專利名稱：光伏組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的一個方面涉及分布式電力系統(tǒng)，具體涉及包括連接到或可連接到光伏板的電氣線路的光伏組件。
背景技術(shù)：
光伏板包括互連的光伏電池，當(dāng)太陽輻射被吸收時，光伏電池產(chǎn)生電流。當(dāng)光伏板的一部分被遮擋時，該光伏板內(nèi)的一些被遮擋的光伏電池可能不能夠與未遮擋的光伏電池產(chǎn)生一樣多的電流。由于光伏電池可被串聯(lián)連接，根據(jù)基爾霍夫電流定律，實質(zhì)上相同的電流流過每一串聯(lián)連接的光伏電池。未遮擋的光伏電池可促使被遮擋的光伏電池使更多的電流通過。被遮擋的光伏電池可以在高于其短路電流的電流處和可導(dǎo)致來自光伏板的總的凈電壓損耗的負(fù)電壓處操作。在串聯(lián)連接的光伏電池中流動的電流乘以該負(fù)電壓導(dǎo)致由被遮擋的光伏電池產(chǎn)生的負(fù)功率。換句話說，被遮擋的光伏電池將功率作為熱消散，并導(dǎo)致光伏板內(nèi)的“熱點(diǎn)”。被遮擋的光伏電池可然后向下拉這組光伏電池的總的電流/電壓(ι/ν)曲線。遮擋的效果也可能取決于光伏板如何被遮擋。遮擋一塊光伏電池的75%可能比遮擋三塊光伏電池的每塊的25%糟得多。最小化遮擋效果的一種方式是創(chuàng)建連接成串聯(lián)串的光伏電池的多個光伏子串并使用橫跨每個光伏子串的旁路二極管。旁路二極管可允許電流繞開光伏電池的被遮擋的光伏子串，由此減小穿過該串的電壓損耗。當(dāng)光伏子串被遮擋時，其旁路二極管變?yōu)椤罢蚱珘旱摹?，并開始傳導(dǎo)電流。大于被遮擋的光伏子串的短路電流的電流通過旁路二極管“繞過”，因此減小了在被遮擋區(qū)域處的局部加熱的量。匯流帶或匯流條可提供光伏板內(nèi)的光伏電池之間的連接。光伏板的子串可通過在光伏板的背側(cè)處的匯流帶在外部連接到例如旁路二極管。匯流帶可以是被涂有焊錫的銅帶或扁鋼絲。焊錫保護(hù)銅的表面免受氧化并提供焊錫層以形成焊接接縫。匯流帶通常為5-6_寬，雖然一些應(yīng)用要求匯流帶的寬度大于上述寬度的兩倍。匯流帶或匯流條可用作接線盒的輸入或輸出，接線盒可被安裝到光伏板的背側(cè)上。匯流條是可在接線盒內(nèi)傳導(dǎo)電的銅或鋁的長條，并允許形成到其他匯流條、匯流帶、電線、端子或連接端的連接。接線盒也允許形成到其他匯流條、匯流帶、電線、端子或連接端的連接及電隔離/絕緣的機(jī)械支持。

發(fā)明內(nèi)容
提供了用于光伏板的可選地安裝到接線盒內(nèi)的各種電氣線路。光伏板可包括串聯(lián)連接的光伏電池的光伏子串。光伏子串可輸出到光伏板輸出端處的多個匯流條。電氣線路包括跨接在匯流條之間的輸入旁路電路。輸入旁路電路可被配置為當(dāng)光伏子串的光伏電池可能實質(zhì)上在反向偏壓中時提供到光伏子串的低阻抗電流路徑。電氣線路可具有帶有一個或多個輸入端及一個輸出端的電路系統(tǒng)，一個或多個輸入端可連接到匯流條，輸出端可操作地串聯(lián)連接到光伏串。電路系統(tǒng)也可包括用于將光伏板連接到光伏串或使光伏板與光伏串?dāng)嚅_的開關(guān)。輸出旁路電路可跨接在電路系統(tǒng)的輸出端之間。當(dāng)開關(guān)使光伏板與光伏串?dāng)嚅_時，輸出旁路電路可操作來使光伏串的電流通過。輸入旁路電路可包括跨接在匯流條之間的至少一個無源旁路二極管，當(dāng)光伏子串實質(zhì)上吸收電流時，該無源旁路二極管可操作來提供低阻抗路徑。輸入旁路電路可包括有源固態(tài)開關(guān)，該有源固態(tài)開關(guān)被配置為從自光伏板汲取操作功率。光伏串可包括在電氣線路的相應(yīng)輸出端處的串聯(lián)連接的電氣線路。電氣線路可被配置為連接電氣線路的相應(yīng)輸入端處的多個光伏板。輸出旁路電路可包括有源固態(tài)開關(guān)，當(dāng)光伏板可能與光伏串?dāng)嚅_時，該有源固態(tài)開關(guān)通過汲取來自光伏串的電流而可操作。輸出旁路電路還可包括晶體管，其源極和漏極可連接到光伏串而柵極可使用來自該串的功率來控制。輸出旁路電路還可包括可跨接在電路系統(tǒng)的輸出端之間的電荷存儲器件。電荷存儲器件可操作來從穿過光伏串的電流為輸出旁路電路提供操作功率。電荷存儲器件可在短時間段內(nèi)被充電及在較長的時間段內(nèi)被放電，該較長的時間段可長于該短時間段。電流在光伏串中流動時，電荷存儲器件可被充電和放電，而不考慮輸出旁路電路可能提供旁路還是不提供旁路。短時間段可在5毫秒和15毫秒之間。長時間段可在5秒和15秒之間。本發(fā)明的其他方面可包括光伏組件，該光伏組件包括光伏板和可連接到光伏板的電氣線路。光伏板可包括連接到電氣線路的輸入端的多個匯流條。電氣線路可包括在電氣線路的輸入端處跨接在匯流條之間的至少一個輸入旁路電路。電氣線路可包括連接在電氣線路的輸入端和輸出端之間的開關(guān)。電氣線路可運(yùn)行以使光伏板與電氣線路的輸出端斷開。輸出旁路電路連接到電氣線路的輸出端。電氣線路的輸出端可連接到第二光伏組件的第二電氣線路。輸出旁路電路可以是有源旁路電路，其汲取來自電氣線路的輸出端的功率并運(yùn)行以在光伏板被斷開時將第二電氣線路的電流通過所述輸出端旁路。第一和第二電氣線路可在相應(yīng)的輸出端處連接以形成光伏串。輸出旁路電路可以是有源電路，當(dāng)光伏板與光伏串?dāng)嚅_時，該有源電路汲取來自光伏串的功率。光伏板和電氣線路或安裝電氣線路的接線盒可被永久地附接到彼此。又一些其他實施方式包括用于輸出旁路電路的電路。輸出旁路電路可包括正端子和負(fù)端子。電路具有第一集成二極管和帶有第一柵極、第一漏極和第一源極的第一晶體管，例如金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。第一集成二極管的第一陽極和第一陰極可分別連接到第一漏極和第一源極。第一漏極是電路的陰極。電路也可具有帶有第二柵極端子、第二漏極和第二源極的第二晶體管，例如金屬氧化物場效應(yīng)晶體管M0SFET。第二源極連接到第一源極。第二漏極是電路的正端子?？刂破骺蛇m于連接到第一柵極端子和第二柵極端子?？刂破骺杀慌渲脼橐鸬谝?MOSFET和第二 MOSFET的切換。電荷存儲器件的輸入端可橫跨第二漏極和第二源極而連接。在電路的正端子和負(fù)端子之間流動的電流可基于切換來對電荷存儲器件進(jìn)行充電。電荷存儲器件的輸出端可基于切換來通過電荷存儲器件的放電為控制器提供直流(DC)功率源。電荷存儲器件還可包括齊納二極管，其陰極連接到第二漏極而陽極連接到第二源極。一個二極管具有連接到第二漏極的陽極和連接到電容器的一端的陰極，且電容器的另一端連接到第二源極。


在附圖中作為例子而不是限制示出了某些實施方式，在附圖中，相似的參考數(shù)字始終表示相似的元件:圖1a示出了根據(jù)本發(fā)明的特征的光伏板。圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的特征的功率采集系統(tǒng)。圖1c示出了根據(jù)本發(fā)明的特征的包括電路的接線盒的更多細(xì)節(jié)。圖1d示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性特征的旁路電路的更多細(xì)節(jié)。圖1e示出了圖1c示出的旁路電路的時序圖。圖1f示出了圖1c示出的電路的另一可選的電路特征。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的特征，本發(fā)明的實例在附圖中示出，在附圖中，相似的參考數(shù)字始終表示相似的元件。下文通過參考附圖來描述特征以解釋本發(fā)明。在詳細(xì)解釋本發(fā)明的特征之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在其應(yīng)用中不限于在以下描述中闡述或在附圖中示出的部件的設(shè)計和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其他特征或能夠以各種方式實施或?qū)崿F(xiàn)。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文采用的術(shù)語和用語用于描述的目的且不應(yīng)被視為限制性的。例如，本文使用了不定冠詞“一(a)”、“一(an)”，例如“一個開關(guān)”、“一條旁路”具有“一個或多個”的含義，即，“一個或多個開關(guān)”或“一條或多條旁路”。術(shù)語“匯流條”、“匯流帶”、“電線”、“端子”或“連接端”在本文可互換使用。如本文使用的術(shù)語“場效應(yīng)晶體管(FET)”指諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的任何FET器件。根據(jù)本發(fā)明的特征，雙極晶體管可被等效地使用來代替FET器件。如本文使用的術(shù)語“開關(guān)”指下列項中的任何一個且不限于下列項:硅控整流器(SCR)、絕緣柵雙極結(jié)型晶體管(IGBT)、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、場效應(yīng)晶體管(FET)、結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)、機(jī)械式操作的單極雙極開關(guān)(STOT)、SPDT電氣繼電器、SPDT簧片繼電器、SPDT固態(tài)繼電器、絕緣柵場效應(yīng)晶體管(IGFET)、交流用的二極管(DIAC)、交流用的三極管(TRIAC)和機(jī)械開關(guān)。如本文使用的術(shù)語“光伏組件”指電連接和/或機(jī)械地附接到電路的光伏板。如本文使用的術(shù)語“光伏串”指相應(yīng)的輸出端串聯(lián)地電連接以形成光伏串的多個光伏組件。如本文使用的術(shù)語“光伏子串”指光伏串內(nèi)的許多串聯(lián)連接的光伏電池。如本文使用的術(shù)語“匯流條”指從光伏板提供的電氣終端。匯流條一般作為在(附接到光伏板的)電路內(nèi)的可導(dǎo)電的銅或鋁的長條而延伸，并允許形成到其他匯流條、匯流帶、電線、端子、連接端和接線盒內(nèi)的其他電路的連接。術(shù)語“匯流條”、“匯流帶”、“電線”、“端子”或“連接端”在本文可互換使用。如本文使用的術(shù)語“旁路”指電路中的兩點(diǎn)之間的低電阻連接，其形成電流的一部分的可選路徑。如本文使用的術(shù)語“無源”器件指不需要來自功率源的外部功率來執(zhí)行電路功能的“無源”器件。如本文使用的術(shù)語“有源”器件指需要來自外部功率源的功率來執(zhí)行電路功能的“有源”器件。如本文關(guān)于有源固態(tài)開關(guān)例如場效應(yīng)晶體管(FET)使用的術(shù)語“可操作”指施加到開關(guān)的控制端子例如柵極的可控且可變的電壓或電流，其決定了允許多少電流在FET的源極和漏極之間流動。應(yīng)該注意，盡管本文的討論主要涉及光伏系統(tǒng)，作為非限制的例子，可以可選地使用其他分布式電力系統(tǒng)來配置本發(fā)明，所述分布式電力系統(tǒng)包括(但不限于)風(fēng)力渦輪機(jī)、水力渦輪機(jī)、燃料電池，存儲系統(tǒng)例如電池、超導(dǎo)飛輪和電容器、以及機(jī)械器件，包括傳統(tǒng)和變速柴油發(fā)動機(jī)、斯特林發(fā)動機(jī)、燃?xì)鉁u輪機(jī)和微型渦輪機(jī)。作為介紹，本公開的方面目的在于減小由使用傳統(tǒng)的輸入旁路二極管引起的功率損耗，并在光伏板與該串?dāng)嚅_時提供低損耗旁路電路。通過使用旁路電路，提供了具有電路的輸入端和/或輸出端的有源旁路的電路。電路的輸入端可連接到直流(DC)功率源例如光伏板的輸出端。電路的輸出端可與其他DC輸出端和/或DC源連接成串聯(lián)串。光伏串可跨接在負(fù)載例如逆變器的兩端。附接到光伏板的接線盒的一個目的是經(jīng)由電纜填料蓋提供進(jìn)入接線盒的帶狀電纜、匯流條或線纜的電氣終端。根據(jù)示例性實施方式，光伏組件包括在其輸入端處連接到光伏板的電路。所述電路包括輸入旁路電路和輸出旁路電路。當(dāng)與照慣例用于相同目的的正向偏壓的半導(dǎo)體二極管相比時，輸入和/或輸出旁路電路在被啟動時可提供較低阻抗。當(dāng)與正向偏壓的半導(dǎo)體二極管相比時，較低阻抗可允許旁路電路產(chǎn)生較少的功率消耗。電路的輸出端可與光伏組件串聯(lián)連接。如果例如光伏板從串?dāng)嚅_及功率因此不能從光伏板獲得，輸出旁路電路可從類似的DC輸出端的串聯(lián)串接收功率。通過旁路電路的較低的功率消耗可提供較低的熱耗散，從而減少與電路內(nèi)的熱生成相關(guān)的潛在問題。與半導(dǎo)體旁路二極管相比，通過旁路電路的較低的功率消耗可減小接線盒的復(fù)雜度、尺寸和材料?，F(xiàn)在參考圖la，其示出了根據(jù)本發(fā)明的特征的光伏板101。板101示出了多個串聯(lián)連接的子串11。每個光伏子串11可包括串聯(lián)連接的多個光伏電池13。匯流條a-z提供了到子串11之間的串聯(lián)連接的連接?？蛇x地，每個光伏子串11可包括光伏電池13之間的串聯(lián)-并聯(lián)或并聯(lián)-串聯(lián)連接。子串11也可經(jīng)由連接件bl和b2以各種串聯(lián)-并聯(lián)或并聯(lián)-串聯(lián)的組合來連接，連接件bl和b2作為單獨(dú)的匯流條在板101的內(nèi)部變得可用，而不是在板101內(nèi)被內(nèi)部連接以給出匯流條b,如圖1a所示?，F(xiàn)在參考圖1b，其示出了根據(jù)本發(fā)明的特征的功率采集系統(tǒng)10。功率采集系統(tǒng)10包括多個光伏板101、負(fù)載105、多個電路103，每個電路具有匯流條a、b和C。根據(jù)特征的實例，光伏板101包括串聯(lián)連接的光伏電池13的兩個子串11和三個匯流條a、b和C。電路103提供電氣終端——匯流條a、b和c的機(jī)械支持作為電路103的輸入。電路103可附接和/或可再附接到板101，或者可使用例如熱固性粘結(jié)劑例如環(huán)氧樹脂粘接劑永久地附接到板101。電路103的電輸出端可串聯(lián)連接以形成串聯(lián)光伏串107，串電流(I串)可流經(jīng)光伏串107。多個光伏串107可并聯(lián)連接并跨接在負(fù)載105的輸入端之間。負(fù)載105可以是直流(DC)負(fù)載，例如DC電機(jī)、電池、DC到DC轉(zhuǎn)換器的輸入端或DC到AC逆變器的輸入端。現(xiàn)參考圖lc，其示出了根據(jù)本發(fā)明的特征的圖1b中示出的電路103的更多細(xì)節(jié)。匯流條a、b和c從板101被輸入到電路103。輸入端具有兩個旁路二極管120a和120b，其陽極分別連接到匯流條c和b，而陰極分別連接到匯流條a和b。單極開關(guān)SWl可串聯(lián)連接在二極管120a的陰極和節(jié)點(diǎn)X之間。開關(guān)SWl可以可選地連接在二極管120b的陽極和節(jié)點(diǎn)Y之間。SWl的控制端操作地附接到處理器122?？捎商幚砥?22基于例如經(jīng)由傳感器124獲得的流過開關(guān)SWl的電流或在節(jié)點(diǎn)X處的電壓來斷開和連通開關(guān)SWl。開關(guān)SWl可以為功率轉(zhuǎn)換器例如DC到DC轉(zhuǎn)換器如降壓電路、升壓電路或降壓加升壓電路的一部分。旁路電路121跨接到節(jié)點(diǎn)X和Y，節(jié)點(diǎn)X和Y連接串聯(lián)的光伏串107。在功率采集系統(tǒng)10的正常操作期間，板101被太陽照射，板101的電流(Ipv)實質(zhì)上等于串電流(Ιφ)，開關(guān)SWl閉合，且穿過輸出旁路電路121的電流(U實質(zhì)上為O。根據(jù)基爾霍夫電流定律，最大串電流(I φ)通常由光伏串107中的運(yùn)行最差的板101來限制。在板101中，如果某些光伏電池13被遮擋，則穿過被遮擋的電池13的電流可被提供給穿過不起作用的電池13的可選的并聯(lián)路徑，且被遮擋電池13的完整性可被保持。二極管120a和120b的目的是使電流不經(jīng)過與相應(yīng)的子串11中的二極管120a和120b相關(guān)的被遮擋或損壞的電池13。在旁路二極管120a和120b的相關(guān)的被遮擋電池13變?yōu)榉聪蚱珘簳r，旁路二極管120a和120b變?yōu)檎蚱珘旱摹Ｓ捎诠夥姵?3與相關(guān)的旁路二極管120a和120b并聯(lián)，因此，不是促使電流穿過被遮擋的電池13，而是旁路二極管120a和120b使電流不經(jīng)過被遮擋的電池13，并使電流通路完整，以保持到光伏子串11中的下一電池13的連接。處理器122可在某些情況下被編程來基于先前確定的標(biāo)準(zhǔn)，例如基于在傳感器124上感測的電流和電壓，以斷開開關(guān)SW1，從而使板101與串聯(lián)的光伏子串107斷開。旁路電路121被配置為提供低阻抗路徑，使得旁路電路121的輸出旁路電流(ΙΒ__)實質(zhì)上等于光伏串107的電流(I串)。現(xiàn)在參考圖ld，其示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性特征的有源旁路電路121的更多細(xì)節(jié)。旁路電路121包括開關(guān)SW2和SW3 (操作地附接到控制器130)和充電電路141。實例中的開關(guān)SW2和SW3使用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)來實現(xiàn)。對于開關(guān)SW2和SW3可使用可選的固態(tài)開關(guān)。開關(guān)SW2的漏極(D)連接到節(jié)點(diǎn)X。開關(guān)SW2的源極(S)連接到開關(guān)SW3的源極(S)。開關(guān)SW2的集成二極管具有連接到開關(guān)SW2的源極(S)的陽極和連接到開關(guān)SW2的漏極(D)的陰極。開關(guān)SW3的漏極(D)連接到節(jié)點(diǎn)Y。開關(guān)SW3可具有集成二極管，該集成二極管的陽極連接到開關(guān)SW3的源極(S)而陰極連接到SW3的漏極(D)?？刂破?30連接到節(jié)點(diǎn)Z并感測節(jié)點(diǎn)Z，連接到節(jié)點(diǎn)X并感測節(jié)點(diǎn)X，且也連接到節(jié)點(diǎn)Y并感測節(jié)點(diǎn)Y，即，開關(guān)SW3的漏極(D)，在節(jié)點(diǎn)Z，開關(guān)SW2的源極連接到開關(guān)SW3的源極(S)?？刂破?30提供緩沖驅(qū)動器BI和B2所需要的直流(DC)電壓(VstX緩沖驅(qū)動器BI和B2確?？捎脕磉B通和斷開開關(guān)SW2和SW3的足夠的電壓。緩沖驅(qū)動器BI和B2的輸出端分別連接到開關(guān)SW2和SW3的柵極(G)。緩沖驅(qū)動器BI和B2從控制器130接收它們各自的輸入。充電電路141具有連接到節(jié)點(diǎn)Y和節(jié)點(diǎn)Z的輸入端。連接到節(jié)點(diǎn)Z的是齊納二極管Zl的陽極。齊納二極管Zl的陰極連接到節(jié)點(diǎn)Y。齊納二極管Zl可以可選地實現(xiàn)為瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管。電荷存儲器件Cl的一端連接到二極管整流器DRl的陰極，而電荷存儲器件Cl的另一端連接到節(jié)點(diǎn)Z。二極管整流器DRl的陽極連接到節(jié)點(diǎn)Y。電荷存儲器件Cl可以是電容器、電池或本領(lǐng)域已知的用于存儲電荷的任何器件。電容器Cl的連接到二極管整流器DRl的陰極的端部將DC電壓(Vst)提供到控制器130以及緩沖驅(qū)動器BI 和 B2。在功率采集系統(tǒng)10的正常操作期間(其中板101被照射)，電路103的輸出端可能不需要通過旁路電路121繞過。借助于開關(guān)SW2和SW3都斷開，旁路電路121并不進(jìn)行旁路。開關(guān)SW2和SW3都斷開意味著在開關(guān)SW2和SW3的各自的漏極和源極之間實質(zhì)上沒有電流，因為開關(guān)SW2和SW3的各自的柵極(G)沒有被緩沖驅(qū)動器BI和B2驅(qū)動。當(dāng)板101被部分地遮擋時，旁路電路121可以為旁路操作模式。電路121的旁路操作模式也可恰好在正常操作之前，這時它太暗而不能從板101獲得較大的功率輸出，電路121可能沒有功率來工作?，F(xiàn)在參考圖1e示出的電路121的操作的時序圖。較多的光一照射板101且電流一在光伏板107中流動，齊納二極管Zl就具有電壓降VZ1，其對電容器Cl充電以向控制器130提供Vstt5當(dāng)電容器Cl在時間Tl期間被充電時，橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y的輸出端的電壓降是齊納二極管Zl的電壓(VZl)加上開關(guān)SW2的集成二極管兩端的電壓。當(dāng)Vst足夠時，控制器130內(nèi)的所有有源電路開始工作，這將開關(guān)SW2和SW3閉合一時間段Τ2。時間段Τ2比時間段Tl要大得多。(在時間Τ2期間)開關(guān)SW2和SW3閉合提供橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y的電壓降，其可能低于在時間TI期間橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y的電壓降。因此，由于較長的時間段Τ2和橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y的電壓降，總的來說，在時間Τ1+Τ2期間，較少的功率可通過旁路電路121而失去?？刂破?30繼續(xù)工作，直到電荷存儲器件Cl的電壓(V.)下降到最小電壓以下，且再次電荷存儲器件Cl具有來自齊納二極管Zl的電壓降VZ1，其對電容器Cl充電以便提供Vst, Vst為控制器130和緩沖驅(qū)動器BI和Β2提供電力。一旦足夠的功率從板101產(chǎn)生，控制器就可在節(jié)點(diǎn)X和Y處從板101獲取電壓供應(yīng)?？刂破?30也可進(jìn)一步接收外部啟動信號，以便和光伏串107中的所有其他旁路電路121同步地工作。通過控制器130的分別到開關(guān)SW2和SW3的源極(S)和漏極(D)及開關(guān)SW3的源極(S)的模擬輸入，控制器130能夠感測橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y是否存在開路或反向電壓極性。在節(jié)點(diǎn)X和Y上感測的開路可指示開關(guān)SWl斷開和/或光伏子串11是開路。橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y的反向極性可指示板101被遮擋或出故障，或板101作為電流宿而不是作為電流源進(jìn)行操作。在旁路模式期間，控制器130能夠在節(jié)點(diǎn)X和Y上感測是否板101再次運(yùn)行且因此控制器130消除旁路。通過關(guān)斷開關(guān)SW2和SW3，橫跨節(jié)點(diǎn)X和Y的旁路被消除?，F(xiàn)在參考圖lf，其示出了電路103的另一可選的電路特征。除了旁路二極管120a和120b被兩個旁路電路121替代之外，在圖1e中示出的電路與圖1c中示出的電路相同。匯流條a、b和c從板101輸入到電路103。輸入端具有兩個旁路電路121，其具有連接到匯流條a、b和c的陽極，如先前在圖1c中所示的。輸入旁路電路121可包括被配置為汲取來自光伏板101的操作功率的有源固態(tài)開關(guān)。單極開關(guān)SWl串聯(lián)連接在光伏板101和在節(jié)點(diǎn)X處的輸出端之間。輸出旁路電路121橫跨接輸出節(jié)點(diǎn)X和Y而連接，節(jié)點(diǎn)X和Y連接串聯(lián)的光伏串107。盡管已示出和描述了本發(fā)明的選定特征，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所描述的特征。相反，應(yīng)該認(rèn)識到，可以對這些特征做出改變而不偏離本發(fā)明的原理和精神，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等價物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于光伏板的電氣線路，所述光伏板包括串聯(lián)連接的光伏電池構(gòu)成的光伏子串，其中所述光伏子串輸出到在所述光伏板的輸出端處的多個匯流條，所述電氣線路包括: 電路系統(tǒng)，其具有與所述光伏板輸出端串聯(lián)連接的輸入端并具有操作地與光伏串串聯(lián)連接的輸出端；其中所述電路系統(tǒng)包括用于選擇性地分別將所述光伏板連接到所述光伏串和使所述光伏板從所述光伏串?dāng)嚅_的開關(guān)；及 輸出旁路電路，其跨接于所述電路系統(tǒng)的所述輸出端，其中當(dāng)所述開關(guān)使所述光伏板與所述光伏串?dāng)嚅_時，所述輸出旁路電路操作來使所述光伏串的電流通過，其中所述輸出旁路電路包括: 電荷存儲器件，其橫跨所述電路系統(tǒng)的輸出端和串聯(lián)連接的光伏板輸出端而連接，其中所述電荷存儲器件可操作來從穿過所述光伏串的電流為所述輸出旁路電路提供操作功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣線路，還包括輸入旁路電路，其中所述輸入旁路電路包括跨接在所述匯流條之間的至少一個無源旁路二極管，其中當(dāng)所述光伏子串的光伏電池實質(zhì)上在反向偏壓中且所述光伏子串實質(zhì)上吸收電流時，所述無源旁路二極管可操作來對所述光伏子串提供低阻抗電流路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣線路，其中所述輸入旁路電路包括被配置為從所述光伏板汲取操作功率的有源固態(tài)開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的電氣線路，其中所述光伏串包括具有相應(yīng)的串聯(lián)連接的輸出端的多個電氣線路，且其中所述多個電氣線路被配置為在所述多個電氣線路的相應(yīng)的輸入端處連接多個光伏板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣線路，其中所述輸出旁路電路包括有源固態(tài)開關(guān)，當(dāng)所述光伏板從所述光伏串?dāng)嚅_時，所述有源固態(tài)開關(guān)通過汲取來自所述光伏串的電流來操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣線路，其中所述輸出旁路電路包括晶體管，其中所述晶體管包括可連接到所述光伏串的源極和漏極及使用來自所述光伏串的功率來控制的柵極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣線路，其中當(dāng)電流在所述光伏串中流動時，當(dāng)所述輸出旁路電路分別提供電流旁路和不提供電流旁路時，所述電荷存儲器件被充電和放電。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣線路，其中所述電荷存儲器件在短時間段期間被充電及在較長的時間段期間被放電，所述較長的時間段長于所述短時間段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電氣線路，其中所述短時間段在5毫秒和15毫秒之間，且其中所述較長的時間段在5秒和15秒之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣線路，其中所述輸出旁路電路包括控制器；且其中所述電荷存儲器件可操作來向所述控制器提供直流(DC)功率源。
11.一種方法，包括: 通過一開關(guān)的操作來選擇性地分別將光伏板連接到光伏串和使所述光伏板與所述光伏串?dāng)嚅_，其中所述光伏板包括串聯(lián)連接的光伏電池構(gòu)成的光伏子串，其中所述光伏子串輸出到在所述光伏板的輸出端處的多個匯流條，且其中所述開關(guān)包括在電路系統(tǒng)中，所述電路系統(tǒng)具有與所述光伏板的輸出端串聯(lián)連接的輸入端且具有操作地與所述光伏串串聯(lián)連接的輸出端，及當(dāng)所述開關(guān)使所述光伏板與所述光伏串?dāng)嚅_時，通過跨接于所述電路系統(tǒng)的輸出端的輸出旁路電路的操作，使所述光伏串的電流通過，其中所述輸出旁路電路包括電荷存儲器件，所述電荷存儲器件橫跨所述電路系統(tǒng)的輸出端和串聯(lián)連接的光伏板輸出端而連接；及通過所述電荷存儲器件的操作，從穿過所述光伏串的電流為所述輸出旁路電路提供操作功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 當(dāng)所述光伏子串的光伏電池實質(zhì)上在反向偏壓中且所述光伏子串實質(zhì)上吸收電流時，通過跨接在所述匯流條之間且包括在輸入旁路電路中的無源旁路二極管的操作，對所述光伏子串提供低阻抗電流路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述輸出旁路電路還包括有源固態(tài)開關(guān)，所述方法還包括: 通過所述有源固態(tài)開關(guān)的操作，從所述光伏板汲取操作功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中當(dāng)電流在所述光伏串中流動時，當(dāng)所述輸出旁路電路分別提供電流旁路和不提供電流旁路時，使所述電荷存儲器件充電和放電。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述輸出旁路電路包括控制器；所述方法還包括: 通過所述電荷存儲器件 的操作，向所述控制器提供直流(DC)功率源。
全文摘要
一種光伏組件，包括光伏板和連接到光伏板的電氣線路。光伏板可包括連接到電氣線路的輸入端的多個匯流條。電氣線路可包括在電氣線路的輸入端處跨接在匯流條之間的至少一個輸入旁路電路。電路系統(tǒng)可包括連接在電氣線路的輸入端和輸出端之間的開關(guān)。電路系統(tǒng)可運(yùn)行來使光伏板與電氣線路的輸出端斷開。輸出旁路電路連接到電氣線路的輸出端。電氣線路的輸出端可連接到第二光伏組件的第二電氣線路。輸出旁路電路可以是有源旁路電路，其從電氣線路的輸出端汲取功率。
文檔編號H02M3/10GK103208916SQ20131000412
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者利龍·哈爾-沙伊, 阿龍·祖海爾 申請人:太陽能安吉科技有限公司