集成的太阳能电池板的制作方法
【专利说明】集成的太阳能电池板 巧关申请的香叉引用
[0001] 本申请还要求于2013年3月15日提交的号为13/843573的美国申请的权益， 该美国申请W其全文通过引用并入本文。本申请还要求于2014年2月28日提交的号为 61/946338的美国申请的权益。
技术领域
[0002] 本公开总地设及太阳能自身能量传送且具体地设及太阳能可再生能源设备。
【背景技术】
[0003] 传统的太阳能电池板系统已经从依赖于太阳能到直流值C)功率的集体转换进化 为当条件限制充分支持传统系统所需的太阳能收集时依赖于其它电源。当今的传统太阳能 电池板系统当连接到公用电网时可W产生交流（AC)功率。并入电网的传统太阳能电池板 系统将由公用电网产生的交流功率转换成适于传统系统的交流输出功率。因此，传统的太 阳能电池板系统不再依赖于从太阳能的转换而收集到的直流功率来充分维持由传统太阳 能电池板系统所产生的输出功率。
[0004] 传统的太阳能电池板系统还可通过将额外的传统太阳能电池板W菊花链的方式 串联连接到包括在传统系统中的现有的传统太阳能电池板来增加传统系统的输出功率。当 传统太阳能电池板系统连接到电网并接收由电网产生的交流功率时，传统太阳能电池板的 传统菊花链方式的串联连接增加了传统太阳能电池板系统的交流输出功率。当传统太阳能 电池板系统从电网分离并且不接收由电网产生的交流功率时，传统太阳能电池板的传统菊 花链方式的串联连接也增加了传统太阳能电池板系统的直流输出功率。包括在传统太阳能 电池板系统内的各个组件是单独的实体，且不包括在单个外壳内。例如，适于外壳的传统太 阳能电池板系统包括位于外壳顶部上的传统太阳能电池板，同时传统电池系统位于外壳的 基部内W及传统逆变器位于外壳的一侧。
[0005] 当传统的太阳能电池板系统连接到电网并接收由电网产生的交流功率时，传统的 太阳能电池板系统限于产生交流输出功率。当从电网分离或从由电网产生的交流功率中断 时，传统的太阳能电池板系统不能产生交流功率。当从电网分离或从由电网产生的交流功 率中断时，传统的太阳能电池板系统限于产生直流输出功率。直流输出功率限于存储在电 池内的直流功率或从太阳能转换的直流功率。此外，直流输出功率难W连通直流功率，因为 直流输出功率不能从传统的太阳能电池板系统获得。例如，传统的太阳能电池板系统无法 包括直流输出功率输出口，在直流输出功率输出口中可获得直流输出。
【附图说明】
[0006] 参照附图对本公开的实施例进行了描述。在附图中，类似的附图标记指示相同或 功能相似的元件。此外，附图标记最左侧的数字指示其中附图标记首次出现的附图。
[0007] 图1示出根据本公开示例性实施例的第一示例性太阳能电池板的框图；
[000引图2示出根据本公开示例性实施例的太阳能电池板配置的框图；
[0009] 图3是根据本公开示例性实施例的可在太阳能电池板配置中使用的第二示例性 太阳能电池板的框图；
[0010] 图4是根据本公开示例性实施例的可在太阳能电池板配置中使用的第S示例性 太阳能电池板的框图；
[0011] 图5是根据本公开示例性实施例的可在太阳能电池板配置中使用的第四示例性 太阳能电池板的框图；
[0012] 图6示出根据本公开示例性实施例的第二示例性太阳能电池板配置的框图；
[0013] 图7示出无线太阳能电池板配置的图示；
[0014] 图8是根据本公开示例性实施例的太阳能电池板的示例性操作步骤的流程图；
[0015] 图9示出根据本公开示例性实施例的太阳能电池板连接器配置的框图；
[0016] 图10示出根据本公开示例性实施例的太阳能电池板连接器配置的框图；
[0017] 图11示出根据本公开示例性实施例的太阳能电池板连接器配置的框图；
[0018] 图12示出根据本公开示例性实施例的示例性太阳能电池板连接器；W及
[0019] 图13是根据本公开示例性实施例的太阳能电池板连接器配置的示例性操作步骤 的流程图。
[0020] 现在将参照附图描述本公开。在附图中，相同的附图标记通常指示相同的、功能相 似和/或结构相似的元件。元件首次出现在其中的附图由附图标记中的最左侧数字指示。
【具体实施方式】
[0021] 下面的详细描述参考附图示出与本公开一致的示例性实施例。在详细描述中对 "一个示例性实施例"、"示例性实施例"、"示例性实施例的示例"等的参照指示所述的示例性 实施例可包括特定的特征、结构或特性，但每一个示例性实施例可不必包括该特定特征、结 构或特性。此外，运样的短语不一定是指同一示例性实施例。此外，当特定特征、结构或特 性可结合示例性实施例进行描述时，在本领域内技术人员的知识范围内可结合无论是否明 确描述的其它示例性实施例改变运些特征、结构或特性。
[0022] 本文所述的示例性实施例出于示例性而非限制性的目的提供。其它示例性实施例 是可能的，并且在本公开的精神和范围内可对示例性实施例进行修改。因此，【具体实施方式】 部分并不意味着限制本公开。相反，本公开的范围仅根据W下权利要求和它们的等同物限 定。
[0023] 本公开的实施例可W硬件、固件、软件或它们的任意组合来实现。本公开的实施例 也可作为存储于机器可读介质上的指令来实现，其可W由一个或多个处理器读取和执行。 机器可读介质可包括用于存储或传送为可由机器（例如，计算设备）读取形式的信息的任 何机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器（ROM);随机存取存储器（RAM);磁盘存储介 质；光学存储介质；闪存装置；电光学、声学或其它形式的传播信号（例如，载波，红外信号， 数字信号等），W及其它。此外固件、软件例程和指令在本文中可描述成执行某些操作。然 而，应当理解的是，运些描述仅仅是为了方便，并且运样的操作实际上由计算设备、处理器、 控制器、或执行固件、软件、程序、指令等的其它设备导致。
[0024] 为了论述的目的，所论述的各种组件的每个可被认为是模块，而术语"模块"应被 理解成包括软件、固件和硬件中的至少一个（例如一个或多个电路，微忍片或设备，或它们 的任何组合），W及它们的任意组合。此外，应当理解的是，每个模块可包括在实际装置内的 一个或多于一个的组件，并且形成所述模块一部分的每个组件可独立地起作用或与形成模 块一部分的任何其它组件协作地起作用。相反，本文所述的多个模块可W代表实际装置内 的单个组件。此外，模块中的组件可W是单个设备或W有线或无线方式分布于多个设备之 中。
[0025] 示例性实施例的W下详细说明将完全掲示本公开的一般性性质，在不脱离本公开 的精神和范围的情况下，其它人可W通过应用相关领域内技术人员的知识来容易地修改和 /或适应性地改变适于运种示例性实施例的各种应用，而无需过度实验。因此，运种修改和 适应性的改变意在基于本文所呈现教导和指导的示例性实施例的含义和多个等同方案的 范围内。但应当理解的是，本文的短语或术语是为了描述而非限制性的目的，运样本说明书 的术语或措词应当由相关领域内的技术人员借鉴本文的教导来进行解释。 第一示例忡太阳能由術板
[0026] 图1示出根据本公开示例性实施例的第一示例性太阳能电池板的框图。太阳能电 池板100可W是独立的交流（AC)功率产生设备。太阳能电池板100不限于当太阳能电池 板100禪连到公用电网时通过将从公用电网接收到的输入交流功率112变成输出交流功率 195来产生输出交流功率195。相反，当从公用电网分离且不从公用电网接收输入交流功率 112时，太阳能电池板100仍可产生独立的输出交流功率195。此外，当交流功率195与输 入交流功率112同步时，太阳能电池板100可使得从由直流电池提供的反向直流功率生成 的交流输出功率195与输入交流功率112并联。
[0027] 太阳能电池板100可W接收输入交流功率112。输入交流功率112可W是由电网 产生的交流功率。当太阳能电池板100禪连到电网时，太阳能电池板100可W接收由电网 产生的输入交流功率112。当太阳能电池板100禪连到电网，并接收由电网产生的输入交流 功率112时，本领域内的普通技术人员可将太阳能电池板100的状态称为并入电网。当太 阳能电池板100从电网分离时，本领域内的普通技术人员可将太阳能电池板100的状态称 为未并入电网。当太阳能电池板100禪连到第二太阳能电池板时，输入交流功率112也可 W是由第二太阳能电池板产生的交流功率。输入交流功率112也可W是由独立于太阳能电 池板100的交流发电机、交流功率逆变器、正弦交流功率逆变器和/或在不脱离本公开的精 神和范围的情况下对于本领域内的那些技术人员而言将显而易见的任何其它类型的交流 电源产生的交流功率。
[0028] 太阳能电池板100可产生输出交流功率195,当输出交流功率195与输入交流功 率112同步时，输出交流功率195与输入交流功率112并联。当太阳能电池板100并入电 网时，太阳能电池板100可W感测输入交流功率112。当太阳能电池板禪连到第二电池板， 并且第二电池板将输入交流功率112提供到太阳能电池板100时，太阳能电池板100也可 感测输入交流功率112。太阳能电池板100可将从输入交流功率112产生的输出交流功率 195同步，W便基本上等同于输入交流功率112的功率信号特性。功率信号特性可包括但不 限于频率、相位、振幅、电流、电压和/或在不脱离本公开的精神和范围的情况下对于本领 域的那些技术人员而言将显而易见的功率信号的任何其它特性。太阳能电池板100可存储 输入交流功率112的功率信号特性。
[0029] 由太阳能电池板100产生的输出交流功率195可W是交流功率，其可用于给太阳 能电池板100外部的电子设备供电，诸如像吹风机。输出交流功率195也可W是可提供给 第=太阳能电池板的交流功率。当太阳能电池板接收输入交流功率112但不将输出交流功 率195提供给外部电子设备和/或第=太阳能电池板时，太阳能电池板100也可将输入交 流功率112转换成直流功率W及在太阳能电池板100的内部存储直流功率。
[0030] 在太阳能电池板100不再接收交流输入功率112之后，太阳能电池板100可继续 提供独立的输出交流功率195,从而所述太阳能电池板100不依赖于任何其它源来产生独 立的输出交流功率195。例如，在太阳能电池板不再并入电网运样太阳能电池板100不再 从电网接收交流输入功率112之后，太阳能电池板100继续提供独立的输出交流功率195。 在另一示例中，在太阳能电池板100不再从第二太阳能电池板接收交流输入功率112之后， 太阳能电池板100继续提供独立的输出交流功率195。
[0031] 所述太阳能电池板100可感测何时太阳能电池板100不再接收交流输入功率112。 太阳能电池板100然后可在内部从太阳能电池板100先前存储的交流功率产生独立的输出 交流功率195。例如，当太阳能电池板100接收输入交流功率112时，太阳能电池板100可 具有从输入交流功率112时转换的先前存储的直流功率。在另一示例中，太阳能电池板100 还可具有从由太阳能电池板100捕获的太阳能102转换的先前存储的直流功率。
[0032] 太阳能电池板100可在内部通过将先前存储的直流功率转换成交流输出功率195 而产生独立的输出交流功率195。在实施例中，太阳能电池板100可将从先前存储的直流 功率转换的独立交流输出功率195的功率信号特性同步，W便基本上等同于输入交流功率 112的功率信号特性。当输出交流功率195与输入交流功率112并联时，太阳能电池板100 可在内部产生并联于输入交流功率112的独立的输出交流功率195。例如，太阳能电池板 100将从先前存储的直流功率转换的独立交流输出功率195同步，W便当太阳能电池板接 收输入交流功率112时具有与输入交流功率112基本上相等的频率、相位、振幅、电压和/ 或电流。因此，当太阳能电池板100不再接收输入交流功率112同时提供具有与输入交流 功率112基本相似的功率信号特性的运种独立的交流输出功率195时，太阳能电池板100 提供与输入交流功率112并联的独立的输出交流功率195。
[0033] 太阳能电池板100可在尺寸上缩放，并且可W能够提供各种水平的输出功率。例 如，太阳能电池板100可W是可输出约250W的便携式模型。在另一个示例中，太阳能电池 板100可W是可输出2. 5kW的永久型屋顶模型。
[0034] 太阳能电池板100还可W是高效的。太阳能电池板100可包括用于在适于太阳能 电池板100的单个外壳内产生输出交流功率195所需的每个必要组件。例如，如将在下文 更详细论述的那样，太阳能收集器、电池组、直流到交流的转换器、控制器、和/或产生输出 交流功率195所需的每个其它必要组件可容纳在适于太阳能电池板100的单个外壳内。在 适于太阳能电池板100的单个外壳内的每个必要组件的外壳最小化适于太阳能电池板100 所需的布线量，运样从布线导致的传输损耗被最小化。
[0035] 太阳能电池板100还可W是相对用户友好的，其原因在于个体可能会发现操作所 述太阳能电池板100对于个体而言需要相对最少的努力。例如，如将在下文更详细论述的 那样，个体只需将外部电气装置插入到由太阳能电池板100所提供的插口内W便对外部电 气装置供电。在另一个示例中，个体只需将附加太阳能电池板插入到由太阳能电池板100 所提供的插口内W便W菊花链的方式将附加的太阳能电池板连接到太阳能电池板100。在 又一个示例中，W菊花链的方式连接到附加太阳能电池板的太阳能电池板100自动地建立 主从关系，使得个体不需要手动地指定主从太阳能电池板。 示例忡太阳能由術板配晉
[0036] 图2示出根据本公开示例性实施例的太阳能电池板配置的框图。太阳能电池板配 置200表示包括多个太阳能电池板IOOa至10化的太阳能电池板配置，所述多个太阳能电 池板IOOa至10化W菊花链方式连接在一起W形成太阳能电池板配置200,其中n是大于或 等于2的整数。被添加到太阳能电池板配置200的每个太阳能电池板IOOa至10化可W产 生并联于太阳能电池板配置200的输出交流功率195a和输出交流功率19化的输出交流功 率195n。太阳能电池板配置200与太阳能电池板100分享许多相似的特征捆此，仅进一 步详细论述太阳能电池板配置200和太阳能电池板100之间的差异。
[0037] 如上所述，太阳能电池板IOOa产生输出交流功率195曰。然而，太阳能电池板IOOa 可被限制到适于输出交流功率195a的最大输出功率水平。例如，太阳能电池板IOOa被限 制到适于输出交流功率195a的500瓦（W)的最大输出功率水平。不管输入交流功率112a 的输入功率水平，适于太阳能电池板IOOa的最大输出交流功率195a是500W。然而，个体期 望给需要1500瓦来运行的吹风机供电。太阳能电池板IOOa不能W500W的最大输出交流 功率195a给吹风机供电。
[0038] 额外的太阳能电池板10化至10化可W菊花链的方式连接到太阳能电池板IOOa W便并联于输出交流功率195a，从而提高太阳能电池板配置200的总体输出功率。在菊花 链的方式连接多个太阳能电池面板IOOa至1〇化的过程中，适于每个太阳能电池板1〇化至 l(K)n的每个功率输入禪连到太阳能电池板10化至l(K)n的功率输出，其在菊花链配置中在 太阳能电池板1〇化至1〇化之前。例如，太阳能电池板1〇化的功率输入禪连到太阳能电池 板IOOa的功率输出，使得由太阳能电池板1〇化所接收的输入交流功率195a基本上等同于 太阳能电池板IOOa的输出交流功率195曰。太阳能电池板l(K)n的功率输入禪连到太阳能电 池板1〇化的功率输出，运样由太阳能电池板1〇化所接收的输入交流功率19化基本上等同 于太阳能电池板1〇化的输出交流功率19化。
[0039] 在W菊花链的方式连接多个太阳能电池板IOOa至10化之后，每个输出交流功率 195a至195n可与每个输入交流功率112a、195a，和