KR20150136495A

KR20150136495A - 일체형 태양광 패널

Info

Publication number: KR20150136495A
Application number: KR1020157029645A
Authority: KR
Inventors: 크리스토퍼 에이. 에스테스
Original assignee: 선컬처 솔라 인크.
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-12-07
Also published as: US9312724B2; CA2904145A1; PH12015502138A1; MX2015013144A; WO2014144354A3; CN105409011B; MX354419B; US20150001945A1; CN105409011A; EP2973743A2; AU2014227635A1; WO2014144354A2; CN107769726A

Abstract

다른 태양광 패널(100a-n)과 데이지-체인될 수 있는 태양광 패널(400)을 개시한다. 태양광 패널(400)은 태양광 패널(400)이 이러한 상태에서 슬레이브로 동작하도록 태양광 패널(400)이 입력 AC 전력(112)을 감지할 때 태양광 패널(400)로 들어오는 입력 AC 전력(112)과 대등한 출력 교류(AC) 전력(195)을 자동으로 생성한다. 상기 태양광 패널(400)은 태양광 패널(400)이 이 태양광 패널(400)로 들어오는 입력 AC 전력(112)을 검출하는 것을 실패할 때 독립의 AC 출력 전력(195)을 자동으로 생성하며, 여기서 상기 태양광 패널(400)은 이러한 상태에서 마스터로 동작한다. 상기 태양광 패널(400)은 유틸리티 그리드에 의해 생성된 입력 AC 전력(112) 및/또는 태양광 패널(400)의 외부에 있는 다른 AC 전원에 대한 어떠한 의존도 없이 독립의 출력 AC 전력(195)을 생성한다.

Description

일체형 태양광 패널{INTEGRATED SOLAR PANEL}

본 출원은 또한 2013년 3월 15일 출원된 미국 특허출원 제13/843,573호의 이점을 청구하며, 그 문헌의 내용은 참조를 위해 본원에 포함된다. 본 출원은 또한 2014년 2월 28일 출원된 미국 특허출원 제61/946,338호의 이점을 청구한다.

본 발명 개시는 통상 태양광 파워 개인용 에너지 전달 장치에 관한 것으로, 특히 태양광 파워 재생 에너지 장치에 관한 것이다.

기존의 태양광 패널 시스템들은, 상황들이 그러한 기존 시스템들을 적절하게 지원하는데 필요한 태양 에너지의 수집을 제한할 때, 태양 에너지의 직류(DC) 전력으로의 집합적 전환의 의존에서 다른 전원의 의존으로 진화해 왔다. 오늘날의 기존의 태양광 패널 시스템들은 이제 유틸리티 그리드(utility grid)에 연결될 때 교류(AC) 전력을 생성할 수 있다. 그리드 결합된 기존의 태양광 패널 시스템들은 그러한 유틸리티 그리드에 의해 생성된 AC 전력을 그 기존의 시스템들을 위한 AC 출력 전력으로 변환시킨다. 그래서, 기존의 태양광 패널 시스템들은 그 기존의 태양광 패널 시스템들에 의해 생성된 출력 전력을 적절하게 유지하기 위해 태양 에너지의 변환으로부터 수집된 DC 전력에 더 이상 의존하지 않는다.

또한 기존의 태양광 패널 시스템들은 그 기존의 시스템들에 포함된 기존 종래의 태양광 패널에 추가의 기존 태양광을 데이지 체이닝(daisy chaining)함으로써 기존 시스템들의 출력 전력을 증가시킬 수 있다. 기존의 태양광 패널들의 기존 데이지 체이닝은, 그러한 기존 시스템이 그리드에 연결되어 그 그리드에 의해 생성된 AC 전력을 수신할 때, 기존 태양광 패널 시스템의 AC 출력 전력을 증가시킨다. 기존 태양광 패널의 기존 데이지 체이닝은, 또한 그러한 기존 시스템이 그리드로부터 격리되어 그 그리드에 의해 생성된 AC 전력을 수신하지 못할 때, 기존 태양광 패널 시스템의 DC 출력 전력을 증가시킨다. 기존 태양광 패널 시스템에 포함된 각각의 요소들은 엔티티들을 분리하고 단일 하우징 내에 포함되지 않는다. 예컨대, 주택용 기존 태양광 패널은 그 주택의 지붕에 위치된 기존 태양광 패널을 포함하는 한편, 기존의 배터리 시스템은 주택의 지하에 위치되고 기존의 변환기는 주택의 사이드에 위치된다.

기존의 태양광 패널 시스템은 그러한 기존 시스템이 그리드에 연결되어 그 그리드에 의해 생성된 AC 전력을 수신할 때 AC 출력 전력을 생성하는데 한계가 있다. 기존의 태양광 패널 시스템은 그리드로부터 격리되거나 그 그리드에 의해 생성된 AC 전력으로부터 컷오프(cut off)될 때 AC 전력을 생성할 수 없다. 기존의 태양광 패널 시스템은 그리드로부터 격리되거나 그 그리드에 의해 생성된 AC 전력으로부터 컷오프될 때 DC 출력 전력을 생성하는데 한계가 있다. 그러한 DC 출력 전력은 배터리에 저장된 DC 전력 또는 태양 에너지로부터 변환된 DC 전력으로 제한된다. 더욱이, DC 출력 전력은 이 DC 출력 전력이 기존의 태양광 패널 시스템으로부터 접근될 수 없는 접근불가 DC 전력이다. 예컨대, 그러한 기존의 태양광 패널 시스템은 DC 출력이 접근될 수 있는 DC 출력 전력 아웃렛(outlet)을 포함하지 못한다.

본 발명은 태양광 파워 재생 에너지 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 태양광 파워 재생 에너지 장치는 아래와 같은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 설명된 구성으로 이루어진다.

본 발명 개시의 실시예들은 수반되는 도면들을 참고하여 기술된다. 도면들에서, 유사한 참조부호가 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소들에 표시된다. 추가로, 참조부호의 맨 왼쪽의 숫자(들)는 그 참조부호가 처음 나타나는 도면을 식별한다.
도 1은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 제1예시의 태양광 패널의 블록도를 나타내고;
도 2는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성의 블록도를 나타내며;
도 3은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성에 사용되는 제2예시의 태양광 패널의 블록도이고;
도 4는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성에 사용되는 제3예시의 태양광 패널의 블록도이고;
도 5는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성에 사용되는 제4예시의 태양광 패널의 블록도이고;
도 6은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 제2예시의 태양광 패널의 블록도를 나타내고;
도 7은 무선 태양광 패널 구성의 설명을 나타내고;
도 8은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널의 예시의 동작 단계들의 흐름도이고;
도 9는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터의 블록도를 나타내고;
도 10은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터 구성의 블록도를 나타내고;
도 11은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터 구성의 블록도를 나타내고;
도 12는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 예시의 태양광 패널 커넥터를 나타내고;
도 13은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터의 예시의 동작 단계들의 흐름도이다.
이제 수반되는 도면들을 참조하여 본 발명을 기술한다. 도면들에 있어서, 유사한 참조부호들은 보통 동일하고, 기능적으로 유사하거나, 그리고/또 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 하나의 요소가 처음 나타나는 도면은 그러한 참조부호의 맨 왼쪽 숫자(들)로 나타낸다.

다음의 상세한 설명은 본 발명 개시와 일치하는 예시의 실시예들을 기술하기 위해 수반되는 도면들과 연관된다. 그 상세한 설명에서 "하나의 예시 실시예", "예시의 실시예", "실례의 예시 실시예" 등에 대한 참조는 기술된 그러한 예시의 실시예가 특정 형태, 구조, 또는 특성을 포함하기는 하나, 모든 예시의 실시예가 특정 형태, 구조, 또는 특성을 반드시 포함할 필요는 없다는 것을 나타낸다. 또한, 그와 같은 문구는 동일한 예시의 실시예와 반드시 연관될 필요는 없다. 더욱이, 특정 형태, 구조, 또는 특성이 예시의 실시예와 연관되어 기술되며, 이는 명확히 기술되든 그렇지 않든 다른 예시의 실시예들과 연관되어 그와 같은 형태, 구조, 또는 특성에 영향을 미치도록 통상의 기술자(들)의 지식 내에 속한다.

본원에 기술된 그러한 예시의 실시예들은 설명의 목적을 위해 제공되며, 한정하진 않는다. 다른 예시의 실시예들이 가능하며, 본 발명 개시의 사상 및 범주 내에서 그러한 예시의 실시예들에 대한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 그 상세한 설명은 본 발명의 개시를 한정하려는 것은 아니다. 오히려, 그러한 본 발명 개시의 범주는 다음의 청구항들 및 그 동등물에 의해서만 규정된다.

본 발명 개시의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 소정의 조합으로 실시될 것이다. 본 발명 개시의 실시예들은 또한 하나 또는 그 이상의 프로세서들에 의해 판독되어 실행될 수 있는 기계-판독가능 매체 상에 저장된 명령들로서 실행될 것이다. 기계-판독가능 매체는 기계(예컨대, 컴퓨터 장치)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 또는 전송하기 위한 소정의 메카니즘을 포함한다. 예컨대, 기계-판독가능 매체는 읽기 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플레시 메모리 장치; 전기 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(예컨대, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등)들, 및 그 외의 것들을 포함할 것이다. 소정의 동작들을 수행함에 따른 다른 펌웨어, 소프트웨어 루틴, 및 명령들이 본원에 기술될 것이다. 그러나, 이는 그와 같은 설명들이 편의를 위한 것일 뿐이고, 사실상 그와 같은 동작들이 컴퓨터 장치, 프로세서, 콘트롤러, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행하는 다른 장치들로부터 이루어진다는 것을 알아야 할 것이다.

본 발명 개시의 목적을 위해, 각각의 기술된 다양한 요소들은 모듈로 고려되며, 그러한 용어 "모듈"은 적어도 하나의 소프트웨어, 펌웨어, 및 하드웨어(하나 또는 그 이상의 회로, 마이크로칩, 또는 장치, 또는 소정의 그 조합), 및 소정의 그 조합을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이는 각각의 모듈이 실제 장치 내에 하나 또는 그 이상의 요소를 포함한다는 것을 알아야 하며, 기술된 모듈의 일부를 형성하는 각각의 요소가 모듈의 일부를 형성하는 소정의 다른 요소와 협력하거나 독립적으로 기능할 수 있다. 더욱이, 반대로, 본원에 기술된 다중 모듈은 실제 장치 내에서 단일의 요소를 나타낼 수 있다. 더욱이, 모듈 내의 요소들은 단일의 장치로 존재하거나 또는 유선이나 또는 무선 형태로 다수의 장치들로 분포될 수 있다.

그래서 예시 실시예들의 이하 상세한 설명은, 과도한 경험 없이, 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 지식을 제공함으로써, 용이하게 변경 및/또는 그와 같은 예시의 실시예들을 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있는 본 발명 개시의 일반적인 성질을 충분히 드러낼 것이다. 따라서, 그와 같은 적용 및 변경은 그러한 목적 및 본원에 제공된 교시 및 가이드에 기초한 예시 실시예들의 다수의 등가물 내에 속하는 것으로 의도된다. 본원에서의 그러한 표현 또는 용어는 설명의 목적을 위한 것으로, 한정하지 않는다는 것을 알아야 하며, 이에 따라 본 명세서의 그러한 용어 또는 표현이 본원의 그러한 교시를 고려하여 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 의해 해석된다.

제1예시의 태양광 패널

도 1은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 제1예시의 태양광 패널의 블록도를 나타낸다. 태양광 패널(100)은 독립의 교류(AC) 전력 생성 장치이다. 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 유틸리티 그리드에 연결될 때 유틸리티 그리드로부터 수신하는 입력 AC 전력(112)을 출력 AC 전력(195)으로 통과시킴으로써 출력 AC 전력(195)을 생성하는 것으로 제한하지 않는다. 오히려, 태양광 패널(100)은 유틸리티 그리드로부터 격리되어 그 유틸리티 그리드로부터 입력 AC 전력(112)을 수신하지 않을 때 여전히 독립의 출력 AC 전력(195)을 생성할 것이다. 더욱이, 상기 태양광 패널(100)은 AC 전력(195)이 입력 AC 전력(112)과 동기화될 때 DC 배터리에 의해 제공된 역 DC 전력으로부터 생성된 AC 출력 전력(195)이 입력 AC 전력(112)과 대등(parallel)해진다.

상기 태양광 패널(100)은 입력 AC 전력(112)을 수신한다. 그러한 입력 AC 전력(112)은 그리드에 의해 생성된 AC 전력이다. 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 그리드에 연결될 때 그 그리드에 의해 생성된 입력 AC 전력(112)을 수신한다. 통상의 기술자는 태양광 패널(100)이 그리드에 연결되어 그 그리드에 의해 생성된 입력 AC 전력(112)을 수신할 때 그리드 결합되는 것으로 태양광 패널(100)의 상태를 고려할 것이다. 통상의 기술자는 태양광 패널(100)이 그리드로부터 격리될 때 그리드 결합되지 않은 것으로 태양광 패널(100)의 상태를 고려할 것이다. 또한 입력 AC 전력(112)은 태양광 패널(100)이 제2태양광 패널에 연결될 때 제2태양광 패널에 의해 생성된 AC 전력이 될 수 있다. 상기 입력 AC 전력(112)은 또한 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 태양광 패널(100)로부터 독립된 AC 전력 생성기, AC 전력 변환기, 및/또는 소정의 다른 타입의 AC 전원에 의해 생성된 AC 전력일 수 있다.

상기 태양광 패널(100)은 출력 AC 전력(195)이 입력 AC 전력(112)과 동기화될 때 입력 AC 전력(112)과 대등한 출력 AC 전력(195)을 생성한다. 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 그리드 결합될 때 입력 AC 전력(112)을 감지한다. 상기 태양광 패널(100)은 또한 태양광 패널이 제2패널에 연결될 때 입력 AC 전력(112)을 감지하며, 그 제2패널은 태양광 패널(100)에 입력 AC 전력(112)을 제공한다. 상기 태양광 패널(100)은 입력 AC 전력(112)의 전력 신호와 거의 동일해지도록 그 입력 AC 전력(112)으로부터 생성된 출력 AC 전력(195)을 동기화한다. 그러한 전력 신호 특성은 한정하진 않지만, 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백한 전력 신호의 주파수, 위상, 진폭, 전류, 전압 및/또는 소정의 다른 특성을 포함할 것이다. 상기 태양광 패널(100)은 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성을 저장한다.

상기 태양광 패널(100)에 의해 생성된 출력 AC 전력(195)은 예컨대 헤어 드라이어와 같이 태양광 패널(100)의 외부에 있는 전자 장치에 전력을 공급하는데 사용되는 AC 전력이 될 것이다. 그러한 출력 AC 전력(195)은 또한 제3태양광 패널에 제공되는 AC 전력이 될 것이다. 상기 태양광 패널(100)은 또한 이 태양광 패널이 입력 AC 전력(112)을 수신하지만 외부 전자 장치 및/또는 제3태양광 패널에 출력 AC 전력(195)을 제공하지 않을 때 그 입력 AC 전력(112)을 DC 전력으로 변환하여 그 DC 전력을 태양광 패널(100)에 내부적으로 저장한다.

상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 더 이상 AC 입력 전력(112)을 수신하지 않은 후 독립의 출력 AC 전력(195)을 계속해서 제공하므로 독립의 출력 AC 전력(195)을 생성하기 위해 소정 다른 소스에 의존하지 않는다. 예컨대, 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 더 이상 그리드로부터 AC 입력 전력(112)을 수신하지 않도록 태양광 패널이 더 이상 그리드 결합되지 않은 후 독립의 출력 AC 전력(195)을 계속해서 제공한다. 다른 예에 있어서, 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 더 이상 제2태양광 패널로부터 AC 입력 전력(112)을 수신하지 않은 후 독립의 출력 AC 전력(195)을 계속해서 제공한다.

상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 더 이상 AC 입력 전력(112)을 수신하지 않는 시기를 감지한다. 다음에 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)에 의해 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 독립의 출력 AC 전력(195)을 내부적으로 생성한다. 예컨대, 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)이 입력 AC 전력(112)을 수신할 때 그 입력 AC 전력(112)으로부터 변환된 DC 전력을 미리 저장해야 한다. 다른 예에 있어서, 태양광 패널(100)은 또한 태양광 패널(100)에 의해 캡쳐(capture)된 태양 에너지(102)로부터 변환된 DC 전력을 미리 저장해야 한다.

상기 태양광 패널(100)은 앞서 미리 저장된 DC 전력을 AC 출력 전력(195)으로 변환함으로써 독립의 출력 AC 전력(195)을 내부적으로 생성한다. 실시예에 있어서, 태양광 패널(100)은 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 거의 동일해지도록 상기 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 변환되는 독립의 AC 출력 전력(195)의 전력 신호 특성을 동기화한다. 상기 태양광 패널(100)은 출력 AC 전력(195)이 입력 AC 전력(112)과 대등해질 입력 AC 전력(112)과 대등해지는 독립의 출력 AC 전력(195)을 내부적으로 생성한다. 예컨대, 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널이 입력 AC 전력(112)을 수신할 때 입력 AC 전력(112)과 같이 거의 동일한 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류를 갖도록 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 변환된 독립의 AC 출력 전력(195)을 동기화한다. 따라서, 태양광 패널(100)은 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 거의 유사한 그와 같은 독립의 AC 출력 전력(195)을 제공하는 동안 그 태양광 패널(100)이 더 이상 입력 AC 전력(112)을 수신하지 않을 때 그 입력 AC 전력(112)과 대등해지는 독립의 출력 AC 전력(195)을 제공한다.

상기 태양광 패널(100)은 일정 크기로 규격화될 수 있어 출력 전력의 여러 레벨을 제공할 수 있다. 예컨대, 그 태양광 패널(100)은 약 250W를 출력할 수 있는 휴대용 모델일 수 있다. 다른 예에 있어서, 상기 태양광 패널(100)은 2.5kW를 출력하는 영구적인 옥상용 모델일 수 있다.

또한 상기 태양광 패널(100)은 효율적일 수 있다. 상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)을 위한 단일의 하우징 내에서 출력 AC 전력(195)을 생성하는데 필요한 각각의 필수 요소들을 포함한다. 예컨대, 이하 좀더 상세히 기술되는 바와 같이, 출력 AC 전력(195)을 생성하는데 필요한 태양광 파워 수집기, 배터리 뱅크, DC-AC 변환기, 콘트롤러, 및/또는 각각의 다른 필수 구성요소가 그 태양광 패널을 위한 단일의 하우징 내에 하우징된다. 상기 태양광 패널(100)을 위한 단일의 하우징 내에 그러한 각각의 필수 요소의 하우징은 케이블링으로부터의 전송 손실을 최소화하기 위해 그 태양광 패널(100)에 요구된 케이블링의 양을 최소화한다.

상기 태양광 패널(100)은 이 태양광 패널(100)을 동작시키는 개인이 개인에 대한 비교적 최소의 노력을 요한다는 것을 알 수 있는 비교적 사용자 친화적인 것이 될 것이다. 예컨대, 이하 좀더 상세히 기술되는 바와 같이, 그러한 개인은 외부 전기 장치에 전력을 공급하기 위해 태양광 패널(100)에 의해 제공된 아웃렛(outlet)에 외부 전기 장치를 간단히 플러그인(plug in) 한다. 다른 예에 있어서, 개인은 그 태양광 패널(100)에 추가의 태양광 패널을 데이지 체인(daisy chain)하기 위해 태양광 패널(100)에 의해 제공된 아웃렛에 추가의 태양광 패널을 플러그인 한다. 또 다른 예에 있어서, 그러한 추가의 태양광 패널에 데이지 체인된 태양광 패널(100)은 그러한 개인이 마스터(master) 및 슬레이브(slave)를 수동으로 가리킬 필요가 없도록 마스터 슬레이브 관계를 자동으로 구축한다.

예시의 태양광 패널 구성

도 2는 본 발명 개시의 예시 실시예들에 따른 태양광 패널 구성의 블록도를 나타낸다. 그러한 태양광 패널 구성(200)은 이 태양광 패널 구성(200)을 형성하기 위해 함께 데이지 체인되는 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n을 포함하는 태양광 패널 구성을 나타내며, 여기서 n은 2보다 크거나 같은 정수이다. 태양광 패널 구성(200)에 추가된 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n은 그러한 태양광 패널 구성(200)의 출력 AC 전력 195a 및 출력 AC 전력 195b과 대등한 출력 AC 전력 195n를 생성한다. 상기 태양광 패널 구성(200)은 그 태양광 패널(100)과 많은 유사한 형태들을 공유한다: 따라서, 그러한 태양광 패널 구성 200과 태양광 패널 100간의 차만을 좀더 상세히 기술한다.

상기 나타낸 바와 같이, 태양광 패널(100a)은 출력 AC 전력(195a)을 생성한다. 그러나, 상기 태양광 패널(100a)은 출력 AC 전력(195a)에 대한 최대 출력 전력 레벨로 제한된다. 예컨대, 그러한 태양광 패널(100a)은 출력 AC 전력(195a)에 대한 500W(Watt)의 최대 출력 전력 레벨로 제한된다. 입력 AC 전력(112a)의 입력 전력 레벨에 상관없이, 그 태양광 패널(100a)에 대한 최대 출력 AC 전력(195a)은 500W이다. 그러나, 각각의 개인은 동작에 1500W를 필요로 하는 헤어 드라이어에 전력을 공급하기를 원한다. 상기 태양광 패널(100a)은 500W의 최대 출력 AC 전력(195)으로 헤어 드라이어에 전력을 공급할 수 없다.

추가의 태양광 패널 100b 내지 100n은 태양광 패널 구성(200)의 전체 출력 전력이 증가하도록 출력 AC 전력(195a)을 대등하게 하기 위해 태양광 패널(100a)에 데이지 체인될 것이다. 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n의 데이지 체이닝(daisy chaining)에 있어서, 각각의 태양광 패널 100b 내지 100n에 대한 각각의 전력 입력은 그러한 데이지 체인 구성의 태양광 패널 100b 내지 100n보다 앞서는 그 태양광 패널 100b 내지 100n의 전력 출력에 연결된다. 예컨대, 상기 태양광 패널(100b)의 전력 입력은 그 태양광 패널(100b)에 의해 수신되는 입력 AC 전력(195a)이 태양광 패널(100a)의 출력 AC 전력(195a)과 거의 동일해지도록 태양광 패널(100a)의 전력 출력에 연결된다. 태양광 패널(100n)의 전력 입력은 태양광 패널(100n)에 의해 수신되는 입력 AC 전력(195b)이 태양광 패널(100b)의 출력 AC 전력(195b)와 거의 동일해지도록 태양광 패널(100b)의 전력 출력에 연결된다.

각각의 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n의 데이지 체이닝 후, 각각의 출력 AC 전력(195a)은 태양광 구성(200; 즉, 태양광 패널 구성)의 전체 출력 AC 전력을 증가시키기 위해 각각의 입력 AC 전력 112a, 195a, 및/또는 195b과 대등해질 것이다. 상기 태양광 구성(200)의 데이지 체인의 마지막 태양광 패널(100n)에 의해 생성된 출력 AC 전력(195n)은 태양광 구성(200)의 데이지 체인의 제1태양광 패널(100a)에 의해 생성된 출력 AC 전력(195a)에 따라 증가될 것이다. 예컨대, 태양광 패널(100a)에 대한 최대 출력 AC 전력(195a)은 500W이다. 태양광 패널(100b)에 의해 생성될 수 있는 최대 출력 전력 또한 500W이다. 그러나, 상기 태양광 패널(100b)은 이 태양광 패널(100b)에 대한 AC 입력 전력(195a)이 태양광 패널(100b)의 AC 출력 전력(195b)과 대등해지도록 태양광 패널(100a)에 데이지 체인된다. 상기 태양광 패널(100b)에 대한 출력 AC 전력(195a)는 500W이다. 그 태양광 패널(100b)은 1000W의 출력 AC 전력(195b)을 생성하기 위해 500W의 입력 AC 전력(195a)과 대등한 500W의 최대 출력 AC 전력을 생성한다. 태양광 패널(100n)은 1500W의 출력 AC 전력(195n)을 생성하기 위해 거의 유사한 방식으로 태양광 패널(100b)에 데이지 체인된다. 1500W의 출력 AC 전력(195n)은 이제 동작하는데 1500W를 필요로 하는 헤어 드라이어에 충분한 전력을 공급한다. 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n이 그리드 결합되나 독립의 출력 AC 전력(195n)을 생성할 때 그러한 각각의 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n의 데이지 체이닝은 독립의 태양광 마이크로 그리드를 고려할 것이다.

상기 태양광 패널 구성(200)에 포함된 각각의 태양광 패널 100a 내지 100b은 서로 마스터/슬레이브 관계로 동작할 것이다. 그러한 마스터는 태양광 패널 구성(200)에 대한 독립 AC 전력의 오리지네이터(originator)가 될 것이다. 상기 마스터는 태양광 패널 구성(200)에 포함된 각각의 나머지 슬레이브들이 각각의 그들 자신의 개별 AC 전력 출력들을 동기화하는데 필요한 상기 마스트에 의해 기원된 독립의 AC 전력의 전력 신호 특성을 결정할 것이다. 상기 마스터의 기원된 독립의 AC 전력으로 동기화된 각각의 개별 AC 전력 출력은 마스터에 대한 독립의 AC 전력과 대등해질 것이다. 예컨대, 유틸리티 그리드는 이 유틸리티 그리드가 태양광 패널(100a)에 제공된 입력 AC 전력(112a)의 오리지네이터일 때 태양광 패널 구성(200)의 마스터이다. 상기 유틸리티 그리드는 입력 AC 전력(112a)에 대한 주파수, 위상, 진폭, 전압 및 전류를 결정한다. 다음에 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n은 슬레이브가 되어 입력 AC 전력(112a)과 같이 거의 동일한 주파수, 위상, 진폭, 및 전류를 갖도록 각각의 그들 개별 출력 AC 전력 195a 내지 195n을 동기화한다. 입력 AC 전력(112a)과 동기화되는 각각의 출력 AC 전력 195a 내지 195n은 입력 AC 전력(112a)과 대등하다.

각각의 태양광 패널 100a 내지 100n은 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n이 입력 AC 전력을 수신할 때 태양광 패널 구성(200)에 대한 슬레이브로서 동작할 것이다. 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n은 이러한 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n이 입력 AC 전력을 수신하지 않을 때 마스터로서 동작할 것이다. 예컨대, 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n은 유틸리티 그리드가 태양광 패널 구성(200)에 대한 마스터로서 동작하도록 태양광 패널 구성(200)이 그리드 결합될 때 슬레이브로서 동작한다. 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n은 입력 AC 전력을 통해 입력 AC 전력을 수신한다. 상기 태양광 패널 100a는 이 태양광 패널 100a를 슬레이브로 만드는 그리드로부터 입력 AC 전력 112a를 수신하고, 반면 태양광 패널 100b는 태양광 패널 100b를 슬레이브로 만드는 그 태양광 패널 110a로부터 입력 AC 전력 195a를 수신하며, 태양광 패널 100c는 태양광 패널 100c를 슬레이브로 만드는 그 태양광 패널 100b로부터 입력 AC 전력 195b를 수신한다.

다른 실시예에 있어서, 태양광 패널(100a)은 태양광 패널 구성(200)이 더 이상 그리드 결합되지 않고 상기 태양광 패널(100a)이 독립의 출력 AC 전력(195a)을 생성할 때 태양광 패널 구성(200)의 마스터로서 동작한다. 각각의 태양광 패널 100b 내지 100n은 마스터 태양광 패널(100a)에 의해 내부적으로 생성된 독립의 출력 AC 전력(195a)을 통해 입력 AC 전력을 수신한다. 상기 태양광 패널 100b는 상기 태양광 패널 100a로부터 입력 AC 전력 195a를 수신하고 상기 태양광 패널 100c는 상기 태양광 패널 100b로부터 입력 AC 전력 195b를 수신한다.

상기 태양광 패널 구성(200)은 사용자 간섭 없이 각각의 태양광 패널 100a 내지 100n간 마스터/슬레이브 표시를 자동으로 전환한다. 상기 나타낸 바와 같이, 태양광 패널 100a 내지 100n은 이 태양광 패널 100a 내지 100n이 더 이상 입력 AC 전력을 수신하지 않을 때 태양광 패널 구성(200)의 마스터로 지정될 것이다. 그러나, 그러한 마스터 태양광 패널 100a 내지 100n은 이 마스터 태양광 패널 100a 내지 100n이 그러한 마스터 태양광 패널 100a 내지 100n으로 들어오는 입력 AC 전력을 감지할 때 슬레이브로 자동으로 전환한다. 그 시점에, 태양광 패널 100a 내지 100b는 그 자신의 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 그 자신의 독립 출력 AC 전력의 내부 생성을 자동으로 종료할 것이다. 태양광 패널 100a 내지 100n은 각각의 태양광 패널 100a 내지 100b에 의해 생성된 출력 AC 전력을 입력 AC 전력과 대등하게 하기 위해 태양광 패널 100a 내지 100b에 의해 현재 수신되는 입력 AC 전력의 전력 신호 특성과 자동으로 동기화된다. 태양광 패널 100a 내지 100n은 더 이상 마스터가 아니고 슬레이브로 전환되어 그에 의해 현재 수신되는 입력 AC 전력으로부터 출력 AC 전력의 생성을 시작한다.

예컨대, 태양광 패널(100b)은 마스터로서 동작한다. 그러한 태양광 패널(100b)은 입력 AC 전력을 수신하지 않지만 그 자신의 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 자신의 독립 출력 AC 전력(195b)을 내부적으로 생성한다. 상기 태양광 패널(100b)은 이 태양광 패널(100b)이 태양광 패널(100b)에 의해 현재 수신되는 입력 AC 전력(195a)을 감지할 때까지 마스터로서 계속해서 동작한다. 태양광 패널(100a)은 이제 태양광 패널(100b)에 연결되고 그 태양광 패널(100b)에 의해 현재 수신되는 입력 AC 전력(195a)을 생성한다. 다음에, 상기 태양광 패널(100b)은 그 자신의 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 자신의 독립 출력 AC 전력(195b)을 내부적으로 생성하는 것을 자동으로 종료한다. 상기 태양광 패널(100b)은 독립의 출력 AC 전력(195a)을 입력 AC 전력(195a)과 대등하게 하기 위해 태양광 패널(100a)로부터 현재 수신되는 입력 AC 전력(195a)의 주파수, 위상, 진폭, 및 전류로 그 독립의 출력 AC 전력(195a)을 자동으로 동기화한다. 다음에, 태양광 패널(100b)은 이 태양광 패널(100b)이 그 자신의 앞서 미리 저장된 DC 전력 대신 입력 AC 전력(195a)으로부터 출력 AC 전력(195b)을 생성할 때 슬레이브로 전환한다.

상기 태양광 패널 구성(200)은 또한 사용자 간섭 없이 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n을 마스터로 자동으로 전환한다. 상기 나타낸 바와 같이, 태양광 패널 100a 내지 100n은 이 태양광 패널 100a 내지 100n이 입력 AC 전력을 수신할 때 상기 태양광 패널 구성(200)의 슬레이브로서 지정된다. 그러나, 그러한 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n은 이 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n이 그 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n으로 오는 입력 AC 전력을 더 이상 감지하지 않을 때 마스터로 자동으로 전환한다. 그 시점에, 상기 태양광 패널 100a 내지 100n은 그 자신의 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 자신의 독립 출력 AC 전력을 내부적으로 자동으로 생성하기 시작할 것이다. 상기 태양광 패널 100a 내지 100n은 이 태양광 패널 100a 내지 100n에 의해 앞서 미리 수신된 입력 전력의 전력 신호 특성을 저장한다. 상기 태양광 패널 100a 내지 100n은 독립의 출력 AC 전력을 입력 AC 전력과 대등하게 하기 위해 저장된 전력 신호 특성에 기초하여 상기 태양광 패널 100a 내지 100n에 의해 더 이상 수신되지 않는 입력 AC 전력으로 그 자신의 독립 출력 AC 전력을 자동으로 동기화한다. 태양광 패널 100a 내지 100b는 더 이상 슬레이브가 아니며, 상기 태양광 패널 100a 내지 100b가 그 자신의 앞서 미리 저장된 DC 전력으로부터 자신의 독립 출력 AC 전력을 내부적으로 생성하기 시작할 때 마스터로 전환된다.

상기 태양광 패널 구성(200)은 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n이 더 이상 기능하지 않을 때에도 불구하고 출력 AC 전력을 계속해서 생성할 것이다. 기능불능 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n은 마스터 태양광 패널 100a 내지 100n에 의해 생성된 독립의 출력 AC 전력을 각각의 또 다른 슬레이브 태양광 패널 100a 내지 100n으로 계속해서 통과시킨다. 예컨대, 마스터 태양광 패널(100a)은 마스터로서 작용하고 태양광 패널 100b 및 100n은 슬레이브로서 작용한다. 만약 슬레이브 태양광 패널(100b)이 더 이상 기능하지 않으면, 그러한 기능불능 슬레이브 태양광 패널(100b)은 마스터 태양광 패널(100a)에 의해 생성된 출력의 독립 AC 전력(195a)을 기능의 슬레이브 태양광 패널(100n)로 계속해서 통과시킴으로써, 그러한 기능의 슬레이브 태양광 패널(100n)이 그 독립의 출력 AC 전력(195a)으로부터 출력 AC 전력(195n)을 계속해서 생성한다. 만약 슬레이브 태양광 패널(100b)이 고장나 더 이상 기능하지 않으면, 그러한 기능불능 슬레이브 태양광 패널(100b)은 마스터 태양광 패널(100n)에 의해 생성된 출력의 독립 AC 전력(195a)을 기능의 슬레이브 태양광 패널(100n)로 계속해서 통과시킴으로써, 그러한 기능의 슬레이브 태양광 패널(100n)이 그 독립의 출력 AC 전력(195a)으로부터 출력 AC 전력(195n)을 계속해서 생성한다.

제2예시의 태양광 패널

도 3은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성(200)에 사용되는 제2예시의 태양광 패널(300)의 블록도이다. 비록 도 3이 태양광 패널(300)의 블록도를 나타낼 지라도, 통상의 기술자는 도 3 또한 도 1에 나타낸 태양광 패널(100) 및 도 2에 나타낸 태양광 패널 구성(200)에 사용된 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n의 블록도를 나타낼 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 그러한 태양광 패널(300)은 전력 신호 센서(340)가 더 이상 수신된 입력 AC 전력(315)을 감지하지 않을 때 배터리 뱅크(320)에 의해 제공된 저장된 DC 전력(355)에 기초하여 독립의 출력 AC 전력(195)을 내부적으로 생성하도록 자동으로 전환된다. 상기 태양광 패널(300)은 또한 전력 신호 센서(340)가 더 이상 수신된 입력 AC 전력(315)을 감지하지 않을 때 마스터로서 동작하도록 자동으로 전환된다. 상기 태양광 패널(300)은 또한 전력 신호 센서(340)가 수신된 입력 AC 전력(315)을 감지하기 시작할 때 슬레이브로서 동작하도록 자동으로 전환된다.

상기 태양광 패널(300)은 태양광 파워 수집기(310), 배터리 뱅크(320), AC 인렛 리셉터클(330; inlet receptacle), 전력 신호 센서(340), 전력 신호 동기화기(350), 콘트롤러(360), 직류(DC)-교류(AC) 변환기(370), 전력 신호 동기화기(380), 및 AC 아웃렛 리셉터클(390; outlet receptacle)을 이용하여 실시될 것이다. 이들 각각은 태양광 패널(30))용 하우징 내에 인클로즈된다. 상기 태양광 패널(300)은 태양광 패널(100) 및 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n과 많은 유사한 형태들을 공유한다: 따라서, 태양광 패널 300과 태양광 패널 100 및 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n간의 차만을 좀더 상세히 기술한다.

태양광 패널 수집기(310)는 태양광 소스로부터 태양 에너지(102)를 캡쳐한다. 그러한 태양광 패널 수집기(310)는 태양 에너지(102)를 캡쳐된 DC 전력(305)로 변환하는 단일의 그리고/또 다수의 광기전 태양광 패널을 포함한다. 상기 태양광 패널 수집기(310)는 태양광 소스가 이용가능하고 그 태양광 패널 컬레터(310)가 캡쳐하기에 충분한 형태의 태양 에너지(102)를 방출할 때 그 태양 에너지(102)를 캡쳐한다. 상기 태양광 패널 수집기(310)는 상기 태양 에너지(302)를 광범위한 전압 및/또는 전류 용량의 DC 캡쳐 전력(305)으로 변환한다. 상기 태양광 패널 수집기(310)는 한정하진 않지만 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 카드뮴 텔루라이드(cadmium telluride), 동 인듐 셀레나이드(copper indium selenide), 박막층, 유기 염료, 유기 폴리머, 나노크리스탈과 같이 카테고리화된 광기전 태양광 패널 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 소정의 다른 타입의 광기전 태양광 패널을 포함한다. 상기 태양광 패널 수집기(310)는 또한 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 태양 에너지(102)를 캡쳐하기에 충분한 소정 형태 및/또는 크기가 될 것이다.

상기 배터리 뱅크(320)는 그러한 캡쳐된 DC 전력(305)을 수신하여 저장한다. 상기 배터리 뱅크(320)는 상기 캡쳐된 DC 전력(305)이 생성됨에 따라 그 캡쳐된 DC 전력(305)을 축적한다. 상기 배터리 뱅크(320)는 이 배터리 뱅크(320)가 최대 용량이 되어 더 이상 그 캡쳐된 DC 전력(305)을 저장할 수 없을 때까지 그 캡쳐된 DC 전력(305)을 축적한다. 상기 배터리 뱅크(320)는 또한 AC 출력 리셉터클(390)이 출력 AC 전력(195)을 생성하지 않을 때 상기 캡쳐된 DC 전력(305)으로 변환된 AC 입력 전력(112)을 저장할 것이다. 상기 배터리 뱅크(320)는 그 저장된 DC 전력(355)을 제공하기를 요청할 때까지 그 갭쳐된 DC 전력(305)을 저장한다. 상기 배터리 뱅크(320)에 의해 제공된 그러한 저장된 DC 전력(355)은 저전압이지만 높은 에너지 DC 전력을 포함한다. 상기 배터리 뱅크(320)는 하나 또는 그 이상의 리튬 이온 인산염(LiFePO₄) 및/또는 하나 또는 그 이상의 납축전지를 포함한다. 그러나, 이러한 예는 한정하지 않으며, 관련 기술(들)에 숙련된 자들은 본 발명 개시의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 다른 배터리 화학적 성질을 이용하여 배터리 뱅크(320)를 실시할 것이다. 상기 배터리 뱅크(320)의 하나 또는 그 이상의 셀은 전기기계적 반응을 통해 화학 에너지를 전기 에너지로 변환한다.

상기 나타낸 바와 같이, 상기 태양광 패널(300)은 사용자 간섭 없이 마스터 및/또는 슬레이브간 지정을 자동으로 전환할 수 있다. 상기 태양광 패널(300)은 AC 인렛 리셉터클(330)이 AC 입력 전력(112)을 수신할 때 슬레이브로서 동작된다. 그러한 입력 AC 전력(112)은 그리드에 의해 생성된 AC 전력이 될 것이다. 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 이 AC 인렛 리셉터클(330)이 그리드 결합될 때 입력 AC 전력(112)을 수신한다. 상기 입력 AC 전력(112)은 또한 상기 AC 인렛 리셉터클(330)이 제2태양광 패널에 연결될 때 제2태양광 패널에 의해 생성된 AC 전력이 될 것이다. 상기 입력 AC 전력(112)은 또한 AC 전력 생성기에 의해 생성된 AC 전력이 될 것이다. AC 전력 변환기, 및/또는 소정 다른 타입의 AC 전원은 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 상기 태양광 패널(300)로부터 독립된다.

상기 AC 인렉 리셉터클(330)은 수형(male) 구성 또는 암형(female) 구성을 포함한다. 실시예에 있어서, 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 개인이 전자 장치에 전력을 공급할 목적으로 그 전자 장치를 AC 인렛 리셉터클에 실수로 플러그할 수 없도록 수형 구성을 포함할 수 있다. 통상, 전자 장치는 수형 구성의 플러그를 포함한다. 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 퓨즈 보호될 것이다. 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 미국, 유럽에서 입력 AC 전력(112) 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 소정 다른 전력 포맷을 수신하도록 구성될 것이다. 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 에디슨 플러그, 소정의 몇몇 국제 전기 표준 회의(IEC) 플러그 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백한 소정 다른 타입의 플러그를 포함할 것이다.

상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 전력 신호 센서(340)에 수신된 입력 AC 전력(315)을 제공한다. 그러한 전력 신호 센서(340)는 태양광 패널(300)을 감지하고 AC 인렛 리셉터클(330)로부터 수신된 그러한 수신 입력 AC 전력(315)에 기초하여 상기 AC 인렛 리셉터클(330)을 통해 입력 AC 전력(112)을 수신한다. 상기 전력 신호 센서(340)가 그러한 수신된 입력 AC 전력(315)을 감지한 후, 그 전력 신호 센서(340)는 인커밍(incoming) AC 전력 신호(325)를 생성한다. 상기 인커밍 AC 전력 신호(325)는 태양광 패널(300)이 AC 인렛 리셉터클(330)을 통해 수신하는 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 관련한 정보를 제공한다. 상기 인커밍 AC 전력 신호(325)는 한정하진 않지만 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 전력 신호의 주파수, 위상, 진폭, 전류, 전압 및/또는 소정의 다른 특성을 포함하는 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 관련한 정보를 제공한다.

상기 전력 신호 센서(340)는 전력 신호 동기화기(350)에 상기 인커밍 AC 전력 신호(325)를 제공한다. 상기 전력 신호 동기화기(350)는 상기 인커밍 AC 전력 신호(325)에 의해 제공된 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성을 결정한다. 예컨대, 상기 전력 신호 동기화기(350)는 입력 AC 전력(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류를 결정한다. 상기 전력 신호 동기화기(350)는 콘트롤러(360)에 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성을 제공하는 동기화된 입력 전력 신호(335)를 생성한다. 실시예에 있어서, 상기 전력 신호 동기화기(350)는 인커밍 AC 전력 신호(325)의 전압을 모니터링함으로써 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성을 결정한다.

상기 전력 신호 동기화기(350)는 또한 DC-AC 변환기(370)에 의해 생성된 변환된 AC 전력(367)을 상기 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 동기화한다. 출력 AC 전력(195)은 그러한 변환된 AC 전력(367)이 그 입력 AC 전력(112)과 동기화될 때 상기 변환된 AC 전력(367)과 대등한 입력 AC 전력(112)을 포함한다. 예컨대, 전력 신호 동기화기(350)는 입력 AC 전력(112)의 거의 동일한 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류로 동작하도록 상기 변환된 AC 전력(367)을 동기화한다. 실시예에 있어서, 상기 입력 AC 전력(112)은 거의 순수 사인 파형을 나타낸다. 그러한 거의 순수 사인파는 사각형 에지를 포함하는 디지털 오디오파 대신 거의 평활한 커브의 아날로그 오디오파를 나타낸다. 그와 같은 실시예에 있어서, 전력 신호 동기화기(350)는 입력 AC 전력(112)에 의해 구현된 순수 사인파와 거의 동일해지도록 상기 변환된 AC 전력(367)을 동기화한다. 상기 전력 신호 동기화기(350)가 상기 변환된 AC 전력(367)을 그 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 동기화한 후, 그 전력 신호 동기화기(350)는 그 동기화된 입력 전력 신호(335)를 통해 그러한 동기화의 콘트롤러(360)에 통지한다.

상기 콘트롤러(360)는 그러한 동기화된 입력 전력 신호(335)를 수신한다. 상기 콘트롤러(360)는 그 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성을 결정한 다음 상기 콘트롤러(360)에 포함된 메모리에 그러한 전력 신호 특성을 저장한다. 예컨대, 상기 콘트롤러(360)는 그 입력 AC 전력(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류를 저장한다. 동기화된 입력 전력 신호(335)를 수신한 후, 상기 콘트롤러(360)는 그 입력 AC 전력(112)이 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결되었다는 것을 인식한다. AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 입력 AC 전력(112)에 따라, 상기 콘트롤러(360)는 태양광 패널(300)에 대한 기준 클럭을 생성하는 것을 정지한다.

또한, AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 입력 AC 전력(112)에 따라, 상기 콘트롤러(360)는 또한 배터리 뱅크 신호(345)를 생성한다. 상기 콘트롤러(360)는 DC-AC 변환기(370)에 저장된 DC 전력(355)을 더 이상 제공하지 않도록 배터리 뱅크 신호(345)를 통해 배터리 뱅크(320)에 지시한다. 상기 DC-AC 변환기(370)에 저장된 DC 전력(355)을 더 이상 제공하지 않도록 배터리 뱅크(320)에 대한 상기 콘트롤러(360)의 그러한 지시는 또한 그 저장된 DC 전력(355)으로부터 생성된 독립의 출력 AC 전력(195)을 종료시킨다.

더욱이, 상기 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 입력 AC 전력(112)에 따라, 상기 콘트롤러(360)는 전력 신호 동기화기(350)가 그 변환된 AC 전력(367)을 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성에 동기화되었는지를 확인한다. 상기 전력 신호 동기화기(350)가 상기 변환된 AC 전력(367)을 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성에 동기화되었는지를 확인한 후, 상기 콘트롤러(360)는 대등한 AC 전력(395)을 생성하기 위해 AC 인렛 리셉터클(330)에 의해 수신되는 입력 AC 전력(112)을 AC 아웃렛 리셉터클(390)에 대한 변환된 AC 전력(367)을 대등하게 링크한다. 다음에, 상기 AC 아웃렛 리셉터클(390)은 상기 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 거의 동일한 전력 신호 특성을 갖는 상기 변환된 AC 전력(367)과 대등한 입력 AC 전력(112)을 포함하는 출력 AC 전력(195)을 출력한다. 예컨대, 상기 출력 AC 전력(195)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류는 상기 입력 AC 전력(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류와 거의 동일해질 것이다.

상기 AC 아웃렛 리셉터클(390)은 수형 구성 또는 암형 구성을 포함한다. 실시예에 있어서, 그러한 AC 아웃렛 리셉터클(390)은 개인이 전자 장치에 전력을 공급할 목적으로 AC 아웃렛 리셉터클에 전자 장치를 쉽게 플러그할 수 있도록 암형 구성을 포함할 수 있다. 통상, 전자 장치는 수형 구성의 플러그를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, AC 아웃렛 리셉터클(390)은 AC 인렛 리셉터클(330)과 반대의 구성을 포함한다. 예컨대, 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 수형 구성을 포함하고, 반면 AC 아웃렛 리셉터클(390)은 암형 구성을 포함한다.

상기 AC 아웃렛 리셉터클(390)은 퓨즈보호된다. 그러한 AC 아웃렛 리셉터클(390)은 미국, 유럽에서 출력 AC 전력(390) 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 소정 다른 전력 포맷을 제공하도록 구성될 것이다. 상기 AC 인렛 리셉터클(330)은 에디슨 플러그, 소정의 몇몇 국제 전기 표준 회의(IEC) 플러그 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백한 소정 다른 타입의 플러그를 포함할 것이다.

상기 나타낸 바와 같이, 태양광 패널(300)은 사용자 간섭 없이 마스터 및/또는 슬레이브 지정간 자동 전환한다. 상기 태양광 패널(300)은 AC 입력 전력 신호(112)가 감소되어 더 이상 AC 인렛 리셉터클(330)에 의해 수신되지 않을 때 슬레이브로 동작하는 것에서 마스터로 동작하는 것으로 자동 전환한다. 상기 콘트롤러(360)는 AC 입력 전력(112)과 관련된 정보를 제공하는 동기화된 입력 전력 신호(335)를 더 이상 수신하지 않는다. 그 시점에, 콘트롤러(360)는 저장된 DC 전력(355)의 생성을 시작하도록 배터리 뱅크(320)에 지시하기 위해 배터리 뱅크 신호(345)를 생성한다. 상기 콘트롤러(360)는 저장된 DC 전력(355)을 변환된 AC 전력(367)으로 변환하도록 DC-AC 변환기(370)에게 지시하기 위한 전력 변환 신호(365)를 생성한다. 그러한 변환된 AC 전력(367)은 고전압 AC 출력 전력이다. 실시예에 있어서, DC-AC 변환기(370)는 저장된 DC 전력(335)을 변환된 AC 전력(367)으로 변환하는데 고주파수 변조를 이용한다.

다음에 상기 콘트롤러(360)는 전력 신호 동기화기(380)에 동기화된 출력 전력 신호(385)를 제공한다. 그러한 동기화된 출력 전력 신호(385)는 입력 전력 신호(112)가 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결될 때 상기 전력 신호 동기화기(380)에 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성을 제공한다. 예컨대, 상기 동기화된 출력 전력 신호(385)는 상기 전력 신호 동기화기(380)에 입력 전력 신호(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류를 제공한다. 상기 동기화된 출력 전력 신호(385)는 또한 상기 전력 신호 동기화기(380)에 기준 클럭을 제공한다.

다음에 상기 전력 신호 동기화기(380)는 동기화된 출력 전력 신호(385)에 의해 제공된 기준 클럭 및 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성에 상기 변환된 AC 전력(367)을 동기화함으로써 동기화된 AC 출력 전력(375)을 생성한다. 실시예에 있어서, 상기 입력 AC 전력(112)은 거의 순수 사인 파형을 나타낸다. 그와 같은 실시예에 있어서, 상기 전력 신호 동기화기(380)는 상기 입력 AC 전력(112)에 의해 나타난 순수 사인파와 거의 동일해지도록 상기 변환된 AC 전력(367)을 동기화한다. 상기 동기화된 AC 출력 전력(375)은 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 거의 동일한 전력 신호 특성을 포함한다. 예컨대, 상기 동기화된 AC 출력 전력(357)은 입력 AC 전력(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류와 거의 동일한 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류를 포함한다. 다음에, AC 아웃렛 리셉터클(390)은 동기화된 출력 전력(375)에 기초하여 독립의 출력 AC 전력(195)을 생성한다. 그러한 독립의 출력은 동기화된 AC 출력 전력(375)과 대등한 입력 AC 전력(112)을 포함한다. 따라서, 태양광 패널(300)은 그리드 결합되지 않고 그리고/또 다른 소스로부터 입력 AC 전력(112)을 수신하지 않음에도 불구하고 그 입력 AC 전력(112)과 거의 유사한 독립의 출력 AC 전력(195)을 생성한다.

제3예시의 태양광 패널

도 4는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성(200)에 사용되는 제3예시의 태양광 패널(400)의 블록도이다. 비록 도 4가 그 태양광 패널(400)의 블록도를 나타낼 지라도, 통상의 기술자는 도 4 또한 도 1에 나타낸 태양광 패널(100) 및 도 2에 나타낸 태양광 패널 구성(200)에 사용된 다수의 패널 100a 내지 100n의 블록도를 나타낸다는 것을 알 수 있을 것이다. 통상의 기술자는 또한 태양광 패널(300)의 블록도에 나타낸 형태들 또한 태양광 패널(400)에 포함되나 명확성을 위해 생략되었다는 것을 알아야 할 것이다.

상기 태양광 패널(400)은 릴레이(relay) 구성에 기초하여 사용자 간섭 없이 마스터로서 동작하는 것에서 슬레이브로서 동작하는 것으로 자동 전환한다. 그러한 릴레이 구성의 전환은 사용자 간섭 없이 마스터로서의 동작과 슬레이브로서의 동작간 태양광 패널(400)을 자동 전환한다. 그러한 태양광 패널(400)은 태양광 파워 수집기(310), 배터리 뱅크(320), AC 인렛 리셉터클(330), 콘트롤러(360), DC-AC 변환기(370), AC 아웃렛 리셉터클(390), 제1릴레이(410) 및 제2릴레이(420)를 이용하여 실시될 것이다. 상기 태양광 패널(400)은 태양광 패널 100, 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n, 및 태양광 패널 300과 많은 유사한 형태들을 공유한다: 따라서 상기 태양광 패널 400과 상기 태양광 패널 100, 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n, 및 태양광 패널 300간의 차만을 좀더 상세히 기술한다.

상기 나타낸 바와 같이, 상기 태양광 패널(400)은 입력 AC 전력(112)이 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결되었다는 것을 콘트롤러(360)가 감지하면 슬레이브로서 동작한다. 다음에, 상기 콘트롤러는 독립의 출력 AC 전력(195)의 생성을 종료한다. 상기 태양광 패널(400)은 상기 입력 AC 전력(112)이 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결되었다는 것을 상기 콘트롤러(360)가 더 이상 감지하지 않으면 마스터로서 동작한다. 다음에, 상기 콘트롤러(360)는 독립의 출력 AC 전력(195)의 생성을 시작하도록 배터리 뱅크(320) 및 DC-AC 변환기에게 지시한다. 제1릴레이(410) 및 제2릴레이(420)를 포함하는 릴레이 구성은 표 1에 제공된 로직에 기초하여 마스터 모드와 슬레이브 모드간 태양광 패널(400)을 전환한다.

표 1

슬레이브 모드에서 마스터 모드로 자동 전환할 때, 상기 콘트롤러(360)는 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 입력 AC 전력(112)을 더 이상 감지하지 않는다. 이 시점에서, 상기 콘트롤러(360)는 개방 상태(논리 0)로 전환하도록 제1릴레이(410)에게 지시하는 제1릴레이 신호(450)를 생성한다. 상기 콘트롤러(360)는 또한 폐쇄 상태(논리 1)로 전환하도록 제2릴레이(420)에게 지시하는 제2릴레이 신호(460)를 생성한다. 상기 콘트롤러(360)는 또한 변환된 AC 전력(367)을 생성하기 위해 DC-AC 변환기(370)에 그 저장된 DC 전력(355)의 제공을 시작하도록 배터리 뱅크(320)에 지시하는 배터리 뱅크 신호(345)를 생성한다. 상기 제2릴레이(420)가 폐쇄 위치(논리 1)에 있기 때문에, 그러한 변환된 AC 전력(367)이 제2릴레이(420)를 통해 AC 아웃렛 리셉터클(390)로 통과되며, 이에 따라 태양광 패널(400)은 입력 AC 전력(112) 대신 상기 저장된 DC 전력(355)으로부터 생성된 AC 출력 전력(195)을 제공한다. 제1릴레이(410)의 개방 상태(논리 0)는 태양광 패널(400)이 마스터로서 동작하는 것과 같이 독립의 AC 출력 전력(195)을 생성할 때 소정의 나머지 입력 AC 전력(112)가 AC 출력 리셉터클(390)에 도달하는 것을 방지한다.

일단 상기 콘트롤러(360)가 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 입력 AC 전력(112)을 감지하면, 상기 콘트롤러(360)는 태양광 패널(400)이 더 이상 독립의 AC 출력 전력(195)을 생성하지 않도록 저장된 DC 전력(355)을 더 이상 제공하지 않게 배터리 뱅크(320)에 지시하기 위한 배터리 뱅크 신호(345)를 자동으로 생성한다. 상기 콘트롤러(360)는 또한 개방 상태(논리 0)로 전환하도록 제2릴레이(420)에게 지시하기 위한 제2릴레이 신호(460)를 자동으로 생성한다. 상기 콘트롤러(360)는 또한 폐쇄 상태(논리 1)로 전환하도록 제1릴레이(410)에게 지시하기 위한 제2릴레이 신호(450)를 생성한다. 상기 제2릴레이(420)가 개방 상태(논리 0)로 전환되고 상기 제1릴레이(410)가 폐쇄 상태(논리 1)로 전환된 후, 상기 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 소정의 입력 AC 전력(112)은 태양광 패널(400)이 입력 AC 전력(112)과 거의 동일한 출력 AC 전력(195)을 생성하도록 AC 아웃렛 리셉터클(390)로 태양광 패널(400)을 통과한다.

그러나, 제2릴레이(420)는 계속해서 개방 상태(논리 0)에 있는다. 상기 콘트롤러(360)는 이 콘트롤러(360)가 AC 인렛 리셉터클(330)에 연결된 입력 AC 전력(112)으로 태양광 패널(400)을 성공적으로 동기화할 때까지 폐쇄 상태(논리 1)로 전환하도록 제2릴레이(420)에게 지시하지 않는다. 상기 콘트롤러(360)가 입력 AC 전력(112)으로 태양광 패널(400)을 적절하게 동기화한 후, 그 다음에 상기 콘트롤러(360)는 개방 상태(논리 0)에서 폐쇄 상태(논리 1)로 전환하도록 제2릴레이(420)에게 지시하기 위한 제2릴레이 신호(460)를 생성한다. 상기 제2릴레이(420)가 개방 상태(논리 0)에서 폐쇄 상태(논리 1)로 전환된 후, 상기 태양광 패널(400)은 입력 AC 전력(112)과 대등한 변환된 AC 전력(367)을 포함하는 출력 AC 전력(195)을 생성한다.

상기 태양광 패널(400)은 또한 바이패스 모드(bypass mode)로 동작한다. 그러한 바이패스 모드에서, 상기 태양광 패널(400)은 전원 오프되어 더 이상 기능하지 않는다. 실시예에 있어서, 콘트롤러(360)는 제1릴레이 신호(450)를 생성하여 폐쇄 상태(논리 1)로 전환하도록 제1릴레이(410)에게 지시한다. 상기 콘트롤러(360)는 또한 제2릴레이 신호(460)를 생성하여 개방 상태(논리 0)로 전환하도록 제2릴레이(420)에 지시한다. 상기 제1릴레이(410) 및 제2릴레이(420)는 스프링 하중식 릴레이 스위치이다. 상기 태양광 패널(400)이 전원 오프되면, 제1릴레이(410)의 전자기 코일은 더 이상 에너지화(energized)되지 않으며, 이에 따라 스프링은 제1릴레이(410)의 콘택트를 위쪽 위치로 풀(pull)한다. 제1릴레이(410)의 폐쇄 및 제2릴레이(420)의 개방은 입력 AC 전력(112)이 태양광 패널(400)을 통과하고 그 태양광 패널(400)에 데이지 체인된 제2태양광 패널 상으로 통과하여 그리고/또 입력 AC 전력(112)에 의해 전력 공급되는 전자 장치로 통과하게 한다. 따라서, 추가의 태양광 패널 및/또는 전자 장치들은 입력 AC 전력(112)을 계속해서 동작 오프시키도록 기능불능 태양광 패널(400)로부터 그 라인을 다운시킨다. 상기 제1릴레이(410) 및 제2릴레이(420)는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백한 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 소정 조합으로 실행될 것이다.

제4예시의 태양광 패널

도 5는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 구성(200)에 사용되는 제4예시의 태양광 패널(500)의 블록도이다. 비록 도 5가 태양광 패널(500)의 블록도를 나타냈을 지라도, 통상의 기술자는 도 5가 도 1에 나타낸 태양광 패널(100) 및 도 2에 나타낸 태양광 패널 구성(200)에 사용된 다수의 패널 100a 내지 100n의 블록도를 나타낸다는 것을 알 수 있을 것이다. 통상의 기술자는 또한 태양광 패널 300 및 400의 블록도에 나타낸 형태들 또한 태양광 패널 500에 포함되나 명확성을 위해 생략된다는 것을 알아야 할 것이다.

상기 태양광 패널(500)은 태양광 파워 수집기(310), 배터리 충전회로(510), 전류 증폭기(512; 전류 AMP), 배터리 뱅크(320), 배터리 밸런서(balancer) 보호회로(520), 승압 변압기(530), 위치 모듈(540), AC 전압 강압 변압기 DC 출력, 무선 데이터 전송기 및 수신기(560), 열 보호 모듈(570), 일체형 광원 모듈(580), AC 주파수 보정 및 필터 회로(590), 보호회로(515), AC 인렛 리셉터클(330), 콘트롤러(360), DC-AC 변환기(370), 주파수, 진폭, 위상 검출 동기화기 및 주파수 멀티플렉싱 트랜시버(525), 50 또는 60 Hz(Hertz) 순수 사인파 생성기(535), 냉각 팬(545), 보호회로(565), AC 전력 커플링 스위치(555) 및 AC 아웃렛 리셉터클(390)을 이용하여 실시될 것이다. 그들 각각은 태양광 패널(500)용 하우징 내에 인클로즈된다. 태양광 패널(500)은 태양광 패널 100, 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n, 태양광 패널 300, 및 태양광 패널 400과 많은 유사한 형태들을 공유한다: 따라서, 그러한 태양광 패널 500과 태양광 패널 200, 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n, 태양광 패널 300 및 태양광 패널 400간의 차만을 좀더 상세히 기술한다.

상기 배터리 충전회로(510)는 태양광 패널(500) 내에 포함된 배터리 뱅크(320)의 충전을 제어 및/또는 조절하기 위해 일체형 회로 뿐만 아니라 수동 및/또는 능동 회로를 포함한다. 상기 배터리 충전회로(510)는 콘트롤러(360)와 같은 컴퓨터 장치와 양방향 통신한다. 상기 콘트롤러(360)는 또한 배터리 충전회로(510)를 제어한다. 상기 전류 증폭기(12)는 태양광 패널의 출력 전류를 증가하고 그 배터리 뱅크(320)의 충전을 돕는다.

상기 배터리 밸런서 보호회로(520)는 태양광 패널(500)의 하우징 내에 배치된다. 상기 배터리 밸런서 보호회로(520)는 콘트롤러(360)에 의해 제어되는 집적회로 뿐만 아니라 수동 및/또는 능동 회로를 포함한다. 배터리 밸런서 보호회로(520)는 배터리 뱅크(320) 내에 개별 전지들의 안전한 방전 및 충전을 보장하는데 사용된다.

상기 태양광 패널(500)은 위치 모듈(540)을 더 포함한다. 그러한 위치 모듈(540)은 한정하진 않지만 위성 위치 확인 시스템(GPS), 나침반(compass), 자이로스코프, 고도계, 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백한 소정 다른 위치 센서 디지털 매체 파일과 같은 하나 또는 다수의 위치 센서를 포함한다. 그러한 위치 모듈(540)은 외부 개인용 컴퓨터 장치에 무선 데이터 전송기 및 수신기(560)를 통해 콘트롤러(360)로 데이터를 전송하는데 사용된다.

AC 전압 강압 변압기(550)는 태양광 패널(500) 내에 포함된다. 그러한 강압 변압기(550)는 배터리 충전회로(510)를 통해 AC 인렛 리셉터클(330)로부터 배터리 뱅크(320)를 충전하는데 사용된다. 상기 강압 변압기(550)는 철, 강철, 페라이트(ferrite) 또는 소정 다른 재료를 포함하며, 배터리 뱅크(320)를 충전하기 위한 전력 요건들을 충족시키도록 특별히 구성된다. 상기 강압 변압기(550)는 또한 필터된 DC 출력을 갖춘다.

상기 기술한 바와 같이, 상기 태양광 패널(500)은 콘트롤러(360)와 같은 컴퓨터 장치를 포함한다. 상기 콘트롤러(360)는 태양광 패널(500)을 제어 및/또는 모니터하는데 사용된다. 상기 콘트롤러(360)는 단일 또는 다수의 프로세서에 기반하며, 연관된 무선 데이터 전송기 및 수신기(560)를 통해 무선으로 그리고 주파수 멀티플렉싱 트랜시버(525)와 같은 하드웨어 커넥션을 통해 소프트웨어 및/또는 펌웨어 업데이트를 가능하게 한다. 상기 콘트롤러(360)는 중앙 제어, 원격 제어, 통상 모니터링, 및/또는 데이터 수집 목적을 위한 태양광 패널(500)의 소정 부분에 연결된다. 상기 무선 데이터 전송기 및 수신기(560)는 블루투스, Wi-Fi, 셀룰러, 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백한 소정의 다른 수용가능 무선 주파수 데이터 전송 및 수신 기술을 이용한다. 상기 전송기 및 수신기(560)는 태양광 패널(500)에서 하나 또는 그 이상의 외부 개인용 컴퓨터 장치로 데이터를 전송하는데 사용된다.

상기 태양광 패널(500)은 열 보호 모듈(570)을 포함한다. 그러한 열 보호 모듈(570)은 온도 모니터링의 목적을 위해 태양광 패널(500)의 소정 부분에 걸쳐 하나 또는 그 이상의 위치에 위치된 하나 또는 그 이상의 센서를 포함한다. 상기 열 보호 모듈(570)은 콘트롤러(360)에 연결되며, 태양광 패널(500)에서 외부 개인용 컴퓨터 장치로 데이터를 전송하는데 사용된다.

나타낸 바와 같이, 상기 태양광 패널(500)은 일체형 광원(580)을 포함한다. 그러한 일체형 광원(580)은 상기 태양광 패널(500)의 하우징의 외측에 배치된 또는 그 내측의 하나 또는 그 이상의 일체형 광을 포함한다. 그 일체형 광은 색, 강도, 색 온도 크기, 주파수 및/또는 밝기가 변할 수 있다. 상기 일체형 광원(580)은 콘트롤러(560)에 연결된다. 상기 일체형 광원(580)은 태양광 패널(500)에서 외부 개인용 컴퓨터 장치로 데이터를 전송하는데 사용된다.

상기 태양광 패널(500)은 다수의 AC 전원을 동기화하고 표준 AC 전력 라인을 통해 하나 또는 그 이상의 태양광 패널(500)간 데이터를 전송하는 그리드 주파수, 진폭, 전력 위상 검출 동기화기 및 주파수 멀티플렉싱 트랜시버(525)를 더 포함한다.

상기 태양광 패널(500)은 50 Hz 또는 60 Hz 순수 사인파 생성기(535)와 같은 주파수 생성기를 더 포함한다. 그러한 주파수 생성기는 특정 기준 주파수로 신호를 출력하도록 구성된 각기 다른 타입의 생성기가 될 수 있다. 상기 사인파 생성기(535)는 DC-AC 변환기(370)와 관련된 사인파를 제공한다. 상기 사인파 생성기(535)는 콘트롤러(360) 뿐만 아니라 그리드 주파수, 진폭, 전력 위상 검출 동기화기 및 주파수 멀티플렉싱 트랜시버(525)에 연결된다. 더욱이, 상기 사인파 생성기(535)는 아날로그 및/또는 디지털 회로를 포함한다.

상기 태양광 패널(500)은 태양광 패널(500)의 하우징 내에 배치된 냉각 팬(545)을 더 포함한다. 상기 냉각 팬(545)은 하나 또는 그 이상의 요소가 배치되는 상기 태양광 패널(500)의 하우징에 의해 적어도 부분적으로 형성된 내부를 가장 잘 통풍시키는 형태로 배열된 하나 또는 그 이상의 냉각 팬을 포함한다. 상기 냉각 팬(545)은 열 보호 모듈(570) 및/또는 콘트롤러(360)에 연결된다.

더욱이, 상기 태양광 패널(500)은 AC 주파수 보정 및 필터 회로(590)를 포함한다. 그러한 주파수 보정 및 필터 회로(590)는 50 Hz 또는 60 Hz 순수 사인파 생성기를 통해 콘트롤러(360)에 의해 제어된다. 또한, 상기 주파수 보정 및 필터 회로(590)는 승압 변압기(530)로부터 AC 전력을 수신하고, 태양광 패널(500)의 보호회로(515)로 보정 및 필터된 AC 전력을 출력한다. 상기 보호회로(515)는 서지(surge) 및 퓨즈(fuse) 보호를 제공하고, 콘트롤러(360)에 의해 제어 및 모니터될 것이다.

더욱이, 상기 태양광 패널(500)은 이 태양광 패널(500)에 의해 생성된 AC 그리드 등가 전력을 갖는 AC 인렛 리셉터클(330)로부터의 AC 전력에 연결되도록 구성된 AC 커플링 스위치(555)를 포함하며, 상기 AC 인렛 리셉터클(330) 및 태양광 패널(500)로부터의 동기화된 AC 전력은 AC 아웃렛 리셉터클(390)로부터의 출력에 함께 연결된다. 상기 AC 커플링 스위치(555)는 그리드 주파수, 진폭, 전력 위상 검출 동기화기 및 주파수 멀티플렉싱 트랜시버(525)와 연관되어 콘트롤러(360)에 의해 제어된다.

제2예시의 태양광 패널 구성

도 6은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 제2예시의 태양광 패널 구성의 블록도를 나타낸다. 태양광 패널 구성(600)은 그러한 태양광 패널 구성(600)을 형성하기 위해 함께 데이지 체인되고 그리드 결합 시스템(640)에 연결되는 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n을 포함하는 태양광 패널 구성을 나타내며, 여기서 n은 1보다 크거나 같은 정수이다. 상기 그리드 결합 시스템(640)은 전력 그리드가 입력 AC 전력(112)을 생성하기 위한 안정성을 유지하는지를 결정하기 위해 그리드에 의해 생성된 입력 AC 전력(112)을 모니터한다. 상기 그리드 결합 시스템(640)은 전력 그리드가 고장났다는 것을 그리드 결합 시스템(640)이 결정하면 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n에 변환된 AC 전력(660)을 제공하도록 배터리 뱅크(620)에 지시한다. 이에 따라, 상기 그리드 결합 시스템(640)은 그리드가 고장나면 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n에 백업 전력(back up power)을 제공한다.

상기 그리드 결합 시스템(640)은 배터리 뱅크(620), 릴레이 스위치(630), DC-AC 변환기(680) 및 전력 신호 센서(650)를 포함한다. 그러한 태양광 패널 구성(600)은 태양광 패널 100, 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n, 태양광 패널 300, 태양광 패널 400, 태양광 패널 500, 및 태양광 패널 구성 200과 많은 유사한 형태들을 공유한다: 따라서, 상기 태양광 패널 구성 600과 태양광 패널 100, 다수의 태양광 패널 100a 내지 100n, 태양광 패널 300, 태양광 패널 400, 태양광 패널 500, 및 태양광 패널 구성 200간의 차이만을 좀더 상세히 기술한다.

실시예에 있어서, 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n은 태양 에너지를 캡쳐하고 그 캡쳐된 태양 에너지를 상기 배터리 뱅크(620)에 저장되는 DC 전력으로 변환하기 위해 보다 큰 용량을 갖는 더 큰 태양광 패널을 포함한다. 상기 그리드 결합 시스템(640)은 이 그리드 결합 시스템(640)이 그리드 결합되면 입력 AC 전력(112)으로 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n을 자동으로 링크한다. 상기 그리드 결합 시스템(640)은 또한 입력 AC 전력(112)이 더 이상 상기 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n에 이용할 수 없도록 그리드 결합 시스템(640)이 더 이상 그리드 결합되지 않으면 상기 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n에 그 변환된 AC 전력(660)을 자동으로 제공한다.

실시예에 있어서, 각각의 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n은 그리드의 상태에 따라 업데이트된다. 예컨대, 상기 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n은 그리드의 AC 전력 라인을 통해 전송된 신호를 통해 그 그리드가 고장난 때를 업데이트한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 그리드 결합 시스템(640)은 배터리 뱅크(620)에 저장된 DC 전력이 그 변환된 AC 전력(660)의 사용으로부터 고갈되지 않도록 상기 변환된 AC 전력(660)을 제어한다. 예컨대, 상기 그리드 결합 시스템(640)은 배터리 뱅크(620)에 저장된 DC 전력을 보존하기 위한 최대 용량으로부터 상기 변환된 AC 전력(660)의 사용을 다이얼 백(dial back)한다.

상기 그리드 결합 시스템(640)은 릴레이 스위치(630)를 포함한다. 그러한 릴레이 스위치(630)는 그리드가 고장나 더 이상 입력 AC 전력(112)을 그리드 결합 시스템(640)에 제공하지 못할 때 개방 상태(논리 0)로 전환됨으로써, 상기 그리드 결합 시스템(640)이 그리드로부터 거의 분리된다. 상기 그리드 결합 시스템(640)은 이 그리드 결합 시스템(640)에 더 이상 공급되지 않는 입력 AC 전력(112)을 교체하기 위해 상기 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n에 상기 변환된 AC 전력(660)의 제공을 시작하도록 상기 배터리 뱅크(620)에 저장된 DC 전력을 변환하도록 DC-AC 변환기(680)에 즉시 지시한다. 상기 변환된 AC 전력(660)은 그리드가 다운되기 전에 그 입력 AC 전력(112)에 포함된 전력 신호 특성과 이미 동기화된 전력 신호 특성을 포함한다. 예컨대, 상기 변환된 AC 전력(660)은 상기 입력 AC 전력(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류와 거의 유사한 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류를 포함한다. 결과적으로, 상기 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n은 그리드가 고장나 더 이상 그 입력 AC 전력(112)을 그리드 결합 시스템(640)에 제공하지 못하는 것을 인식하지 못할 것이다.

상기 그리드가 고장난 후, 전력 신호 센서(650)는 릴레이 스위치(630)의 고장측에 대한 전력 신호 특성을 계속해서 감지한다. 예컨대, 상기 전력 신호 센서(650)는 릴레이 스위치(630)의 고장측에 대한 전압, 전류, 주파수, 및/또는 위상을 계속해서 감지한다. 그리드가 다시 백업되기 시작함에 따라, 상기 전력 신호 센서(650)는 그리드가 백업되는 것을 그 릴레이 스위치(630)의 고장측에 대한 전력 신호 특성이 나타내기 시작하는 것을 인식한다. 그리드가 안정화됨에 따라, 상기 그리드 결합 시스템(640)은 전력 신호 센서(650)에 의해 감지되는 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 거의 동일해지도록 그 변환된 AC 전력(660)의 전력 신호 특성을 조절하기 시작한다. 예컨대, 상기 그리드 결합 시스템(640)은 상기 변환된 AC 전력(660)의 주파수, 위상, 진폭, 전압 및/또는 전류가 상기 전력 신호 센서(650)에 의해 감지되는 입력 AC 전력(112)의 주파수, 위상, 진폭, 전력 및/또는 전류와 거의 동일해지도록 상기 변환된 AC 전력(660)을 동기화한다.

상기 변환된 AC 전력(660)의 전력 신호 특성이 입력 AC 전력(112)의 전력 신호 특성과 거의 동일해진 후, 상기 그리드 결합 시스템(640)은 릴레이 스위치(630)를 폐쇄 위치(논리 1)로 전환한다. 상기 다수의 태양광 패널 610a 내지 610n은 더 이상 변환된 AC 전력(660)을 동작 오프하는 것이 아니라 그리드에 의해 제공된 입력 AC 전력(112)을 동작 오프한다.

무선 태양광 패널 구성

도 7은 무선 태양광 패널 구성(700)의 설명을 나타낸다. 그러한 무선 태양광 패널 구성(700)은 클라이언트(710), 네트워크(720), 및 태양광 패널(730)을 포함한다.

하나 또는 그 이상의 클라이언트(710)는 네트워크(720)를 통해 하나 또는 그 이상의 태양광 패널(730)에 연결한다. 상기 클라이언트(710)는 적어도 하나의 프로세서, 적어도 하나의 메모리, 및 적어도 하나의 네트워크 인터페이스를 포함하는 장치가 될 것이다. 예컨대, 그러한 클라이언트는 개인용 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 개인용 디지털 어시스턴트, 스마트 폰, 모바일 폰, 게임 콘솔, 셋톱 박스 등에서 실시된다.

실시예에 있어서, 상기 클라이언트(710)는 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)과 통신한다. 상기 네트워크(720)는 인터넷과 같은 하나 또는 그 이상의 네트워크를 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 상기 네트워크(720)는 하나 또는 그 이상의 광역 네트워크(WAN) 또는 근거리 네트워크(LAN)를 포함한다. 상기 네트워크(720)는 이더넷, 고속 이더넷, 기가비트 이더넷, 가상 사설 네트워크(VPN), 원격 VPN 액세스, Wi-Fi와 같은 다양한 IEEE 802.11 표준 등과 같은 하나 또는 그 이상의 네트워크 기술들을 이용한다. 네트워크(720)를 통한 통신은 전송 제어 프로토콜(TCP)과 같은 신뢰할 수 있는 스트리밍 프로토콜들을 포함하는 하나 또는 그 이상의 네트워크 통신 프로토콜들을 이용하여 이루어진다. 이러한 예들은 설명일 뿐 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.

상기 태양광 패널(730)은 콘트롤러(360)를 포함한다. 상기 콘트롤러(360)는 상기 기술한 바와 같은 소정 타입의 프로세싱(또는 컴퓨터 장치)이 될 것이다. 예컨대, 상기 콘트롤러(360)는 워크스테이션, 모바일 장치, 컴퓨터, 컴퓨터의 클러스터, 셋톱 박스, 또는 다른 컴퓨터 장치가 될 것이다. 실시예에 있어서, 다수의 모듈이 동일한 컴퓨터 장치 상에서 실시될 수 있다. 그와 같은 컴퓨터 장치는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 그 조합을 포함한다. 소프트웨어는 동작 시스템 상에 하나 또는 그 이상의 애플리케이션을 포함한다. 하드웨어는 한정하진 않지만 프로세서, 메모리, 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스 디스플레이를 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 클라이언트(710)는 적절한 날의 시간에 기초하여 작업하도록 적절한 액션에 따라 태양광 패널(730)에 지시하도록 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)과 통신한다. 예컨대, 클라이언트(710)는 햇빛을 받아들일 수 없는 날의 시간 동안 그리드에 의해 제공된 입력 AC 전력을 통해 그 배터리를 충전하도록 태양광 패널(730)에 지시하도록 태양광 패널(730)과 통신할 것이다. 다른 예에 있어서, 상기 클라이언트(710)는 피크의 이용할 수 있는 시간 동안에는 그 태양광 패널(730)에 포함된 내부 배터리들에 의해 제공된 DC 전력을 오프하도록 태양광 패널(730)에 지시하도록 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)과 통신할 것이다. 그와 같은 예에 있어서, 상기 클라이언트(710)는 태양광 패널(730)이 그리드에 의해 제공된 입력 AC 전력에 의존하는 피크가 아닌 시간 동안 태양광 패널(730)에 의해 캡쳐된 태양 에너지로부터 그 내부 배터리들을 충전하도록 태양광 패널(730)과 통신할 것이다. 다음에, 상기 클라이언트(710)는 그리드가 스트레스(stress)되는 피크 시간 동안 그 충전된 내부 배터리들의 동작을 오프하도록 태양광 패널(730)과 통신할 것이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 클라이언트(710)는 태양광 패널(730)의 상태 업데이트를 수신하도록 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)과 통신할 것이다.

실시예에 있어서, 태양광 패널(730)은 GPS를 포함한다. 클라이언트(710)는 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)과 통신하여 그 태양광 패널(730)을 조절함으로써, 태양광 패널(730)에 의해 캡쳐된 태양 에너지가 최대화되는 각도로 그 태양광 패널(730)이 태양을 향하게 한다. 클라이언트(710)는 네트워크(720)를 통해 클라이언트(710)에 제공된 태양광 패널(730)의 GPS 좌표를 분석한다. 상기 클라이언트(710)에 제공된 태양광 패널(730)의 GPS 좌표에 기초하여, 클라이언트는 태양광 패널(730)에 의해 캡쳐된 태양 에너지가 최대화되는 각도로 태양광 패널(730)이 태양을 향하도록 조절한다.

실시예에 있어서, 상기 태양광 패널(730)은 이 태양광 패널(730)의 후면에 구성된 경사 메카니즘(tilt mechanism)을 포함한다. 그러한 경사 메카니즘은 태양광 패널(730)의 GPS 좌표에 기초하여 클라이언트(710)가 태양광 패널(730)을 조절함에 따라 태양광 패널(730)에 의해 캡쳐된 태양 에너지를 최대화하는 각도로 태양광 패널(730)이 태양을 향하도록 조절하는 스텝퍼 모터(stepper motor)를 포함한다.

실시예에 있어서, 클라이언트(710)는 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)의 출력 AC 전력을 원격으로 제어한다. 클라이언트(710)는 태양광 패널(730)의 배터리 뱅크에 저장된 DC 전력이 고갈되지 않도록 태양광 패널(730)의 출력 AC 전력을 다이얼 백한다.

실시예에 있어서, 클라리언트(710)는 한정하진 않지만 태양광 패널(730)에 의해 생성된 에너지, 태양광 패널(730)에 의해 소비된 에너지, 태양광 패널(730)의 경사, 태양광 패널(730)의 각도, 태양광 패널(730)의 GPS 좌표를 포함하는 네트워크(720)를 통해 태양광 패널(730)과 관련된 정보 및/또는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 네트워크(720)를 통해 클라이언트(710)와 통신되는 태양광 패널(730)과 관련된 소정의 다른 정보를 획득한다.

태양광 패널의 예시의 동작 제어 흐름

도 8은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널의 예시의 동작 단계들의 흐름도이다. 본 발명 개시는 이러한 동작 기술로 한정하지 않는다. 대신, 이는 다른 동작 제어 흐름이 본 발명 개시의 범주 및 사상 내에 속하는 본원의 기술로부터 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백할 것이다. 다음의 설명은 도 8의 단계들을 기술한다.

단계 810에서, 동작 제어 흐름은 태양광 소스로부터 태양 에너지를 수집한다.

단계 820에서, 동작 제어 흐름은 태양 에너지를 직류(DC) 전력으로 변환한다. 특히, 그 동작 제어 흐름은 예로서 제공된 태양광 패널 수집기(310)와 같은 태양광 패널 수집기에 의해 캡쳐된 태양 에너지를 예로서 제공된 변환된 DC 전력(305)과 같은 DC 전력으로 변환한다.

단계 830에서, 동작 제어 흐름은 DC 전력을 저장한다.

단계 840에서, 동작 제어 흐름은 태양광 패널의 외부에 있는 AC 전원으로부터 생성된 입력 AC 전력을 수신한다. 예컨대, 그 동작 제어 흐름은 AC 전력(112)이 그리드에 의해 생성되는 인렛 AC 리셉터클을 통해 입력 AC 전력(112)을 수신한다.

단계 850에서, 동작 제어 흐름은 입력 AC 전력이 AC 인렛 리셉터클에 연결된다.

단계 860에서, 동작 제어 흐름은 입력 AC 전력이 AC 인렛 리셉터클에 연결될 때 입력 AC 전력과 대등한 태양광 패널에 대한 독립의 출력 AC 전력을 자동으로 생성한다.

제1예시의 태양광 패널 커넥터 구성

도 9는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터 구성의 블록도를 나타낸다. 그러한 태양광 패널 커넥터 구성(900)은 이 태양광 패널 커넥터 구성(900)을 형성하기 위해 함께 데이지 체인되는 다수의 태양광 패널 100(a-n)을 포함하는 태양광 패널 커넥터 구성을 나타내며, 여기서 n은 2보다 크거나 같은 정수이다. 태양광 패널 커넥터 구성(900)에 추가된 각각의 태양광 패널 100(a-n)은 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 출력 AC 전력(195a) 및 출력 AC 전력(195b)과 대등한 출력 AC 전력(195n)을 생성한다. 각각의 태양광 패널 100(a-n)은 다수의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)을 통해 서로 연결되며, 여기서 n은 1보다 크거나 같은 정수이다. 각각의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 각각의 개별 태양광 패널 100(a-n)의 출력에서 각각의 개별 태양광 패널 100(b-n)의 입력으로 그 출력 AC 전력 195(a-n)를 전환한다. 예컨대, 태양광 패널 커넥터 910a는 태양광 패널 100a의 출력에서 태양광 패널 100b의 입력으로 출력 AC 전력 195a를 전환하고, 태양광 패널 커넥터 910n은 태양광 패널 100b의 출력에서 태양광 패널 100n의 입력으로 출력 AC 전력 195b를 전환한다. 단부 케이블(920; end cable)은 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 최종 태양광 패널(100n)로부터 출력 AC 전력(195n)을 수신한다.

기존 태양광 패널 구성은 각 태양광 패널을 연결하는 다수의 기존 와이에 의해 함께 데이지 체인되는 태양광 패널들을 포함한다. 그러한 다수의 기존 와이어는 출력 전력을 제공하기 위해 생성된 전력을 적절하게 데이지 체인하는데 필요하다. 상기 다수의 기존 와이어는 또한 각 태양광 패널들간 데이터 통신을 위해 필요하다. 상기 다수의 기존 와이어는 통상 타이 랩(tie wrap)되어 전략적으로 태양광 패널들 사이에 위치된다.

통상적으로 기존 태양광 패널에 태양광 패널들을 함께 데이지 체인하는데 필요한 다수의 기존 와이어는 그 태양광 패널들에 대한 설치 프로세스에 쓸데없는 어려움을 가중시킨다. 그러한 가중된 어려움은 각각의 태양광 패널을 함께 적절하게 연결하는데 필요한 추가의 노력으로 인해 그 태양광 패널의 설치에 필요한 부담의 증가를 포함한다. 상기 다수의 기존 와이어는 기존의 태양광 패널 구성, 태양광 패널들, 및/또는 손상을 초래하는 와이어 자신을 서포트하는 구조에 구조적인 스트레스를 발생시키지 않도록 적절히 위치되어야 한다. 또한 태양광 패널들을 적절히 설치하기 위해 설치 중에 필요한 추가의 시간은 불필요하다. 태양광 패널의 인스톨러(Installer)는 각각의 다수의 기존 와이어들을 적절하게 위치시키고 그러한 다수의 기존 와이어들로부터 야기되는 소정의 손상을 잠재적으로 최소화하기 위해 데이지 체인에 포함된 각각의 태양광 패널을 위한 그러한 다수의 기존 와이어들을 타이 랩해야 한다. 상기 다수의 기존 와이어를 위치시키는데 소비된 추가 시간은 상당하며 상기 다수의 기존 와이어를 이용하여 설치 프로세스를 완료하는데 필요한 시간에 가중된다.

상기 다수의 기존 와이어는 또한 안전상의 위험요소이다. 그러한 기존 와이어가 적절하게 위치되지 않으면 구조적인 고장이 발생한다. 예컨대, 태양광 패널들의 데이지 체인을 서포트하는 그러한 구조는 다수의 기존 와이어의 중량이 적절하게 분산되지 않으면 손상 및/또는 피해를 야기하여 구조적으로 고장난다. 또한, 상기 다수의 기존 와이어가 적절하게 위치되지 않으면 전기적 손상이 발생한다. 그러한 전기적 손상은 다수의 기존 와이어 상의 구조적인 스트레스 및/또는 2개 또는 그 이상의 기존 와이어들간 전기적 반응을 야기하는 그러한 다수의 기존 와이어를 부적절하게 배치하는 것으로 인해 발생한다.

또한, 상기 다수의 기존 와이어는 기존 데이지 체인된 태양광 패널 구성의 전체적인 효율을 방해한다. 상기 다수의 기존 와이어를 통한 전력의 라우팅은 상기 다수의 기존 와이어를 통한 전력의 라우팅을 통해 전력이 손실되기 때문에 전체적인 전력 효율을 감소시킨다. 또한, 상기 다수의 기존 와이어는 기존 데이지 체인된 태양광 패널 구성을 이동시키는 이동성을 방해한다. 상기 다수의 기존 와이어를 적절하게 위치시키는 것으로부터 야기되는 어려움은 태양광 패널들을 분해한 다음 다른 위치에서 그 다수의 기존 와이어에 의해 기존 데이지 체인 구성의 태양광 패널들을 재조립하는 것을 인스톨러가 방해한다는 것이다.

상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 태양광 패널 100(a-n)을 함께 데이지 체인하기 위한 다수의 기존 와이어의 필요성을 없앴다. 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 3개의 컨덕터 구성에 대한 태양광 패널 100(a-n)의 연결을 단순화시킨다. 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 출력 AC 전력 195n에 출력 전력 195a 및 195b를 적절히 대등하게 하기 위해 출력 AC 전력 195(a-n)을 적절히 데이지 체인한다. 또한 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 각각의 태양광 패널 100(a-n)들간 데이터 통신을 제공한다.

태양광 패널 커넥터 910(a-n)에 실시된 단일의 3개의 컨덕터 구성에 대한 다수의 기존 와이어로부터의 상기 태양광 패널 100(a-n)의 연결의 단순화는 태양광 패널 100(a-n)의 설치에 요구된 부담을 없앤다. 그러한 다수의 기존 와이어를 배치하는 것으로부터 야기되는 구조적인 문제를 처리하는 대신, 다수의 기존 와이어에 대한 필요성을 없애는 각각의 태양광 패널 100(a-n)을 연결하는데 단지 단일의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)만이 요구되었다. 그러한 다수의 기존 와이어를 없애는 것은 기존 데이지 체인 구성과 연관된 구조적인 문제를 없앤다. 상기 단일의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 기존 데이지 체인 구성에 대한 구조적인 부담을 갖지 않는다. 더욱이, 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성을 이용하여 설치하는 동안 필요한 시간 또한 최소화되었다. 다수의 기존 와이어로부터의 기존 데이지 체인에 부가된 구조적인 부담을 최소화하기 위해 다수의 기존 와이어를 적절히 위치시키고 다수의 기존 와이어를 타이 랩하는 상당한 시간을 인스톨러가 더 이상 소비하지 않아도 된다. 2개의 태양광 패널 100a 및 100b를 연결하는데 사용된 단일의 태양광 패널 커넥터 910(a)의 단순성은 인스톨러가 태양광 패널 100a의 출력 및 태양광 패널 100b의 입력에 태양광 패널 커넥터 910(a)를 플러그인하는 것을 필요로 한다.

또한 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성은 그 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 안전성을 향상시킨다. 다수의 기존 와이어에 대한 필요성이 없어짐에 따라, 다수의 기존 와이어의 부적절한 배치로 인해 발생하는 전기적 손상과 관련된 위험성이 크게 낮아졌다. 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성은 다수의 기존 와이어에 의해 야기된 구조적인 손상으로부터 초래되는 전기적인 손상을 없앤다. 또한 상기 3개의 컨덕터 구성은 다수의 기존 와이어의 부적절한 배치로부터 야기되는 전기적인 손상을 없앤다.

또한 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성은 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 전체적인 효율을 향상시킨다. 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성에 대한 다수의 기존 와이어의 단순화는 전달 동안 손실되는 전력량을 감소시키는 태양광 패널에서 태양광 패널로 전력을 전달하는데 필요한 와이어의 양을 감소시킨다. 그러한 전력의 효율성은 단일의 커넥터에 의해 제공된 3개의 컨덕터 구성에 대한 연결의 최소화로 인한 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성으로 최적화된다.

또한 태양광 패널 커넥터 910(a-)의 그러한 3개의 컨덕터 구성은 태양광 패널 커넥터 구성(900)에 대한 이동성을 제공한다. 각각의 개별 태양광 패널 100(a-n)간 각각의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 단순한 설치의 용이성으로 인해, 인스톨러는 태양광 패널 커넥터 구성(900)을 훨씬 더 쉽게 분해하여 다른 장소로 그 태양광 패널 커넥터 구성(900)을 이동시킬 수 있다. 다른 위치에 그 태양광 패널 커넥터 구성(900)을 조립하는 것은 단지 이동성의 용이성을 제공하는 각각의 개별 태양광 패널 100(a-n)간 그 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 설치만을 요구할 뿐이다.

상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성은 출력 AC 전력 195a에서 태양광 패널 100a까지의 연결 및 출력 AC 전력 195b에서 태양광 패널 100n까지의 연결에 따른 AC 전력에 걸친 연결의 호환성을 가질 것이다. 그러나, 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성은 또한 그 태양광 패널 커넥터 910(a-n)에 대한 소정 추가의 변형 없이 DC 전력에 걸친 연결을 가능하게 한다. 상기 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 3개의 컨덕터 구성은 또한 태양광 패널 100(a-n)간 데이터 통신을 제공한다. 예컨대, 상기 컨덕터 구성은 태양광 패널 100(a-n)간 전력선 모뎀 기술 데이터 통신을 지원한다. 상기 3개의 컨덕터 구성은 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 태양광 패널 100(a-n)간 소정의 데이터 통신을 지원한다. AC 전력 및 DC 전력 모두에 대한 호환성을 갖고 데이터 통신을 지원하는 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 태양광 패널들을 연결함에 있어 추가의 단순성을 제공한다.

예컨대, 도 9에 나타낸 바와 같이, 태양광 패널 커넥터 910(a-n)은 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 전체 출력 AC 전력이 증가되도록 출력 AC 전력 195a 및 195b를 대등하게 하기 위해 태양광 패널 100(a-n)을 적절하게 데이지 체인한다. 그러한 태양광 패널 100(a-n)의 데이지 체이닝에 있어서, 태양광 패널 100b에 대한 전력 입력은 태양광 패널 100b에 의해 수신된 입력 전력 AC 전력 195a가 태양광 패널 100a의 출력 AC 전력 195a와 거의 동일해지도록 태양광 패널 커넥터 910a를 통해 태양광 패널 100a의 전력 출력에 연결된다. 더욱이, 태양광 패널 100n에 대한 전력 입력은 태양광 패널 100n에 의해 수신된 입력 전력 AC 전력 195b이 태양광 패널 100b의 출력 AC 전력 195b와 거의 동일해지도록 태양광 패널 커넥터 910n을 통해 태양광 패널 100b의 전력 출력에 연결된다.

태양광 패널 커넥터 910(a-n)가 각각 태양광 패널 100(a-n)을 전기적으로 연결하기 위해 적절하게 삽입된 후, 각각의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)에 포함된 3개의 컨덕터는 각각의 태양광 패널 100(a-n)간 전달된 AC 전력을 전기적으로 연결하도록 AC 특성을 사용한다. 제1컨덕터가 핫(hot) 연결되고, 제2컨덕터가 그라운드(ground) 연결되고, 제3컨덕터가 중립(neutral) 연결되어, 각각의 태양광 패널 100(a-n)간 AC 전력이 적절히 전달된다. 그러한 핫 연결, 그라운드 연결, 및 중립 연결은 AC 전력이 태양광 패널 100(a-n)간 전달 동안 그 AC 전력이 저하 및/또는 감소하지 않도록 각각의 태양광 패널 100(a-n)간 AC 전력의 전달을 가능하게 한다.

상기 나타낸 바와 같이, 각각의 출력 AC 전력 195(a-n)는 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 전체 출력 AC 전력을 증가시키도록 대등해질 것이다. 단부 케이블(920)은 전체 출력 AC 전력을 필요로 하는 제2구성에 출력 AC 전력(195n)으로 나타낸 전체 출력 AC 전력을 전달하도록 태양광 패널 커넥터 구성(900)의 최종 태양광 패널(100n)의 출력에 위치될 것이다. 상기 단부 케이블(920)은 태양광 패널 커넥터 910(a-n)의 것과 유사한 커넥터(930)를 포함한다. 그러한 커넥터(930)는 태양광 패널(100n)로부터 출력 AC 전력(195n)을 받을 수 있는 3개의 컨덕터 구성을 포함한다. 케이블(940)은 상기 커넥터(930)에 연결되고, 또한 출력 AC 전력(195n)에서의 전력 손실 및/또는 저하 없이 제2구성에 출력 AC 전력(195n)을 적절하게 전달할 수 있는 3개의 컨덕터 구성을 포함한다. 예컨대, 케이블(940)은 그러한 대등한 출력 AC 전력(195n)이 전기 스토브로 상기 케이블(940)에 의해 적절하게 전달되도록 전기 스토브에 연결될 것이다. 다른 예에 있어서, 케이블(940)은 태양광 패널 커넥터 구성(900)이 그리드 결합되도록 브레이커 박스(breaker box)에 연결된다. 비록 태양광 패널 커넥터 구성(900)이 태양광 패널 커넥터 910(a-n)에 의해 연결되는 3개의 태양광 패널 100(a-n)을 나타낼 지라도, 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 상기 상세한 설명에 기술된 바와 같은 유사한 방식으로 소정 양의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)에 의해 연결될 것이다.

제2예시의 태양광 패널 커넥터 구성

도 10은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터 구성의 블록도를 나타낸다. 그러한 태양광 패널 커넥터 구성(1000)은 이 태양광 패널 커넥터 구성(1000)을 형성하기 위해 함께 데이지 체인되는 다수의 태양광 패널 100(a-n)을 포함하는 태양광 패널 커넥터 구성을 나타내며, 여기서 n은 2보다 크거나 같은 정수이다. 태양광 패널(100a)은 입력 DC 전력(1070a)을 수신한다. 결과적으로, 태양광 패널 커넥터 구성(1000)에 추가된 각각의 다음의 태양광 패널 100(b-n)은 상기 태양광 패널 커넥터 구성(1000)의 출력 DC 전력 1050a 및 출력 DC 전력 1050b와 대등한 출력 DC 전력 1050n을 생성한다. 각각의 태양광 패널 100(a-n)은 다수의 태양광 패널 커넥터 910(a-n)을 통해 서로 연결되며, 여기서 n은 1보다 크거나 같은 정수이다. 각각의 태양광 패널 커넥터 910(a-b)은 각각의 개별 태양광 패널 100(b-n)의 각각의 입력으로 출력 DC 전력 1050a 및 1050b를 전환한다. 단부 케이블(920)은 태양광 패널 커넥터 구성(1000)의 최종 태양광 패널(100n)로부터 출력 DC 전력(1050n)을 수신하고 그 출력 DC 전력(1050n)을 DC/AC 전력 변환기(1030)로 전달한다.

도 10은 태양광 패널 커넥터 910(a-n)이 태양광 패널 100(a-n)에 의해 생성된 출력 DC 전력 1050(a-n)을 전달하는 애플리케이션에 태양광 패널 커넥터 910(a-n)을 이용하는 예시의 실시이다. 그러한 태양광 패널 100(a-n)의 데이지 체이닝에 있어서, 태양광 패널 100b에 대한 전력 입력은 태양광 패널 100b에 의해 수신된 입력 DC 전력 1050a가 태양광 패널 100a의 출력 DC 전력 1050a와 거의 동일해지도록 태양광 패널 커넥터 910a를 통해 태양광 패널 100a의 전력 출력에 연결된다. 태양광 패널 100n의 전력 입력은 태양광 패널 100n에 의해 수신된 입력 DC 전력 1050b가 태양광 패널 100b의 출력 DC 전력 1050b와 거의 동일해지도록 태양광 패널 커넥터 910b를 통해 태양광 패널 100b의 전력 출력에 연결된다.

태양광 패널 커넥터 910(a-b)이 각각 태양광 패널 100(a-b) 및 태양광 패널 100(b-n)을 전기적으로 적절히 삽입된 후, 각각의 태양광 패널 커넥터 910(a-b)에 포함된 3개의 컨덕터는 각각의 태양광 패널 100(a-n)간 전송된 DC 전력을 전기적으로 연결하도록 AC 특성을 사용한다. 제1컨덕터가 포지티브(positive) 연결되고, 제2컨덕터가 그라운드(ground) 연결되고, 제3컨덕터가 네가티브(negative) 연결되어, 각각의 태양광 패널 100(a-n)간 DC 전력이 적절히 전달된다. 그러한 포지티브 연결, 그라운드 연결, 및 네가티브 연결은 DC 전력이 태양광 패널 100(a-n)간 전달 동안 저하 및/또는 감소하지 않도록 각각의 태양광 패널 100(a-n)간 DC 전력의 전달을 가능하게 한다.

상기 나타낸 바와 같이, 각각의 출력 DC전력 1050(a-n)은 태양광 패널 커넥터 구성(1000)의 전체 출력 DC 전력을 증가시키기 위해 대등해진다. 단부 케이블(920)은 그 전체 출력 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 DC/AC 전력 변환기(1030)로 출력 DC 전력(1050n)에 의해 나타낸 전체 출력 DC 전력을 전달하도록 DC 태양광 패널 커넥터 구성(1000)의 최종 태양광 패널(100n)의 출력에 배치된다. 케이블(940)은 출력 DC 전력(1050n)을 DC/AC 전력 변환기(1030)로 전달하는 태양광 패널 커넥터(910n)에 연결된다. 단부 케이블(920) 및 태양광 패널 커넥터(910n)는 출력 DC 전력(1050n)에서의 전력 손실 및/또는 저하 없이 상기 출력 DC 전력(1050n)을 DC/AC 변환기(1030)로 적절하게 전달할 수 있다.

제3예시의 태양광 패널 커넥터 구성

도 11은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터 구성의 블록도를 나타낸다. 그러한 태양광 패널 커넥터 구성(1100)은 이 태양광 패널 커넥터 구성(1000)을 형성하기 위해 다수의 행으로 함께 데이지 체인되는 다수의 태양광 패널 100(a-n)을 포함하는 태양광 패널 커넥터 구성을 나타내며, 여기서 n은 2보다 크거나 같은 정수이다. 태양광 패널 100(a-d)은 제1행으로 구성되고, 태양광 패널 100(e-n)은 제2행으로 구성된다. 연결 브릿지(1120)는 제2행의 태양광 패널 100(e-n)에 제1행의 태양광 패널 100(a-d)을 데이지 체인한다. 결과적으로, 연결 브릿지(1120)는 다수의 연결 브릿지가 다수의 행들을 함께 데이지 체인하도록 소정 2개 행의 태양광 패널을 데이지 체인하는데 사용된다. 상기 상세히 기술한 바와 같이, 각각의 태양광 패널 100(a-n)에 의해 생성된 출력 AC 또는 DC 전력은 태양광 패널 커넥터 구성(1100)의 최종 태양광 패널 100(e)의 출력 AC 또는 DC 전력이 출력될 때까지 라인 아래에 평행하게 데이지 체인된다. 단부 케이블(920)은 태양광 패널 커넥터 구성(1100)의 최종 태양광 패널(100n)로부터 출력 AC 또는 DC 전력을 수신한다.

도 11은 태양광 패널 100(a-n)이 집의 지붕에 배치될 때와 같이 태양광 패널 100(a-n)이 다수의 행으로 배열되는 애플레케이션에 연결 브릿지를 이용하는 예시의 실시이다. 다수의 행으로 태양광 패널 100(a-n)의 데이지 체이닝에 있어서, 그러한 연결 브릿지(1120)는 각 행의 태양광 패널 100(a-n)간 출력 AC 또는 DC 전력의 전환을 제공한다.

예컨대, 태양광 패널(100d)은 입력 AC 전력을 수신하고 태양광 패널 커넥터 구성(1100)의 마스터가 된다. 다음에, 그 AC 전력은 태양광 패널 커넥터 910(a-c)를 통해 제1행의 태양광 패널 100(a-d) 아래에 평행해진다. 그러나, 출력 AC 전력이 태양광 패널(100a)에 의해 생성된 후, 연결 브릿지(1120)의 케이블(1140) 및 그 태양광 패널(100a)의 출력에 연결된 태양광 패널 커넥터(1130a)는 그 출력 AC 전력을 태양광 패널 커넥터(1130b)로 전달한다. 태양광 패널 커넥터(1130b)는 태양광 패널(100n)의 입력 및 연결 브릿지(1120)의 케이블(1140)에 연결된다. 다음에 태양광 패널 커넥터(1130b)는 그 출력 AC 전력이 제2행의 태양광 패널 100(e-n)에 걸쳐 계속해서 대등해지도록 태양광 패널(100a)의 출력 AC 전력을 태양광 패널(100n)로 전달한다. 다음에 태양광 패널 커넥터 구성(1100)의 최종 태양광 패널(100e)에 의해 생성된 출력 AC 전력은 단부 케이블(920)의 태양광 패널 커넥터(930)로 전달된 다음, 상기 상세히 기술한 바와 같이 전달된다. 또한 상기 상세히 기술한 바와 같이, 연결 브릿지(1120)는 또한 DC 전력이 마스터 태양광 패널(100d)에 의해 제공될 때 출력 DC 전력을 전달한다.

예시의 태양광 패널 커넥터

도 12는 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 예시의 태양광 패널 커넥터를 나타낸다. 그러한 태양광 패널 커넥터(1200)는 제1컨덕터 인클로저(1210a; conductor enclosure), 제2컨덕터 인클로저(1210b), 및 제3컨덕터 인클로저(1210c)를 포함한다. 또한 상기 태양광 패널 커넥터(1200)는 제1컨덕터 인클로저(1220a), 제2컨덕터 인클로저(1220b), 및 제3컨덕터 인클로저(1220c)를 포함한다. 제1컨덕터(1230a)는 상기 제1컨덕터 인클로저 1210a 및 1220a에 의해 인클로즈(enclose)된다. 제2컨덕터(1230b)는 제2컨덕터 인클로저 1210b 및 1220b)에 의해 인클로즈된다. 제3컨덕터(1230c)는 제3컨덕터 인클로저 1210c 및 1220c에 의해 인클로즈된다. 중심 섹션(1240)은 제1컨덕터 인클로저 1210a를 제1컨덕터 인클로저 1220a에, 제2컨덕터 인클로저 1210b를 제2컨덕터 인클로저 1220b에, 그리고 제3컨덕터 인클로저 1210c를 제3컨덕터 인클로저 1220c에 연결한다. 상기 태양광 패널 커넥터(1200)는 태양광 패널 커넥터 910a 내지 910n의 예시의 실시예이며, 상기 상세히 기술된 태양광 패널 커넥터 910a 내지 910n과 많은 유사한 형태를 공유한다.

상기 나타낸 바와 같이, 각각의 3개의 컨덕터 1230(a-c)은, 태양광 패널로부터의 AC 전력과 연동될 때 핫, 중립, 및 그라운드로 작용하도록 구성되고, 또 태양광 패널로부터의 DC 전력과 연동될 때 포지티브, 네가티브, 및 그라운드로 작용하도록 구성될 것이다.

예컨대, 각각의 제1컨덕터 인클로저(1210a), 제2컨덕터 인클로저(1210b), 및 제3컨덕터 인클로저(1210c)는 태양광 패널에 연결되고 그 태양광 패널로부터 상기 기술한 바와 같이 AC 전력을 수신한다. AC 전력을 수신함에 따라, 제1컨덕터 인클로저(1210a)에 인클로즈된 제1컨덕터(1230a)는 핫으로 작용하고, 제2컨덕터 인클로저(1210b)에 인클로즈된 제2컨덕터(1230b)는 그라운드로 작용하고, 제3컨덕터 인클로저(1210c)에 인클로저된 제3컨덕터(1230c)는 중립으로 작용할 것이다. 또한 상기 제1컨덕터 인클로저(1220a), 제2컨덕터 인클로저(1220b), 및 제3컨덕터 인클로저(1220c)는 태양광 패널에 연결되고 그 태양광 패널로부터 상기 기술한 바와 같이 AC 전력을 전달한다. 소정의 제1컨덕터(1230a), 제2컨덕터(1230b), 및 제3컨덕터(1230c)는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 태양광 패널 커넥터(1200)가 연결된 태양광 패널의 출력으로부터 AC 전력의 일부가 전달되는 것에 기초하여 AC 전력을 전송할 때 핫, 그라운드, 및 중립으로 작용할 것이다.

다른 예에 있어서, 각각의 제1컨덕터 인클로저(1210a), 제2컨덕터 인클로저(1210b), 및 제3컨덕터 인클로저(1210c)는 태양광 패널에 연결되고 그 태양광 패널로부터 상기 기술한 바와 같이 DC 전력을 수신한다. 그 DC 전력을 수신함에 따라, 제1컨덕터 인클로저(1220a)에 인클로즈된 제1컨덕터(1230a)는 포지티브로 작용하고, 제2컨덕터 인클로저(1220b)에 인클로즈된 제2컨덕터(1230b)는 그라운드로 작용하고, 제3컨덕터 인클로저(1220c)에 인클로즈된 제3컨덕터(1230c)는 네가티브로 작용할 것이다. 또한 상기 제1컨덕터 인클로저(1220a), 제2컨덕터 인클로저(1220b), 및 제3컨덕터 인클로저(1220c)는 태양광 패널에 연결되고 그 태양광 패널로 상기 기술한 바와 같이 DC 전력을 전달한다. 소정의 제1컨덕터(1230a), 제2컨덕터(1230b), 및 제3컨덕터(1230c)는 본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 관련 기술(들)에 숙련된 자들에 명백한 태양광 패널 커넥터(1200)가 연결된 태양광 패널의 출력으로부터 DC 전력의 일부가 전달되는 것에 기초하여 DC 전력을 전송할 때 포지티브, 네가티브, 및 그라운드로 작용할 것이다.

중심 섹션(1240)은 이 중심 섹션(1240)이 굴곡지거나 그리고/또 구부러질 수 있도록 유연한 재료를 포함할 것이다. 예컨대, 상기 중심 섹션(1240)은 90°까지 굴곡지거나 그리고/또 구부러질 수 있다. 상기 중심 섹션(1240)의 그러한 굴곡성 및/또는 구부러짐 특성과 함께 데이지 체인 구성을 조립할 때 추가의 굴곡성은 태양광 패널 커넥터 구성(1100)과 같은 태양광 패널의 데이터 체인 구성을 인스톨러가 조립할 수 있게 한다.

예컨대, 상기 인스톨러는 2개의 태양광 패널을 커넥터와 함께 연결하기 위해 동일한 평면 상에 제1태양광 패널의 입력을 제2태양광 패널의 출력과 정렬하는 것으로 제한하지 않는다. 대신 상기 중심 섹션(1240)의 굴곡성은 인스톨러가 2개의 태양광 패널을 태양광 패널 커넥터(1200)와 함께 연결하기 위해 제1태양광 패널의 입력을 제2태양광 패널의 출력과 비스듬히 정렬하게 할 수 있다. 상기 중심 섹션(1240)의 굴곡성은 인스톨러가 2개의 태양광 패널을 함께 연결하기 위해 그 2개의 태양광 패널과 동일 평면 상에 있지 않게 하도록 태양광 패널 커넥터(1200)를 구부러지게 할 수 있다. 대신, 인스톨러는 스탠딩을 유지하도록 유연성을 가지며 동일한 평면 상에 각각의 태양광 패널을 두기 전에 2개의 태양광 패널을 함께 비스듬히 연결한다.

태양광 패널 커넥터 구성의 예시의 동작 제어 흐름

도 13은 본 발명 개시의 예시 실시예에 따른 태양광 패널 커넥터 구성의 예시의 동작 단계들의 흐름도이다. 본 발명 개시는 이러한 동작 설명으로 한정하지 않는다. 오히려, 다른 동작 제어 흐름이 본 발명 개시의 범주 및 사상 내에 있다는 것을 본원의 기술로부터 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게는 명백할 것이다. 이하 도 13의 단계들을 기술한다.

단계 1310에서, 동작 제어 흐름은 제1컨덕터를 제1태양광 패널의 출력에 대한 제1단부 및 제2태양광 패널의 입력에 대한 제2단부와 연결한다.

단계 1320에서, 동작 제어 흐름은 제2컨덕터를 제1태양광 패널의 출력에 대한 제1단부 및 제2태양광 패널의 입력에 대한 제2단부와 연결한다. 특히, 그러한 동작 제어 흐름은 제1컨덕터 인클로저(1210b)에 의해 인클로즈된 제2컨덕터(1230b)와 같은 제2컨덕터의 제1단부를 태양광 패널(100a)과 같은 제1태양광 패널의 출력에, 그리고 제2컨덕터 인클로저(1220b)에 의해 인클로즈된 제2컨덕터(1230b)의 일부와 같은 제2단부를 태양광 패널(100b)과 같은 제2태양광 패널의 입력에 연결한다.

단계 1330에서, 동작 제어 흐름은 제3컨덕트를 제1태양광 패널의 출력에 대한 제1단부 및 제2태양광 패널의 입력에 대한 제2단부와 연결한다.

단계 1340에서, 동작 제어 흐름은 제1태양광 패널이 AC 전력을 생성할 때 제1태양광 패널로부터 제2태양광 패널로 교류(AC) 전력을 전달한다. 예컨대, 그러한 동작 제어 흐름은 태양광 패널(100a)이 AC 전력을 생성할 때 태양광 패널(100b)로 출력 AC 전력(195a)을 전달한다.

단계 1350에서, 동작 제어 흐름은 제1태양광 패널이 DC 전력을 생성할 때 제2태양광 패널로 직류(DC) 전력을 전달한다.

결론

청구항을 해석하기 위해 사용되는 것은 상세한 설명부이지 요약부가 아니라는 것을 알아야 한다. 그러한 요약부는 본 발명 개시의 하나 또는 그 이상의 실시예를 기술하나, 모든 예시의 실시예들을 기술하지는 않으며, 따라서 소정 방식의 본 발명 개시 및 부가된 청구항으로 한정하려는 것은 아니다.

본 발명 개시는 특정 기능들의 실행 및 그들간 관계를 기술하는 기능적 구성 블록들의 도움에 의해 상기와 같이 기술되어진다. 이들 기능적 구성 블록의 범위는 본 발명 개시의 편의를 위해 본원에서는 임의적으로 규정된다. 특정 기능들과 그들간 관계가 적절히 수행되는 한 대안의 범위가 규정될 수 있다.

본 발명 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것은 관련 기술(들)에 숙련된 자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명 개시가 소정의 상술한 예시의 실시예로 한정되지 않으나, 단지 다음의 청구항 및 그들의 등가물에 의해서만 규정될 수 있을 것이다.

Claims

태양광 소스로부터 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 직류(DC) 전력으로 변환하도록 구성된 태양광 파워 수집기;
DC 전력을 증폭하도록 구성된 전류 증폭기;
증폭된 DC 전력을 저장하도록 구성된 배터리 뱅크;
태양광 패널의 외부에 있는 AC 전원으로부터 생성된 입력 AC 전력을 수신하도록 구성된 교류(AC) 인렛 리셉터클;
입력 AC 전력이 AC 인렛 리셉터클에 연결될 때를 검출하도록 구성된 전력 신호 센서;
입력 AC 전력이 AC 인렛 리셉터클에 연결될 때 태양광 패널에 대한 대등한 출력 AC 전력을 자동으로 생성하도록 구성된 콘트롤러; 및
태양광 패널의 외부에 있는 시스템에 상기 대등한 출력 AC 전력을 제공하도록 구성된 AC 아웃렛 리셉터클을 포함하며,
상기 대등한 출력 AC 전력은 입력 AC 전력 및 변환된 AC 전력이 입력 AC 전력과 대등해지도록 AC 전력으로 변환된 배터리 뱅크에 저장된 DC 전력으로부터 생성되는, 태양광 패널.
청구항 1에 있어서,
대등한 출력 AC 전력은 입력 AC 전력과 동기화되는, 태양광 패널.
청구항 2에 있어서,
대등한 출력 AC 전력과 연관된 다수의 전력 특성은 입력 AC 전력과 연관된 다수의 전력 특성과 거의 동일한, 태양광 패널.
청구항 2에 있어서,
대등한 출력 AC 전력은 입력 AC 전력에 포함된 사인파와 거의 동일한 사인파를 포함하는, 태양광 패널.
청구항 1에 있어서,
콘트롤러는 전력 신호 센서가 더 이상 AC 인렛 리셉터클에 연결된 입력 AC 전력을 검출하지 않으면 태양광 패널에 의해 생성된 대등한 출력 AC 전력을 독립의 출력 AC 전력으로 자동으로 전환하도록 더 구성된, 태양광 패널.
청구항 5에 있어서,
AC 아웃렛 리셉터클은 전력 신호 센서가 더 이상 AC 인렛 리셉터클에 연결된 입력 AC 전력을 검출하지 않으면 태양광 패널의 외부에 있는 시스템에 독립의 출력 AC 전력을 제공하도록 더 구성되며, 상기 독립의 출력 AC 전력은 태양광 패널의 배터리 뱅크에 저장된 DC 전력으로부터 변환된, 태양광 패널.
청구항 6에 있어서,
AC 아웃렛 리셉터클은 태양광 패널의 외부에 있는 시스템에 독립의 출력 AC 전력을 제공하도록 더 구성된, 태양광 패널.
직류(DC) 전력을 저장하도록 구성된 배터리 뱅크;
태양광 패널의 외부에 있는 AC 전원으로부터 생성된 입력 AC 전력을 수신하도록 구성된 교류(AC) 인렛 리셉터클;
태양광 패널의 외부에 있는 시스템에 출력 AC 전력을 제공하도록 구성된 AC 아웃렛 리셉터클; 및
DC-AC 변환기 구성을 포함하며,
상기 DC-AC 변환기 구성은:
태양광 패널이 슬레이브 모드로 동작할 때 AC 아웃렛 리셉터클에 대등한 출력 AC 전력을 생성하고,
태양광 패널이 마스터 모드로 동작할 때 AC 아웃렛 리셉터클에 독립의 출력 AC 전력을 생성하도록 구성되며,
상기 대등한 출력 AC 전력은 입력 AC 전력 및 이 입력 AC 전력과 대등한 AC 전력으로 변환된 배터리 뱅크에 저장된 DC 전력으로부터 생성된 출력 AC 전력이고,
상기 독립의 출력 AC 전력은 배터리 뱅크에 저장된 DC 전력으로부터 변환된 AC 전력으로부터 생성되는, 태양광 패널.
청구항 8에 있어서,
DC-AC 변환기 구성은:
배터리 뱅크에 의해 생성된 DC 전력을 배터리 뱅크가 DC-AC 변환기에 DC 전력을 제공할 때 AC 전력으로 전환하도록 구성된 DC-AC 변환기;
AC 인렛 리셉터클 및 AC 아웃렛 리셉터클에 연결되고, 나머지 입력 AC 전력이 AC 출력 리셉터클에 도달하는 것을 방지하기 위해 태양광 패널이 마스터 모드로 동작할 때 개방 상태로 전환하도록 구성된 제1릴레이; 및
DC-AC 변환기에 연결되고, 이 DC-AC 변환기에 의해 제공된 독립의 AC 전력이 AC 출력 리셉터클로 제2릴레이를 통해 통과하도록 태양광 패널이 마스터 모드로 동작할 때 폐쇄 상태로 전환하도록 구성된 제2릴레이를 포함하는, 태양광 패널.
청구항 9에 있어서,
제2릴레이는, DC-AC 변환기에 의해 제공된 독립의 AC 전력이 마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환하는 동안 AC 출력 리셉터클에 도달하는 것을 방지하도록 태양광 패널이 마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환될 때, 개방 상태로 전환하도록 구성되고,
제1릴레이는, 입력 AC 전력이 AC 출력 리셉터클로 제1릴레이를 통해 통과하도록 태양광 패널이 마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환될 때, 폐쇄 상태로 전환하도록 구성된, 태양광 패널.
청구항 10에 있어서,
마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환하는 동안 AC 전력이 AC 아웃렛 리셉터클에 제공되기 전에 AC 인렛 리셉터클에 연결된 입력 AC 전력을 DC-AC 변환기에 의해 생성된 AC 전력과 동기화하도록 구성된 콘트롤러를 더 포함하는, 태양광 패널.
청구항 11에 있어서,
제2릴레이는 태양광 패널이 슬레이브 모드로 동작하도록 콘트롤러가 AC 아웃렛 리셉터클에 대등한 AC 출력 전력을 생성하도록 입력 AC 전력을 변환된 AC 전력과 동기화한 후 폐쇄 상태로 전환하도록 더 구성된, 태양광 패널.
청구항 12에 있어서,
제2릴레이는 콘트롤러가 변환된 AC 전력이 입력 AC 전력과 혼합하기 위해 출력 AC 리셉터클에 도달되는 것을 방지하는 입력 AC 전력을 변환된 AC 전력과 동기화하는 것을 실패할 때 개방 상태를 유지하도록 더 구성된, 태양광 패널.
청구항 9에 있어서,
제1릴레이는 입력 AC 전력이 AC 출력 리셉터클로 제1릴레이를 통해 통과하도록 태양광 패널이 바이패스 모드로 동작할 때 폐쇄 상태로 전환하도록 구성되고;
제2릴레이는 나머지 변환된 AC 전력이 출력 AC 리셉터클에 도달하는 것을 방지하기 위해 태양광 패널이 바이패스 모드에 있을 때 개방 상태로 전환하도록 구성된, 태양광 패널.
태양광 소스로부터 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 직류(DC) 전력으로 변환하도록 구성된 다수의 태양광 패널;
상기 다수의 태양광 패널에 포함된 제1태양광 패널; 및
상기 다수의 태양광 패널에 포함된 제2태양광 패널을 포함하며,
상기 제1태양광 패널은:
상기 제1태양광 패널이 상기 제1태양광 패널에 연결된 제1입력 AC 전력을 검출하는 것을 실패할 때 상기 제1태양광 패널에 대한 제1독립의 출력 AC 전력을 자동으로 생성하고,
상기 제1태양광 패널이 상기 제1태양광 패널에 연결된 제1입력 AC 전력을 검출하는 것을 실패할 때 마스터 태양광 패널로 작용하도록 구성되며,
상기 제1독립의 출력 AC 전력은 제1태양광 패널의 DC 전력으로부터 생성된 출력 AC 전력이고,
상기 마스터 태양광 패널은 다수의 태양광 패널에 포함된 슬레이브 태양광 패널에 제1독립의 출력 AC 전력을 자동으로 제공하며,
상기 제2태양광 패널은:
상기 제1태양광 패널에 의해 생성된 제1독립의 출력 AC 전력과 대등한 제2태양광 패널에 의해 생성된 제2독립의 출력 AC 전력인 제2대등한 출력 AC 전력을 생성하는 것으로 자동으로 전환하고,
상기 제2태양광 패널이 상기 제1태양광 패널에 의해 제공된 제1독립의 출력 AC 전력을 검출할 때 슬레이브 태양광 패널로 작용하도록 구성된, 태양광 패널 구성.
청구항 15에 있어서,
제1독립의 출력 AC 전력은 제2독립의 출력 AC 전력과 동기화되는, 태양광 패널 구성.
청구항 16에 있어서,
제1독립의 출력 AC 전력과 연관된 다수의 전력 특성은 입력 AC 전력과 연관된 다수의 전력 특성과 거의 동일한, 태양광 패널 구성.
청구항 16에 있어서,
제1독립의 출력 AC 전력은 제2독립의 출력 AC 전력에 포함된 사인파와 거의 동일한 사인파를 포함하는, 태양광 패널 구성.
청구항 15에 있어서,
제1태양광 패널은:
상기 제1태양광 패널이 제1태양광 패널에 연결된 제2입력 AC 전력을 검출할 때 제2입력 AC 전력과 대등한 제1태양광 패널에 의해 생성된 제1독립의 출력 AC 전력인 제1대등한 출력 AC 전력을 생성하는 것으로 자동으로 전환하고,
상기 제1태양광 패널이 제1태양광 패널에 연결된 제2입력 AC 전력을 검출할 때 슬레이브 태양광 패널로 작용하도록 더 구성된, 태양광 패널 구성.
청구항 15에 있어서,
제2태양광 패널은:
상기 제2태양광 패널이 제2태양광 패널에 연결된 제1입력 AC 전력을 검출하는 것을 실패할 때 제2태양광 패널에 대한 제2독립의 출력 AC 전력을 자동으로 생성하고,
상기 제2태양광 패널이 제2태양광 패널에 연결된 제1입력 AC 전력을 검출하는 것을 실패할 때 마스터 태양광 패널로 작용하도록 구성되며,
상기 마스터 태양광 패널은 다수의 태양광 패널에 포함된 슬레이브 태양광 패널에 제2독립의 출력 AC 전력을 자동으로 제공하는, 태양광 패널 구성.
제1태양광 패널의 출력에 연결된 제1단부 및 제2태양광 패널의 입력에 연결된 제2단부를 갖춘 제1컨덕터;
제1태양광 패널의 출력에 연결된 제1단부 및 제2태양광 패널의 입력에 연결된 제2단부를 갖춘 제2컨덕터; 및
제1태양광 패널의 출력에 연결된 제1단부 및 제2태양광 패널의 입력에 연결된 제2단부를 갖춘 제3컨덕터를 포함하며,
상기 제1컨덕터는 제1태양광 패널이 AC 전력을 생성할 때 제2태양광 패널에 교류(AC) 전력을 전달하고 제1태양광 패널이 DC 전력을 생성할 때 제2태양광 패널에 직류(DC) 전력을 전달하도록 구성된, 태양광 패널 커넥터.
제1항에 있어서,
제1태양광 패널이 AC 전력을 생성할 때,
제1컨덕터는 AC 전력의 핫 요소로 작용하도록 더 구성되고,
제2컨덕터는 AC 전력의 그라운드 요소로 작용하도록 더 구성되며,
제3컨덕터는 AC 전력의 중립 요소로 작용하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
제1항에 있어서,
제1태양광 패널이 DC 전력을 생성할 때,
제1컨덕터는 DC 전력의 포지티브 요소로 작용하도록 더 구성되고,
제2컨덕터는 DC 전력의 그라운드 요소로 작용하도록 더 구성되며,
제3컨덕터는 DC 전력의 네가티브 요소로 작용하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
청구항 1에 있어서,
제1컨덕터, 제2컨덕터, 및 제3컨덕터는 제1태양광 패널이 AC 전력을 생성할 때 제2태양광 패널에 AC 전력을 자동으로 전달하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
청구항 1에 있어서,
제1컨덕터, 제2컨덕터, 및 제3컨덕터는 제1태양광 패널이 DC 전력을 생성할 때 제2태양광 패널에 DC 전력을 자동으로 전달하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
청구항 1에 있어서,
제1컨덕터, 제2컨덕터, 및 제3컨덕터는 제1태양광 패널에서 제2태양광 패널로 데이터를 전송하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
청구항 6에 있어서,
제1컨덕터, 제2컨덕터, 및 제3컨덕터는 전력선 모뎀(PLM) 데이터 전송기를 이용하여 데이터를 전송하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
청구항 1에 있어서,
제1컨덕터의 제1부분을 인클로즈하고 제1태양광 패널의 제1출력과 연결하도록 구성된 제1컨덕터 인클로저;
제2컨덕터의 제1부분을 인클로즈하고 제1태양광 패널의 제2출력과 연결하도록 구성된 제2컨덕터 인클로저; 및
제3컨덕터의 제1부분을 인클로즈하고 제1태양광 패널의 제3출력과 연결하도록 구성된 제3컨덕터 인클로저를 더 포함하는, 태양광 패널 커넥터.
청구항 1에 있어서,
제1컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 제2태양광 패널의 제1입력과 연결하도록 구성된 제1컨덕터 인클로저;
제2컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 제2태양광 패널의 제2입력과 연결하도록 구성된 제2컨덕터 인클로저; 및
제3컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 제2태양광 패널의 제3입력과 연결하도록 구성된 제3컨덕터 인클로저를 더 포함하는, 태양광 패널 커넥터.
청구항 1에 있어서,
제1태양광 패널이 AC 전력을 생성할 때 AC 전력으로 제2구성에 전력을 공급하기 위해 제2태양광 패널에서 제2구성으로 AC 전력을 전달하도록 구성된 제2태양광 패널의 출력에 연결된 단부 케이블을 더 포함하는, 태양광 패널 커넥터.
청구항 10에 있어서,
단부 케이블은 제1태양광 패널이 DC 전력을 생성할 때 DC 전력을 변환하기 위해 제2태양광 패널에서 DC/AC 변환기로 DC 전력을 전달하도록 더 구성된, 태양광 패널 커넥터.
청구항 10에 있어서,
단부 케이블은:
제1컨덕터의 제1부분을 인클로즈하고 제2태양광 패널의 제1출력과 연결하도록 구성된 제1컨덕터 인클로저;
제2컨덕터의 제1부분을 인클로즈하고 제2태양광 패널의 제2출력과 연결하도록 구성된 제2컨덕터 인클로저; 및
제3컨덕터의 제1부분을 인클로즈하고 제2태양광 패널의 제3출력과 연결하도록 구성된 제3컨덕터 인클로저를 포함하는, 태양광 패널 커넥터.
청구항 12에 있어서,
단부 케이블은:
제1컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 제2구성의 제1입력과 연결하도록 구성된 제1컨덕터 인클로저;
제2컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 제2구성의 제2입력과 연결하도록 구성된 제2컨덕터 인클로저; 및
제3컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 제2구성의 제3입력과 연결하도록 구성된 제3컨덕터 인클로저를 더 포함하는, 태양광 패널 커넥터.
청구항 11에 있어서,
단부 케이블은:
제1컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 DC/AC 변환기의 제1입력과 연결하도록 구성된 제1컨덕터 인클로저;
제2컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 DC/AC 변환기의 제2입력과 연결하도록 구성된 제2컨덕터 인클로저; 및
제3컨덕터의 제2부분을 인클로즈하고 DC/AC 변환기의 제3입력과 연결하도록 구성된 제3컨덕터 인클로저를 더 포함하는, 태양광 패널 커넥터.