KR20100058617A - 태양광발전 전하 감소 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

태양광발전 전하 감소 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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잭 에이. 길모어
에릭 세이무어
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어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드
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Abstract

태양광발전 어레이상의 전하 축적을 감소시키기 위한 시스템, 방법 및 장치가 기술된다. 1 실시예에서, 상기 방법은, 태양광발전 어레이의 일부가 그라운브 전위 위에서 동작하도록 태양광발전 어레이의 일부를 배치하는 단계; 태양광발전 어레이로 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계로서, 태양 에너지가 전기 에너지로 변환되는 동안 태양광발전 어레이의 일부가 태양광발전 어레이의 일부의 표면 상에 전하를 축적하도록 미리 배치되는, 단계; 및 그라운드 전위 위에서 동작하는 태양광발전 어레이의 일부의 표편 상의 전하 축적을 감소시키는 단계를 포함한다.

Description

태양광발전 전하 감소 장치, 시스템 및 방법{PHOTOVOLTAIC CHARGE ABATEMENT DEVICE, SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 태양 에너지를 전기 에너지로 보다 효율적으로 변환하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
태양광발전(photovoltaic: PV) 장치를 사용하여 광에너지를 전기 에너지로 변환하는 것은 오랜 시간 동안 알려져 왔으며 이들 태양광발전 장치는 주거용, 상업용, 산업용으로 증가하여 실시되고 있다. 비록 이들 태양광발전 장치에 대한 개발 및 개선이 지난 수년에 걸쳐 그들의 효율을 향상시키기 위해 행해지고 있으나, 태양광발전 장치의 효율은 태양광발전 장치의 경제적 실용가능성을 지속하기 위해 여전히 중요한 관심사이다.
태양광발전 모듈들은, 모듈이 어스 그라운드에 대해 높은 포지티브 전압으로 동작하게 하도록 그라운드에 결합된 PV의 네가티브 리드에 공통적으로 접속된다. 그러나, 이 형태의 구성에 있어서, 모듈의 "표면 분극(surface polarization)"이 야기될 수 있다는 것이 발견되었다. 표면 분극은 전형적으로 태양전지의 표면에 정전하(static charge)의 축적을 일으킨다.
어떤 태양 패널에 있어서, 전지들의 전면(front surface)은 하전될 수 있는 재료로 코팅된다. 이 층은 전계효과 트랜지스터의 게이트와 흡사하게 행해진다. 태양전지의 표면에서의 부 전하(negative charge)는 정공-전자 재결합을 증가시킨다. 이것이 일어나면, 표면 분극은 전지의 출력 전류를 감소시킨다.
표면 분극은 모듈이 높은 포지티브 전압에서 동작될 때 일어날 수 있다. 모듈이 어스 그라운드에 대해 포지티브 전압으로 동작되면, 예컨대, 모듈의 셀로부터 그라운드로 미소한 누설 전류가 흐를 수도 있다. 그 결과, 시간의 경과에 따라, 부전gk가 셀의 전면에 잔존할 수 있다. 그리고, 이 부 전하는 셀의 저층으로부터 정공들이 전자와 재결합하는 전면으로 정 전하(positive charge)(정공)를 흡인하며, 정공들은 모듈의 포지티브 정션에 집중하는 대신 소실된다. 그 결과, 셀에 의해 생성되는 전류가 감소된다.
비록 모듈은 표면 분극을 방지하기 위해 그라운드에 대해 네가티브 전압으로 동작될 수도 있으나, 이 형태의 구조는, 태양광발전 어레이의 일부(전형적으로는 어레이의 1/2)가 바이폴라 인버터의 이용 시 그라운드 전위 위에서 동작되기 때문에 바이폴라 인버터, 또는 부유 어레이를 갖는 인버터들이 이용되지 않도록 한다. 또한, 바이폴라 인버터는 전류의 로스를 감소시키는 보다 높은 전압에서 동작될 수 있기 때문에 바이폴라 인버터는 전형적으로 부분적으로 모노폴라 인버터들보다 효율적이다. 따라서, 태양광발전 모듈의 전하 축적의 유해한 영향을 접하지 않고 태양광발전 모듈과 관련하여, 바이폴라 인버터, 또는 부유 어레이를 갖는 인버터들을 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 것이 요망된다.
본 발명의 예시적 실시예를 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 이들 및 다른 실시예는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란에 상세히 기술된다. 그러나, 발명의 요약이나 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기술된 형태에 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 당업자는 특허청구범위에 명시된 바와 같이 발명의 정신 및 관점 내에 들어가는 많은 변형예, 등가물 및 대안적 구성들이 있다는 것을 이해할 것이다. 예시적 실시예에서, 본 발명은 태양광발전 어레이의 포지티브 레일에 결합하도록 구성된 제1 입력과 태양광발전 어레이의 제2 레일에 결합하도록 구성된 제2 입력을 포함하는 태양광발전 인버터를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 인버터는 제1 및 제2 입력에 결합되고, 이 인버터는 태양광발전 어레이로부터의 DC 파워를 AC파워로 변환하도록 구성된다. 파워 서플라이는 그라운드 전위에 대해 네가티브 전위를 인가하도록 구성되고, 제3 입력은 실질적으로 포지티브 전위에 있는 태양광발전 어레이의 일부에 결합하도록 구성된다. 그리고, 스위치는, 실질적으로 포지티브 전위에 있는 태양광발전 어레이의 일부가 네가티브 전위에 위치될 수 있도록 상기 제3 입력에 네가티브 전압을 결합하도록 구성된다.
다른 실시에에서, 본 발명은, 태양광발전 어레이의 일부가 그라운브 전위 위에서 동작하도록 태양광발전 어레이의 일부를 배치하는 단계; 및 태양광발전 어레이로 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계를 포함하고, 태양 에너지가 전기 에너지로 변환되는 동안 태양광발전 어레이의 일부가 태양광발전 어레이의 일부의 표면 상에 전하를 축적하도록 미리 배치되는 방법으로 특정될 수 있다. 그리고, 이 실시에에서, 전하 축적은 그라운드 전위 위에서 동작하는 태양광발전 어레이의 일부의 표면상에서 감소된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 상층 및 저층을 포함하고, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기에 적합한 에너지 변환부; 상기 에너지 변환부에 결합된 포지티브 리드; 상기 에너지 변환부에 결합된 네가티브 리드; 및 상기 포지티브 리드의 전위만큼 적어도 포지티브인 전위에 결합시, 도체가 상기 에너지 변환부 내 상층으로부터 멀리 포지티브 전하를 밀어낼 수 있도록 상기 에너지 변환부에 근접하여 배치된 도체를 포함하는 태양광발전 모듈로 특정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 실시예 및 구체예들은 단지 예시적일 뿐이다. 수많은 다른 실시예, 구체예 및 발명의 상세 구성이 이하의 설명 및 특허청구범위 내에서 당업자에 의해 용이하게 구현될 것이다.
본 발명의 각종 목적과 이점 및 보다 완전한 이해를 위해 첨부 도면을 참조하여 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위와 관련하여 이하에 상세히 설명한다.
도1은 배전 시스템의 예시적 실시예를 나타낸 블록도이다.
도2는 도1에 나타낸 전하 감소부가 네가티브 파워 서플라이에 의해 실현되는 예시적 실시예를 나타낸 블록도이다.
도3은 도1에 나타낸 전하 감소부가 네가티브 파워 서플라이에 의해 적어도 부분적으로 실현되는 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.
도4는 도1에 나타낸 전하 감소부가 하전된 도체에 의해 적어도 부분적으로 실현되는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.
도5는 도1에 나타낸 전하 감소부가 하전된 도체에 의해 적어도 부분적으로 실현되는 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.
도6은 태양광발전 모듈의 예시적 실시예의 부분 절결도이다.
도7은 하전된 도체를 포함하는 예시적 태양광발전 조립체를 나타낸 개략도이다.
도8은 도4 및 도5에 나타낸 하전된 도체가 태양광발전 모듈의 표면 상에 배치된 하전된 도체에 의해 실현되는 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이다.
도9는 도1-8을 참조하여 기술된 하나 이상의 실시예들과 관련하여 행해질 수 있는 예시적 방법을 나타낸 흐름도이다.
도면을 참조하면, 여러 도면에 걸쳐 유사한 부재들이 동일한 참조 부호로 표시되어 있고, 특히 도1을 참조하면, 전하 감소부(104) 및 인버터(108) 모두에 결합된 태양광발전 어레이(102)를 포함하는 배전 시스템(100)을 나타내는 블록도이다.
일반적으로, 태양광발전 어레이(102)는 태양 에너지를 DC 전력으로 변환하고, 그 DC 전력을 인버터(108)에 인가하며, 인버터는 DC 파워를 AC 파워(예컨대, 3상 전력)으로 변환한다. 이 실시예에서 전하 감소부(104)는 태양광발전 어레이(102)의 하나 이상의 모듈의 표면상에 축적될 수 있는 전하(예컨대, 부전하)의 악영향을 경감시키도록 구성된다.
많은 실시예에서, 전하 감소부(104)는 이 전하 감소부(104)가 제 위치에 있지 않을 경우 태양광발전 어레이가 통상적으로 축적하는 표면 전하량을 감소시킨다. 어떤 실시예에서, 예컨대 전하 감소부(104)는, 제1 위치에 있는 태양광발전 어레이(102)의 하나 이상의 모듈의 표면에 유해한 전하가 생성되지 않도록 한다. 또한 다른 실시예에서, 전하 감소부(104)는 태양광발전 어레이(102)의 하나 이상의 모듈의 표면에 축적된 전하를 제거 또는 감소시킨다.
도1에 나타낸 블록도는 단지 논리적일 뿐이라는 것을 인식해야할 것이다. 예컨대, 어떤 구체에에서 전하 감소부(104)는 인버터(108) 내에 수용되며, 다른 구체예에서 전하 감소부(104)는 인버터 및 어레이(102)와 하드웨어의 별도의 피스로서 실현된다. 또 다른 실시예에서 전하 감소부(104)는 태양광발전 어레이(102)와 관련하여(예컨대, 어레이 102와 통합되거나 또는 그에 근접하여) 실시된다.
후술되는 바와 같이, 어떤 실시예에서 태양광발전 어레이(102)는 바이폴라 어레이이고, 이들 실시예의 많은 것에 있어서 태양광발전 어레이(102)의 적어도 일부는 그라운드에 대해 포지티브 전압에서 동작하도록 배치된다. 그러나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고, 다른 실시예에서는 태양광발전 어레이(102)는 다른 변형예에서 그라운드보다 실질적으로 높은 전압에서 동작하는 모노폴라 어레이이다.
또한, 당업자는 태양광발전 어레이(102)가 각종의 다른 구성으로 배치되는 각종 다른 형태의 태양광발전 셀들을 포함할 수도 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 태양광발전 셀들은 병렬, 직렬 또는 이들의 결합으로 배치될 수도 있다. 그리고, 인버터는 각종 인버터들에 의해 실현될 수도 있다. 어떤 실시예에서, 예컨대, 인버터는 바이폴라 인버터(예컨대, 콜로라도, 포트 콜린스의 어드밴스드 에너지 인코포레이티드에 의한 상표명 SOLARON으로 판매되는 인버터)이나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고, 다른 실시예에서 인버터(108)는 당업자에 잘 알려진 하나 이상의 각종 모노폴라 인버터에 의해 실현된다.
다음, 도2에는 도1에 나타낸 전하 감소부(104)가 네가티브 파워 서플라이(206)를 포함하는 예시적 실시예를 나타낸 블록도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 태양광발전 어레이(202)는 인버터(208)의 하우징(214) 내에 놓이는 파워 서플라이(206)에 스위치(212)를 통해 결합된다. 또한, 태양광발전 어레이(202)는 또한, 태양광발전 어레이(202)로부터의 DC 파워를 AC 파워(예컨대, 3상 AC 파워)로 변환하도록 구성되는 DC/AC 변환 모듈에 결합된다.
비록 요망되지는 않으나, 이 실시예의 태양광발전 어레이(202)는 그라운드 전위 또는 그 부근에 있는 노드에 결합된 제1 부분(214) 및 제2 부분(216)을 포함하는 바이폴라 어레이이다. 따라서, 태양광발전 어레이(202)의 상기 제1 부분(214)은 그라운드 전위 위에서 동작하고 상기 태양광발전 어레이(202)의 제2 부분(216)은 그라운드 전위 밑에서 동작한다. 많은 실시예에서, 상기 태양광발전 어레이(202)의 제1 및 제2 부분(214 및 216)은 직렬, 병렬 또는 이들의 결합으로 배치될 수도 있는 수개의 태양광발전 모듈을 포함한다.
동작에 있어서, 태양광발전 어레이(202)가 인버터(208)에 전원을 인가하기 시작하기 전(예컨대, 해가 뜨기 전)에, 네가티브 전압(예컨대, -600 VDC)이 파워 서플라이(206)에 의해 스위치(212)를 통해 태양광발전 어레이(202)의 포지티브 리드에 인가된다. 이와 같이, 태양광발전 어레이(102)의 모듈의 표면상에 축적된 부전하가 일소되어 어레이(202)가 그의 공칭 효율로 동작할 수 있도록 한다.
따라서, 태양광발전 어레이(102)가 태양 에너지를 DC 전기 에너지로 변환하기 시작하면(예컨대, 일출시), 태양광발전 어레이는 부 전하 축적에 의한 것보다 효율적으로 파워를 제공한다. 어떤 실시예에서, 밤에 인가된 부전압에 의해 태양광발전 어레이(102)의 모듈 표면에 흡인되는 정전하의 축적으로 인해 일몰 경의 잔류 전하는 여전히 포지티브이다.
많은 실시예에서, 일단 태양광발전 어레이(202)가 더 이상 파워를 생성하지 않으면(예컨대, 태양이 졌을 때), 태양광발전 어레이(202)로부터 전하를 일소하기 위해 태양광발전 어레이(202)의 포지티브 리드에 네가티브 전압이 재차 인가된다. 이와 같이, 태양광발전 어레이(202)의 하나 이상의 모듈의 표면에서 일소된 임의의 감소된 정 전하가 제거되거나 또는 실질적으로 감소되며, 태양광발전 어레이(102)는 향상된 효율로 동작한다.
제3도는 도1에 나타낸 전하 감소부(104)가 네가티브 파워 서플라이(306)에 의해 적어도 부분적으로 실현되는 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 이 실시예는 도2를 참조하여 기술한 실시예와 유사하나, 이 실시예의 파워 서플라이(306)는 인버터(308)에 외부적으로 배치되어, 예컨대 파워 서플라이(306)가 이미 사용된 인버터와 관련하여 사용될 수도 있도록(예컨대, 파워 서플라이 306이 리트로피트로서 실시될 수 있도록) 한다. 동작에 있어서, 이 실시예의 파워 서플라이(306)는 태양광발전 어레이(202)로부터 전하를 일소하도록 파워 서플라이(206)와 실질적으로 동일하게 동작한다.
도4를 참조하면, 도1에 나타낸 전하 감소부(104)가 하전된 도체(440)에 의해 적어도 부분적으로 실현되는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 도체(440)는 태양광발전 어레이(402)의 포지티브 리드에 결합되고 그라운드(418)에 대해 포지티브 전압으로 동작하는 태양광발전 어레이(404)의 제1 부분(414)의 하나 이상의 모듈 표면에`근접하여 배치된다. 따라서, 도체(440)의 정전하는 통상적으로 모듈의 표면에 흡인되어 필연적으로 포지티브 정션에 모인 정공들을 추방한다. 따라서, (셀의 전면상에 잔류하는 부 전하와 재결합하는 정공으로 인해) 통상적으로 경험하는 전류 감소가 감소된다.
도5를 참조하면, 도1에 나타낸 전하 감소부가 하전된 도체(550)에 의해 적어도 부분적으로 실현되는 또 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 이 실시예는 도4를 참조하여 기술한 실시예와 유사하나, 하전된 도체(550)가 태양광발전 어레이(502)의 포지티브 리드로부터 분리된 포지티브 전위(552)에 결합된다. 1 실시예에서, 포지티브 전위는 1000 VDC이나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고, 다른 실시예에서 도체에 인가되는 포지티브 전위는 하나 이상의 다른 전압(예컨대, 500 VDC)이다.
도6을 참조하면 태양광발전 모듈(600)의 예시적 실시예의 부분 절결도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 이 실시예는 각각 도4 및 도5를 참조하여 기술한 도체(440,550)가, 프레임(604)과 모듈(600)의 웨이퍼(606) 사이에 개재된 도전성 링(602)(예컨대, 가드 링)에 의해 실현된다. 도시된 바와 같이, 이 실시예의 웨이퍼는 정션(622)에서 만나는 상층(618)(예컨대, P형 재료)과 저층(620)(예컨대 N형 재료)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 프레임(604)은 절연체(608)(예컨대, 고무)에 결합되고 링(602)은 절연체(608)와, 웨이퍼(606)를 둘러싸는 에틸 비닐 아세테이트(EVA) 사이에 개재된다.
이 실시예에서, 태양 에너지(612)는 유리층(614) 및 EVA(610)를 통해 웨이퍼(606)에 전해지나, 링(602)의 포지티브 전위는 EVA(610)를 통해 또는, EVA(610) 상에 정 전하를 위치시키도록 유리 커버(614)의 내측 또는 외측면 상에 전해지며, 이는 통상적으로 저층(620)으로부터 상층(618)으로 흡인되어 정 전하들이 상층(618)의 표면(616)에 또는 그 부근의 부전하와의 재결합에 의해 소실되는 대신 저층(620)의 콜렉팅 정션으로 다시 안내되는 정 전하를 추방한다.
비록 도6에는 도시되지 않았으나, 1 실시예에서 리드가 링에 결합되고 절연체(608)를 통해 배치되어 링(602)이 포지티브 전위(예컨대, 전위 552)에 결합되도록 한다. 다른 실시예에서, 링은 모듈의 포지티브 리드에 도통가능하게 결합된다. 비록 필요하지는 않으나, 어떤 실시예에서 링은 EVA(610)의 원주부 둘레에 위치되고 절연체(608)에 의해 프레임(604)과 분리되는 도전성 테이프(예컨대, 알루미늄, 주석도금 구리, 및/또는 납)으로 실현된다.
다음 도7을 참조하면, 모듈(702)들 간에 개재되면서 각 모듈(702)을 둘러싸도록 배치된 하전 도체(704)와 태양광발전 모듈(702)의 모임을 포함하는 태양광발전 조립체(700)를 나타낸 개략도이다. 이 실시예에서, 도4 및 도5를 참조하여 기술된 도체(440, 550)는 하전된 도체(704)에 의해 실현되며, 이에 따라, 1 실시예에서, 상기 하전 도체(704)는 모듈의 모임으로부터의 포지티브 리드에 결합되고, 다른 실시예에서 하전된 도체는 별도의 포지티브 전위(예컨대, 전위 552)에 결합된다.
도8을 참조하면, 도4 및 도5를 참조하여 기술한 도체(440,550)가, 전류 수반 콜렉션 전극(도시되지 않음)으로부터 절연되고 모듈(800)의 표면상에 배치된 하전 도체(802)에 의해 실현되는 또 다른 실시예의 개략도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 도체(802)는 모듈(800)의 표면 주위에 배치된 연결 선형 도체의 모임을 포함한다. 어떤 실시예에서, 도체(802)는 유리층(예컨대 유리층 614)과 EVA층(예컨대 EVA층 610) 사이에 위치된다. 다른 실시예에서, 도체(802)는 (예컨대, 증착에 의해) 웨이퍼의 표면상에 위치된다. 또 다른 실시예에서, 도체(802)는 유리층(614)의 내면상에 투명 도전층에 의해 실현된다. 이들 실시예는 단지 예시적이나, 도체(802)는 모듈(800) 내의 각종 위치에 배치될 수 있으며, 또한 도체(802)는 각종 구조적 패턴으로 배치될 수도 있다.
도9를 참조하면, 도1-8을 참조하여 기술된 하나 이상의 실시예들과 관련하여 행해질 수 있는 예시적 방법을 나타낸 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 태양광발전 어레이의 일부가 그라운드 전위 위에서 동작하도록 배치된다(블록 902, 904). 어떤 실시예에서, 전체 어레이(예컨대, 모노폴라 어레이)가 그라운드 전위 위에서 동작(예컨대 어레이는 부극성으로 접지)되며, 다른 실시예에서, 어레이의 제1 부분이 부극성으로 접지되고 어레이의 제2 부분이 정극성으로 접지되어 어레이의 제1 부분이 그라운드 전위 위에서 동작하고 어레이의 제2 부분이 그라운드 전위 아래에서 동작하도록 한다(예컨대 바이폴라 어레이).
다음, 도9에 나타낸 바와 같이, 태양 에너지는 태양광발전 어레이에 의해 전기 에너지로 변환된다(블록 906). 상기한 바와 같이, 많은 태양광발전 모듈은 그라운드 전위 위에서 동작 시 모듈의 표면상에 전하(예컨대, 부전하)를 축적하기 위해 미리배치되며, 이는 모듈의 효율 저하를 유도한다. 전하 축적의 악양향을 경감시키기 위해, 태양광발전 모듈의 표면 상의 전하의 축적이 감소된다(블록 908, 910).
도2 및 도3을 참조하여 기술된 바와 같이, 어떤 실시예에서 전하의 축적은 어레이로부터 임의의 축적된 부전하를 제거하기 위해 어레이가 분리(offline) 되는 동안 네가티브 파워 서플라이에 태양광발전 어레이의 포지티브 리드를 결합함으로써 감소된다. 또한 어떤 구체예에서, 네가티브 전위가 어레이상에 정 전하를 축적하기 위해 이용됨으로써, 후속 동작시 어레이가 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 때, 동작 시의 어떤 부 전하 축적이, 상당한 양의 전하가 네가티브 전위의 전제조건 없이 동작 시 위치되는 어레이상에 축적되는 시간량에 대해 실질적으로 지연되도록 된다. 더욱이, 다른 실시예에서, 전날 밤 동안 축적된 포지티브 전하의 일부가 일몰 경에 모듈의 표면에 여전히 잔존한다.
도4-8을 참조하여 기술된 다른 실시예에서, 어레이의 표면의 부 전하와의 결합으로부터 모듈의 저부로부터 비롯되는 정전하의 양을 감소시키거나 방지하기 위해 어레이의 표면에 근접하여 포지티브 전위를 위치시킴으로써 모듈의 표면에서의 전하 축적의 악영향이 경감된다.
결론적으로, 본 발명은, 무엇보다도, 태양광발전 어레이의 동작을 향상시키기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 당업자는 본 발명에 있어서 많은 변경예와 대안이, 상기 실시예에 의해 달성된 것과 실질적으로 동일한 결과를 얻기 위해 그의 사용 및 그의 구성들을 제작될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 예시적 형태에 제한되지 않는다. 많은 변형예, 개조 및 대안 구성이 특허청구범위에 기재된 발명의 개념 및 정신 내에 들어간다. 예컨대, 또 다른 실시예는 도2-8에 도시된 실시예들 중 하나 이상을 채용한다. 예컨대 많은 실시예들에 있어서, 어레이에 축적될 수 있는 부전하를 제거하기 위해 네가티브 파워 서플라이가 이용되고, 밤 동안, 전하 축적을 감소 또는 방지하기 위해 어레이의 적어도 일부의 표면 내에 또는 그에 근접하여 포지티브 전위가 위치된다.
또한, 당업자는 태양광 전지의 구조가 도1-9에 도시된 예시적 실시예로부터반전될 경우, 포지티브 전압이 모듈의 표면으로부터 정전하를 일소하기 위해 (포지티브 단자에 인가되는 네가티브 전압 대신) 밤에 모듈의 네가티브 단자에 인가될 수도 있고, 모듈의 표면에사의 정전하 축적에 대해 전자들이 흡인 또는 (소실)되지 않고 밤 사이 충전된 도체에 네가티브 전위가 인가될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 태양광발전 어레이의 포지티브 레일에 결합하도록 구성된 제1 입력과 태양광발전 어레이의 제2 레일에 결합하도록 구성된 제2 입력;
    상기 제1 및 제2 입력에 결합되고, 태양광발전 어레이로부터의 DC 파워를 AC파워로 변환하도록 구성된 변환 모듈;
    그라운드 전위에 대해 네가티브 전위를 인가하도록 구성된 파워 서플라이; 및
    실질적으로 포지티브 전위에 있는 상기 제1 태양광발전 어레이의 일부가 네가티브 전위에 위치될 수 있도록 상기 파워 서플라이를 포지티브 레일에 결합하도록 구성된 스위치를 구비하는 태양광발전 인버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 태양광발전 어레이의 제2 레일은 그라운드 전위에 대해 네가티브 전위로 있는 태양광발전 인버터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 태양광발전 어레이의 제2 레일은 그라운드 전위로 있는 태양광발전 인버터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 변환 모듈은 트랜스 없이 DC 파워를 AC파워로 변환하는 태양광발전 인버터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변환 모듈은 태양광발전 어레이로부터의 DC파워를 3상 480V AC파워로 변환하도록 구성된 태양광발전 인버터.
  6. 태양광발전 어레이의 일부가 그라운브 전위 위에서 동작하도록 태양광발전 어레이의 일부를 배치하는 단계;
    태양광발전 어레이에 의해 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계로서, 태양 에너지가 전기 에너지로 변환되는 동안 태양광발전 어레이의 일부가 태양광발전 어레이의 일부의 표면 상에 전하를 축적하도록 미리 배치되는, 단계; 및
    그라운드 전위 위에서 동작하는 태양광발전 어레이의 일부의 표편 상의 전하 축적을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 배치 단계는 그라운드 전위 밑에 태양광발전 어레이의 다른 부분을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전하 축적을 감소시키는 단계는 태양 에너지가 전기 에너지로 변환되는 동안 태양광발전 어레이의 일부가 축적하도록 미리 배치되는 전하의 양에 대해 축적된 전하의 양을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 축적된 전하의 양을 감소시키는 단계는 그라운드 전위 위에서 동작하는 상기 태양광발전 어레이의 일부에 인접하여 포지티브 전위를 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 포지티브 전위를 위치시키는 단계는, 그라운드 전위 위에서 동작하는 상기 태양광발전 어레이의 일부에 인접하여 태양광발전 어레이의 포지티브 레일의 전위를 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 포지티브 전위를 위치시키는 단계는, 실질적으로 상기 태양광발전 어레이의 포지티브 레일의 전위보다 높은 전위를, 그라운드 전위 위에서 동작하는 상기 태양광발전 어레이의 일부에 인접하여 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 전하 축적을 감소시키는 단계는, 태양광발전 어레이가 태양 에너지를 전기에너지로 변환하지 않는 동안 태양광발전 어레이의 일부로부터 전하 축적을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전하 축적을 제거하는 단계,는 그라운드 전위 위에서 동작하는 태양광발전 어레이의 일부의 포지티브 리드에 네가티브 전압을 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  14. 상층 및 저층을 포함하고, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기에 적합한 에너지 변환부;
    상기 에너지 변환부에 결합된 포지티브 리드;
    상기 에너지 변환부에 결합된 네가티브 리드; 및
    상기 포지티브 리드의 전위만큼 적어도 포지티브인 전위에 결합시, 도체가 상기 에너지 변환부 내 상층으로부터 멀리 포지티브 전하를 밀어낼 수 있도록 상기 에너지 변환부에 근접하여 배치된 도체를 포함하는 태양광발전 모듈.
  15. 제14항에 있어서, 도체가 상기 포지티브 전하의 전위보다 큰 전위로 결합될 수 있도록 상기 도체에 결합된 제3 리드를 포함하는 태양광발전 모듈.
  16. 제14항에 있어서, 상기 도체가, 에너지 변환부의 둘레 주위에 배치된 링을 포함하는 태양광발전 모듈.
  17. 제14항에 있어서, 상기 도체가, 에너지 변환부의 일면 주위에 배치된 도체들의 집합을 포함하는 태양광발전 모듈.
  18. 태양광발전 어레이의 일부가 그라운드 전위 위에서 동작하도록 배치된 태양광발전 어레이; 및
    그라운드 전위 위에서 동작하는 태양광발전 어레이의 일부의 표면 상의 전하 축적을 감소시키도록 구성된 태양광발전 어레이에 결합된 전하 감소부를 포함하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 전하 감소부는 태양광발전 어레이의 포지티브 리드에 스위칭가능하게 결합된 네가티브 파워 서플라이를 포함하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 네가티브 파워 서플라이는 인버터 내에 수용된 시스템.
  21. 제18항에 있어서, 상기 전하 감소부는 그라운드 전위에 대해 포지티브 전위에 결합된 도체를 포함하고, 상기 도체는, 태양광발전 어레이의 표면 상의 네가티브 전하와 포지티브 전하의 결합을 감소시키기 위해 태양광발전 어레이의 표면에 근접하여 있는 시스템.
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