[发明专利]用于检测太阳能阵列电路中的不连续和终止其中电流流动的系统和方法

说明书

本申请作为PCT国际专利申请于2013年6月26日提交，并且要求于2012年7月9日提交的美国专利申请序列号No.61/669,415的优先权，其公开内容通过引用方式整体并入于此。

背景技术

2011美国国家电气规程(NEC)690.11包括对检测和抑制与新光伏安装有关的电弧两者的要求。经常地，传统机架式太阳能板以这样的方式串在一起：使得切断电路足够来熄灭电弧。在这些系统中，大于100V的电压电位出现在同一板中是不常见的。据此，光伏行业已聚焦在检测和抑制串联电弧。然而，随着备选的光伏设计和安装的发展，包括其中光伏物件(article)还用作建筑物覆盖层(有时称为光伏建筑一体化或BIPV)的设计，某些系统和阵列设计可导致潜在地在邻近电母线中相对高的电压。然而，在由多个BIPV物件构成的某些阵列中，全垒打(home-run)母线与工作母线并行运行，并且一些墙面板(shingle)在两个母线之间可具有高达600V的电位。在这种情况下，串联和并联电弧作用在理论上均是可能的。

发明内容

在一个方面中，技术涉及在形成太阳能阵列系统中有用的太阳能阵列套件，套件包括：具有用于连接太阳能阵列电路的连接器的连续信号发生器，其中连续信号发生器适于将连续信号递送到太阳能阵列电路；以及具有用于连接到太阳能阵列电路的连接器的检测电路，检测电路包括：连续信号传感器；至少一个开关以用于选择性地断开和闭合太阳能阵列电路；以及操作上连接到开关和连续信号传感器的开关控制器，其中开关控制器包括用于连接到功率源的连接器，并且其中开关控制器适于在收到来自检测电路的控制信号时驱使开关。在一个实施例中，太阳能阵列套件包括至少一个具有用于连接到太阳能阵列电路和检测电路的连接器的太阳能电池。在另一个实施例中，控制信号包括连续信号。在又一个实施例中，检测电路进一步包括用于放大太阳能阵列信号的放大器和用于对太阳能阵列信号进行滤波的滤波器，并且其中太阳能阵列信号包括连续信号。在再一个实施例中，开关控制器连接器适于连接到与太阳能阵列电路分立的功率源。

在上述方面的另一个实施例中，开关控制器连接器适于连接到太阳能阵列电路，其中太阳能阵列电路适于向开关递送功率。在又一个实施例中，与太阳能阵列电路分立的功率源具有以下中的至少一个：包括用于连接到开关控制器连接器的连接器的分立太阳能发电电池；以及包括第一电感器和第二电感器的磁通量发生器，布置第一电感器和第二电感器以便在第一电感器和第二电感器之间生成磁通量，并且其中第二电感器具有用于连接到开关控制器连接器的连接器。在再一个实施例中，至少一个开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管、固态开关以及机械开关中的至少一个。

在上述方面的另一个实施例中，连续信号传感器包括变压器、天线和硬线连接中的至少一个。

在另一方面中，技术涉及用于维护太阳能阵列电路的方法，方法包括：检测在太阳能阵列电路上的太阳能阵列信号；以及基于连续信号在太阳能阵列信号中的存在，发送控制信号到太阳能阵列电路开关。在一个实施例中，方法进一步包括：生成连续信号；以及将连续信号路由到太阳能阵列电路上。在另一个实施例中，方法进一步包括在接收到控制信号时闭合太阳能阵列电路。在又一个实施例中，控制信号包括连续信号。在再一个实施例中，太阳能阵列信号包括直流电流分量，并且其中连续信号包括交变电流分量。

在上述方面的另一个实施例中，太阳能阵列信号由至少一个太阳能电池生成。在又一个实施例中，方法进一步包括以下中的一个：对检测到的太阳能阵列信号进行滤波、放大检测到的太阳能阵列信号、以及整流检测到的太阳能阵列信号。在再一个实施例中，方法进一步包括从与太阳能阵列电路分立的功率源向开关递送功率。

在上述方面的另一个实施例中，功率源包括与太阳能阵列电路分立的太阳能电池、磁通量发生器、以及建筑物电源服务中的至少一个。在又一个实施例中，方法进一步包括从太阳能阵列电路向开关递送功率。在再一个实施例中，太阳能阵列信号经由天线、变压器以及硬线连接中的至少一个被检测。

附图说明

图中示出了当前优选的实施例，然而，被理解的是，技术不限于示出的确切的布置和手段。

图1A为太阳能阵列系统的示意图。

图1B为具有不连续检测和抑制系统的太阳能阵列系统的示意图。

图1C为图1B的太阳能阵列的放大图。

图2描绘了在各种电弧条件下阵列电路的示意图。