され、かつ
前記複数のコンバータが、それぞれ、他のコンバータに関係なく、前記デジタル・コントローラから前記複数のコンバータのそれぞれに到るイネーブル/パルス幅変調(PWM)ペア・ライン経由で前記デジタル・コントローラにより制御される、付記1に記載の光起電システム。
[付記8]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれのための前記複数のコンバータが対で動作し、
各動作の対が他の動作の対とずれた位相で動作し、かつ
対になった各コンバータが、対になった相手コンバータと180度の位相ずれで動作する、付記7に記載の光起電システム。
[付記9]
前記回路カードが、マイナス・コネクタおよびプラス・コネクタを含み、
前記複数のコンバータのそれぞれが、独立して電気的に前記プラス・コネクタに対応ヒューズを介して結合され、かつ
前記複数のコンバータの1つの有限抵抗短絡故障の場合に、前記デジタル・コントローラが
前記複数の光起電セルからのすべての電流を、前記複数のコンバータのうちの前記のもの経由で流して、対応するヒューズの開放を待ち、
前記ヒューズの開放に応じて、前記複数のコンバータのうちの少なくとも残りのコンバータを使用して平常動作を再開するように構成される、付記7に記載の光起電システム。
[付記10]
前記デジタル・コントローラが前記光起電モジュールにより生成されるエネルギーのみにより給電される、付記7に記載の光起電システム。
[付記11]
前記回路カードが、前記第2端において前記複数の光起電セルの行に電気的に結合されるプラス・コネクタを含み、
前記複数のコンバータが、前記回路カード上に隣接コンバータ間の間隔が3ミリメートル未満で一列に配置され、かつ
前記複数のコンバータのそれぞれが、前記プラス・コネクタから5〜10ミリメートルの範囲内で配置される、付記7に記載の光起電システム。
[付記12]
前記光起電モジュールのそれぞれの前記デジタル・コントローラが、
前記モジュール間バス上の電圧が最低閾値未満である場合に、容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているか否か決定するために充電電流を前記モジュール間バスにトリクルし、
容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているとの決定に応じて、前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えるまで前記モジュール間バスに対する充電電流のトリクルを継続し、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えたとき、保護継電器を閉じてゼロ電流スイッチングを確保し、前記保護継電器は前記モジュール間バスと前記回路カードの出力バスとの間に電気的に結合され、前記出力バスは前記複数のコンバータのそれぞれの出力に電気的に結合されており、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値と前記最低閾値より大きい中間閾値との間にある場合、最大電流モードで前記複数のコンバータを動作させ、
前記モジュール間バス上の電圧が前記中間閾値と前記最低閾値より大きい最高閾値との間にある場合、定電圧モードで前記複数のコンバータを動作させ、かつ
前記モジュール間バス上の電圧が前記最高閾値を超えるか、または前記最低閾値を下回る場合に前記保護継電器を開放する、
ように構成される、付記7に記載の光起電システム。
[付記13]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合され、かつ、前記回路カードに搭載される光信号光源をさらに含み、前記光信号光源は、それにより放射される光信号が前記対応する光起電モジュールの前部から見えるように搭載される、付記7に記載の光起電システム。
[付記14]
前記デジタル・コントローラが、前記光信号光源を動作させて状態情報を含む光信号を放射させるように構成される、付記13に記載の光起電システム。
[付記15]
前記状態情報が、前記対応する光起電モジュールに関する次の情報:電力および故障のコード、モジュール整理ID、詳細故障記録、累積エネルギー生産、温度、またはオン/オフサイクルの回数の少なくとも1つを含む、付記14に記載の光起電システム。
[付記16]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合される無線周波数(RF)放射装置をさらに含み、前記デジタル・コントローラが前記RF放射装置を動作させて前記複数の光起電モジュールのうちの他のモジュールおよび/または前記光起電システムに含まれるデータ収集装置に情報を送らせるように構成される、付記7に記載の光起電システム。
[付記17]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記回路カードを内蔵するアンダーマウント組立品をさらに含み、前記アンダーマウント組立品がハウジングを含み、前記ハウジングが、
本体と、
前記本体から延びて略同一平面に存在する複数の台座と、
を含み、
前記アンダーマウント組立品が、対応する光起電モジュールの連続バックシートに、前記連続バックシートと前記複数の台座との間に置かれる接着剤またはテープを使用して機械的に結合され、かつ
前記本体が、2つのスロットを画定し、前記2つのスロットを通じて2つの対応するライザーが前記本体に達し前記回路カードに電気的に結合する、付記7に記載の光起電システム。
[付記18]
各アンダーマウント組立品が、前記回路カードに熱的に結合される黒色カバーをさらに含み、
前記黒色カバーが、前記アンダーマウント組立品から熱エネルギーを消散させるために前記アンダーマウント組立品の外部に露出されている1つ以上の突起を含み、かつ
前記黒色カバーが、前記対応する光起電モジュールの枠を経由して熱を前記アンダーマウント組立品外へ消散させるために、前記枠と直接接触しているかまたは8ミリメートル以内に近接しているエッジを含む、付記17に記載の光起電システム。
[付記19]
前記2つのライザーのそれぞれが、
ネジ穴を画定するベースと、
前記ベースの反対側のC字形端部であって、前記C字形端部は上部および下部を含み、前記上部は絶縁貫通部材を含み、前記下部は固定部材を含み、前記上部は前記下部より前記ベースに近い、C字形端部と、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれの前記アンダーマウント組立品が、
前記本体の下部表面から延びる2つのネストであって、2つのネストのそれぞれは、前記本体と一体であるかまたは別の部分として本体に取り付けられ、2つのネストのそれぞれは、前記本体により画定される前記スロットのいずれか一方と連絡するスロットを画定し、各ライザーは、前記ネストの対応する一方に画定されたスロットおよび前記本体に画定された対応するスロットを通過する、2つのネストと、
2つのキャップであって、それぞれ、前記2つのネストの対応する一方に取り付けられる、2つのキャップと、
2つのネジであって、それぞれ、前記回路カードを前記ライザーの対応する一方に前記ライザーのベースに画定されたネジ穴により固定している、2つのネジと、
をさらに含み、
前記モジュール間バスが、2本のワイヤであって、それぞれ、15平方ミリメートル以上の断面積を有し、かつそれぞれ、絶縁ジャケットにより被覆されている、2本のワイヤを含み、
前記2本のワイヤのそれぞれが、前記2つのライザーのそれぞれのC字形端部内に、取付時に前記2本のワイヤから前記絶縁ジャケットを剥離することなく配置され、
前記2つのライザーのそれぞれの前記固定部材が取付時に固定されて、前記2本のワイヤの対応する一方を前記2つのライザーのそれぞれの絶縁貫通部材に固定し、それにより前記絶縁貫通部材が前記絶縁ジャケットに貫通し、かつ前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合し、
前記2つのライザーのそれぞれのC字形端部が前記2つのネストの対応する一方から延び、
前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合した後に、前記2つのキャップのそれぞれが前記2つのネストの対応する一方に取り付けられて前記2つのライザーのそれぞれのC字形端部および前記2本のワイヤのそれぞれの絶縁ジャケットが貫通された部分を前記ネストの対応する一方および前記キャップの対応する一方の中に密閉し、前記C字形端部と前記対応するワイヤとの間の対応する電気的接続を環境汚染から保護する、付記17に記載の光起電システム。
[付記20]
前記複数のコンバータのそれぞれが、[(V_out−V_in)/V_out−0.05]<D<0.75の範囲内のデューティ・サイクルDで動作し、ここで、V_outおよびV_inは、対応するコンバータの出力電圧および入力電圧である、付記1に記載の光起電システム。
[付記21]
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記モジュール間バスへの出力電流または前記モジュール間バスからの入力電流を測定するように構成される測定回路と、
前記測定に基づいて、前記出力電流と前記入力電流との間のずれを監視すること、および、前記出力電流が一定の限界を超えたときに出力電流を制限することの少なくともいずれか一方を行うように構成されるデジタル・コントローラと、
をさらに含む、付記1に記載の光起電システム。
[付記22]
光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第1端および前記第1端の反対側の第2端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第2端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第2端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーは前記複数のコンバータのいずれによっても受け取り可能となる、複数のコンバータと、
を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールが並列に電気的に接続されるように前記複数の光起電セルのそれぞれに電気的に結合されるモジュール間バスと、
前記モジュール間バスに電気的に結合される複数のインバータであって、それにより各光起電モジュールにより生成されるエネルギーが前記複数のインバータのいずれによっても受け取り可能となる、複数のインバータと、
を含む、光起電システム。
[付記23]
前記モジュール間バスが、前記複数の光起電モジュールのそれぞれが電気的に結合される連続無中断ワイヤを含む、付記22に記載の光起電システム。
[付記24]
1つ以上のエネルギー貯蔵装置が、前記モジュール間バスに並列に接続される、付記22に記載の光起電システム。
[付記25]
前記複数のインバータのそれぞれのDC設定点およびAC削減ならびに前記1つ以上のエネルギー貯蔵装置の充電の現状に基づいて、電流が前記モジュール間バスおよび前記複数のインバータの1つ以上を通って、
前記複数のインバータのそれぞれが結合される多相AC電力グリッドのいずれかまたはすべての相から前記1つ以上のエネルギー貯蔵装置へ、または
前記1つ以上のエネルギー貯蔵装置から前記多相AC電力グリッドのいずれかまたはすべての相へ流れる、付記24に記載の光起電システム。
[付記26]
前記複数のインバータのそれぞれが、3相AC電力グリッドのいずれかまたは3相すべてとさらに結合されるように構成される、付記22に記載の光起電システム。
[付記27]
前記複数のインバータが3個のインバータを含み、かつ、前記3個のインバータのそれぞれが3相AC電力グリッドの別々の相にY結線またはデルタ結線により結合される、付記22に記載の光起電システム。
[付記28]
前記3個のインバータのそれぞれが異なるDC設定点およびAC削減を有し、それにより動作中に電流が、
前記3相AC電力グリッドの異なる相へ、または、
前記モジュール間バスを経由して前記モジュール間バスに並列に結合されている1つ以上のエネルギー貯蔵装置へ、または、
前記1つ以上のエネルギー貯蔵装置から前記モジュール間バスを経由して、あるいはその組み合わせたものへ選択的に流れる、付記27に記載の光起電システム。
[付記29]
前記3個のインバータのそれぞれが異なるDC設定点を有し、それにより動作中に電流が、
前記3相AC電力グリッドの1つ以上の相から比較的高いDC設定点の前記複数のインバータの1つ以上を通って前記モジュール間バスへ、および
前記モジュール間バスから比較的低いDC設定点の前記複数のインバータの1つ以上を通って前記3相AC電力グリッドの1つ以上の他の相へ流れる、付記27に記載の光起電システム。
[付記30]
前記複数のインバータのそれぞれが、1つ以上の基準に基づいて選択的に停止または起動される、付記22に記載の光起電システム。
[付記31]
前記複数のインバータが通信的に相互に結合され、かつ、相互に通信して前記複数のインバータのそれぞれのDC設定点およびAC削減を含むインバータ固有設定を協調調整するように構成される、付記22に記載の光起電システム。
Claims (19)
- 光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第1端および前記第1端の反対側の第2端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第2端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第2端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーが複数のコンバータのいずれにおいても受け取り可能となる、複数のコンバータと、を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合され、かつ、1つの出力を有するモジュール間バスであって、各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、前記出力において前記複数の光起電モジュールの他のモジュールとは無関係に受け取り可能である、モジュール間バスと、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記複数の光起電セルのための地気面を含む連続バックシートをさらに含み、
前記連続バックシートが前記第1端の複数の光起電セルの第1サブセットと前記第2端の複数の光起電セルの第2サブセットとの間に電気的に結合され、
前記連続バックシートと前記第1端の複数の光起電セルの第1サブセットと間の第1端接続が、前記光起電モジュールの陽極を含み、
前記複数のコンバータと前記第2端の複数の光起電セルの第2サブセットと間の第2端接続が、前記光起電モジュールの陰極を含み、かつ
前記連続バックシートが前記陰極から前記陽極へのモジュール帰還電流を運ぶように構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第2端に機械的に結合される回路カードであって、その上に配置される前記複数のコンバータを含み、共に回路カードの前面に配置されるプラス・コネクタおよびマイナス・コネクタをさらに含む、回路カードと、
前記光起電モジュールの幅に沿って延びる内部バス・ストリップであって、
前記内部バス・ストリップは、前記複数の光起電セルの第2サブセットの光起電セルのそれぞれの陰極に結合され、かつ
前記内部バス・ストリップはタブを含み、前記タブは、前記内部バス・ストリップから前記連続バックシートに形成されたスロットを通って前記回路カードの前面に配置されているプラス・コネクタまで延びて、前記内部バス・ストリップを前記回路カードのプラス・コネクタに電気的に結合する、内部バス・ストリップと、
前記連続バックシートから前記回路カードの前面に配置されているマイナス・コネクタまで延びて、前記連続バックシートを前記回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合する1つ以上のタブと、
をさらに含む、光起電システム。 - 前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、各行の前記光起電セルを互いに並列に電気的に結合する複数の導電行ストリップをさらに含み、かつ
前記複数の光起電セルを通って前記第2端に到る前記複数の経路が前記複数の導電行ストリップを含み、それにより、生成される電流が前記複数の導電行ストリップを通って、低性能および低照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを迂回し、かつ、比較的高い性能および高い照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを通って前記第2端に流れることができる、請求項1に記載の光起電システム。 - 前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、前記複数の行は、前記複数の光起電セルの第1サブセットを含む第1行と、前記複数の光起電セルの第2サブセットを含む最終行とを含み、かつ
前記第1端接続が、
前記第1端において前記連続バックシートに電気的および機械的に結合される地気ストリップと、
前記第1行の各光起電セルを前記地気ストリップに電気的および機械的に結合する複数の直列相互接続と、
を含む、請求項1に記載の光起電システム。 - 前記連続バックシートから延びる前記1つ以上のタブが、前記回路カードを前記連続バックシートに地気接続し、前記1つ以上のタブは、
前記連続バックシートから一体として形成され、かつ、前記連続バックシートにより画定される平面に略垂直な平面に延びる一体タブ、または
前記連続バックシートに機械的および電気的に結合され、かつ、前記連続バックシートにより画定される前記平面に略垂直な平面に延びる個別タブ、
を含む、請求項1に記載の光起電システム。 - 前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記回路カード上に配置されるデジタル・コントローラをさらに含み、前記複数のコンバータが、前記デジタル・コントローラから前記複数のコンバータのそれぞれに到る1つ以上の制御ライン経由で前記デジタル・コントローラにより制御される、請求項1に記載の光起電システム。
- 前記複数の光起電モジュールのそれぞれのための前記複数のコンバータが対で動作し、
各動作の対が他の動作の対とずれた位相で動作し、かつ
対になった各コンバータが、対になった相手コンバータと180度の位相ずれで動作する、請求項5に記載の光起電システム。 - 前記複数のコンバータのそれぞれが、独立して電気的に前記プラス・コネクタに対応ヒューズを介して結合され、かつ
前記複数のコンバータの1つが短絡故障した場合に、前記デジタル・コントローラが
前記複数の光起電セルからのすべての電流を、前記複数のコンバータのうちの前記のもの経由で流して、対応するヒューズの開放を待ち、
前記ヒューズの開放に応じて、前記複数のコンバータのうちの少なくとも残りのコンバータを使用して平常動作を再開するように構成される、請求項5に記載の光起電システム。 - 前記デジタル・コントローラが前記光起電モジュールにより生成されるエネルギーのみにより給電される、請求項5に記載の光起電システム。
- 前記回路カードが、前記第2端において前記複数の光起電セルの行に電気的に結合されるプラス・コネクタを含み、
前記複数のコンバータが、前記回路カード上に隣接コンバータ間の間隔が3ミリメートル未満で一列に配置され、かつ
前記複数のコンバータのそれぞれが、前記プラス・コネクタから5〜10ミリメートルの範囲内で配置される、請求項5に記載の光起電システム。 - 前記光起電モジュールのそれぞれの前記デジタル・コントローラが、
前記モジュール間バス上の電圧が最低閾値未満である場合に、容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているか否か決定するために充電電流を前記モジュール間バスにトリクルし、
容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているとの決定に応じて、前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えるまで前記モジュール間バスに対する充電電流のトリクルを継続し、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えたとき、保護継電器を閉じてゼロ電流スイッチングを確保し、前記保護継電器は前記モジュール間バスと前記回路カードの出力バスとの間に電気的に結合され、前記出力バスは前記複数のコンバータのそれぞれの出力に電気的に結合されており、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値と前記最低閾値より大きい中間閾値との間にある場合、最大電流モードで前記複数のコンバータを動作させ、
前記モジュール間バス上の電圧が前記中間閾値と前記最低閾値より大きい最高閾値との間にある場合、定電圧モードで前記複数のコンバータを動作させ、かつ
前記モジュール間バス上の電圧が前記最高閾値を超えるか、または前記最低閾値を下回る場合に前記保護継電器を開放する、
ように構成される、請求項5に記載の光起電システム。 - 前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合され、かつ、前記回路カードに搭載される光信号光源をさらに含み、前記光信号光源は、それにより放射される光信号が前記対応する光起電モジュールの前部から見えるように搭載される、請求項5に記載の光起電システム。
- 前記デジタル・コントローラが、前記光信号光源を動作させて状態情報を含む光信号を放射させるように構成される、請求項11に記載の光起電システム。
- 前記状態情報が、前記対応する光起電モジュールに関する次の情報:電力および故障のコード、モジュール整理ID、詳細故障記録、累積エネルギー生産、温度、またはオン/オフサイクルの回数の少なくとも1つを含む、請求項12に記載の光起電システム。
- 前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合される無線周波数(RF)放射装置をさらに含み、前記デジタル・コントローラが前記RF放射装置を動作させて前記複数の光起電モジュールのうちの他のモジュールおよび/または前記光起電システムに含まれるデータ収集装置に情報を送らせるように構成される、請求項5に記載の光起電システム。
- 前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記回路カードを内蔵するアンダーマウント組立品をさらに含み、前記アンダーマウント組立品がハウジングを含み、前記ハウジングが、
本体と、
前記本体から延びて略同一平面に存在する複数の台座と、
を含み、
前記アンダーマウント組立品が、対応する光起電モジュールの連続バックシートに、前記連続バックシートと前記複数の台座との間に置かれる接着剤またはテープを使用して機械的に結合され、かつ
前記本体が、2つのスロットを画定し、前記2つのスロットを通じて2つの対応するライザーが前記本体に達し前記回路カードに電気的に結合する、請求項5に記載の光起電システム。 - 各アンダーマウント組立品が、前記回路カードに熱的に結合される黒色カバーをさらに含み、
前記黒色カバーが、前記アンダーマウント組立品から熱エネルギーを消散させるために前記アンダーマウント組立品の外部に露出されている1つ以上の突起を含み、かつ
前記黒色カバーが、前記対応する光起電モジュールの枠を経由して熱を前記アンダーマウント組立品外へ消散させるために、前記枠と直接接触しているかまたは8ミリメートル以内に近接しているエッジを含む、請求項15に記載の光起電システム。 - 前記2つのライザーのそれぞれが、
ネジ穴を画定するベースと、
前記ベースの反対側のC字形端部であって、前記C字形端部は上部および下部を含み、前記上部は絶縁貫通部材を含み、前記下部は固定部材を含み、前記上部は前記下部より前記ベースに近い、C字形端部と、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれの前記アンダーマウント組立品が、
前記本体の下部表面から延びる2つのネストであって、2つのネストのそれぞれは、前記本体と一体であるかまたは別の部分として本体に取り付けられ、2つのネストのそれぞれは、前記本体により画定される前記スロットのいずれか一方と連絡するスロットを画定し、各ライザーは、前記ネストの対応する一方に画定されたスロットおよび前記本体に画定された対応するスロットを通過する、2つのネストと、
2つのキャップであって、それぞれ、前記2つのネストの対応する一方に取り付けられる、2つのキャップと、
2つのネジであって、それぞれ、前記回路カードを前記ライザーの対応する一方に前記ライザーのベースに画定されたネジ穴により固定している、2つのネジと、
をさらに含み、
前記モジュール間バスが、2本のワイヤであって、それぞれ、15平方ミリメートル以上の断面積を有し、かつそれぞれ、絶縁ジャケットにより被覆されている、2本のワイヤを含み、
前記2本のワイヤのそれぞれが、前記2つのライザーのそれぞれのC字形端部内に、取付時に前記2本のワイヤから前記絶縁ジャケットを剥離することなく配置され、
前記2つのライザーのそれぞれの前記固定部材が取付時に固定されて、前記2本のワイヤの対応する一方を前記2つのライザーのそれぞれの絶縁貫通部材に固定し、それにより前記絶縁貫通部材が前記絶縁ジャケットに貫通し、かつ前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合し、
前記2つのライザーのそれぞれのC字形端部が前記2つのネストの対応する一方から延び、
前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合した後に、前記2つのキャップのそれぞれが前記2つのネストの対応する一方に取り付けられて前記2つのライザーのそれぞれのC字形端部および前記2本のワイヤのそれぞれの絶縁ジャケットが貫通された部分を前記ネストの対応する一方および前記キャップの対応する一方の中に密閉し、前記C字形端部と前記対応するワイヤとの間の対応する電気的接続を環境汚染から保護する、請求項15に記載の光起電システム。 - 前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記モジュール間バスへの出力電流または前記モジュール間バスからの入力電流を測定するように構成される測定回路と、
前記測定に基づいて、前記出力電流と前記入力電流との間のずれを監視すること、および、前記出力電流が一定の限界を超えたときに出力電流を制限することの少なくともいずれか一方を行うように構成されるデジタル・コントローラと、
をさらに含む、請求項1に記載の光起電システム。 - 光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第1端および前記第1端の反対側の第2端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第2端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第2端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーが複数のコンバータのいずれにおいても受け取り可能となる、複数のコンバータと、を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合され、かつ、1つの出力を有するモジュール間バスであって、各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、前記出力において前記複数の光起電モジュールの他のモジュールとは無関係に受け取り可能である、モジュール間バスと、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記複数の光起電セルのための地気面を含む連続バックシートをさらに含み、
前記連続バックシートが前記第1端の複数の光起電セルの第1サブセットと前記第2端の複数の光起電セルの第2サブセットとの間に電気的に結合され、
前記連続バックシートと前記第1端の複数の光起電セルの第1サブセットと間の第1端接続が、前記光起電モジュールの陽極を含み、
前記複数のコンバータと前記第2端の複数の光起電セルの第2サブセットと間の第2端接続が、前記光起電モジュールの陰極を含み、かつ
前記連続バックシートが前記陰極から前記陽極へのモジュール帰還電流を運ぶように構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第2端に機械的に結合される回路カードであって、その上に配置される前記複数のコンバータを含み、共に回路カードの前面に配置されるプラス・コネクタおよびマイナス・コネクタをさらに含む、回路カードと、
前記光起電モジュールの幅に沿って延びる内部バス・ストリップであって、
前記内部バス・ストリップは、前記複数の光起電セルの第2サブセットの光起電セルのそれぞれの陰極に結合され、かつ
前記内部バス・ストリップはタブを含み、前記タブは、前記内部バス・ストリップから前記連続バックシートに形成されたスロットを通って前記回路カードの前面に配置されているプラス・コネクタまで延びて、前記内部バス・ストリップを前記回路カードのプラス・コネクタに電気的に結合する、内部バス・ストリップと、
前記連続バックシートから前記回路カードの前面に配置されているマイナス・コネクタまで延びて、前記連続バックシートを前記回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合する1つ以上のタブと、
前記回路カード上に配置されるデジタル・コントローラであって、前記複数のコンバータが、前記デジタル・コントローラから前記複数のコンバータのそれぞれに到る1つ以上の制御ライン経由で前記デジタル・コントローラにより制御される、デジタル・コントローラと、
を含み、
前記光起電モジュールのそれぞれの前記デジタル・コントローラが、
前記モジュール間バス上の電圧が最低閾値未満である場合に、容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているか否か決定するために充電電流を前記モジュール間バスにトリクルし、
容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているとの決定に応じて、前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えるまで前記モジュール間バスに対する充電電流のトリクルを継続し、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えたとき、保護継電器を閉じてゼロ電流スイッチングを確保し、前記保護継電器は前記モジュール間バスと前記回路カードの出力バスとの間に電気的に結合され、前記出力バスは前記複数のコンバータのそれぞれの出力に電気的に結合されており、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値と前記最低閾値より大きい中間閾値との間にある場合、最大電流モードで前記複数のコンバータを動作させ、
前記モジュール間バス上の電圧が前記中間閾値と前記最低閾値より大きい最高閾値との間にある場合、定電圧モードで前記複数のコンバータを動作させ、かつ
前記モジュール間バス上の電圧が前記最高閾値を超えるか、または前記最低閾値を下回る場合に前記保護継電器を開放する、
ように構成される、光起電システム。
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