集成的太陽能電池板的制作方法
【專利說明】集成的太陽能電池板 巧關申請的香叉引用
[0001] 本申請還要求于2013年3月15日提交的號為13/843573的美國申請的權益， 該美國申請W其全文通過引用并入本文。本申請還要求于2014年2月28日提交的號為 61/946338的美國申請的權益。
技術領域
[0002] 本公開總地設及太陽能自身能量傳送且具體地設及太陽能可再生能源設備。
【背景技術】
[0003] 傳統的太陽能電池板系統已經從依賴于太陽能到直流值C)功率的集體轉換進化 為當條件限制充分支持傳統系統所需的太陽能收集時依賴于其它電源。當今的傳統太陽能 電池板系統當連接到公用電網時可W產生交流（AC)功率。并入電網的傳統太陽能電池板 系統將由公用電網產生的交流功率轉換成適于傳統系統的交流輸出功率。因此，傳統的太 陽能電池板系統不再依賴于從太陽能的轉換而收集到的直流功率來充分維持由傳統太陽 能電池板系統所產生的輸出功率。
[0004] 傳統的太陽能電池板系統還可通過將額外的傳統太陽能電池板W菊花鏈的方式 串聯連接到包括在傳統系統中的現有的傳統太陽能電池板來增加傳統系統的輸出功率。當 傳統太陽能電池板系統連接到電網并接收由電網產生的交流功率時，傳統太陽能電池板的 傳統菊花鏈方式的串聯連接增加了傳統太陽能電池板系統的交流輸出功率。當傳統太陽能 電池板系統從電網分離并且不接收由電網產生的交流功率時，傳統太陽能電池板的傳統菊 花鏈方式的串聯連接也增加了傳統太陽能電池板系統的直流輸出功率。包括在傳統太陽能 電池板系統內的各個組件是單獨的實體，且不包括在單個外殼內。例如，適于外殼的傳統太 陽能電池板系統包括位于外殼頂部上的傳統太陽能電池板，同時傳統電池系統位于外殼的 基部內W及傳統逆變器位于外殼的一側。
[0005] 當傳統的太陽能電池板系統連接到電網并接收由電網產生的交流功率時，傳統的 太陽能電池板系統限于產生交流輸出功率。當從電網分離或從由電網產生的交流功率中斷 時，傳統的太陽能電池板系統不能產生交流功率。當從電網分離或從由電網產生的交流功 率中斷時，傳統的太陽能電池板系統限于產生直流輸出功率。直流輸出功率限于存儲在電 池內的直流功率或從太陽能轉換的直流功率。此外，直流輸出功率難W連通直流功率，因為 直流輸出功率不能從傳統的太陽能電池板系統獲得。例如，傳統的太陽能電池板系統無法 包括直流輸出功率輸出口，在直流輸出功率輸出口中可獲得直流輸出。
【附圖說明】
[0006] 參照附圖對本公開的實施例進行了描述。在附圖中，類似的附圖標記指示相同或 功能相似的元件。此外，附圖標記最左側的數字指示其中附圖標記首次出現的附圖。
[0007] 圖1示出根據本公開示例性實施例的第一示例性太陽能電池板的框圖；
[000引圖2示出根據本公開示例性實施例的太陽能電池板配置的框圖；
[0009] 圖3是根據本公開示例性實施例的可在太陽能電池板配置中使用的第二示例性 太陽能電池板的框圖；
[0010] 圖4是根據本公開示例性實施例的可在太陽能電池板配置中使用的第S示例性 太陽能電池板的框圖；
[0011] 圖5是根據本公開示例性實施例的可在太陽能電池板配置中使用的第四示例性 太陽能電池板的框圖；
[0012] 圖6示出根據本公開示例性實施例的第二示例性太陽能電池板配置的框圖；
[0013] 圖7示出無線太陽能電池板配置的圖示；
[0014] 圖8是根據本公開示例性實施例的太陽能電池板的示例性操作步驟的流程圖；
[0015] 圖9示出根據本公開示例性實施例的太陽能電池板連接器配置的框圖；
[0016] 圖10示出根據本公開示例性實施例的太陽能電池板連接器配置的框圖；
[0017] 圖11示出根據本公開示例性實施例的太陽能電池板連接器配置的框圖；
[0018] 圖12示出根據本公開示例性實施例的示例性太陽能電池板連接器；W及
[0019] 圖13是根據本公開示例性實施例的太陽能電池板連接器配置的示例性操作步驟 的流程圖。
[0020] 現在將參照附圖描述本公開。在附圖中，相同的附圖標記通常指示相同的、功能相 似和/或結構相似的元件。元件首次出現在其中的附圖由附圖標記中的最左側數字指示。
【具體實施方式】
[0021] 下面的詳細描述參考附圖示出與本公開一致的示例性實施例。在詳細描述中對 "一個示例性實施例"、"示例性實施例"、"示例性實施例的示例"等的參照指示所述的示例性 實施例可包括特定的特征、結構或特性，但每一個示例性實施例可不必包括該特定特征、結 構或特性。此外，運樣的短語不一定是指同一示例性實施例。此外，當特定特征、結構或特 性可結合示例性實施例進行描述時，在本領域內技術人員的知識范圍內可結合無論是否明 確描述的其它示例性實施例改變運些特征、結構或特性。
[0022] 本文所述的示例性實施例出于示例性而非限制性的目的提供。其它示例性實施例 是可能的，并且在本公開的精神和范圍內可對示例性實施例進行修改。因此，【具體實施方式】 部分并不意味著限制本公開。相反，本公開的范圍僅根據W下權利要求和它們的等同物限 定。
[0023] 本公開的實施例可W硬件、固件、軟件或它們的任意組合來實現。本公開的實施例 也可作為存儲于機器可讀介質上的指令來實現，其可W由一個或多個處理器讀取和執行。 機器可讀介質可包括用于存儲或傳送為可由機器（例如，計算設備）讀取形式的信息的任 何機制。例如，機器可讀介質可包括只讀存儲器（ROM);隨機存取存儲器（RAM);磁盤存儲介 質；光學存儲介質；閃存裝置；電光學、聲學或其它形式的傳播信號（例如，載波，紅外信號， 數字信號等），W及其它。此外固件、軟件例程和指令在本文中可描述成執行某些操作。然 而，應當理解的是，運些描述僅僅是為了方便，并且運樣的操作實際上由計算設備、處理器、 控制器、或執行固件、軟件、程序、指令等的其它設備導致。
[0024] 為了論述的目的，所論述的各種組件的每個可被認為是模塊，而術語"模塊"應被 理解成包括軟件、固件和硬件中的至少一個（例如一個或多個電路，微忍片或設備，或它們 的任何組合），W及它們的任意組合。此外，應當理解的是，每個模塊可包括在實際裝置內的 一個或多于一個的組件，并且形成所述模塊一部分的每個組件可獨立地起作用或與形成模 塊一部分的任何其它組件協作地起作用。相反，本文所述的多個模塊可W代表實際裝置內 的單個組件。此外，模塊中的組件可W是單個設備或W有線或無線方式分布于多個設備之 中。
[0025] 示例性實施例的W下詳細說明將完全掲示本公開的一般性性質，在不脫離本公開 的精神和范圍的情況下，其它人可W通過應用相關領域內技術人員的知識來容易地修改和 /或適應性地改變適于運種示例性實施例的各種應用，而無需過度實驗。因此，運種修改和 適應性的改變意在基于本文所呈現教導和指導的示例性實施例的含義和多個等同方案的 范圍內。但應當理解的是，本文的短語或術語是為了描述而非限制性的目的，運樣本說明書 的術語或措詞應當由相關領域內的技術人員借鑒本文的教導來進行解釋。 第一示例忡太陽能由術板
[0026] 圖1示出根據本公開示例性實施例的第一示例性太陽能電池板的框圖。太陽能電 池板100可W是獨立的交流（AC)功率產生設備。太陽能電池板100不限于當太陽能電池 板100禪連到公用電網時通過將從公用電網接收到的輸入交流功率112變成輸出交流功率 195來產生輸出交流功率195。相反，當從公用電網分離且不從公用電網接收輸入交流功率 112時，太陽能電池板100仍可產生獨立的輸出交流功率195。此外，當交流功率195與輸 入交流功率112同步時，太陽能電池板100可使得從由直流電池提供的反向直流功率生成 的交流輸出功率195與輸入交流功率112并聯。
[0027] 太陽能電池板100可W接收輸入交流功率112。輸入交流功率112可W是由電網 產生的交流功率。當太陽能電池板100禪連到電網時，太陽能電池板100可W接收由電網 產生的輸入交流功率112。當太陽能電池板100禪連到電網，并接收由電網產生的輸入交流 功率112時，本領域內的普通技術人員可將太陽能電池板100的狀態稱為并入電網。當太 陽能電池板100從電網分離時，本領域內的普通技術人員可將太陽能電池板100的狀態稱 為未并入電網。當太陽能電池板100禪連到第二太陽能電池板時，輸入交流功率112也可 W是由第二太陽能電池板產生的交流功率。輸入交流功率112也可W是由獨立于太陽能電 池板100的交流發電機、交流功率逆變器、正弦交流功率逆變器和/或在不脫離本公開的精 神和范圍的情況下對于本領域內的那些技術人員而言將顯而易見的任何其它類型的交流 電源產生的交流功率。
[0028] 太陽能電池板100可產生輸出交流功率195,當輸出交流功率195與輸入交流功 率112同步時，輸出交流功率195與輸入交流功率112并聯。當太陽能電池板100并入電 網時，太陽能電池板100可W感測輸入交流功率112。當太陽能電池板禪連到第二電池板， 并且第二電池板將輸入交流功率112提供到太陽能電池板100時，太陽能電池板100也可 感測輸入交流功率112。太陽能電池板100可將從輸入交流功率112產生的輸出交流功率 195同步，W便基本上等同于輸入交流功率112的功率信號特性。功率信號特性可包括但不 限于頻率、相位、振幅、電流、電壓和/或在不脫離本公開的精神和范圍的情況下對于本領 域的那些技術人員而言將顯而易見的功率信號的任何其它特性。太陽能電池板100可存儲 輸入交流功率112的功率信號特性。
[0029] 由太陽能電池板100產生的輸出交流功率195可W是交流功率，其可用于給太陽 能電池板100外部的電子設備供電，諸如像吹風機。輸出交流功率195也可W是可提供給 第=太陽能電池板的交流功率。當太陽能電池板接收輸入交流功率112但不將輸出交流功 率195提供給外部電子設備和/或第=太陽能電池板時，太陽能電池板100也可將輸入交 流功率112轉換成直流功率W及在太陽能電池板100的內部存儲直流功率。
[0030] 在太陽能電池板100不再接收交流輸入功率112之后，太陽能電池板100可繼續 提供獨立的輸出交流功率195,從而所述太陽能電池板100不依賴于任何其它源來產生獨 立的輸出交流功率195。例如，在太陽能電池板不再并入電網運樣太陽能電池板100不再 從電網接收交流輸入功率112之后，太陽能電池板100繼續提供獨立的輸出交流功率195。 在另一示例中，在太陽能電池板100不再從第二太陽能電池板接收交流輸入功率112之后， 太陽能電池板100繼續提供獨立的輸出交流功率195。
[0031] 所述太陽能電池板100可感測何時太陽能電池板100不再接收交流輸入功率112。 太陽能電池板100然后可在內部從太陽能電池板100先前存儲的交流功率產生獨立的輸出 交流功率195。例如，當太陽能電池板100接收輸入交流功率112時，太陽能電池板100可 具有從輸入交流功率112時轉換的先前存儲的直流功率。在另一示例中，太陽能電池板100 還可具有從由太陽能電池板100捕獲的太陽能102轉換的先前存儲的直流功率。
[0032] 太陽能電池板100可在內部通過將先前存儲的直流功率轉換成交流輸出功率195 而產生獨立的輸出交流功率195。在實施例中，太陽能電池板100可將從先前存儲的直流 功率轉換的獨立交流輸出功率195的功率信號特性同步，W便基本上等同于輸入交流功率 112的功率信號特性。當輸出交流功率195與輸入交流功率112并聯時，太陽能電池板100 可在內部產生并聯于輸入交流功率112的獨立的輸出交流功率195。例如，太陽能電池板 100將從先前存儲的直流功率轉換的獨立交流輸出功率195同步，W便當太陽能電池板接 收輸入交流功率112時具有與輸入交流功率112基本上相等的頻率、相位、振幅、電壓和/ 或電流。因此，當太陽能電池板100不再接收輸入交流功率112同時提供具有與輸入交流 功率112基本相似的功率信號特性的運種獨立的交流輸出功率195時，太陽能電池板100 提供與輸入交流功率112并聯的獨立的輸出交流功率195。
[0033] 太陽能電池板100可在尺寸上縮放，并且可W能夠提供各種水平的輸出功率。例 如，太陽能電池板100可W是可輸出約250W的便攜式模型。在另一個示例中，太陽能電池 板100可W是可輸出2. 5kW的永久型屋頂模型。
[0034] 太陽能電池板100還可W是高效的。太陽能電池板100可包括用于在適于太陽能 電池板100的單個外殼內產生輸出交流功率195所需的每個必要組件。例如，如將在下文 更詳細論述的那樣，太陽能收集器、電池組、直流到交流的轉換器、控制器、和/或產生輸出 交流功率195所需的每個其它必要組件可容納在適于太陽能電池板100的單個外殼內。在 適于太陽能電池板100的單個外殼內的每個必要組件的外殼最小化適于太陽能電池板100 所需的布線量，運樣從布線導致的傳輸損耗被最小化。
[0035] 太陽能電池板100還可W是相對用戶友好的，其原因在于個體可能會發現操作所 述太陽能電池板100對于個體而言需要相對最少的努力。例如，如將在下文更詳細論述的 那樣，個體只需將外部電氣裝置插入到由太陽能電池板100所提供的插口內W便對外部電 氣裝置供電。在另一個示例中，個體只需將附加太陽能電池板插入到由太陽能電池板100 所提供的插口內W便W菊花鏈的方式將附加的太陽能電池板連接到太陽能電池板100。在 又一個示例中，W菊花鏈的方式連接到附加太陽能電池板的太陽能電池板100自動地建立 主從關系，使得個體不需要手動地指定主從太陽能電池板。 示例忡太陽能由術板配晉
[0036] 圖2示出根據本公開示例性實施例的太陽能電池板配置的框圖。太陽能電池板配 置200表示包括多個太陽能電池板IOOa至10化的太陽能電池板配置，所述多個太陽能電 池板IOOa至10化W菊花鏈方式連接在一起W形成太陽能電池板配置200,其中n是大于或 等于2的整數。被添加到太陽能電池板配置200的每個太陽能電池板IOOa至10化可W產 生并聯于太陽能電池板配置200的輸出交流功率195a和輸出交流功率19化的輸出交流功 率195n。太陽能電池板配置200與太陽能電池板100分享許多相似的特征捆此，僅進一 步詳細論述太陽能電池板配置200和太陽能電池板100之間的差異。
[0037] 如上所述，太陽能電池板IOOa產生輸出交流功率195曰。然而，太陽能電池板IOOa 可被限制到適于輸出交流功率195a的最大輸出功率水平。例如，太陽能電池板IOOa被限 制到適于輸出交流功率195a的500瓦（W)的最大輸出功率水平。不管輸入交流功率112a 的輸入功率水平，適于太陽能電池板IOOa的最大輸出交流功率195a是500W。然而，個體期 望給需要1500瓦來運行的吹風機供電。太陽能電池板IOOa不能W500W的最大輸出交流 功率195a給吹風機供電。
[0038] 額外的太陽能電池板10化至10化可W菊花鏈的方式連接到太陽能電池板IOOa W便并聯于輸出交流功率195a，從而提高太陽能電池板配置200的總體輸出功率。在菊花 鏈的方式連接多個太陽能電池面板IOOa至1〇化的過程中，適于每個太陽能電池板1〇化至 l(K)n的每個功率輸入禪連到太陽能電池板10化至l(K)n的功率輸出，其在菊花鏈配置中在 太陽能電池板1〇化至1〇化之前。例如，太陽能電池板1〇化的功率輸入禪連到太陽能電池 板IOOa的功率輸出，使得由太陽能電池板1〇化所接收的輸入交流功率195a基本上等同于 太陽能電池板IOOa的輸出交流功率195曰。太陽能電池板l(K)n的功率輸入禪連到太陽能電 池板1〇化的功率輸出，運樣由太陽能電池板1〇化所接收的輸入交流功率19化基本上等同 于太陽能電池板1〇化的輸出交流功率19化。
[0039] 在W菊花鏈的方式連接多個太陽能電池板IOOa至10化之后，每個輸出交流功率 195a至195n可與每個輸入交流功率112a、195a，和