JP6838110B2 - 電場を複数の太陽パネルに印加する方法及びシステム - Google Patents
電場を複数の太陽パネルに印加する方法及びシステム Download PDFInfo
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Description
電圧信号の第1の構成要素を選択された光起電デバイスに印加するステップであって、第1の構成要素は、選択された光起電デバイスにわたり外部電場を生成するオン状態を表す、第1の構成要素を印加するステップと、
電圧信号の第2の構成要素であって、オフサイクルを表す第2の構成要素を選択された光起電デバイスに印加するステップと
を含む。
上記第2の構成要素を選択された光起電デバイスに印加するステップと同時に、第2の構成要素を第2の選択された光起電デバイスに印加するステップと
を更に含む。
電圧パルサを選択された光起電デバイスに結合できるようにするステップと、
電圧パルサによって生成される電圧信号であって、選択された光起電デバイスにわたり外部電場を生成する第1の状態と、オフサイクルを表す第2の状態とを有する電圧信号を選択された光起電デバイスに印加するステップと
を含む。
スイッチの第1のポートを選択された光起電デバイスに結合できるようにするステップと、
スイッチの第2のポートを、選択された光起電デバイスによって駆動される負荷に結合できるようにするステップと、
スイッチの第3のポートを電圧源に結合できるようにするステップであって、スイッチは、選択された光起電デバイスと電圧源との間に電流路を提供する第1の位置及び選択された光起電デバイスと負荷との間に電流路を提供する第2の位置で動作することができる、第3のポートを電圧源に結合できるようにするステップと、
電圧源によって生成される電圧信号であって、スイッチが第1の位置にあるとき、選択された光起電デバイスにわたり外部電場を生成する第1の状態と、スイッチが第2の位置にあるとき、電圧源と負荷との間に電気的絶縁を提供する第2の状態とを有する電圧信号を選択された光起電デバイスに印加するステップと
を含む。
第2のスイッチの第1のポートを第2の選択された光起電デバイスに結合できるようにするステップと、
第2のスイッチの第2のポートを、選択された光起電デバイス及び第2の選択された光起電デバイスによって駆動される前記負荷に結合できるようにするステップと、
第2のスイッチの第3のポートを電圧源に結合できるようにするステップであって、第2のスイッチは、第2の選択された光起電デバイスと電圧源との間に電流路を提供する第1の位置及び第2の選択された光起電デバイスと負荷との間に電流路を提供する第2の位置において動作することができる、電圧源に結合できるようにするステップと、
電圧源によって生成された電圧信号を選択された光起電デバイス及び第2の選択された光起電デバイスの両方に同時に印加するステップであって、スイッチ及び第2のスイッチが第1の位置にある場合、第1の状態は、選択された光起電デバイス及び第2の選択された光起電デバイスの両方にわたり外部電場を生成し、スイッチ及び第2のスイッチが第2の位置にある場合、第2の状態は、電圧源と負荷との間に電気的絶縁を提供する、印加するステップと
を更に含む。
式1中、VPは、太陽パネル10の電圧出力であり、kは構成でのk番目のパネルである。印加外部電圧VAPPと式1の最小/最大印加電圧との関係が維持される限り、スイッチ55は、太陽パネル10にわたり電場250を効率的に印加することができる。
Claims (49)
- 光起電デバイスの効率を高めるシステムであって、
電圧源手段と、
前記電圧源手段と結合するための第1のポート、および、光起電デバイスと結合するための第2のポートを有し、正の大きさを有する電圧パルスを印加して、前記光起電デバイスによって生成される出力電流および/または出力電力を増大する電場を生成する第1のモードと、前記増大した出力電流または出力電力を負荷に提供する第2のモードを、交互で行うように構成された切り換え手段とを、
含むシステム。 - 前記電圧源手段が、前記切り換え手段に電圧信号を供給し、前記切り換え手段が、供給された前記電圧信号を電圧パルスとして前記電場を生成する、請求項1に記載のシステム。
- 前記電圧信号が、直流電圧信号、交流電圧信号、パルス電圧信号、または、周期的電圧信号を含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記電圧信号が、100〜500ボルトの範囲の大きさ、20KHz〜200KHzの範囲の周波数、5μ秒〜50μ秒の範囲の周期、0.1〜10%の公称デューティサイクル、またはこれらの組み合わせを有する、請求項2または3に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、少なくとも1つの単極双投スイッチを含む、請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記電圧源手段と少なくとも部分的に集積されている、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記電場を生成するために、複数の電圧パルスを印加する、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記電圧パルスが、同一の大きさを有する、請求項7に記載のシステム。
- 前記電圧パルスの周波数、前記電圧パルスの大きさ、前記電圧パルスの周期、前記電圧パルスの反復率、前記電圧パルスのデューティサイクル、前記電圧パルスの持続時間、またはこれらの組み合わせを調整する、制御手段をさらに含む、請求項1〜8のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記制御手段が、前記電圧パルスの周波数を20KHzと200KHzとの間の周波数範囲で、前記電圧パルスの大きさを100Vと500Vとの間の大きさ範囲で、前記電圧パルスの周期を5マイクロ秒と50マイクロ秒との間の周期範囲で、前記電圧パルスのデューティサイクルを0.1%と10%との間のデューティサイクル範囲で、前記電圧パルスの持続時間を10ナノ秒と2000ナノ秒との間の持続時間範囲で、またはこれらの組み合わせを調整する、請求項9に記載のシステム。
- 前記制御手段が、前記周波数、前記大きさ、前記周期、前記反復率、前記デューティサイクル、前記持続時間、またはこれらの組み合わせを、負荷の条件に少なくとも部分的に基づいて、調整する、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記制御手段が、前記電圧源手段、前記切り替え手段、またはその両者に、少なくとも部分的に集積されている、請求項9〜11のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1のモードと前記第2のモードとの切り換え周波数、前記第1のモードの第1の持続時間、前記第2のモードの第2の持続時間、前記第1のモードと前記第2のモードのデューティサイクル、前記第1のモードの第1の反復率、前記第2のモードの第2の反復率、またはこれらの組合せを調整する、別の制御手段を更に含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記別の制御手段が、前記切り換え周波数を20KHzと200KHzとの間の周波数範囲で、前記第1の持続時間を10ナノ秒と2000ナノ秒との間の持続時間範囲で、前記第2の持続時間を10ナノ秒と2000ナノ秒との間の持続時間範囲で、前記電圧パルスのデューティサイクルを0.1%と10%との間のデューティサイクル範囲で、またはこれらの組み合わせを、調整する、請求項13に記載のシステム。
- 前記別の制御手段が、少なくとも部分的に、前記電圧源手段、前記切り換え手段、または、その両方と集積されている、請求項13または14に記載のシステム。
- 前記切り換え手段の前記第2のポートが、複数の光起電デバイスと結合されており、前記切り換え手段が、前記正の大きさを有する前記電圧パルスを印加して、複数の前記光起電デバイスによって生成された出力電流および/または出力電力を増大させる前記電場を生成する第1のモードと、前記増大した出力電流および/または出力電力を前記負荷に提供する第2のモードとを、切り換えるように構成されている、請求項1〜15のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記複数の光起電デバイスのうちの少なくとも2つに、前記電圧信号を同時に印加する、請求項16に記載のシステム。
- 前記複数の光起電デバイスが、直列デバイス構成、並列デバイス構成、またはこれらの組み合わせで、配置されている、請求項16または17に記載のシステム。
- 第2の光起電デバイスと結合するための第2のポートを有する第2の切り換え手段をさらに含み、
前記第2の切り換え手段が、第2の電圧信号を印加して、前記第2の光起電デバイスによって生成された出力電流および/または前記第2の光起電デバイスにより生成された出力電力を増大させる、第2の電場を生成する第1のモードと、前記第2の光起電デバイスにより生成された増大した前記出力電流および/または出力電力を、第2の負荷に提供する第2のモードとを、切り換えるように構成されている、請求項1〜18のうちのいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第2の電圧信号が、正の大きさを有する電圧パルスを含む、請求項19に記載のシステム。
- 前記第2の電圧信号が、複数の電圧パルスを含む、請求項19または20に記載のシステム。
- 前記第2の電圧信号が、前記第2の光起電デバイスにより生成された出力電圧に重ねられる、請求項19〜21のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2の切り換え手段が、前記電圧源手段と結合するための第1のポートを有し、前記第2の電場を生成するために、前記電圧源手段により供給された前記第2の電圧信号を印加する、請求項19〜22のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 第2の電圧源手段を更に含み、前記第2の切り換え手段が、前記第2の電圧源手段と結合するための第1のポートを有し、前記第2の電場を生成するために、前記第2の電圧源手段により供給された前記第2の電圧信号を印加する、請求項19〜22のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段を活性化して前記電圧パルスを前記光起電デバイスに印加し、前記第2の切り換え手段を活性化して前記第2の電圧信号を前記第2の光起電デバイスに印加するための更なる制御手段をさらに含む、請求項19〜24のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記更なる制御手段が、前記切り換え手段および前記第2の切り換え手段を順次活性化する、請求項25に記載のシステム。
- 前記更なる制御手段が、前記切り換え手段および前記第2の切り換え手段を同時に活性化する、請求項25または26に記載のシステム。
- 前記第2の負荷が、前記負荷から少なくとも部分的に分離されている、請求項19〜27のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段の前記第1のモードにおいて前記負荷においての電圧降下を緩和するための、エネルギー貯蔵デバイスを更に含む、請求項1〜28のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記エネルギー貯蔵デバイスが、キャパシタ、インダクタ、バッテリ、または、これらの組み合わせを含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記エネルギー貯蔵デバイスが、前記切り換え手段の前記第2のモードにおいて前記光起電デバイスにより生成された前記出力電流および/または前記出力電力を貯蔵する、請求項29または30に記載のシステム。
- 前記エネルギー貯蔵デバイスが、前記切り換え手段の前記第1のモードにおいて貯蔵された出力電力および/または貯蔵された出力電流を経由して、前記負荷を駆動する、請求項31に記載のシステム。
- 前記エネルギー貯蔵デバイスが前記負荷を駆動しているときに、無線周波数領域において、前記負荷を前記光起電デバイスから電気的に分離するためのチョーク手段をさらに含む、請求項29〜32のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記チョーク手段が、キャパシタ、インダクタ、バッテリ、または、これらの組み合わせを含む、請求項33に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、隣接する前記第1のモードの間では、前記第2のモードで動作する、請求項1〜34のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記所定の時間間隔の間、前記電圧源回路から何も電圧信号を供給しないように動作する、請求項35に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記光起電デバイスと前記負荷の間で、第2モードで、電流経路を提供する、請求項1〜36のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記光起電デバイスが、前記負荷を、前記第2のモードの前記電流経路で駆動する、請求項37に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記電圧源手段と前記光起電デバイスの間に、前記第1のモードにおいて、電流経路を提供する、請求項1〜38のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段の前記第2のポートが、前記光起電デバイスの1以上の既存の電極と結合される、請求項39に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記電圧源手段により供給された電圧信号を、前記光起電デバイスに、前記第1のモードの前記電流経路を経由して、供給する、請求項39または40に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記光起電デバイスの構造的な変更を伴わないで、前記光起電デバイスに、前記電圧信号を印加する、請求項41に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記電圧源手段と前記光起電デバイスの間の前記電流経路を前記第2のモードで、切断する、請求項39〜42のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記電圧信号を印加して、前記光起電デバイスにわたって前記電場を生成する、請求項1〜43のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記負荷が、前記光起電デバイスにより生成された前記出力電流および/または前記出力電力を交流電力または電流に変換する、請求項1〜44のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記負荷が、インバータを含む、請求項45に記載のシステム。
- 前記電圧パルスが、前記光起電デバイスにより生成された出力電圧に重ねられている、
請求項1〜46のうちのいずれか1項に記載のシステム。 - 前記切り換え手段が、前記負荷に結合し、前記第2のモードにおいて、増大された前記出力電流および/または増大された前記出力電力を供給するための第3のポートを有する、請求項1〜47のうちのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記切り換え手段が、前記負荷に結合するための第3のポートを有し、前記切り換え手段の前記第2のポートが、前記第3のポートと結合することにより、前記負荷に増大された前記出力電流および/または増大された前記出力電力を連続的に供給するように構成されている、請求項1〜48のうちのいずれか1項に記載のシステム。
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