特許 5956596 光起電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5956596

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】光起電システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/042 20140101AFI20160714BHJP

   H02S 40/32 20140101ALI20160714BHJP

   H02S 40/34 20140101ALI20160714BHJP

   H02S 40/36 20140101ALI20160714BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/04 500

   H02S40/32

   H02S40/34

   H02S40/36

【請求項の数】19

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2014-540038(P2014-540038)

(86)(22)【出願日】2012年10月31日

(65)【公表番号】特表2015-502728(P2015-502728A)

(43)【公表日】2015年1月22日

(86)【国際出願番号】US2012062784

(87)【国際公開番号】WO2013066998

(87)【国際公開日】20130510

【審査請求日】2014年5月30日

(31)【優先権主張番号】61/554,710

(32)【優先日】2011年11月2日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/694,548

(32)【優先日】2012年8月29日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/620,566

(32)【優先日】2012年4月5日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/699,701

(32)【優先日】2012年9月11日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/585,720

(32)【優先日】2012年1月12日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/694,559

(32)【優先日】2012年8月29日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/590,925

(32)【優先日】2012年1月26日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/553,822

(32)【優先日】2011年10月31日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511204636

【氏名又は名称】テンケーソーラー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＮＫＳＯＬＡＲ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】マイアー、ダラス ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】バーグ、ローウェル

(72)【発明者】

【氏名】ノボトニー、ジョン

(72)【発明者】

【氏名】グロス、シェイディ

(72)【発明者】

【氏名】マイアー、フォレスト シー．

【審査官】 佐竹 政彦

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２８２２９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−３５７８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／０２−３１／０７８、３１／１８−３１／２０、

５１／４２−５１／４８

Ｈ０２Ｓ １０／００−１０／４０、３０／００−５０／１５、９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第１端および前記第１端の反対側の第２端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第２端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第２端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーが複数のコンバータのいずれにおいても受け取り可能となる、複数のコンバータと、を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合され、かつ、１つの出力を有するモジュール間バスであって、各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、前記出力において前記複数の光起電モジュールの他のモジュールとは無関係に受け取り可能である、モジュール間バスと、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記複数の光起電セルのための地気面を含む連続バックシートをさらに含み、
前記連続バックシートが前記第１端の複数の光起電セルの第１サブセットと前記第２端の複数の光起電セルの第２サブセットとの間に電気的に結合され、
前記連続バックシートと前記第１端の複数の光起電セルの第１サブセットと間の第１端接続が、前記光起電モジュールの陽極を含み、
前記複数のコンバータと前記第２端の複数の光起電セルの第２サブセットと間の第２端接続が、前記光起電モジュールの陰極を含み、かつ
前記連続バックシートが前記陰極から前記陽極へのモジュール帰還電流を運ぶように構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第２端に機械的に結合される回路カードであって、その上に配置される前記複数のコンバータを含み、共に回路カードの前面に配置されるプラス・コネクタおよびマイナス・コネクタをさらに含む、回路カードと、
前記光起電モジュールの幅に沿って延びる内部バス・ストリップであって、
前記内部バス・ストリップは、前記複数の光起電セルの第２サブセットの光起電セルのそれぞれの陰極に結合され、かつ
前記内部バス・ストリップはタブを含み、前記タブは、前記内部バス・ストリップから前記連続バックシートに形成されたスロットを通って前記回路カードの前面に配置されているプラス・コネクタまで延びて、前記内部バス・ストリップを前記回路カードのプラス・コネクタに電気的に結合する、内部バス・ストリップと、
前記連続バックシートから前記回路カードの前面に配置されているマイナス・コネクタまで延びて、前記連続バックシートを前記回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合する１つ以上のタブと、
をさらに含む、光起電システム。

【請求項2】

前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、各行の前記光起電セルを互いに並列に電気的に結合する複数の導電行ストリップをさらに含み、かつ
前記複数の光起電セルを通って前記第２端に到る前記複数の経路が前記複数の導電行ストリップを含み、それにより、生成される電流が前記複数の導電行ストリップを通って、低性能および低照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを迂回し、かつ、比較的高い性能および高い照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを通って前記第２端に流れることができる、請求項１に記載の光起電システム。

【請求項3】

前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、前記複数の行は、前記複数の光起電セルの第１サブセットを含む第１行と、前記複数の光起電セルの第２サブセットを含む最終行とを含み、かつ
前記第１端接続が、
前記第１端において前記連続バックシートに電気的および機械的に結合される地気ストリップと、
前記第１行の各光起電セルを前記地気ストリップに電気的および機械的に結合する複数の直列相互接続と、
を含む、請求項１に記載の光起電システム。

【請求項4】

前記連続バックシートから延びる前記１つ以上のタブが、前記回路カードを前記連続バックシートに地気接続し、前記１つ以上のタブは、
前記連続バックシートから一体として形成され、かつ、前記連続バックシートにより画定される平面に略垂直な平面に延びる一体タブ、または
前記連続バックシートに機械的および電気的に結合され、かつ、前記連続バックシートにより画定される前記平面に略垂直な平面に延びる個別タブ、
を含む、請求項１に記載の光起電システム。

【請求項5】

前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記回路カード上に配置されるデジタル・コントローラをさらに含み、前記複数のコンバータが、前記デジタル・コントローラから前記複数のコンバータのそれぞれに到る１つ以上の制御ライン経由で前記デジタル・コントローラにより制御される、請求項１に記載の光起電システム。

【請求項6】

前記複数の光起電モジュールのそれぞれのための前記複数のコンバータが対で動作し、
各動作の対が他の動作の対とずれた位相で動作し、かつ
対になった各コンバータが、対になった相手コンバータと１８０度の位相ずれで動作する、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項7】

前記複数のコンバータのそれぞれが、独立して電気的に前記プラス・コネクタに対応ヒューズを介して結合され、かつ
前記複数のコンバータの１つが短絡故障した場合に、前記デジタル・コントローラが
前記複数の光起電セルからのすべての電流を、前記複数のコンバータのうちの前記のもの経由で流して、対応するヒューズの開放を待ち、
前記ヒューズの開放に応じて、前記複数のコンバータのうちの少なくとも残りのコンバータを使用して平常動作を再開するように構成される、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項8】

前記デジタル・コントローラが前記光起電モジュールにより生成されるエネルギーのみにより給電される、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項9】

前記回路カードが、前記第２端において前記複数の光起電セルの行に電気的に結合されるプラス・コネクタを含み、
前記複数のコンバータが、前記回路カード上に隣接コンバータ間の間隔が３ミリメートル未満で一列に配置され、かつ
前記複数のコンバータのそれぞれが、前記プラス・コネクタから５〜１０ミリメートルの範囲内で配置される、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項10】

前記光起電モジュールのそれぞれの前記デジタル・コントローラが、
前記モジュール間バス上の電圧が最低閾値未満である場合に、容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているか否か決定するために充電電流を前記モジュール間バスにトリクルし、
容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているとの決定に応じて、前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えるまで前記モジュール間バスに対する充電電流のトリクルを継続し、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えたとき、保護継電器を閉じてゼロ電流スイッチングを確保し、前記保護継電器は前記モジュール間バスと前記回路カードの出力バスとの間に電気的に結合され、前記出力バスは前記複数のコンバータのそれぞれの出力に電気的に結合されており、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値と前記最低閾値より大きい中間閾値との間にある場合、最大電流モードで前記複数のコンバータを動作させ、
前記モジュール間バス上の電圧が前記中間閾値と前記最低閾値より大きい最高閾値との間にある場合、定電圧モードで前記複数のコンバータを動作させ、かつ
前記モジュール間バス上の電圧が前記最高閾値を超えるか、または前記最低閾値を下回る場合に前記保護継電器を開放する、
ように構成される、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項11】

前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合され、かつ、前記回路カードに搭載される光信号光源をさらに含み、前記光信号光源は、それにより放射される光信号が前記対応する光起電モジュールの前部から見えるように搭載される、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項12】

前記デジタル・コントローラが、前記光信号光源を動作させて状態情報を含む光信号を放射させるように構成される、請求項１１に記載の光起電システム。

【請求項13】

前記状態情報が、前記対応する光起電モジュールに関する次の情報：電力および故障のコード、モジュール整理ＩＤ、詳細故障記録、累積エネルギー生産、温度、またはオン／オフサイクルの回数の少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の光起電システム。

【請求項14】

前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合される無線周波数（ＲＦ）放射装置をさらに含み、前記デジタル・コントローラが前記ＲＦ放射装置を動作させて前記複数の光起電モジュールのうちの他のモジュールおよび／または前記光起電システムに含まれるデータ収集装置に情報を送らせるように構成される、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項15】

前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記回路カードを内蔵するアンダーマウント組立品をさらに含み、前記アンダーマウント組立品がハウジングを含み、前記ハウジングが、
本体と、
前記本体から延びて略同一平面に存在する複数の台座と、
を含み、
前記アンダーマウント組立品が、対応する光起電モジュールの連続バックシートに、前記連続バックシートと前記複数の台座との間に置かれる接着剤またはテープを使用して機械的に結合され、かつ
前記本体が、２つのスロットを画定し、前記２つのスロットを通じて２つの対応するライザーが前記本体に達し前記回路カードに電気的に結合する、請求項５に記載の光起電システム。

【請求項16】

各アンダーマウント組立品が、前記回路カードに熱的に結合される黒色カバーをさらに含み、
前記黒色カバーが、前記アンダーマウント組立品から熱エネルギーを消散させるために前記アンダーマウント組立品の外部に露出されている１つ以上の突起を含み、かつ
前記黒色カバーが、前記対応する光起電モジュールの枠を経由して熱を前記アンダーマウント組立品外へ消散させるために、前記枠と直接接触しているかまたは８ミリメートル以内に近接しているエッジを含む、請求項１５に記載の光起電システム。

【請求項17】

前記２つのライザーのそれぞれが、
ネジ穴を画定するベースと、
前記ベースの反対側のＣ字形端部であって、前記Ｃ字形端部は上部および下部を含み、前記上部は絶縁貫通部材を含み、前記下部は固定部材を含み、前記上部は前記下部より前記ベースに近い、Ｃ字形端部と、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれの前記アンダーマウント組立品が、
前記本体の下部表面から延びる２つのネストであって、２つのネストのそれぞれは、前記本体と一体であるかまたは別の部分として本体に取り付けられ、２つのネストのそれぞれは、前記本体により画定される前記スロットのいずれか一方と連絡するスロットを画定し、各ライザーは、前記ネストの対応する一方に画定されたスロットおよび前記本体に画定された対応するスロットを通過する、２つのネストと、
２つのキャップであって、それぞれ、前記２つのネストの対応する一方に取り付けられる、２つのキャップと、
２つのネジであって、それぞれ、前記回路カードを前記ライザーの対応する一方に前記ライザーのベースに画定されたネジ穴により固定している、２つのネジと、
をさらに含み、
前記モジュール間バスが、２本のワイヤであって、それぞれ、１５平方ミリメートル以上の断面積を有し、かつそれぞれ、絶縁ジャケットにより被覆されている、２本のワイヤを含み、
前記２本のワイヤのそれぞれが、前記２つのライザーのそれぞれのＣ字形端部内に、取付時に前記２本のワイヤから前記絶縁ジャケットを剥離することなく配置され、
前記２つのライザーのそれぞれの前記固定部材が取付時に固定されて、前記２本のワイヤの対応する一方を前記２つのライザーのそれぞれの絶縁貫通部材に固定し、それにより前記絶縁貫通部材が前記絶縁ジャケットに貫通し、かつ前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合し、
前記２つのライザーのそれぞれのＣ字形端部が前記２つのネストの対応する一方から延び、
前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合した後に、前記２つのキャップのそれぞれが前記２つのネストの対応する一方に取り付けられて前記２つのライザーのそれぞれのＣ字形端部および前記２本のワイヤのそれぞれの絶縁ジャケットが貫通された部分を前記ネストの対応する一方および前記キャップの対応する一方の中に密閉し、前記Ｃ字形端部と前記対応するワイヤとの間の対応する電気的接続を環境汚染から保護する、請求項１５に記載の光起電システム。

【請求項18】

前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記モジュール間バスへの出力電流または前記モジュール間バスからの入力電流を測定するように構成される測定回路と、
前記測定に基づいて、前記出力電流と前記入力電流との間のずれを監視すること、および、前記出力電流が一定の限界を超えたときに出力電流を制限することの少なくともいずれか一方を行うように構成されるデジタル・コントローラと、
をさらに含む、請求項１に記載の光起電システム。

【請求項19】

光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第１端および前記第１端の反対側の第２端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第２端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第２端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーが複数のコンバータのいずれにおいても受け取り可能となる、複数のコンバータと、を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合され、かつ、１つの出力を有するモジュール間バスであって、各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、前記出力において前記複数の光起電モジュールの他のモジュールとは無関係に受け取り可能である、モジュール間バスと、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記複数の光起電セルのための地気面を含む連続バックシートをさらに含み、
前記連続バックシートが前記第１端の複数の光起電セルの第１サブセットと前記第２端の複数の光起電セルの第２サブセットとの間に電気的に結合され、
前記連続バックシートと前記第１端の複数の光起電セルの第１サブセットと間の第１端接続が、前記光起電モジュールの陽極を含み、
前記複数のコンバータと前記第２端の複数の光起電セルの第２サブセットと間の第２端接続が、前記光起電モジュールの陰極を含み、かつ
前記連続バックシートが前記陰極から前記陽極へのモジュール帰還電流を運ぶように構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第２端に機械的に結合される回路カードであって、その上に配置される前記複数のコンバータを含み、共に回路カードの前面に配置されるプラス・コネクタおよびマイナス・コネクタをさらに含む、回路カードと、
前記光起電モジュールの幅に沿って延びる内部バス・ストリップであって、
前記内部バス・ストリップは、前記複数の光起電セルの第２サブセットの光起電セルのそれぞれの陰極に結合され、かつ
前記内部バス・ストリップはタブを含み、前記タブは、前記内部バス・ストリップから前記連続バックシートに形成されたスロットを通って前記回路カードの前面に配置されているプラス・コネクタまで延びて、前記内部バス・ストリップを前記回路カードのプラス・コネクタに電気的に結合する、内部バス・ストリップと、
前記連続バックシートから前記回路カードの前面に配置されているマイナス・コネクタまで延びて、前記連続バックシートを前記回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合する１つ以上のタブと、
前記回路カード上に配置されるデジタル・コントローラであって、前記複数のコンバータが、前記デジタル・コントローラから前記複数のコンバータのそれぞれに到る１つ以上の制御ライン経由で前記デジタル・コントローラにより制御される、デジタル・コントローラと、
を含み、
前記光起電モジュールのそれぞれの前記デジタル・コントローラが、
前記モジュール間バス上の電圧が最低閾値未満である場合に、容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているか否か決定するために充電電流を前記モジュール間バスにトリクルし、
容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているとの決定に応じて、前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えるまで前記モジュール間バスに対する充電電流のトリクルを継続し、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えたとき、保護継電器を閉じてゼロ電流スイッチングを確保し、前記保護継電器は前記モジュール間バスと前記回路カードの出力バスとの間に電気的に結合され、前記出力バスは前記複数のコンバータのそれぞれの出力に電気的に結合されており、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値と前記最低閾値より大きい中間閾値との間にある場合、最大電流モードで前記複数のコンバータを動作させ、
前記モジュール間バス上の電圧が前記中間閾値と前記最低閾値より大きい最高閾値との間にある場合、定電圧モードで前記複数のコンバータを動作させ、かつ
前記モジュール間バス上の電圧が前記最高閾値を超えるか、または前記最低閾値を下回る場合に前記保護継電器を開放する、
ように構成される、光起電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願において記述される例示的実施形態は、個々の光起電（ＰＶ）セルから電力グリッドへの多数の冗長経路を有するＰＶシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

在来の光起電配列では、セル・レベルに始まりグリッド接続まで使用される接続は、全てではないとしても大部分、単一点障害である。システムのいずれの場所においても接続障害は完全な故障につながり、予定外の修理依頼をすることになる。少なくとも個別モジュール間を分離する新しいトポロジーがいくつか開発された。しかしながら、これらのトポロジーも単一点障害装置から構成されており、必要な追加数量を考えると、期待される信頼性の向上は最小ないしゼロである。

【0003】

本出願において請求される主題事項は、不利益を解決する実施形態または上述のような状況においてのみ動作する実施形態に限られない。むしろ、この背景技術は、本出願において記述される実施形態を実行し得る技術分野の１つを例示するのみである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は上記した懸案を鑑みてなされたものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

（概要）
この「概要」は、下記の「発明を実施するための形態」において詳述するコンセプトの主要部分を簡略化した形態で紹介するものである。この「概要」は、請求する主題事項の主要な特徴または本質的な特性を示すことも、請求する主題の範囲を決定する一助として使用されることも意図していない。

【0006】

本出願において記述する一部の例示的実施形態は、一般的に、個々のＰＶセルから電力グリッドへ多数の冗長経路を有するＰＶシステムに関する。
１つの例示的実施形態では、光起電システムは、多数の光起電モジュールおよびモジュール間バスを含む。各光起電モジュールは、第１端および第１端の反対側の第２端を画定する。各光起電モジュールは、多数の光起電セルおよび多数のコンバータを含む。各光起電セルにより生成されるエネルギーは、光起電セルを通って第２端に達する多数の経路を有する。コンバータは、第２端において光起電セルに電気的に結合されており、それにより各光起電セルにより生成されるエネルギーはコンバータのいずれにおいても受け取り可能である。モジュール間バスは、光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合されている。モジュール間バスは、出力を有する。各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、他のどの光起電モジュールとも無関係に出力において受け取り可能である。

【0007】

別の例示的実施形態では、光起電システムは、多数の光起電モジュール、モジュール間バス、および多数のインバータを含む。各光起電モジュールは、第１端および第１端の反対側の第２端を画定する。各光起電モジュールは、多数の光起電セルを含む。各光起電セルにより生成されるエネルギーは、光起電セルを通って第２端に達する多数の経路を有する。インバータは、第２端において光起電セルに電気的に結合されており、それにより各光起電セルにより生成されるエネルギーはインバータのいずれにおいても受け取り可能である。モジュール間バスは、光起電モジュールは電気的に並列に結合されるように光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合されている。インバータはモジュール間バスに電気的に結合されており、それにより各光起電モジュールにより生成されるエネルギーはインバータのいずれにおいても受け取り可能である。

【0008】

本発明のさらなる特徴および長所は、以下の明細書において記載されるが、その一部は明細書から明らかとなるかまたは本発明の実践により修得されるであろう。本発明の特徴および長所は、添付請求項において具体的に指摘される指示および組み合わせの手段により理解・習得されるであろう。本発明のこれらおよびその他の特徴は、以下の明細書およびお添付請求項からより完全に明らかとなるか、または以下において記述する本発明の実践により習得されるであろう。

【0009】

本発明の前記およびその他の長所および特徴をさらに明らかにするために、添付図面に示す本発明の具体的な実施形態を参照することにより本発明のより具体的な説明を行う。当然のことながら、これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを描写するものであり、従って本発明の範囲の限定するものとみなすべきではない。添付図面を使用しつつ、特異性および詳細を加えて本発明について記述・説明する。図面の内容は、以下のとおりである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一部の実施形態による例示ＰＶシステムを示す。

【図2】図１のＰＶシステムに含まれ得る例示ＰＶモジュールを示す。

【図3A】図２のＰＶモジュールに含まれる連続バックシートの実施形態の背面図である。

【図3B】図２のＰＶモジュールに含まれる連続バックシートの別の実施形態の背面図である。

【図4】図２のＰＶモジュールの第１端の断面図を示す。

【図5A】図２のＰＶモジュールの第２端の断面図を示す。

【図5B】図２のＰＶモジュールの第２端の断面図を示す。

【図5C】図２のＰＶモジュールの第２端の断面図を示す。

【図6A】図２のＰＶモジュールのアンダーマウント組立品の実施形態を示す。

【図6B】図２のＰＶモジュールのアンダーマウント組立品の実施形態を示す。

【図6C】図２のＰＶモジュールのアンダーマウント組立品の実施形態を示す。

【図6D】図２のＰＶモジュールのアンダーマウント組立品の実施形態を示す。

【図7】図６Ａ〜６Ｄのアンダーマウント組立品に含まれる回路カードの例示的実施形態を示す。

【図8】図２のＰＶモジュールの例示電力／電圧曲線を示す。

【図9】図７の回路カードに含まれるコンバータの実施形態の略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態は、一般的に、個々のＰＶセルから電力グリッドへの多数の冗長経路をサポートする光起電（ＰＶ）システムに関する。この冗長性は、ＰＶシステムにおける耐故障性を与えるものであり、かかる冗長性をもたないＰＶシステムに比し、ＰＶシステムの寿命中の保守要求を大幅に低減するかまたは皆無にし得る。

【0012】

より詳しくは、在来のＰＶシステムに存在する単一点障害が種々のレベルの冗長性を有する接続点により置換された一部の実施形態による例示ＰＶシステムについて記述する。これは、ＰＶモジュール全体の停止をもたらさない故障を可能とし、かつ、エネルギーをほとんど使わないか全く使わない無修理、または少なくとも予定外の修理を必要としない計画的な修理のいずれかを可能とする。

【0013】

本出願において記述する一部の実施形態では、所与のＰＶモジュールのすべてのＰＶセルは並列接続と直列接続の組み合わせを有し、それにより電流は当該ＰＶモジュール経由の代替経路を通ることができる。低インピーダンス連続バックシートをＰＶモジュールの背面の全域で使用して一方向の電流フローを可能にする。電流が代替経路を通ってＰＶモジュールに含まれているコンバータに流れ得るためどの相互接続またはＰＶセルの故障も最小の影響を及ぼす。

【0014】

コンバータは、ＰＶモジュール内の内部バス・ストリップに相互接続され、それによりどのコンバータもどのセルも見ることができる。たとえば、任意のセルにより生成されたエネルギーは、どのコンバータでも受け取ることができる。したがって、コンバータの一部は、ＰＶモジュールのエネルギー生産に影響を与えることなく故障し得る。コンバータは、大断面積ライザー（またはコネクタ）に接続されている出力バスに一定電圧直流（ＤＣ）電力を出力する。ライザーは、モジュール間バスをスプライスすることなく、モジュール間バスに接続するため、モジュール間バスは連続のままである。その結果、各ＰＶモジュールは、他のモジュールとは無関係にモジュール間バスに接続され、そして１個のＰＶモジュールの故障は、他のＰＶモジュールからモジュール間バスへの接続に影響を及ぼさない。

【0015】

モジュール間バスは、多数の一定電圧ＤＣ：ＡＣ変換装置、本出願ではすなわち「インバータ」に相互接続される。インバータは、電力グリッドに接続され、モジュール間バス上のＤＣ電力を電力グリッドに出力されるＡＣ電力に変換する。一部のインバータが故障した場合、電力は引き続き他のインバータ経由で流れ得る。その結果、各ＰＶセルにより生成されるエネルギーは電力グリッドへの多数の冗長経路のどれでもたどり得るため、このＰＶシステム全体は、セル−グリッド冗長性である。

【0016】

ここで図面を参照して、本発明の例示的実施形態の種々の側面について記述する。当然のことながら、図面は、かかる例示的実施形態の図式的概略表現であり、また、本発明を限定するものではなく、かつ、必ずしも原寸比例ではない。

【0017】

Ｉ．例示ＰＶシステム
図１は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された例示ＰＶシステム１００を示す。ＰＶシステム１００は、多数のＰＶモジュールまたはパネル（本出願では、「モジュール」）１０２およびモジュール間バス１０４を含む。任意選択的に、ＰＶシステム１００は、上記のほかに、多数のインバータ１０６および／または１個以上のエネルギー貯蔵装置１０８を含む。

【0018】

ＰＶモジュール１０２のそれぞれの例示構成について、以下に説明する。本出願において記述する例示構成の特定の側面および特徴は、図１のＰＶモジュール１０２の１個についてのみ取り上げているが、ＰＶモジュール１０２のそれぞれは、同様に構成することができる。

【0019】

図１に示すように、ＰＶモジュール１０２のそれぞれは、第１端１１０および第２端１１２を画定する。ＰＶモジュール１０２のそれぞれは、網目状に電気的に結合される多数のＰＶセル１１４を含んでおり、したがってＰＶセル１１４により生成されるエネルギー、たとえばＰＶ電流は、ＰＶセル１１４経由で第２端１１２に到る多数の経路を有する。一部の実施形態では、ＰＶセル１１４のメッシュ・トポロジーは、ＰＶセル１１４を数行に配列した後に、各行を直列に接続し、かつ、各行中のＰＶセル１１４を並列に接続することにより形成される。

【0020】

一部のＰＶモジュールでは、ＰＶセルが電気的に直列に結合されるため、十分に照射されないか、または低性能であるか、あるいはその他の「閉塞された」ＰＶセルにより直列接続全体が制限される。しかしながら、本出願において記述する実施形態では、各ＰＶセル１１４は第２端１１２に到る多数の経路を有するため、経路の１つにおけるＰＶセル１１４が閉塞された場合、閉塞ＰＶセル１１４の上流（たとえば、第１端１１０により近い）のＰＶセル群１１４により生成されるエネルギーは、他の利用可能な経路の１つを通って閉塞ＰＶセル１１４を迂回して流れることができる。

【0021】

ＰＶモジュール１０２のそれぞれは、上記のほかに、第２端１１２においてＰＶセル１１４に接続されている多数のコンバータ回路（以下、コンバータ）１１６を含んでいるため、各ＰＶセル１１４により生成されるネルギーは、コンバータ１１６のいずれにおいても受領可能である。したがって、コンバータ１１６の１個が故障した場合、それまでそのコンバータ１１６に流れ込んでいたエネルギーは、コンバータ群１１６の別の１個に流れ込み得る。一般的に、コンバータ１１６は、ＰＶセル１１４により集団的に生成された比較的大電流低電圧のエネルギーをより弱電流高電圧に変換するように構成される。したがって、コンバータ１１６のそれぞれは、たとえば、ブースト・コンバータ、バック・ブースト・コンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータ、チューク・コンバータ、または類似のコンバータまたはそれらの組み合わせを含む。

【0022】

モジュール間バス１０４は、ＰＶモジュール１０２が並列に接続されるようにＰＶモジュール１０２のそれぞれに電気的に結合されている。モジュール間バス１０４は少なくとも１つの出力を有し、かつ、各ＰＶモジュール１０２により生成されるエネルギーは、ＰＶモジュール群１０２中の他のものと関係なく出力において受領可能である。図示の実施形態では、モジュール間バス１０４は、インバータ１０６のそれぞれおよびエネルギー貯蔵装置１０８に結合された異なる出力を含む４つの出力を有し、これによりモジュール間バス１０４上のエネルギーは、インバータ１０６のいずれかまたはすべておよび／またはエネルギー貯蔵装置１０８に出力され得る。モジュール間バス１０４の出力は、一部の実施形態では、入力としても機能を果たすことができる。この場合、インバータ１０６経由および／またはエネルギー貯蔵装置１０８から受け取ったエネルギーがモジュール間バス１０４上で受領される。

【0023】

モジュール間バス１０４は、ＰＶモジュール１０２のＤＣ出力のためのＤＣバスである。図示されている実施形態では、モジュール間バス１０４は、プラス・リード１０４Ａおよびマイナス・リード１０４Ｂを含んでいる。プラス・リード１０４Ａおよびマイナス・リード１０４Ｂのそれぞれは、ＰＶモジュール１０２のそれぞれが電気的に結合される連続無中断ワイヤを含み得る。モジュール間バス１０４のリード１０４Ａ、１０４Ｂは連続ワイヤを含み、かつ、ＰＶモジュール１０２は並列にモジュール間バス１０４に接続されているため、ＰＶモジュール１０２のいずれか１つの故障は、他のＰＶモジュール１０２がモジュール間バス１０４を経由してインバータ１０６および／またはエネルギー貯蔵装置１０８にエネルギーを出力する能力に影響を与えない。したがって、ＰＶシステム１００は、一部のＰＶモジュール１０２が故障した場合にもエネルギーの生産を続けることができるため、ＰＶモジュールまたはＰＶパネルが直列に接続されているＰＶシステムの場合のように、ＰＶシステム１００の運転を継続するために故障ＰＶモジュール１０２の即時修理を行う必要はない。

【0024】

インバータ１０６は、モジュール間バス１０４に電気的に結合され、これによりＰＶモジュール１０２のそれぞれにより生成されるエネルギーは、どのインバータ１０６でも受領できる。インバータ１０６は、それぞれ、ＤＣ側を有しており、各インバータ１０６のＤＣ側は、並列にモジュール間バス１０４に電気的に結合されている。一般的に、インバータ１０６は、モジュール間バス１０４上のＤＣ電力を交流（ＡＣ）電力に変換するように構成される。その変換された電力は、インバータ１０６のＡＣ側が結合される電力グリッド１１８（以下、「電力グリッド１１８」）に出力される。

【0025】

インバータ１０６は定電圧インバータを含むことができ、かつ、インバータ１０６はモジュール間バス１０４上の電圧を制御し得る。上記の代わりに、または上記に加えて、インバータ１０６は、リバーシブル・インバータを含む。この場合、リバーシブル・インバータ１０６は、逆方向に運転されると、電力グリッド１１８からのＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、そのＤＣ電力はモジュール間バス１０４に出力されて、たとえばエネルギー貯蔵装置１０８を充電する。上記の代わりに、または上記に加えて、インバータ１０６は、「固定動作」構成で運転される。この場合、ＡＣ出力電圧とＤＣ入力電圧の比は固定され、ＤＣ電圧は、ＡＣ電圧変動に従って浮動する。

【0026】

電力グリッド１１８は、３相ＡＣ電力グリッドなどの多相ＡＣ電力グリッドを含み得る。インバータ１０６は、電力グリッド１１８の相のいずれかまたはすべてに電気的に結合され得る。図示された実施形態は、インバータ１０６のそれぞれは、電力グリッド１１８の３つの相の異なる１つに電気的に、たとえばＹ結線またはデルタ結線で接続される。

【0027】

エネルギー貯蔵装置１０８は、モジュール間バス１０４に並列で接続し得る。
一部の実施形態では、インバータ１０６は、種々のＤＣ設定点を有する。たとえば、インバータ１０６のＤＣ設定点は、０．１〜０．５ボルトまたは０．１ボルト未満または０．５ボルト超によるオフセットとすることができる。１つの例示的実施形態では、インバータ１０６の１つは、５２．０ボルトのＤＣ設定点を有し、別のインバータは５２．５ボルトのＤＣ設定点を有し、さらに別のインバータは５３．０ボルトのＤＣ設定点を有する。インバータ１０６が種々のＤＣ設定点を有する場合、モジュール間バス１０４からインバータ１０６への配電は、ＤＣ設定点により決定される。たとえば、５２．０ボルトなどの最低ＤＣ設定点を有するインバータ１０６は、モジュール間バス１０４上の電圧が５２．０ボルトであるときに電力の取り込みを開始する。モジュール間バス１０４上の電圧が５２．５ボルトなどの次のＤＣ設定点に上昇したとき、次のＤＣ設定点のインバータ１０６が電力の取り込みを開始する。以下同様である。

【0028】

上記の代わりに、または上記に加えて、インバータ１０６のＤＣ設定点および／またはインバータ１０６のＡＣ削減は、調整可能とすることができる。一般的に、ＡＣ削減は、インバータ１０６のＡＣ出力に関する制限機能である。これらおよび他の実施形態では、インバータ１０６は、たとえば、ｍｏｄｂｕｓ、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バス、またはその他の通信チャネル経由で通信的に相互に結合することができる。インバータ群１０６は、相互に通信してインバータ群１０６のＤＣ設定点、インバータ群１０６のＡＣ削減またはその他の設定または限界などのインバータ固有設定を協調制御することができる。

【0029】

インバータ１０６のそれぞれを電力グリッド１１８の異なる相に結合すること、インバータ１０６の種々のＤＣ設定点を実現すること、および／またはインバータ１０６の調整可能ＤＣ設定点を実現することにより、種々の方法によりＰＶシステム１００を作動させることができる。たとえば、電流は、インバータ１０６から電力グリッド１１８の種々の相へ、エネルギー貯蔵装置１０８へ、および／またはエネルギー貯蔵装置１０８から、選択的に流れることができる。別の例として、電流は、電力グリッド１１８の１つ以上の相から比較的高いＤＣ設定点の１個以上のインバータ１０６を経由してモジュール間バス１０４へ流れることができ、かつ、ＰＶモジュール１０２により生成された電力の存在するとき、または存在しないときにモジュール間バス１０４に沿って電力グリッド１１８の１つ以上の他の相へ比較的低いＤＣ設定点の１個以上のインバータ１０６を経由して流れることができる。別の例として、インバータ１０６のＤＣ設定点およびエネルギー貯蔵装置１０８の充電の現状に基づいて、電流は、電力グリッド１１８のいずれかまたはすべての相からエネルギー貯蔵装置１０８へ、またはエネルギー貯蔵装置１０８から電力グリッド１１８のいずれかまたはすべての相へ流れることができる。

【0030】

上記の代わりに、または上記に加えて、インバータ１０６のそれぞれは、１つ以上の基準に基づいて起動および停止させることができる。これらの基準は、固定または調整可能とすることができる。これらの基準は、モジュール間バス１０４上の電圧、１日中の時刻、またはその他の基準を含み得る。たとえば、ＰＶモジュール１０２の出力が日中より比較的低いと思われる毎朝および／または毎晩、１個以上のインバータ１０６を停止させ、それにより残りの作動中インバータ１０６をより高い効率で作動させること、すなわちＰＶシステム１００の動作を最適化することができる。
ＩＩ．ＰＶモジュール
図２は、本出願において記述される実施形態の少なくとも一部に従って準備された図１のＰＶシステム１００に含まれ得る例示ＰＶモジュール２００を示す。たとえば、ＰＶモジュール２００は、図１のＰＶモジュール１０２の例示的実施形態である。図２の略図は、裏返したＰＶモジュール２００の透視図である。図２は、任意に定義したＸ、Ｙ、およびＺ座標軸も含んでいる。種々の図全部においてこれらの座標を使用して一貫した座標系とする。以下の論考において、ＰＶモジュール２００（またはそのサブコンポーネント）の「上」または「前」はＰＶモジュール２００（またはそのサブコンポーネント）の＋Ｙ側を指し、一方、「下部」または「裏」は−Ｙ側を指す。

【0031】

図示の実施形態では、ＰＶモジュール２００は、それぞれ、図１のＰＶモジュール１０２のそれぞれの第１端１１０および第２端１１２に対応する第１端２０２および第２端２０４を画定している。ＰＶモジュール２００は連続バックシート２０６を含んでおり、また、任意選択的に連続バックシート２０６およびＰＶモジュール２００の種々の層の周囲の周りに枠２０８を含むことができる（以下において図４〜図５Ｃを参照してさらに詳しく説明する）。ＰＶモジュール２００は、ＰＶモジュール２００の種々の層内の多数のＰＶセル（図２には示されていない）および多数のコンバータ（図２には示されていない）も含んでいる。多数のコンバータは、図示実施形態中の第２端２０４のＰＶモジュール２００の下部に取り付けられているアンダーマウント組立品２１０中に含まれている。図２は、図４、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃの下記検討において参照される種々の切断面４−４、５Ａ−５Ａ、５Ｂ−５Ｂ、および５Ｃ−５Ｃも含んでいる。

【0032】

一部の実施形態における連続バックシート２０６は、一般的にＰＶモジュール２００のエッジからエッジに延び、ＰＶモジュール２００の枠２０８および透明な前面板（図示せず）と協力してＰＶモジュール２００のＰＶセル（図示せず）を密封し、かつ、湿気の侵入からＰＶモジュール２００を保護する。連続バックシート２０６は、０．０２５〜０．４ミリメートル（ｍｍ）の厚さでよく、かつ、アルミニウムなどの導電材料を含む。

【0033】

連続バックシート２０６は、ＰＶモジュール２００のＰＶセルの地気面とすることができる。たとえば、連続バックシート２０６は、第１端２０２のＰＶセルの第１サブセット（たとえば、図４を参照して説明するＰＶセルの第１行）と第２端のＰＶセルの第２サブセット（たとえば、図５Ａ〜図５Ｃを参照して説明するＰＶセルの最終行）間に電気的に結合することができる。連続バックシート２０６とＰＶセルの第１サブセットとの間の第１端接続（図示せず）は、以下で詳細に説明するように、ＰＶモジュール２００の陽極とすることができる。多数のコンバータとＰＶセルの第２サブセットとの間の第２端接続（図示せず）は、以下で詳細に説明するように、ＰＶモジュール２００の陰極とすることができる。これらおよびその他の実施形態では、モジュール帰還電流は、連続バックシート２０６によりＰＶモジュール２００の陰極から陽極に運ばれ得る。
ＩＩＩ．連続バックシート
図３Ａは、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図２の連続バックシート２０６の実施形態２０６Ａ、以下、「連続バックシート２０６Ａ」の背面図である。図示実施形態では、連続バックシート２０６Ａは、ＰＶモジュール２００の第１端２０２において連続バックシート２０６Ａに機械的および電気的に結合されている地気ストリップ３０２を含んでいる。

【0034】

地気ストリップ３０２は、銅、溶融メッキ銅、スズメッキ銅、またはその他の導電性はんだ付け可能材料を含み得る。一部の実施形態では、地気ストリップ３０２は、連続バックシート２０６Ａに超音波溶接される。地気ストリップ３０２は、約１００マイクロメートル（μｍ）の厚さ（たとえば、Ｙ方向）および約１０ｍｍの幅（たとえば、Ｚ方向）を有することができる。

【0035】

連続バックシート２０６Ａはスロット３０４も画定し、また、１個以上のタブ３０６Ａ、３０６Ｂ（まとめて「タブ３０６」）を含む。一部の実施形態におけるスロット３０４は、約３〜８ｍｍの範囲の幅（たとえば、Ｚ方向の寸法）および約７５〜２００ｍｍの範囲の長さ（たとえば、Ｘ方向の寸法）を有する。

【0036】

図示の実施形態におけるタブ３０６は、連続バックシート２０６Ａに機械的および電気的に結合されている個別のタブを含んでいる。タブ３０６は、銅、溶融メッキ銅、スズメッキ銅、またはその他の導電性はんだ付け可能材料を含み得る。一部の実施形態では、組立中に、タブ３０６のそれぞれの長さ方向エッジが連続バックシート２０６Ａに超音波溶接された後に、溶接されなかった部分を曲げて連続バックシート２０６Ａから引き離す。一部の実施形態のタブ３０６は、約１００μｍの厚さ（たとえば、Ｙ方向）および曲げられる前に約１０ｍｍ〜約１４ｍｍの幅（たとえば、Ｚ方向）を有する。

【0037】

図３Ｂは、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図２の連続バックシート２０６の実施形態２０６Ｂ、以下、「連続バックシート２０６Ｂ」の裏面透視図である。連続バックシート２０６Ｂは、一部の点について、連続バックシート２０６Ａに類似している。たとえば、連続バックシート２０６Ｂは、図３Ａの地気ストリップ３０２のように、ＰＶモジュール２００の第１端２０２において連続バックシート２０６Ｂに機械的および電気的に結合されている地気ストリップ（図示せず）を含み得る。

【0038】

連続バックシート２０６Ａと同様に、連続バックシート２０６Ｂは、一部の点でタブ３０６に類似しているタブ３０８Ａ、３０８Ｂ（まとめて「タブ３０８」）も含んでいる。たとえば、タブ３０６、３０８の両方とも第２端２０４において連続バックシート２０６Ａ、２０６Ｂの上に配置されている。また、タブ３０６、３０８の両方とも、連続バックシート２０６Ａ、２０６Ｂから離れて連続バックシート２０６Ａ、２０６Ｂにより画定されている面に実質的に垂直な面に延びている。しかしながら、図３Ｂのタブ３０８は、連続バックシート２０６Ｂから一体として形成された一体タブである。したがって、タブ３０８は、連続バックシート２０６Ｂと同じ材料を含み得る。

【0039】

連続バックシート２０６Ｂは、図３Ａのスロット３０４ではなく、切り欠き３１０も画定する。
図２〜図３Ｂのスロット３０４、タブ３０６、３０８、切り欠き３１０およびＰＶモジュール２００の様相について、これから図４〜図５Ｃを参照しつつ説明する。図４は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図２の切断面４−４におけるＰＶモジュール２００の第１端２０２の断面図を示している。図５Ａ〜図５Ｃは、それぞれ、すべて本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図２のそれぞれの切断面５Ａ−５Ａ、５Ｂ−５Ｂおよび５Ｃ−５Ｃにおける図２のＰＶモジュール２００の第２端２０４の断面図を示している。簡単にするために、アンダーマウント組立品２１０は、図５Ａ〜図５Ｃから省いてある。

【0040】

図４を参照する。ＰＶモジュール２００は、連続バックシート２０６、枠２０８、透明な前板４０２、および連続バックシート２０６と前板４０２との間に挟まれている多数行のＰＶセル４０４を含んでいる。図４の断面図では、ＰＶセル４０４の行群のそれぞれにおいてただ１個のＰＶセル４０４のみ見える。ＰＶモジュール２００は、接着剤層４０６、バッファ層４０８、および任意選択的にバックスキン４１０も含んでいる。

【0041】

前板４０２は、太陽放射の少なくとも一部の波長に対して略透明な基板を含んでいる。たとえば、前板４０２は、ガラス、プラスチック、または同様のものを含み得る。前板４０２は、連続バックシート２０６および枠２０８と協力してＰＶモジュール２００のＰＶセル４０４およびその他の内部層を湿気の侵入から保護する。

【0042】

接着剤層４０６は、前面４０２をＰＶセル４０４に機械的に結合する。接着剤層４０６は、エチレン酢酸ビニール（ＥＶＡ）またはその他の適切な接着剤を含み得る。接着剤層４０６は、太陽放射の少なくとも一部の波長に対して略透明である。

【0043】

バッファ層４０８は、連続バックシート２０６をＰＶセル４０４に機械的に結合し、および／または、ＰＶセル４０４を連続バックシート２０６から電気的に絶縁する。したがって、バッファ層４０８は、ＥＶＡ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、または同様なものまたはそれらの組み合わせなどの接着剤、電気的絶縁材料、またはその他の適切な材料を含み得る。

【0044】

バックスキン４１０は、ＰＶモジュール２００の冷却を促進する比較的高い放射率を有するブラックＰＥＴまたはその他の材料を含み得る。バックスキン４１０は、バックスキン４１０の周辺沿いの連続バックシート２０６よりわずかに短く、エッジ密閉のために枠２０８が連続バックシート２０６の周りをその周辺に沿って包むことを可能にしている。示されていないが、接着剤および／または封止剤は、エッジ密閉のために枠２０８の包まれた部分と連続バックシート２０６との間にも連続バックシート２０６の周辺沿いに適用できる。

【0045】

一般的に言えば、ＰＶセル４０４のすべてが光起電力効果によりエネルギーを電気エネルギーに変換する。ＰＶセル４０４は、ｐ型セルまたはｎ型セルでよい。以下の論考においては、別段の記述がない限り、ＰＶセル４０４は、ｐ型セルであるものとする。ＰＶセル４０４のそれぞれは、同一または略同一の寸法を有することができる。一部の実施形態では、ＰＶセル４０４のそれぞれの寸法は、以下のいずれかである：１５６ｍｍ×１５６ｍｍ、または７８ｍｍ×１５６ｍｍ。別案として、ＰＶセル４０４のそれぞれは、上記記載と異なる寸法を有することができる。一部の実施形態では、ＰＶセル４０４は、配列または長方形パターンで準備される。たとえば、１５６ｍｍ×１５６ｍｍのＰＶセル４０４を６×１０の配列（または６×２４のＰＶセル４０４の矩形パターン）、６×１２配列、または８×１２配列で準備する。別の例では、７８ｍｍ×１５６ｍｍのＰＶセルを６×１５配列、６×２０配列、６×２４配列、８×２０配列、または８×２４配列で準備する。上記の寸法および配列の構成は例示のためにのみ示したものであり、本発明を制限するものではない。

【0046】

ＰＶセル４０４の列は、ＰＶセル４０４の各行を対応する隣接行に結合する多数の直列接続４１２を含む直列相互接続４１２により電気的に直列に結合される。たとえば、一部の実施形態では、少なくとも１つの直列接続４１２により各ＰＶセル４０４の前側（すなわちｐ型セルの陽極）をＰＶセル４０４の隣接行の対応するＰＶセル４０４の裏側（すなわちｐ型セルの陰極）に結合することにより、行中の各ＰＶセル４０４が対応する直列接続４１２経由で隣接行のＰＶセル４０４への少なくとも１つの直接電気接続を有するようにする。

【0047】

各行のＰＶセル４０４は、導電行ストリップ４１４により並列に電気的に相互に結合される。たとえば、図４の最右端の行のＰＶセル４０４の裏面を走る導電行ストリップ４１４は最右端行のＰＶセル４０４のそれぞれの裏側を共通に結合するが、一方、中央行のＰＶセル４０４の裏面を走る導電行ストリップ４１４は、最右端行の前側から中央行の裏側への直列相互接続４１２とともに、最右端行のＰＶセル群４０４の前側を共通に電気的に結合することより、最右端行のＰＶセル４０４が並列に共通結合されるようにする。

【0048】

導電行ストリップ４１４のそれぞれは、約２５μｍから約２００μｍの範囲の厚さ（たとえばＹ方向の寸法）および約２ｍｍから約２０ｍｍの範囲の幅（たとえば、Ｚ方向の寸法）を有することができる。導電行ストリップ４１４のそれぞれは、ＰＶセル４０４の対応する行と同じ長さ（たとえば、Ｘ方向の長さ）または実質的に同じ長さを有することができる。

【0049】

上述したように、各ＰＶセル４０４により生成されるエネルギーは、ＰＶセル４０４を経由してＰＶモジュール２００の第２端２０４（図４には示されていない）に到る多数の経路を有する。一部の実施形態では、ＰＶセル４０４経由の多数の経路は導電行ストリップ４１４および／または直列相互接続４１２を含んでおり、それにより生成される電流は、導電ストリップ４１４および／または直列相互接続４１２を経由し、閉塞されたＰＶセル４０４を迂回し、かつ、比較的高性能および／または高照射のＰＶセル４０４を経由して第２端２０４に流れることができる。

【0050】

ＰＶセル４０４の行は、ＰＶモジュール２００の第１端２０２の第１行４１６を含んでいる。図４に示したように、直列相互接続４１２Ａは、ＰＶセル４０４の第１行４１６を地気ストリップ４１８に電気的かつ機械的に結合し、それによりＰＶセル４０４の第１行４１６は連続バックシート２０６に電気的に結合される。一部の実施形態では、少なくとも１つの直列相互接続４１２Ａが第１行４１６の各ＰＶセル４０４の前側を地気ストリップ４１８に結合し、それにより第１行４１６の各ＰＶセル４０４は、対応する直列相互接続４１２Ａを経由して地気ストリップ４１８に到る少なくとも１つの直接電気的接続を有する。

【0051】

地気ストリップ４１８は、図３Ａの地気ストリップ３０２に対応することができる。図４では、第１行４１６のＰＶセル４０４の前側に接続されているように示されているが、ＰＶセル４０４がｎ型セルである場合には、地気ストリップ４１８は、代わりに第１行４１６のＰＶセル４０４の裏側に接続することができ、かつ、本出願において記述された電気接続に対するその他の適切な変更を行い得る。

【0052】

地気ストリップ４１８および直列相互接続４１２Ａは、連続バックシート２０６とＰＶセル４０４の第１行４１６との間の第１端接続を形成する。一部の実施形態では、第１端接続は、ＰＶモジュール２００の陽極とすることができる。陽極は連続バックシート２０６経由でＰＶモジュール２００のマイナス出力に直接結合されているため、陽極における基準電圧は０ボルトである。

【0053】

次に、ＰＶモジュール２００の第２端２０４の断面図を示している図５Ａ〜図５Ｃを参照する。図５Ａ〜図５Ｃでは、連続バックシート２０６はスロット５０２（図５Ａ）を画定し、かつ、タブ５０４を含んでいる（図５Ｂ−１個のタブ５０４のみ見える）。スロット５０２は、図３Ａのスロット３０４に対応でき、また、スロット５０４は、図３Ａのタブ３０６に対応できる。したがって、図５Ａ〜図５Ｃに示されている連続バックシート２０６は、図３Ａの連続バックシート２０６Ａと同じ構成を含んでいる。しかしながら、他の実施形態では、図５Ａ〜図５Ｃに示されている連続バックシート２０６は、図３Ｂの連続バックシート２０６Ｂと同じ構成を含み得る。

【0054】

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、ＰＶセル４０４の行は、ＰＶモジュール２００の第２端２０４における最終行５０６を含んでいる。直列相互接続４１２Ｂは、ＰＶセル４０４の最終行５０６を内部バス・ストリップ５０８に電気的および機械的に結合する。一部の実施形態では、内部バス・ストリップ５０８は、ＰＶモジュール２００の幅（たとえば、Ｘ方向の寸法）に沿って延びる。内部バス・ストリップ５０８は、銅またはその他の導電材料を含み得る。一部の実施形態では、少なくとも１つの直列相互接続４１２Ｂが最終行５０６の各ＰＶセル４０４の裏側（すなわちｐ型セルの陰極）を内部バス・ストリップ５０８に接続し、それにより最終行５０６の各ＰＶセル４０４が対応する直列相互接続４１２Ｂ経由で内部バス・ストリップ５０８への少なくとも１つの直接電気的接続を有するようにする。

【0055】

図５Ａを参照する。内部バス・ストリップ５０８は、内部バス・ストリップ５０８から連続バックシート２０６に形成されたスロット５０２経由でコンバータの配置されている回路カード（図示せず）のプラス・コネクタ（図示せず）に延びるタブ５０８Ａを含んでいる。回路カードは、以下において図６Ａ〜図６Ｄを参照してより詳しく説明するようにアンダーマウント組立品２１０内に配置されており、ＰＶモジュール２００の第２端２０４に機械的に結合されている。タブ５０８Ａは、個別タグまたは個別タグに類似の一体タグおよび図３Ａ〜図３Ｂを参照して上述した一体タブとすることができる。任意選択的にタブ５０８Ａは、その中に形成される応力緩和褶曲を含むことができる。

【0056】

直列相互接続４１２Ｂおよび内部バス・ストリップ５０８は、コンバータとＰＶセル４０４の最終行５０６との間の第２端接続を形成する。一部の実施形態では、第２端接続は、ＰＶモジュール２００の陰極とすることができる。

【0057】

図示した実施形態では、ＰＶセル４０４により生成された電流は、名目的には第１端２０２すなわち陽極からＰＶセル４０４を経由して単一方向に第２端２０４すなわちＰＶモジュール２００の陰極へ流れる。しかしながら前述したように、電流は、時には横方向に、たとえば、名目的な流れの方法と垂直に、導電行ストリップ４１４を経由して流れて閉塞ＰＶセル４０４を迂回する。ＰＶモジュール２００の帰還電流は、連続バックシート２０６を経由して反対方向に、たとえば、第２端２０４すなわち陰極から第１端２０２すなわち陽極に流れる。

【0058】

図５Ｂを参照する。タブ５０４は、連続バックシート２０６からコンバータの配置されている回路カードのマイナス・コネクタ（図示せず）に延びる。タブ５０４は、連続バックシート２０６を回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合し、それにより回路カードを連続バックシート２０６に地気接続する。図３Ａのタブ３０６に関連して説明したように、タブ５０４は、銅またはやはり熱伝導性を有するその他の導電材料を含み得る。したがって、タブ５０４は、コンバータにより生成された熱の回路カードから連続バックシート２０６および枠２０８へならびにＰＶモジュール２００の外への熱移動を促進する。任意選択的に、タブ５０４は、それぞれ、その中に形成される応力緩和褶曲を含み得る。一部の実施形態では、タブ５０４およびタブ５０８Ａは、相互に略一線に整列される。たとえば、タブ５０４およびタブ５０８Ａは、略同一平面に配置してタブ５０４、５０８Ａの回路カードの対応コネクタへのはんだ付けを容易にする。

【0059】

図５Ｃを参照する。タブ５０８Ａ（図５Ａ）および５０４（図５Ｂ）から離れて領域を横断するＰＶモジュール２００の第２端２０４の断面図が示されている。図４〜図５Ｃに示されているように、連続バックシート２０６は、ＰＶモジュール２００のプラスＺエッジおよびマイナスＺエッジまで完全に延びて、枠２０８および前板４０２と協力してＰＶモジュール２００の密閉を強化している。同様に、連続バックシート２０６は、ＰＶモジュール２００のプラスＸエッジおよびマイナスＸエッジまで完全に延びている。
ＩＶ．アンダーマウント組立品
図６Ａ〜図６Ｄは、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図２のＰＶモジュール２００のアンダーマウント組立品２１０の実施形態を示している。より詳細には、図６Ａは、アンダーマウント組立品２１０の分解図である。図６Ｂは、ＸＹ平面に平行な平面におけるアンダーマウント組立品２１０の一部の断面図である。図６Ｃは、ＹＺ平面に平行な平面におけるアンダーマウント組立品２１０の断面図である。図６Ｄは、アンダーマウント組立品２１０の断面透視図である。

【0060】

図６Ａを参照する。アンダーマウント組立品２１０は、ハウジング６０２、２個のネスト６０４Ａ、６０４Ｂ（まとめて「ネスト６０４」）、２個のライザー６０６Ａ、６０６Ｂ（まとめて「ライザー６０６」）、２個のキャップ６０８Ａ、６０８Ｂ（まとめて「キャップ６０８」）、回路カード６１０、カバー６１２、２個のワッシャ６１４Ａ、６１４Ｂ（まとめて「ワッシャ６１４」）、および２個のネジ６１６Ａ、６１６Ｂ（まとめて「ネジ６１６」）を含んでいる。

【0061】

ハウジング６０２は、Ｄｕｐｏｎｔ社によりＲｙｎｉｔｅ（登録商標）およびＤｅｌｒｉｎ（登録商標） ５２７ＵＶの名称で販売されている製品を含む重合体、ガラス充填重合体、マイカ充填重合体、ＰＥＴ、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、または同様なものなどの紫外線（ＵＶ）安定化重合剤を含んでいる。ハウジング６０２は、本体６１８および多数の台座６２０Ａ−６２０Ｃ（まとめて「台座６２０」）を含んでいる。本体６１８は、２つのスロット６２２Ａ、６２２Ｂ（まとめて「スロット６２２」）を画定しているが、これらの様相については以下においてより詳しく説明する。

【0062】

台座６２０は、それぞれ、本体６１８から延びており、ＸＺ平面に平行な平面に略同一平面上にある。台座６２０のそれぞれは、本体６１８を台座６２０に関して安定化する１個以上のリブまたはハンチ・スチフナ６２４を含んでいる。アンダーマウント組立品２１０は、連続バックシート２０６と台座６２０のそれぞれの間に配置される接着剤またはテープ６２６（図６Ｂ）を使用して連続バックシート２０６に機械的に結合される。任意選択的に、必要に応じて、ハウジング６０２と連続バックシート２０６との間に封止剤を配置して湿気の侵入を防止する。

【0063】

ライザー６０６は、アルミニウム、メッキされたアルミニウム、銅、ＢｅＳｎ（ベリリウム・スズ）被覆銅、または類似のものまたはこれらの組み合わせを含む金属または合金などの導電材料を含む。さらに、ライザー６０６は、機械切削、押し出しまたはその他の方法により形成し得る。ライザー６０６のそれぞれは、ベース６２８Ａ、６２８Ｂおよびベース６２８Ａ、６２８Ｂの反対側のＣ字状端部６３０Ａ、６３０Ｂを含む。各ベース６２８Ａ、６２８Ｂは、ネジ穴またはセルフタッピン穴（以下、「ネジ穴」）６３２Ａ、６３２Ｂを画定している。

【0064】

ネスト６０４は、ハウジング６０２の本体６１８の下側表面（すなわち、マイナスＹ表面）から延びる。ネスト６０４のそれぞれは、図６Ａ〜図６Ｄの実施形態に示すように本体６１８に取り付けられる本体６１８とは別の部品とすることができる。またはネスト６０４のそれぞれは、本体６１８と一体とすることもできる。ライザー６０６のそれぞれのＣ字状端部６３０Ａ、６３０Ｂは、ネスト６０４の対応する１つから、かつ、少なくとも部分的にその下側（たとえば、マイナスＹ方向）から延びる。

【0065】

２個のネスト６０４のそれぞれは、スロット６３３Ａ、６３３Ｂ（まとめて「スロット６３３」）を画定する。ネスト６０４中のスロット６３３は、ハウジング６０２の対応するスロット６２２と連携する。ライザー６０６Ａは、図６Ｃに示したようにネスト６０４Ａ中のスロット６３３Ａおよび本体６１８中のスロット６２２Ａを通過して回路カード６１０に電気的に結合する。具体的には、図６Ａと図６Ｃの両方に示されているように、ネジ６１６Ａは、ワッシャ６１４Ａおよび回路カード６１０に画定されている貫通穴６３４Ａを通過してライザー６０６Ａのネジ穴６３２Ａとネジ結合し、かつ、回路カード６１０をライザー６０６Ａに固定する。同様に、ライザー６０６Ｂは、図６Ｂに示されているようにネスト６０４Ｂ中のスロット６３３Ｂおよび本体６１８中のスロット６２２Ｂを通過して回路カード６１０と電気的に結合する。具体的には、ネジ６１６Ｂは、ライザー６０６Ａについて図６Ｃに示されているのと同様な方法により、ワッシャ６１４Ｂおよび回路カード６１０中に画定されている貫通穴６３４Ｂを通過してライザー６０６Ｂのネジ穴６３２Ｂとネジ結合し、かつ、回路カード６１０をライザー６０６Ｂに固定する。一部の実施形態では、ライザー６０６Ａは、プラス端子（図７）に電気的に結合され、かつ、ライザー６０６Ｂは回路カード６１０のマイナス端子（図７）に電気的に結合される。

【0066】

ライザー６０６Ｂに関するその他の詳細についてこれから図６Ｂを参照して説明する。ただし、ライザー６０６Ａも同様に構成されるものとする。Ｃ字形端部６３０Ｂは、上部６３５（すなわちプラスＹ部分）および下部６３６（すなわちマイナスＹ部分）を含んでいる。上部６３５は、１個以上の絶縁貫通部材６３８Ｂを含んでいる。下部６３６は、ネジ切られている位置決めネジの形態の固定部材６４０Ｂを含んでいる。図６Ｃに示すように、ライザー６０６Ａも同様に１個以上の絶縁貫通部材６３８Ａおよび固定部材６４０Ａを含んでいる。

【0067】

図６Ｂは、さらに、絶縁ジャケット６４４Ｂを有するワイヤ６４２Ｂを示している。このワイヤ６４２Ｂは、ライザー６０６ＢのＣ字形端部６３０Ｂ内に配置されている。図６Ｃは、同様に絶縁ジャケット６４４Ａを有するワイヤ６４２Ａを示している。このワイヤ６４２Ａは、ライザー６０６ＡのＣ字形端部６３０Ａ内に配置されている。これらのワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂ（まとめて「ワイヤ６４２」）は、ともに、図１のモジュール間バス１０４のように、ＰＶモジュール２００を並列に他のＰＶモジュール２００に電気的に相互接続するモジュール間バスを構成している。ワイヤ６４２のそれぞれは、大きな断面積を有するワイヤとすることができる。たとえばワイヤ６４２のそれぞれは、約１５ｍｍ^２以上の断面積を持ち得る。上記の代わりに、またはそれに加えて、ワイヤ６４２のそれぞれは、約１５ｍｍ^２から約５０ｍｍ^２の範囲の断面積を有することができる。

【0068】

ライザー６０６のそれぞれとモジュール間バスを構成しているワイヤ６４２を接続する方法について、図６Ｂ〜図６Ｃを参照しながら説明する。ワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂのそれぞれは、組立中にワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂから絶縁ジャケット６４４Ａ、６４４Ｂを剥離することなく、対応するライザー６０６Ａ、６０６ＢのＣ字形端部６３０Ａ、６３０Ｂの中に配置される。次に、取り付け中に固定部材６４０Ａ、６４０Ｂを押し込んで対応するワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂを対応する絶縁貫通部材６３８Ａ、６３８Ｂに固定する。固定部材６４０Ａ、６４０Ｂをねじ込むことにより、固定部材６４０Ａ、６４０Ｂを押し込み、それにより固定部材６４０Ａ、６４０Ｂを絶縁貫通部材６３８Ａ、６３８Ｂの方向に進ませる。ワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂの絶縁貫通部材６３８Ａ、６３８Ｂに対する固定は、絶縁貫通部材６３８Ａ、６３８Ｂを対応するワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂの絶縁ジャケット６４４Ａ、６４４Ｂの中に貫通させ、かつ、対応するワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂと直接接触させ、それにより各ワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂを対応するライザー６０６Ａ、６０６Ｂと電気的に結合する。図６Ａ〜図６Ｂには示されていないが、一部の実施形態では、固定部材６４０Ａ、６４０Ｂは、絶縁ジャケット６４４Ａ、６４４Ｂに貫通し、かつ、対応するワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂとも直接接触し、それによりワイヤ６４２Ａ、６４２Ｂとの直接接触を増強する。

【0069】

ライザー６０６をワイヤ６４２に接続する上述の方法は、ワイヤ６４２を切断することなく、かつ、絶縁ジャケット６４４を剥離することなく、ワイヤ６４２への電気接続を作成することを可能にする。したがって、ＰＶシステム１００のようなＰＶシステムにおいてモジュール間バスを形成するワイヤ６４２は、連続となり得る。また、この接続は、絶縁ジャケット６４４を剥離する時間をかけずに作成することができる。

【0070】

図６Ａ〜図６Ｃを参照する。ワイヤ６４２がライザー６０６に接続された後に、キャップ６０８のそれぞれは、ネスト６０４の対応する１つに取り付けられる。キャップ６０８Ａをライザー６０６Ａに取り付けることにより、Ｃ字形端部６３０Ａおよびワイヤ６４２Ａの一部分（絶縁ジャケット６４４Ａが絶縁貫通部材６３８Ａにより貫通された部分）がネスト６０４Ａおよびキャップ６０８Ａ内に封じ込められ、それによりＣ字形端部６３０Ａとワイヤ６４２Ａとの間の接続を湿気などの外部汚染から保護する。同様に、キャップ６０８Ｂをライザー６０６Ｂに取り付けることにより、Ｃ字形端部６３０Ｂおよびワイヤ６４２Ｂの一部分（絶縁ジャケット６４４Ｂが絶縁貫通部材６３８Ｂにより貫通された部分）がネスト６０４Ｂおよびキャップ６０８Ｂ内に封じ込められ、それによりＣ字形端部６３０Ｂとワイヤ６４２Ｂとの間の接続を環境汚染から保護する。キャップ６０８は、ライザー６０６とワイヤ６４２との間の接続をさらに保護するためにスナップ方式キャップとするか、および／またはシリコーンまたは保護グリースなどの撥水および／または絶縁性の物質で充填することができる。

【0071】

図６Ｃ〜図６Ｄを組み合わせつつ参照してカバー６１２の様相について説明する。カバー６１２は、金属または金属合金またはその他の熱伝導性材料を含み得る。一部の実施形態では、カバー６１２は、熱移動を促進するために黒色である。図示した実施形態では、カバー６１２は、外部に露出するカバー６１２の表面積を最大化する種々の突起６４６および／またはその他の形状を有する。材料６４８のビーズは、回路カード６１０とコンバータ６１２との間に挟まれている。一部の実施形態では、材料６４８は熱伝導性かつ電気的絶縁性である。ＰＶモジュール２００として完全に組み立てられたとき、カバー６１２の下側エッジ６５０は、枠２０８と直接接触するか、またはそれのすぐ近く（たとえば、８ｍｍ未満）に配置され得る。任意選択的に、それらの間に熱伝導性のシリコーンまたはその他の材料のビーズを設けることもできる。その結果、熱エネルギーは、回路カード６１０から材料６４８を経る移転によりカバー６１２に消散し、カバー６１２から環境に消散され、かつ／または、熱エネルギーはカバー６１２から枠２０８に伝わり、枠２０８から環境へ直接消散し得る。図６Ｃ〜図６Ｄには示されていないが、１個以上のスペーサを回路カード６１０とハウジング６０２との間に設けることができる。

【0072】

一部の実施形態では、ライザー６０６のそれぞれは、さらに、１個以上のタブ６５２を含んでいる（図６Ｂのみ）。各ライザー６０６上のタブ６５２は、ライザー６０６から外側へプラスＸ方向およびマイナスＸ方向に延びる。一般的に、ライザー６０６が回路カード６１０に結合された後にタブ６５２は、ネスト６０４のアンダーマウント組立品２１０からの脱落を防止する。たとえば、図６Ｂに示すように、ネスト６０４Ｂは、内側に（たとえば、プラスＸ方向およびマイナスＸ方向）ライザー６０６Ｂに向かって延びるタブ６５４を含んでいる。ライザー６０６Ｂおよびネスト６０４Ｂの寸法は、ライザー６０６Ｂが回路カード６１０に固定された後の可能性としてライザー６０６ＢもマイナスＹ方向に画定される程度まで、ネスト６０４Ｂのタブ６５４に作用を及ぼしているライザー６０６Ｂのタブ６５２がネストをマイナスＹ方向に画定するような大きさである。図６Ｃには示されていないが、ネスト６０４Ａは、同様にタブを含み、その結果として、ライザー６０６ＡもマイナスＹ方向に画定されるのと同じ程度にネスト６０４ＡはマイナスＹ方向に画定される。
Ｖ．回路カード
図７は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図６Ａ〜図６Ｄの回路カード６１０の例示的実施形態を示す。回路カードは、その上に配置される多数のコンバータ７０２を含む。コンバータ７０２は、図１のコンバータ１１６に対応し得る。コンバータ１１６およびその他のコンバータに関する詳細は、すでに上記した通りである。その詳細は、コンバータ７０２にも当てはまる。回路カード６１０は、その上に配置されるデジタル・コントローラ７０４、プラス・コネクタ７０６、１個以上のマイナス・コネクタ７０８、プラス端子７１０、およびマイナス端子７１２をさらに含む。任意選択的に、回路カード６１０は、測定回路７１４、保護継電器７１６、光継電器７１８、および無線周波数（ＲＦ）放射装置７２０をさらに含む。

【0073】

コンバータ７０２のそれぞれは、多数のヒューズ７２２のうちの対応する１つを経由してプラス・コネクタ７０６に独立に電気的に結合される。図５Ａおよび図７を組み合わせて参照する。内部バス・ストリップ５０８のタブ５０８Ａは、連続バックシート２０６のスロット５０２を通って延び、プラス・コネクタ７０６にはんだ付けまたはその他により電気的に結合され、それによりＰＶモジュール２００のＰＶセル４０４の配列が直列相互接続４１２Ｂ、内部バス・ストリップ５０８／タブ５０８Ａ、プラス・コネクタ７０６およびヒューズ７２２を経由してコンバータ７０２のそれぞれに電気的に結合される。したがって、ＰＶセル４０４のそれぞれにより生成されるエネルギーは、コンバータ７０２のいずれにおいても受領可能である。具体的には、ＰＶセル４０４の配列により集団的に生成されたエネルギーは、内部バス・ストリップ５０８に出力され、続いてタブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６を経由してコンバータ７０２のいずれにもヒューズ７２２のうちの対応する１つを通って到達することができる。

【0074】

一部の実施形態では、ＰＶセル４０４の配列は、約２５アンペア〜５０アンペアの電流を集団的に生成する。タブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６の大きさは、一般的に、ＰＶセル４０４からコンバータ７０２へのその通電容量がＰＶセル４０４の配列により集団的に生成される最大期待電流を大幅に超えるように決定される。たとえば、タブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６の通電容量は、ＰＶセル４０４の配列により集団的に生成される最大期待電流の約４〜８倍とすることができる。たとえば、最大期待電流が５０アンペアの場合、タブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６の通電容量は、約２００アンペア〜約４００アンペアとすることができる。したがって、ＰＶセル４０４とコンバータ７０２との間の電気的接続は単一のタブ５０８Ａおよび単一のプラス・コネクタ７０６を含むのみであるが、ＰＶセル４０４とコンバータ７０２との間の電気的接続は、それにも関わらず冗長性を有する。タブ５０８Ａおよび／またはプラス・コネクタ７０６の長さ（たとえば、Ｘ方向）沿いの個別の故障は、タブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６の残りの接続面積を経由して流れる電流を阻止しないためである。実際、タブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６の通電容量がＰＶセル４０４の配列により集団的に生成される最大期待電流の４倍のみである場合、タブ５０８Ａおよび／またはプラス・コネクタ７０６は、ＰＶセル４０４からコンバータ７０２への電流を制限することなくそれらの全長の７５％にわたり故障し得る。

【0075】

図５Ｂと図７を組み合わせて参照する。タブ５０４のそれぞれは、連続バックシート２０６から延びており、かつ、マイナス・コネクタ７０８のうちの対応する１つにはんだ付けされるかまたはその他の方法により結合され、その結果、回路カード６１０はマイナス・コネクタ７０８およびタブ５０４を経由して連続バックシート２０６に地気接続される。タブ５０８Ａおよびプラス・コネクタ７０６のように、タブ５０４およびマイナス・コネクタ７０８の合計通電容量は、連続バックシート２０６経由で帰還する最大期待電流より４〜８倍大きくすることができ、その結果、冗長性を与える。

【0076】

デジタル・コントローラ７０４は、対応するイネーブル／パルス幅変調（ＰＷＭ）ペア・ライン７２４経由でコンバータ７０２のそれぞれに通信的に結合されている。コンバータ７０２は、それぞれ、他のコンバータとは無関係にデジタル・コンバータ７０４によりイネーブル／ＰＷＭペア・ライン７２４経由で制御される。一部の実施形態では、デジタル・コントローラ７０４は、ＰＶモジュール２００により生成されたエネルギー、より具体的には、ＰＶモジュール２００のＰＶセル４０４により生成されたエネルギーのみにより給電される。ＰＶモジュール２００の非単調増加または非単調減少の照射状態の間、個別または一体化されている節電回路（図示せず）を使用してデジタル・コントローラ７０４の乱調を防止することができる。

【0077】

動作中、ＰＶセル４０４により生成されるエネルギーは、プラス・コネクタ７０６からヒューズ７２２の１つを経由してコンバータ７０２のうちの対応する１つに流れ込む。そのコンバータは、比較的弱電流高電圧のエネルギーを回路カード６１０の出力バス７２６に出力する。コンバータ７０２のうちのゼロ個からすべてまで任意の個数のコンバータ７０２が一時に動作し得る。

【0078】

出力バス７２６は、コンバータ７０２のそれぞれの出力に電気的に結合されており、したがってコンバータ７０２のすべてに共通である。出力バス７２６の電圧は、動作中、約４８ボルトである。出力バス７２６は、保護継電器７１６経由でプラス端子７１０に結合される。保護継電器７１６は、機械的継電器、固体継電器、またはその他の適切な継電器を含むことができ、また、一部の実施形態ではデフォルトは開放である。保護継電器７１６が閉じているとき、出力バス７２６上のエネルギーは、プラス端子７１０（および図６Ｃのライザー６０６Ａ）経由でモジュール間バス（図６Ｃのワイヤ６４２Ａを含む）に出力され得る。保護継電器７１６を開放すると、出力バス７２６はモジュール間バスから電気的に切断される。

【0079】

光継電器７１８は、出力バス７２６およびプラス端子７１０に結合されている。光継電器７１８は、モジュール間バス上のプラス電圧を測定してゼロ電流継電器切り換えを行うため、および、たとえば、静電容量のみのシステム（たとえば、貯蔵装置なし）の場合にモジュール間バスに電流を供給することによりコンデンサーバンクに再充電するために使用される。

【0080】

測定回路７１４は、モジュール間バスからマイナス端子７１２経由でＰＶモジュール２００に到来する電流を検出する。別の実施形態では、測定回路７１４は、ＰＶモジュール２００からプラス端子７１０経由で出て行く電流を検出する。一部の実施形態では、測定回路７１４は、マイナス端子７１２（またはプラス端子７１０）においてモジュール間バスからの（またはそれへの）電流入力（または電流出力）を測定するのに対し、デジタル・コントローラ７０４は、プラス端子７１０（またはマイナス端子７１２）においてモジュール間バスからの（またはそれへの）電流出力（電流入力）を評価する。

【0081】

一部の実施形態では、デジタル・コントローラ７０４は、以下の１つ以上に基づいて電流出力（または電流入力）を評価する：動作中のコンバータ７０２の個数、動作中コンバータ７０２のＰＷＭ値、ＰＶセル４０４により集団的に形成されている電圧、モジュール間バスへの出力電圧、誤差を修正するための参照テーブルとの組み合わせ。測定回路７１４からの測定結果は、デジタル・コントローラ７０４により受け取られ、入力と出力との間の電流のずれを監視するために推定値と比較される。入力と出力が一定の限界または出力のパーセンテージ内で一致しない場合、デジタル・コントローラ７０４は、動作中のコンバータ７０２を切り離してモジュール間バスへの送電を中止することができる。上記の代わりに、またはそれに加えて、デジタル・コントローラ７０４は、入力および／または出力電流を監視し、かつ、出力電流が事前設定限度を超える場合に電流を制限することができる。これらおよびその他の実施形態の場合、測定回路７１４は、抵抗器および／または演算増幅器を含み得る。

【0082】

動作中、１個以上のコンバータ７０２が故障することがある。たとえば、１個以上のコンバータ７０２が有限抵抗短絡故障を起こすことがある。これらおよびその他の実施形態の場合、デジタル・コンバータ７０４は、他のコンバータ７０２を一時的に停止させ、ＰＶセル４０４により集団的に生成されたすべての電流を一時的に罹障コンバータ７０２経由に切り換えて対応するヒューズ７２２の開放を待つことができる。対応するヒューズ７２２の開放に応じて、デジタル・コントローラ７０４は、残りのコンバータ７０２を起動して対応するコンバータ７０２の少なくとも一部を使用して通常の動作を再開することができる。

【0083】

図７に示したとおり、コンバータ７０２は、回路カード６１０上に整列して配置されている。一部の実施形態では、コンバータ７０２は、隣接するコンバータ７０２間の間隔が３ｍｍ未満である。図７は、さらに、コンバータ７０２が概してプラス・コネクタ７０６の近くに配置されていることも示している。一部の実施形態では、コンバータ７０２のそれぞれは、プラス・コネクタ７０６から約２ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内に配置される。コンバータ７０２がプラス・コネクタ７０６に近接しているために、プラス・コネクタ７０６からコンバータ７０２のそれぞれへの大電流による損失は、コンバータ７０２がプラス・コネクタ７０６から遠い場合に比べて最小化することができる。

【0084】

一部の実施形態では、コンバータ７０２は、お互いにずれた状態で動作する。たとえば、図７の６個のコンバータ７０２は、３組の対として動作し、各動作対が他の動作対からずれて（たとえば、位相のずれた状態で）動作し得る。一部の実施形態では、動作対は、他の動作対から１２０度ずらされる。各動作対の２つのコンバータは、お互いに１８０度ずれた位相で動作し得る。別の実施形態では、回路カード６１０は、所望の任意の個数のコンバータ７０６を含み得るが、これらは所望の位相ずれを有する所望個数の動作対群に分割することができ、これらの各動作対の２つのコンバータは相互に所望の位相ずれで動作する。

【0085】

ＲＦ放射装置７２０は、デジタル・コントローラ７０４と通信的に結合される。デジタル・コントローラ７０４は、ＲＦ放射装置７２０を動作させて図１のＰＶシステム１００のような多数のＰＶモジュール２００を含むＰＶシステム中の他のＰＶモジュール２００に情報を送らせるか、またはそれから情報を受け取らせるように構成される。上記の代わりに、またはそれに加えて、デジタル・コントローラ７０４は、ＲＦ放射装置７２０を動作させてＰＶシステムに含まれているデータ収集装置に情報を送らせるか、またはそれから情報を受け取らせるように構成することができる。一部の実施形態では、ＰＶモジュール２００の１つがデータ収集装置からの直接送信距離外にある場合、たとえば、１つ以上の中間ＰＶモジュール２００を基本的に中継ノードとして動作させることによりＰＶモジュール２００からの情報をデータ収集装置に送ることができる。したがって、各ＰＶモジュール２００は、他のＰＶモジュール２００および／またはデータ収集装置との間でデータを送受することができる。

【0086】

任意選択的に、回路カード６１０は、さらに、デジタル・コントローラ７０４に通信的に結合されており、回路カード６１０に回路カード６１０の上部（たとえば、プラスＹ側）近くに搭載されている光信号光源７２８を含んでおり、それにより光信号光源７２８により放射された光信号はＰＶモジュール２００の前部から見ることができる。光信号光源７２８は、９０度表面実装発光ダイオード（ＬＥＤ）、表面実装レーザー、またはその他の適切な光信号光源を含み得る。

【0087】

ＰＶモジュール２００は、光信号光源７２８とＰＶモジュール２００の前部との間に連続バックシート２０６、バッファ層４０８、ＰＶセル４０４および接着剤層４０６などの種々の介在層を含んでいる。光信号光源により放射された光信号がＰＶモジュール２００の前部から介在層を通して見えるように、１つ以上の介在層を通過する穴を形成することができる。上記の代わりに、またはそれに加えて、介在層の一部またはすべてを半透明とし、および／またはそこに開口部（連続バックシート２０６に形成されたスロット５０２のような）を形成しておき、それにより介在層の一部またはすべてに穴を形成することなく、光信号光源７２８により放射された光信号がＰＶモジュール２００の前部から見えるようにすることができる。

【0088】

一部の実施形態では、デジタル・コントローラ７０４は、光信号光源７２８を動作させて状態情報を含む光信号を放射させる。放射される光信号は、状態情報を運ぶ視認可能な（たとえば目視により）パターンを含み得る。これらの状態情報は、電力および故障のコードを含むことができ、かつ、一部の実施形態では、デバッグ、故障検出、パネルの確認位置、またはその他の目的に使用される。

【0089】

上記の代わりに、またはそれに加えて、放射された光信号は、フォトダイオードまたはその他の光受信器に結合される計算装置により解釈され得るビットのパケットを含む。ビットのパケットは、視認可能なパターンにより伝達可能な情報より詳しい状態情報、たとえばＰＶモジュール２００のモジュールの整理ＩＤ、詳細故障記録、ＰＶモジュール２００の累積エネルギー生産、ＰＶモジュール２００の温度、ＰＶモジュール２００のオン／オフサイクル回数、または同様な情報またはこれらの組み合わせを含む。

【0090】

図８は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図２のＰＶモジュール２００の例示電力／電圧曲線８０２を示す。ＰＶモジュール２００の例示動作について図２〜図８を組み合わせて参照しつつ以下に説明する。デジタル・コントローラ７０４を含む回路カード６１０は、ＰＶモジュール２００により生成されたエネルギーにより直接給電され、外部電源を受けない。したがって、回路カード６１０は、夜間のような無照射時には給電されない。十分な照射の下で、ＰＶセル４０４は、デジタル・コントローラ７０４が動作を開始するために十分な電圧を生成する。

【0091】

デジタル・コントローラ７０４により行われる第１の動作は、一連のチェックを行って安全なモジュール動作を確保することである。たとえば、デジタル・コントローラ７０４は、モジュール間バス上の電圧を測定する光継電器７１８を制御することによりモジュール間バス上の電圧を点検する。この電圧が最高閾値８０４を超える場合、デジタル・コントローラ７０４は、保護継電器７１６を開放するかまたは開放のままとする（前述したように、保護継電器７１６は、デフォルト開放とし得る）ことによりエネルギーのモジュール間バスへの出力を許容しない。その代わりに、ＰＶセル４０４により生成され、コンバータ７０２において受け取られたエネルギーは、連続バックシート２０６経由でＰＶセル４０４中に分流して戻される一方、デジタル・コントローラ７０４は、モジュール間バス上の電圧の監視を続ける。図８の例では、最高閾値８０４は、６０ボルトである。

【0092】

モジュール間バス上の電圧が図８の例における３５ボルトのように最低閾値８０６未満である場合、デジタル・コントローラ７０４は、光継電器７１８を制御して出力バス７２６から充電電流をモジュール間バスにトリクルすることにより容量性素子がモジュール間バスに備えられているか否か調べる。デジタル・コントローラ７０４により容量性素子がモジュール間バスに備えられていると決定された場合、デジタル・コントローラ７０４は、モジュール間バス上の電圧が最低閾値８０６を超えるまで、光継電器７１８経由でモジュール間バスに充電電流をトリクルし続ける。

【0093】

モジュール間バス上の電圧が最低閾値８０６を超えたとき、デジタル・コントローラ７０４は、保護継電器７１６を閉じてゼロ電流切り換えを確保する。デジタル・コントローラ７０４は、モジュール間バス上の電圧が最低閾値８０６と最低閾値８０６より大きい中間閾値８０８との間にあるとき、最大電流モードでコンバータ７０２を動作させる。図８の例の場合、中間閾値８０８は、５７ボルトである。デジタル・コントローラ７０４は、モジュール間バス上の電圧が中間閾値８０８と最高閾値８０４との間にあるとき、定電圧モードでコンバータ７０２を動作させ、かつ、モジュール間バス上の電圧が最高閾値８０４を超えるか、または最低閾値８０６を下回ったとき、保護継電器７１６を開放する。

【0094】

デジタル・コントローラ７０４が最初にモジュール間バス上の電圧を測定したときに、その電圧が最低閾値８０６よりすでに大きく、かつ、中間閾値８０８より小さい場合、デジタル・コントローラ７０４は、出力バス７２６上の電圧がモジュール間バス上の電圧に一致するまで、コンバータ７０２を充電してから（たとえば、動作させる）、保護継電器７１６を閉じて保護継電器７１６のゼロ電流切り換えを確保する。すでに上述したように、デジタル・コントローラ７０４は、続いて、モジュール間バス上の電圧に応じて、最大電流モードまたは定電圧モードでコンバータ７０２を動作させるか、または保護継電器７１６を開放する。

【0095】

その結果、保護継電器７１６は、ソフト・スタート制御を可能とする。この場合、ＰＶモジュール２００がモジュール間バス上の電圧から分離されている状態で、１個以上のコンバータ７０２が充電されて出力バス７２６上の電圧がモジュール間バス上の電圧と一致するまで待ってから、保護継電器７１６を閉結する。これらおよび別の実施形態では、光継電器７１８は、保護継電器７１６両端のバイパス回路であり、それは、平衡ソフト・スタートを確保するためにモジュール間バス上の外部電圧の測定を可能とし、かつ、モジュール間相互バスにエネルギー貯蔵装置が結合されていない場合にモジュール間バス上の容量性素子の充電を補助するためにモジュール間バスへの小電流の供給を可能にする。

【0096】

多数のＰＶモジュール２００を含む図１のＰＶシステム１００のようなＰＶシステムでは、ＰＶモジュール２００のそれぞれが本出願において記述するようにモジュール間バス上の電圧のみに応じて他のモジュールとは無関係に動作し、他のＰＶモジュール２００に対する依存を除去することにより冗長性を確保する。

【0097】

最大電流モードは、出力バス７２６上に最大電流出力を生み出すために１からすべてまでの任意の個数のコンバータ７０２を動作させることを含む。任意の時刻において動作しているコンバータ７０２の個数は、ＰＶセル４０４から到来する利用可能な電流の量に依存する。それは、任意の単一のコンバータ７０２のＰＷＭ値を変更すること、およびその結果の電圧変化および電力を観察することにより決定される。電圧変化が最小であり、かつ、電力が増大する場合、以下においてより詳しく説明する最大ピーク電力アルゴリズムを実行する。最大ピーク電力アルゴリズムがコンバータ７０２の最適ＰＷＭ値に到達したとき、より多くの電力を取り出し（かつ出力する）ために、追加のコンバータ７０２を起動する。電力が低下し、動作中コンバータ７０２のＰＷＭ値が閾値を下回る場合、動作中コンバータ７０２の１つを停止する。

【0098】

動作中コンバータ７０２の１つが故障した場合、デジタル・コントローラ７０４は、故障したコンバータ７０２をメモリ中で識別し得る。コンバータ７０２が短絡故障した場合、デジタル・コントローラ７０４は、すでに上述したように他の動作中のコンバータ７０２を一時的に停止し、すべての電流を一時的に罹障コンバータ７０２およびそのヒューズ７２２経由としてそのヒューズ７２２を開放する。
ＶＩ．コンバータ
図９は、本出願において記述する少なくとも一部の実施形態に従って構成された図７のコンバータ７０２の１つの実施形態の概略図である。コンバータ７０２のそれぞれは、同様に構成することができる。図９に示されているコンバータ７０２は、一部の実施形態に従って使用することができるコンバータの一例にすぎず、本発明を制限するものではない。

【0099】

図９に示されているように、コンバータ７０２は、入力９０２、入力９０２および地気９０６に結合されているコンデンサ９０４、入力９０２およびコンデンサ９０４に結合されている誘導子９０８、誘導子９０８に結合されているスイッチ９１０、誘導子９０８およびスイッチ９１０に結合されているダイオード９１２、ダイオード９１２に結合されている出力９１４、スイッチ９１０に結合されている制御ライン９１６、コンバータ７０２と地気９０６との間に結合されている１つ以上の測定回路９１８を含む。

【0100】

図２〜図９を組み合わせて参照する。入力９０２は、対応するヒューズ７２２を通ってプラス・コネクタ７０６に電気的に結合されている。地気９０６は、マイナス・コネクタ７０８の１つおよびタブ５０４のうちの対応する１つを通って連続バックシート２０６に電気的に結合されている。出力９１４は、出力バス７２６に電気的に結合されている。制御ライン９１６は、デジタル・コントローラ７０４に通信的に結合されており、かつ、イネーブル／ＰＷＭペア・ライン７２４の１つに対応し得る。

【0101】

デジタル・コントローラ７０４は、制御ライン９１６経由でＰＷＭ信号をスイッチ９１０に与える。この信号は、コンバータ７０２のスイッチング周波数および／またはデューティ・サイクルを制御する。上記の代わりに、またはそれに加えて、ＰＷＭ信号は、コンバータ７０２の位相整合を回路カード６１０上の他のコンバータ７０２の位相整合との関係において制御する。

【0102】

スイッチ９１０は、電界効果トランジスタ（「ＦＥＴ」）、金属酸化膜半導体ＦＥＴ（「ＭＯＳＦＥＴ」）、絶縁ゲートバイポーラ・トランジスタ（「ＩＧＢＴ」）、バイポーラ接合トランジスタ（「ＢＪＴ」）、またはその他の適切なスイッチを含み得る。ダイオード９１２は、ショットキー整流器、またはその他の適切なダイオードを含み得る。

【0103】

測定回路９１８は、１個以上の抵抗器を含み、かつ、コンバータ７０２の一定の動作パラメータを測定するために使用される。たとえば、測定回路９１８は、最大ピーク電力を維持するために誘導子９０８におけるスイッチング・サイクルあたりの最大電流ビルドアップを測定することができる。上記の代わりに、またはそれに加えて、測定回路９１８は、誘導子９０８の充電率、コンバータ７０２の入力電圧、コンバータ７０２の出力電圧、または同様な値、またはそれらの組み合わせを測定することができる。

【0104】

動作において、コンバータ７０２は、入力９０２においてＰＶセル４０４により生成されたエネルギーを受け取り、かつ、それをスイッチ９１０経由で断続することにより変換して比較的より高い電圧（「ステップアップ電圧」と呼ばれる）の弱い電流を得る。「オン」状態において、スイッチ９１０は閉じられ、それにより誘導子９０８に流れる電流が増加し、スイッチ９１０および測定回路９１８を通って地気９０６に戻る。「オフ」状態において、スイッチ９１０は開放され、それにより誘導子９０８に流れる電流が減少する。この電流は、ダイオード９１２および出力９１４を通って出力バス７２６に流れる。

【0105】

コンバータ７０２の「オン」状態において、出力９１４の電圧は、約０ボルトである。「オフ」状態において、出力９１４の電圧は、入力９０２の入力電圧よりむしろ、誘導子９０８に流れる電流の変化率に依存する。次に誘導子９０８を流れる電流の変化率は、誘導子９０８のインダクタンスに依存する。その結果、出力９１４のステップアップ電圧は、誘導子９０８のインダクタンスに依存する。上記の代わりに、またはそれに加えて、出力９１４のステップアップ電圧は、スイッチ９１０のスイッチング周波数および／またはスイッチ９１０のデューティ・サイクルに依存する。

【0106】

連続伝導モードの場合、誘導子９０８を流れる電流は、決して０アンペアにならない。連続伝導またはそれに近いモードでコンバータ７０２のオン、オフを繰り返すことにより、コンバータ７０２は、条件づけられた電力（たとえば、ステップアップ電圧を有する電力）を出力９１４に生み出す一方、コンバータ７０２における効率を最大化し、かつ、ピーク電流を最小化する。上記の代わりに、またはそれに追加して、コンバータ７０２は、コンバータ７０２のデューティ・サイクルＤを［（Ｖ＿ｏｕｔ−Ｖ＿ｉｎ）／Ｖ＿ｏｕｔ−０．０５］＜Ｄ＜０．７５に制限することにより連続伝導に近いモードで動作させ得る。ただし、Ｖ＿ｏｕｔおよびＶ＿ｉｎは、コンバータ７０２の出力電圧および入力電圧であり、かつ、測定回路９１８により測定され得る。

【0107】

この実施形態および別の実施形態では、スイッチ９１０は、制御ライン９１６経由で作動される。具体的には、希望する周波数およびデューティ・サイクルでスイッチ９１０を開閉するためにデジタル・コントローラ７０４から制御ライン９１６経由で信号を送る。コンバータ７０２のステップアップ電圧およびインピーダンスのそれぞれは、スイッチング・プロセスの周波数およびデューティ・サイクルに依存するため、デジタル・コントローラ７０４は、周波数および／またはデューティ・サイクルを所定の周波数および／またはデューティ・サイクルに設定してコンバータ７０２のステップアップ電圧およびインピーダンスを最適化することができる。したがって、回路カード６１０上のどの個別コンバータ７０２もデューティ・サイクルと周波数の両方において部分的にのみ使用されることが可能であり、かつ、動的負荷平準化サイクルの一翼となることができる。

【0108】

一部の実施形態では、誘導子９０８経由の電流の増減がコンバータ７０２の入力電流および／または出力電流の振幅の周期的変動を引き起こすことがある。電流振幅のこれらの周期的変動は、電流リップルとしても知られている。コンバータ７０２の出力９０２における電流リップルがコンバータ７０２のインピーダンスを電流リップルの関数として変動させ、それによりコンバータ７０２が最大ピーク電力を維持することが困難になることがある。コンバータ７０２の出力における電流リップルは出力バス７２６上に雑音を生じ、それが出力バス７２６に結合される負荷に悪影響を及ぼすことがある。

【0109】

しかしながら、電流リップルは、コンバータ７０２をお互いに位相をずらして動作させることにより回路カード６１０の入力および出力において全体として大幅に低減することができる。コンバータ７０２がお互いにずれた位相で動作する場合、コンバータ７０２の１つにおける電流リップルの振幅は増大する一方、コンバータ７０２の別の１つにおける電流リップルの振幅は低減するであろう。コンバータ７０２の位相不一致動作の累積効果は、カード６１０の入力および出力における電流リップルを全体として平均する。

【0110】

上述したように、ＰＶモジュール２００のピーク電力を維持することにおいてコンバータ７０２を使用することにより、誘導子９０８の電流ビルドアップの最大値および／または充電率を利用することができる。ピーク電力を維持することにより、ＰＶセル４０４の配列の無条件電力出力を最大化し、その結果としてモジュール間バスへの条件づけられた電力出力を最大化することができる。一般的に、ピーク電力を維持することは、以下を含む：（１） ＰＶセル４０４の配列の電力出力が最大化されるピーク電力点を識別すること、（２） コンバータ７０２のインピーダンスを動的に変更して負荷のインピーダンスと効果的に一致させることにより、ＰＶセル４０４の配列の両端の電圧が識別されたピーク電力点に略等しくなるようにすること。さらに、図１を参照して説明したように、最大効率を得るためにモジュール間バスに結合される負荷を最適化して非常に狭い電圧範囲内で動作させることができる。

【0111】

本出願において記述される実施形態は、以下において詳述するように、種々のコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアのモジュールを含む特殊用途または汎用コンピュータの使用を含み得る。

【0112】

本発明の範囲内の実施形態は、コンピュータ実行可能命令またはデータ構造を格納するコンピュータ読み取り可能媒体も含む。かかるコンピュータ読み取り可能媒体は、汎用または特殊用途コンピュータからアクセスできる利用可能な任意の媒体とすることができる。かかるコンピュータ読み取り可能媒体は、制限ではなく例示として、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはその他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶装置、またはコンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形態の所望プログラム・コード手段を携行または格納するために使用することができ、かつ、汎用または特殊目的コンピュータからアクセスできるその他の記憶媒体を含む有形コンピュータ読取可能記憶媒体を含み得る。前記の組み合わせもコンピュータ読み取り可能媒体の範囲内に含まれる。

【0113】

コンピュータ実行可能命令は、たとえば、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータ、または特殊目的処理装置に一定または一連の機能を実行させる命令およびデータを含む。主題事項は、構造的特徴および／または方法論的作為に特有の言語で記述されたが、当然のことながら、添付請求項において定義される主題事項は、上述した特有の特徴または作為に必ずしも限られない。むしろ、上述された特有の特徴及び作為は、請求項を実現する例示形態として開示される。

【0114】

本出願において使用される場合、用語「モジュール」または「コンポーネント」は、コンピュータ・システム上で実行されるソフトウェアのオブジェクトまたはルーチンを指し得る。本出願において記述される種々のコンポーネント、モジュール、エンジンおよびサービスは、コンピュータ・システム上で実行されるオブジェクトまたはプロセス（たとえば、別々のスレッドとして）として実現され得る。本出願において記述されたシステムおよび方法は、好ましくは、ソフトウェアで実現されるが、ハードウェアまたはソフトウェアとハードウェアの組み合わせによる実現も可能であり、かつ、予期されている。この明細書では、「計算実体」は、本出願においてこれまでに定義したコンピュータ・シスまたは計算システム上で実行されるモジュールまたはモジュールの組み合わせとすることができる。

【0115】

本発明は、その精神または本質的特性から逸脱することなくその他の特定の形態で実現し得る。記述された実施形態は、すべての点に関して限定するものではなく、例示としてのみ考慮されるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述の明細書ではなく、添付請求項により指示される。請求項の意味および請求項と等価のものの範囲内に入るすべての変更は、請求項の範囲内に包含されるものである。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
［付記１］
光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第１端および前記第１端の反対側の第２端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第２端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第２端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーが複数のコンバータのいずれにおいても受け取り可能となる、複数のコンバータと、を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれに電気的に結合され、かつ、１つの出力を有するモジュール間バスであって、各光起電モジュールにより生成されるエネルギーは、前記出力において前記複数の光起電モジュールの他のモジュールとは無関係に受け取り可能である、モジュール間バスと、
を含む、光起電システム。
［付記２］
前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、各行の前記光起電セルを互いに並列に電気的に結合する複数の導電行ストリップをさらに含み、かつ
前記複数の光起電セルを通って前記第２端に到る前記複数の経路が前記複数の導電行ストリップを含み、それにより、生成される電流が前記複数の導電行ストリップを通って、低性能および低照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを迂回し、かつ、比較的高い性能および高い照射の少なくともいずれか一方の光起電セルを通って前記第２端に流れることができる、付記１に記載の光起電システム。
［付記３］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記複数の光起電セルのための地気面を含む連続バックシートをさらに含み、
前記連続バックシートが前記第１端の複数の光起電セルの第１サブセットと前記第２端の複数の光起電セルの第２サブセットとの間に電気的に結合され、
前記連続バックシートと前記第１端の複数の光起電セルの第１サブセットと間の第１端接続が、前記光起電モジュールの陽極を含み、
前記複数のコンバータと前記第２端の複数の光起電セルの第２サブセットと間の第２端接続が、前記光起電モジュールの陰極を含み、かつ
前記連続バックシートが前記陰極から前記陽極へのモジュール帰還電流を運ぶように構成される、付記１に記載の光起電システム。
［付記４］
前記複数の光起電セルが電気的に直列結合される複数の行に構成され、前記複数の行は、前記複数の光起電セルの第１サブセットを含む第１行と、前記複数の光起電セルの第２サブセットを含む最終行とを含み、かつ
前記第１端接続が、
前記第１端において前記連続バックシートに電気的および機械的に結合される地気ストリップと、
前記第１行の各光起電セルを前記地気ストリップに電気的および機械的に結合する複数の直列相互接続と、
を含む、付記３に記載の光起電システム。
［付記５］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第２端に機械的に結合される回路カードであって、その上に配置される前記複数のコンバータを含み、プラス・コネクタおよびマイナス・コネクタをさらに含む、回路カードと、
前記光起電モジュールの幅に沿って延びる内部バス・ストリップであって、
前記内部バス・ストリップは、前記複数の光起電セルの第２サブセットの光起電セルのそれぞれの陰極に結合され、かつ
前記内部バス・ストリップはタブを含み、前記タブは、前記内部バス・ストリップから前記連続バックシートに形成されたスロットを通って前記回路カードのプラス・コネクタに延びて、前記内部バス・ストリップを前記回路カードのプラス・コネクタに電気的に結合する、内部バス・ストリップと、
前記連続バックシートから前記回路カードのマイナス・コネクタに延びて、前記連続バックシートを前記回路カードのマイナス・コネクタに電気的に結合する１つ以上のタブと、
をさらに含む、付記３に記載の光起電システム。
［付記６］
前記連続バックシートから延びる前記１つ以上のタブが、前記回路カードを前記連続バックシートに地気接続し、前記１つ以上のタブは、
前記連続バックシートから一体として形成され、かつ、前記連続バックシートにより画定される平面に略垂直な平面に延びる一体タブ、または
前記連続バックシートに機械的および電気的に結合され、かつ、前記連続バックシートにより画定される前記平面に略垂直な平面に延びる個別タブ、
を含む、付記５に記載の光起電システム。
［付記７］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記第２端に機械的に結合される回路カードと、
前記回路カード上に配置されるデジタル・コントローラと、
をさらに含み、
前記複数のコンバータが前記回路カード上に配置され、かつ
前記複数のコンバータが、それぞれ、他のコンバータに関係なく、前記デジタル・コントローラから前記複数のコンバータのそれぞれに到るイネーブル／パルス幅変調（ＰＷＭ）ペア・ライン経由で前記デジタル・コントローラにより制御される、付記１に記載の光起電システム。
［付記８］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれのための前記複数のコンバータが対で動作し、
各動作の対が他の動作の対とずれた位相で動作し、かつ
対になった各コンバータが、対になった相手コンバータと１８０度の位相ずれで動作する、付記７に記載の光起電システム。
［付記９］
前記回路カードが、マイナス・コネクタおよびプラス・コネクタを含み、
前記複数のコンバータのそれぞれが、独立して電気的に前記プラス・コネクタに対応ヒューズを介して結合され、かつ
前記複数のコンバータの１つの有限抵抗短絡故障の場合に、前記デジタル・コントローラが
前記複数の光起電セルからのすべての電流を、前記複数のコンバータのうちの前記のもの経由で流して、対応するヒューズの開放を待ち、
前記ヒューズの開放に応じて、前記複数のコンバータのうちの少なくとも残りのコンバータを使用して平常動作を再開するように構成される、付記７に記載の光起電システム。
［付記１０］
前記デジタル・コントローラが前記光起電モジュールにより生成されるエネルギーのみにより給電される、付記７に記載の光起電システム。
［付記１１］
前記回路カードが、前記第２端において前記複数の光起電セルの行に電気的に結合されるプラス・コネクタを含み、
前記複数のコンバータが、前記回路カード上に隣接コンバータ間の間隔が３ミリメートル未満で一列に配置され、かつ
前記複数のコンバータのそれぞれが、前記プラス・コネクタから５〜１０ミリメートルの範囲内で配置される、付記７に記載の光起電システム。
［付記１２］
前記光起電モジュールのそれぞれの前記デジタル・コントローラが、
前記モジュール間バス上の電圧が最低閾値未満である場合に、容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているか否か決定するために充電電流を前記モジュール間バスにトリクルし、
容量性素子が前記モジュール間バスに備えられているとの決定に応じて、前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えるまで前記モジュール間バスに対する充電電流のトリクルを継続し、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値を超えたとき、保護継電器を閉じてゼロ電流スイッチングを確保し、前記保護継電器は前記モジュール間バスと前記回路カードの出力バスとの間に電気的に結合され、前記出力バスは前記複数のコンバータのそれぞれの出力に電気的に結合されており、
前記モジュール間バス上の電圧が前記最低閾値と前記最低閾値より大きい中間閾値との間にある場合、最大電流モードで前記複数のコンバータを動作させ、
前記モジュール間バス上の電圧が前記中間閾値と前記最低閾値より大きい最高閾値との間にある場合、定電圧モードで前記複数のコンバータを動作させ、かつ
前記モジュール間バス上の電圧が前記最高閾値を超えるか、または前記最低閾値を下回る場合に前記保護継電器を開放する、
ように構成される、付記７に記載の光起電システム。
［付記１３］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合され、かつ、前記回路カードに搭載される光信号光源をさらに含み、前記光信号光源は、それにより放射される光信号が前記対応する光起電モジュールの前部から見えるように搭載される、付記７に記載の光起電システム。
［付記１４］
前記デジタル・コントローラが、前記光信号光源を動作させて状態情報を含む光信号を放射させるように構成される、付記１３に記載の光起電システム。
［付記１５］
前記状態情報が、前記対応する光起電モジュールに関する次の情報：電力および故障のコード、モジュール整理ＩＤ、詳細故障記録、累積エネルギー生産、温度、またはオン／オフサイクルの回数の少なくとも１つを含む、付記１４に記載の光起電システム。
［付記１６］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記デジタル・コントローラと通信的に結合される無線周波数（ＲＦ）放射装置をさらに含み、前記デジタル・コントローラが前記ＲＦ放射装置を動作させて前記複数の光起電モジュールのうちの他のモジュールおよび／または前記光起電システムに含まれるデータ収集装置に情報を送らせるように構成される、付記７に記載の光起電システム。
［付記１７］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、前記回路カードを内蔵するアンダーマウント組立品をさらに含み、前記アンダーマウント組立品がハウジングを含み、前記ハウジングが、
本体と、
前記本体から延びて略同一平面に存在する複数の台座と、
を含み、
前記アンダーマウント組立品が、対応する光起電モジュールの連続バックシートに、前記連続バックシートと前記複数の台座との間に置かれる接着剤またはテープを使用して機械的に結合され、かつ
前記本体が、２つのスロットを画定し、前記２つのスロットを通じて２つの対応するライザーが前記本体に達し前記回路カードに電気的に結合する、付記７に記載の光起電システム。
［付記１８］
各アンダーマウント組立品が、前記回路カードに熱的に結合される黒色カバーをさらに含み、
前記黒色カバーが、前記アンダーマウント組立品から熱エネルギーを消散させるために前記アンダーマウント組立品の外部に露出されている１つ以上の突起を含み、かつ
前記黒色カバーが、前記対応する光起電モジュールの枠を経由して熱を前記アンダーマウント組立品外へ消散させるために、前記枠と直接接触しているかまたは８ミリメートル以内に近接しているエッジを含む、付記１７に記載の光起電システム。
［付記１９］
前記２つのライザーのそれぞれが、
ネジ穴を画定するベースと、
前記ベースの反対側のＣ字形端部であって、前記Ｃ字形端部は上部および下部を含み、前記上部は絶縁貫通部材を含み、前記下部は固定部材を含み、前記上部は前記下部より前記ベースに近い、Ｃ字形端部と、
を含み、
前記複数の光起電モジュールのそれぞれの前記アンダーマウント組立品が、
前記本体の下部表面から延びる２つのネストであって、２つのネストのそれぞれは、前記本体と一体であるかまたは別の部分として本体に取り付けられ、２つのネストのそれぞれは、前記本体により画定される前記スロットのいずれか一方と連絡するスロットを画定し、各ライザーは、前記ネストの対応する一方に画定されたスロットおよび前記本体に画定された対応するスロットを通過する、２つのネストと、
２つのキャップであって、それぞれ、前記２つのネストの対応する一方に取り付けられる、２つのキャップと、
２つのネジであって、それぞれ、前記回路カードを前記ライザーの対応する一方に前記ライザーのベースに画定されたネジ穴により固定している、２つのネジと、
をさらに含み、
前記モジュール間バスが、２本のワイヤであって、それぞれ、１５平方ミリメートル以上の断面積を有し、かつそれぞれ、絶縁ジャケットにより被覆されている、２本のワイヤを含み、
前記２本のワイヤのそれぞれが、前記２つのライザーのそれぞれのＣ字形端部内に、取付時に前記２本のワイヤから前記絶縁ジャケットを剥離することなく配置され、
前記２つのライザーのそれぞれの前記固定部材が取付時に固定されて、前記２本のワイヤの対応する一方を前記２つのライザーのそれぞれの絶縁貫通部材に固定し、それにより前記絶縁貫通部材が前記絶縁ジャケットに貫通し、かつ前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合し、
前記２つのライザーのそれぞれのＣ字形端部が前記２つのネストの対応する一方から延び、
前記対応するワイヤを前記対応するライザーに電気的に結合した後に、前記２つのキャップのそれぞれが前記２つのネストの対応する一方に取り付けられて前記２つのライザーのそれぞれのＣ字形端部および前記２本のワイヤのそれぞれの絶縁ジャケットが貫通された部分を前記ネストの対応する一方および前記キャップの対応する一方の中に密閉し、前記Ｃ字形端部と前記対応するワイヤとの間の対応する電気的接続を環境汚染から保護する、付記１７に記載の光起電システム。
［付記２０］
前記複数のコンバータのそれぞれが、［（Ｖ＿ｏｕｔ−Ｖ＿ｉｎ）／Ｖ＿ｏｕｔ−０．０５］＜Ｄ＜０．７５の範囲内のデューティ・サイクルＤで動作し、ここで、Ｖ＿ｏｕｔおよびＶ＿ｉｎは、対応するコンバータの出力電圧および入力電圧である、付記１に記載の光起電システム。
［付記２１］
前記複数の光起電モジュールのそれぞれが、
前記モジュール間バスへの出力電流または前記モジュール間バスからの入力電流を測定するように構成される測定回路と、
前記測定に基づいて、前記出力電流と前記入力電流との間のずれを監視すること、および、前記出力電流が一定の限界を超えたときに出力電流を制限することの少なくともいずれか一方を行うように構成されるデジタル・コントローラと、
をさらに含む、付記１に記載の光起電システム。
［付記２２］
光起電システムであって、
複数の光起電モジュールであって、それぞれの光起電モジュールは、第１端および前記第１端の反対側の第２端を画定し、
複数の光起電セルであって、各光起電セルにより生成されるエネルギーは、前記複数の光起電セルを通って前記第２端に到る複数の経路を有する、複数の光起電セルと、
前記第２端において前記複数の光起電セルに電気的に結合される複数のコンバータであって、この結合により各光起電セルにより生成されるエネルギーは前記複数のコンバータのいずれによっても受け取り可能となる、複数のコンバータと、
を含む複数の光起電モジュールと、
前記複数の光起電モジュールが並列に電気的に接続されるように前記複数の光起電セルのそれぞれに電気的に結合されるモジュール間バスと、
前記モジュール間バスに電気的に結合される複数のインバータであって、それにより各光起電モジュールにより生成されるエネルギーが前記複数のインバータのいずれによっても受け取り可能となる、複数のインバータと、
を含む、光起電システム。
［付記２３］
前記モジュール間バスが、前記複数の光起電モジュールのそれぞれが電気的に結合される連続無中断ワイヤを含む、付記２２に記載の光起電システム。
［付記２４］
１つ以上のエネルギー貯蔵装置が、前記モジュール間バスに並列に接続される、付記２２に記載の光起電システム。
［付記２５］
前記複数のインバータのそれぞれのＤＣ設定点およびＡＣ削減ならびに前記１つ以上のエネルギー貯蔵装置の充電の現状に基づいて、電流が前記モジュール間バスおよび前記複数のインバータの１つ以上を通って、
前記複数のインバータのそれぞれが結合される多相ＡＣ電力グリッドのいずれかまたはすべての相から前記１つ以上のエネルギー貯蔵装置へ、または
前記１つ以上のエネルギー貯蔵装置から前記多相ＡＣ電力グリッドのいずれかまたはすべての相へ流れる、付記２４に記載の光起電システム。
［付記２６］
前記複数のインバータのそれぞれが、３相ＡＣ電力グリッドのいずれかまたは３相すべてとさらに結合されるように構成される、付記２２に記載の光起電システム。
［付記２７］
前記複数のインバータが３個のインバータを含み、かつ、前記３個のインバータのそれぞれが３相ＡＣ電力グリッドの別々の相にＹ結線またはデルタ結線により結合される、付記２２に記載の光起電システム。
［付記２８］
前記３個のインバータのそれぞれが異なるＤＣ設定点およびＡＣ削減を有し、それにより動作中に電流が、
前記３相ＡＣ電力グリッドの異なる相へ、または、
前記モジュール間バスを経由して前記モジュール間バスに並列に結合されている１つ以上のエネルギー貯蔵装置へ、または、
前記１つ以上のエネルギー貯蔵装置から前記モジュール間バスを経由して、あるいはその組み合わせたものへ選択的に流れる、付記２７に記載の光起電システム。
［付記２９］
前記３個のインバータのそれぞれが異なるＤＣ設定点を有し、それにより動作中に電流が、
前記３相ＡＣ電力グリッドの１つ以上の相から比較的高いＤＣ設定点の前記複数のインバータの１つ以上を通って前記モジュール間バスへ、および
前記モジュール間バスから比較的低いＤＣ設定点の前記複数のインバータの１つ以上を通って前記３相ＡＣ電力グリッドの１つ以上の他の相へ流れる、付記２７に記載の光起電システム。
［付記３０］
前記複数のインバータのそれぞれが、１つ以上の基準に基づいて選択的に停止または起動される、付記２２に記載の光起電システム。
［付記３１］
前記複数のインバータが通信的に相互に結合され、かつ、相互に通信して前記複数のインバータのそれぞれのＤＣ設定点およびＡＣ削減を含むインバータ固有設定を協調調整するように構成される、付記２２に記載の光起電システム。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】