具有被动切换的太阳能电池阵组件系统技术方案

用于生成电力的太阳能电池阵组件系统，其经配置用于当物理行的太阳能电池发生故障时防止所述组件的电阻塞。该组件包括太阳能电池的X个物理行和Y个列的矩阵，在平的交错矩阵中电学上相互连接。物理矩阵的列被划分为编号为YL列的第一侧和编号为Y‑YL列的第二侧。该第一侧包括相对于第二侧的电池物理反向的电池。第YL列的1+n

Solar array system with passive switching

A solar array system for generating electricity is configured to prevent a resistor plug of the assembly when a physical solar cell fails. The components include X physical rows of solar cells and matrices of Y columns, which are electrically interconnected in flat interlaced matrix. The columns of the physical matrix are divided into second sides, the first side numbered YL column and the Y column YL column. The first side includes a battery that is physically opposite to the second side. The 1+n in column YL

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有被动切换的太阳能电池阵组件系统
本专利技术涉及用于生成电力的太阳能电池阵组件系统(solararraymodulesystem)，更具体地说，涉及易于使太阳能电池组件(solarmodule)的发电量最大化的太阳能电池阵组件系统，其经配置用以使多个太阳能电池(solarcells)的发电量最大化，在光妨碍情况下以矩阵配置相互连接。
技术介绍
光伏电池已经广泛用于各种各样的应用以生成方便的电。通常地，单个太阳能电池产生大约0.5V的输出电压，并且多个太阳能电池(通常地，没有限制，基于硅的)通常串联连接以提供更高的电压等级。太阳能电池阵系统包括太阳能电池阵组件(solararraymodule)，其中每个太阳能电池阵组件包括多个太阳能电池。该太阳能电池组件通常朝向太阳倾斜。但是当太阳的角度非常低时，前面组件可能使放置在该前面组件后面的邻近组件的一部分笼罩上阴影，通常使太阳能电池阵组件的下行太阳能电池笼罩上阴影。光还可能由于雪、建筑物、广告牌(它们通常使一旁的太阳能电池阵组件笼罩上阴影)受阻或被妨碍。因此，光妨碍导致组件的产量大量减少。现在参考图1，该图显示了太阳能电池阵组件100的倾斜太阳能电池组件的现有的几何结构，以角度β倾斜。在这个例子中，太阳能电池阵组件100a和100b放置在基本上水平的面上，其中相对于太阳，太阳能电池阵组件100a放置在太阳能电池阵组件100b的前面。当太阳是水平线以上的α俯仰角时，具有长度l的太阳能电池阵组件100a使地面笼罩上阴影，具有位移d。没有阴影笼罩在太阳能电池阵组件100b上。但是，当太阳是比α更低的俯仰角时，比如α2，太阳能电池阵组件100a使太阳能电池阵组件100b的下面部分(lowersection)笼罩上阴影。在这个例子中，太阳能电池阵组件100a使太阳能电池阵组件100b的P0和P2之间限定的区域笼罩上阴影，而只有置于P2和P1之间的太阳能电池产生电力。还参考图2A，其是原理方框图，显示了现有太阳能电池阵组件100。组件100包括按行(R1、R2、R3)和列(C1、C2)物理布置的太阳能电池102。虽然显示了三行和两列，但是应该领会可以提供任何大小数目的行或列，并且下面的描述不局限于特定大小。电池102通常串联电连接成电池串104。电池102全部同一电方向。该组件的输出电压通常是通过转换器(converter)106转换的。应该注意术语本“太阳能电池”和“电池”在文中可交换使用，意思是天阳能电池。在正常运行中，电流I被显示为流过电池串104。在串104中的单个电池102故障的情况下，串104中的电流将被中断。这阐明在图2B中，其中电池K显示为发生故障或被遮蔽并且防止电流I流动。现有组件还可以使用二极管或主动切换手段(activeswitchingmeans)以绕开发生故障的电池，但是这些增加费用和复杂性。现在参考图2C，其显示了具有电池102的太阳能电池组件120。图2C阐明了如由与本申请相同的专利技术人在2011年1月23日提交的PCT公开申请号WO/2011/089607('607)和在2013年3月30日提交的PCT公开申请号No.WO/2013/144963('963)(这些申请是共同拥有的，这些申请特此通过援引以其全部并入)中描述的太阳能电池组件。组件120包括按行(R1、R2、R3、R4)和列(C1、C2)的矩阵物理布置的太阳能电池102。虽然显示了四行和两列的矩阵，应该领会可以提供任何大小的矩阵并且下面的描述不局限于特定矩阵大小。在组件120中，个体电池102通过电连接122并联电连接以创建交错的电矩阵(crisscrosselectricalmatrix)。任选地，多个串联的电池并且本文中称为串联单元(serialunit)102可以并联电连接到另一个串联单元。因此该交错电矩阵可以包括个体电池102或串联单元124。如上，应该注意组件120可以包括任何数目的行和列。在正常运行中，电流I由于交错电矩阵可以沿多个通路流动。在图2C中，电流I显示为流过电池M、L、K和J以及M、L、K和A。在组件120中的单个电池102故障的情况下，因为存在备用通路该电流将不被中断。其他电池102的故障也将最低限度地破坏该组件的发挥功能，只要能发现电流的备用通路。但是，如图2D中阐明的，遮蔽整个物理行(physicalrow)R4(比如由上面参考图1描述的情况造成的)将导致整个组件中电力损失因为该组件中全部电流I将被中断。因此需要能够使生成的电力最大化并且当个体电池，部分行的电池或整个行的电池发生故障时防止该组件的电故障的太阳能电池阵组件，并且拥有这样的太阳能电池阵组件将是非常有利的。如此减少的功能可能是由于一个或多个发生故障的太阳能电池，和/或由于妨碍光到达至少一部分的一行或多行太阳能电池。提供不依赖有源开关或旁路机理的组件是更可取的。
技术实现思路
本专利技术通过当个体太阳能电池、部分行电池(partofarowofcells)或整个行电池(entireofarowofcells)发生故障时向太阳能电池组件提供电流的被动重选路线(passivererouting)克服了
技术介绍
中的不足。该太阳能电池组件包括按行和列的矩阵布置的太阳能电池，其中该电池在按电行(electricalrows)和列布置的电交错矩阵(electricalcrisscrossmatrix)中电学上相互连接，使得电和物理矩阵仅仅部分重叠。因此物理行(physicalrow)的完全遮蔽不会导致完全遮蔽的电行(electricalrow)，允许电流在该组件中继续流动。归因于一个或多个发生故障的太阳能电池和/或归因于光妨碍的其他原因的减少的功能同样通过提议的布置克服了。应该注意描述相关的方向比如“顶(top)”、“底(bottom)”、“水平”、“垂直”、“上(up)”、“上面(upper)”、“下(down)”“低(low)”“下面(lower)”等等，假设太阳能电池组件被定位(没有限制)使得阵列的正极(“+”)侧被人为地看作(没有限制)该阵列的顶侧(topside)，并且该阵列的负极(“-”)侧被人为地看作(没有限制)该阵列的底侧(bottomside)。或者，没有限制，该阵列的负极(“-”)侧被人为地看作(没有限制)该阵列的顶侧，并且该阵列的正极(“+”)侧被人为地看作(没有限制)该阵列的底侧。应该进一步注意本文使用的术语“电的(electrical)”或“电接线的(electricallywired)”是指矩阵的电配置，不管太阳能电池板中的太阳能电池的物理配置如何。同样地，应该进一步注意本文使用的术语“物理的(physical)”是指组件/板中的太阳能电池的物理放置，不管太阳能电池的电相互接线(electricalinter-wiring)如何。根据本专利技术的一些实施方式，不可重新配置的太阳能电池阵组件(non-reconftgurablesolararraymodule)经预先配置用以当至少一个物理行的太阳能电池发生故障时防止该组件的电阻塞(electricblockageofthemodule)。该太阳能电池阵组件包括多个按物理行和物理列的矩阵布置的太阳能电池，电连接连接每个列中串联的本文档来自技高网...

【技术保护点】
不可重新配置的太阳能电池阵组件(400)，其经预先配置用以当至少一个物理行的太阳能电池发生故障时防止所述组件的电阻塞，所述太阳能电池阵组件包括太阳能电池(302)的X个物理行和Y个列的矩阵，其中所述列被划分为编号为YL列的第一侧(406)和编号为Y‑YL列的第二侧(408)；其中在所述第一侧的YL列包括相对于在所述第二侧的太阳能电池(302)物理反向的太阳能电池(302)；其中每个所述列中的太阳能电池(302)是串联连接的；其中在所述第一侧的每个所述物理行中的太阳能电池(302)是并联电连接的；其中在所述第二侧的每个所述物理行中的太阳能电池(302)是并联电连接的；其中第YL列的l+n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.01 IL 2410291.不可重新配置的太阳能电池阵组件(400)，其经预先配置用以当至少一个物理行的太阳能电池发生故障时防止所述组件的电阻塞，所述太阳能电池阵组件包括太阳能电池(302)的X个物理行和Y个列的矩阵，其中所述列被划分为编号为YL列的第一侧(406)和编号为Y-YL列的第二侧(408)；其中在所述第一侧的YL列包括相对于在所述第二侧的太阳能电池(302)物理反向的太阳能电池(302)；其中每个所述列中的太阳能电池(302)是串联连接的；其中在所述第一侧的每个所述物理行中的太阳能电池(302)是并联电连接的；其中在所述第二侧的每个所述物理行中的太阳能电池(302)是并联电连接的；其中第YL列的l+nth物理行中的太阳能电池(302)的负极侧电连接到第YL+1列的X-nth物理行中的太阳能电池(302)的负极侧，其中n是整数并且0≤n<X；和其中第YL列的Xth物理行中的太阳能电池(302)的正极侧电连接到第YL+1列的1st物理行中的太阳能电池(302)的正极侧。2.根据权利要求1所述的组件，所述组件进一步包括电力转换器，所述电力转换器连接到在所述第二侧的第1物理行的正极侧，和在所述第二侧的第X物理行的负极侧。3.根据权利要求1所述的组件，所述组件进一步包括电力转换器，所述电力转换器连接到在所述第一侧的第X物理行的正极侧，和在所述第一侧的第1物理行的负极侧。4.根据权利要求2或3所述的组件，其中所述电力转换器选自由以下组成的组：DC/DC电力转换器、DC/DC变压器和其组合。5.根据权利要求4所述的组件，其中所述电力转换器包括多个晶体管，所述晶体管用于将主变压器中的相对侧交替连接到太阳能电池的所述矩阵，其中所述晶体管的运行工作周期是恒定的并且在所述晶体管的切换时间ON到OFF或OFF到ON之间存在防止所述快速晶体管同时导电的停滞时间。6.根据权利要求5所述的组件，其中所述停滞时间小于所述工作周期的8％。7.根据权利要求5所述的组件，其中至少一个所述太阳能电池进一步串联电连接到至少一个额外的所述太阳能电池以形成串联单元。8.不可重新配置的太阳能电池阵组件(600、800)，其经预先配置用以当至少一个物理行的太阳能电池发生故障时防止所述组件的电阻塞，所述太阳能电池阵组件包括太阳能电池(302)的X个物理行和Y个列的矩阵，其中所述列被划分为编号为YL列的第一侧(606、806)和编号为Y-YL列的第二侧(608、808)；其中在所述第一侧的YL列...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍里斯·维特马修，亚历山大·舒斯特，
申请(专利权)人：索拉威特公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL