电压限幅制造技术

本发明专利技术提供了一种光伏(PV)模块，所述光伏模块包括多个太阳能电池和电路，所述多个太阳能电池和电路被配置为在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，来自所述PV模块的输出电压包括来自所述多个太阳能电池的电压，在所述第二状态下，所述输出电压包括来自少于所述多个太阳能电池中的全部的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权要求本申请要求Ponec等人于2013年12月17日提交的名称为“System,Method,andComputerProgramProductforControllingVoltageofDCPowerSourcesandBypassingSeries-ConnectedPowerSources”(用于控制DC电源的电压并且旁路串联连接的电源的系统、方法和计算机程序产品)的美国临时申请No.61/916,800的权益，其全部内容据此以引用方式并入。
技术介绍
太阳能电池可以串联连接以形成光伏(“PV”)串。PV串可以包括若干太阳能电池和/或PV模块，其中每个PV模块包括安装在同一框架上的太阳能电池。在PV串中，一个太阳能电池的正端子电连接到另一个太阳能电池的负端子，另一个太阳能电池的正端子电连接到又一个太阳能电池的负端子，以此类推。PV串的输出电压取决于PV串中太阳能电池的数量。在直流(“DC”)电源的串联连接串中，每个电源的电压增加以产生递送到负载的电压。在太阳能系统中，太阳能模块(在本文也称为PV模块)，通常串联连接以向负载(例如，逆变器、电池系统)提供电压。每个PV模块可包括与每个电池串串联耦接的一个或多个电池串，所述电池串包括串联耦接的一个或多个太阳能电池。通常，PV模块的每个串连接至逆变器，或者PV模块的多个串在汇流箱处并联耦接在一起，并且一个或多个汇流箱通向中心逆变器。在某些情况下，系统可例如由于硬件(例如，逆变器)局限性、安全性和/或可靠性原因而具有最大电压极限。因此，可串联连接的PV模块和/或电池串的数量可通过该最大电压进行限制。当系统不产生任何电流并且每个太阳能电池以其开路电压(VOC)操作时，可出现由一系列太阳能电池产生的最大电压。由于逆变器闭合、系统损坏、或在逆变器为了解系统性能进行的瞬态测量期间，以及由于其他原因可能发生这种状况。系统必须被设计为适应最大电压条件，即便这通常不会出现。另外，由太阳能电池产生的最大电压在低温下增大，从而产生另外的降低额定值因子，该因子限制串联连接的太阳能电池数量。因此，系统必须被设计为具有电压缓冲器以适应VOC。超裕度设计引起的效率低下包括每个模块串中的模块较少、超尺寸布线以及其他效率低下等等，由此导致较高的系统平衡(BOS)成本。此外，在某些情况下，串中的电池中的一者或多者可由于污染、阴影、缺陷和/或损坏而表现不佳，这可能限制电池串和/或模块的性能。如果电池的电流足够减少，则电池可在反向偏置下操作并且甚至可达到反向击穿。处于反向偏置中的电池可引起热点，这可严重损坏PV模块。附图说明图1-图3示出了根据一些实施例的被配置为执行电压限幅的示例性电路的框图。图4-图5示出了根据一些实施例的示例性电路的框图，所述电路被配置为响应于热点条件旁路一个或多个太阳能电池。图7-图9示出了根据一些实施例的本文所述系统的示例性故障安全具体实施的示意图。图10-图11为示出根据一些实施例的旁路太阳能电池的示例性方法的流程图。具体实施方式以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作例子、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他具体实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术语的定义和/或背景：“包含”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除另外的结构或步骤。“被配置为”。各种单元或组件可被描述或主张成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的背景下，“被配置为”用于通过指示该单元/组件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，即使当指定的单元/组件目前不在操作(例如，未开启/激活)时，也可将该单元/组件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/组件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/组件而言不援用35U.S.C.§112第六段。如本文所用的“第一”、“第二”等这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及PV模块中的“第一”太阳能电池串并不一定暗示该串为某一序列中的第一串；相反，术语“第一”用于区分该串与另一串(例如，“第二”串)。“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于B确定A”。尽管B可以是影响A的确定结果的因素，但这样的短语并不排除A的确定结果还基于C。在其他情况下，A可以仅基于B来确定。“耦接”-以下描述是指“耦接”在一起的元件或节点或特征。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械耦接。“抑制”-如本文所用，抑制用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为抑制行为、运动或条件时，它可以完全防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“抑制”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或特征被称为抑制结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上面”或“下面”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述在一致但任意的参照系内组件的部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论部件的文本和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。本说明书首先描述了用于旁路串联连接的太阳能电池以对电压进行限幅和/或解决热点的结构和技术。本说明书随后描述了系统的若干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏(PV)模块，包括：多个太阳能电池；被配置为在第一状态和第二状态之间切换的电路，在所述第一状态下，来自所述PV模块的输出电压包括来自所述多个太阳能电池的电压，以及在所述第二状态下，所述多个太阳能电池中的至少一些被旁路而不向所述输出电压提供电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.17 US 61/916,800;2014.12.16 US 14/572,7221.一种光伏(PV)模块，包括：
多个太阳能电池；
被配置为在第一状态和第二状态之间切换的电路，
在所述第一状态下，来自所述PV模块的输出电压包括来自
所述多个太阳能电池的电压，以及
在所述第二状态下，所述多个太阳能电池中的至少一些被
旁路而不向所述输出电压提供电压。
2.根据权利要求1所述的PV模块，其中所述电路包括被配置为在所述
第一状态和所述第二状态之间切换的电子开关。
3.根据权利要求1所述的PV模块，其中所述多个太阳能电池包括多个
太阳能电池串，其中在所述第二状态下，所述多个太阳能电池串中
的一个或多个串被旁路而不向所述输出电压提供电压。
4.根据权利要求3所述的PV模块，其中所述电路包括与所述多个太阳
能电池串中的每个串相对应分立开关。
5.根据权利要求4所述的PV模块，其中在所述第二状态下，所述分立
开关中的至少一个被闭合以旁路其对应的太阳能电池串。
6.根据权利要求1所述的PV模块，其中在所述第二状态下来自所述
PV模块的所述输出电压比在所述第一状态下来自所述PV模块的所
述输出电压低大约25％。
7.根据权利要求1所述的PV模块，还包括：
电压感测器件，所述电压感测器件被配置为感测电压；
其中所述电路被配置为根据超出阈值电压的所感测电压从所述
第一状态切换至所述第二状态。
8.根据权利要求1所述的PV模块，还包括：
被配置为对来自所述多个太阳能电池中的一个或多个的电流进
行限制的附加电路。
9.根据权利要求1所述的PV模块，其中所述电路包括开关和与所述开
关并联的二极管。
10.一种电压限制器件，包括：
被配置为在第一状态和第二状态之间切换的电路，
在所述第一状态下，来自光伏模块的输出电压包括来自所
述光伏模块的多个太阳能电池串中的每个串的电压，
以及
在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·乔瑟夫·波内茨，达雷恩·奥，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国;US