[发明专利]太阳能电池板数据的电力线传输系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据传输，更具体地涉及电力线数据传输。

背景技术

光伏（PV）阵列（也称为太阳能阵列）是光伏模块连接在一起的集合，其中光伏模块由多个互连的太阳能电池组成，通过它们的模块化，其能够配置为向大多数负载供电。电池通过光伏效应将太阳能转换为直流电电力。一个模块能够产生的功率不足以满足家庭或企业的需求，因此模块被连接在一起形成阵列。大多数PV阵列使用逆变器将模块产生的DC电转换为能够接入现有设施的交流电以为电灯、汽车以及其他负载供电。PV阵列中的模块通常首先串联以获得所需的电压；然后各个串被并联在一起以允许系统产生更多的电流。在城市和郊区，光伏阵列通常在屋顶使用以补充功率使用；建筑物通常连接到电网，其使得PV阵列产生的能量能够以某种净计量协议卖回到公用事业。

在赤道上无云的正午，地球表面上垂直于太阳光线的平面太阳能辐射能够高达1.6kW/m²或更高。因此，PV阵列能够通过每天的跟踪阳从而极大地增强能量收集。然而，跟踪装置增加了成本，而且需要维护，因此对于PV阵列来说常见的是它具有固定的装置使阵列倾斜并且在北半球时正对南边（在南半球它们应该正对北边）。自水平面的倾斜角能够随着季节而变化，但是如果是固定的，则应当设定以在典型年份的高峰电力需求期间提供最佳阵列输出。

优化性能的跟踪器和传感器常常被视为是可选的，但是跟踪系统能够增加高达100%的可行的输出。接近或超过以兆瓦的PV阵列经常使用太阳能跟踪器。考虑到有云，以及世界上大部分都不在赤道上和晚上日落的事实，太阳能发电的正确量度是日照-千瓦-时每平方米每天的平均量。考虑到美国和欧洲的气候和纬度，典型的日照范围为从在北方的4kWh/m²/天攀升到阳光充足地区的6.5kWh/m²/天。

2010年消费者可用的太阳能电池板能够具有的产量高达19%，而市售可用的电池板能够达到为27%。因此，欧洲或美国的南部纬度中的光伏设备可期望产生1kWh/m²/天。典型的“150瓦”太阳能电池板的尺寸约为1平方米。考虑了气候和纬度之后，这种电池板可期望平均每天产生1kWh。

在具有较少的云层覆盖和较好的日照角度的撒哈拉沙漠，，能够得到接近8.3kWh/m²/天。撒哈拉沙漠的无人区约为900万km²，如果此处覆盖有太阳能电池板则将提供630兆兆瓦的总功率。在任意给定时刻，地球目前平均能源消耗率约为13.5太瓦（TW）（包括石油、天然气、煤炭、核能和水力发电）。

其他因素影响PV性能。许多PV电池的电输出对遮荫敏感。某些模块在每个电池或电池串之间具有旁通二极管，这最小化了遮荫的影响，而且仅损失了阵列的遮荫的部分的功率（旁通二极管的主要工作是消除电池上形成的热点，这些热点能进一步对阵列产生损害并造成火灾）。甚至当只有电池、模块或阵列的小部分被遮荫，而剩下的在阳光中时，输出也因内部“短路”而显著降低。因此非常重要的是PV设备完全不被树、建筑物、旗杆或其他障碍物如持续停放的汽车而遮荫。阳光能被模块表面的灰尘、降落物或其他杂质吸收。这能够减少光的数量，其实际上将电池减半。维持干净的模块表面将增加模块整个寿命上的输出性能。模块输出和寿命也随着增加的温度而衰减。如果允许周围空气流过是可能的话，后面PV模块减小了这个问题。

发明内容

本发明的示例实施例提供太阳能电池板数据的电力线传输的系统。在结构上简要地描述的系统的示例实施例的其中一个能够实施为如下：多个光伏（PV）模块，其被配置成至少一个模块串，每个模块串分配到传输方案中的时隙，每个模块串的每个模块分配在频率频谱中的子信道；和至少一个调制解调器，其被配置为在电力线上传输与多个PV模块的至少一个模块相关的数据。

本发明的实施例还能认为提供了一种用于太阳能电池板数据的电力线传输的方法。就这一点而言，这种方法的其中一个实施例能够被大致归纳为如下步骤：将多个光伏（PV）模块分成至少一个模块串；将频率频谱分成子信道；以及将每个串分配到一个时隙；以及在所分配的时隙期间将与多个PV模块的至少一个模块有关的数据在子信道上发送。

附图说明

图1是光伏电池的示例实施例的系统框架。

图1是光伏模块阵列的示例实施例的系统方框图。

图3是太阳能电池板数据的电力线传输系统的示例实施例的系统方框图。

图4是太阳能电池板数据的电力线传输方法的流程图。