[发明专利]具有被动切换的太阳能电池阵组件系统

说明书

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Y_L列的第一侧和编号为Y‑Y_L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Y_L列的1+n^th物理行中的电池的负极侧电连接到第Y_L+I列的X‑n^th物理行中的电池的负极侧(0≤n<X)。第Y_L列的X^th物理行中的电池的正极侧电连接到第Y_L+1列的1^st物理行中的电池的正极侧。

技术领域

本发明涉及用于生成电力的太阳能电池阵组件系统(solar array modulesystem)，更具体地说，涉及易于使太阳能电池组件(solar module)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(solar cells)的发电量最大化，在光妨碍情况下以矩阵配置相互连接。

背景技术

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(solar array module)，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(lower section)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(active switchingmeans)以绕开发生故障的电池，但是这些增加费用和复杂性。