[发明专利]基于太阳能的发电系统

说明书

本发明的名称是：“将光导纤维用于基于太阳能的发电厂的阴影检测器件”。基于太阳能的发电系统（10）可以包含响应太阳辐射率的部件（12）的阵列。部件可以放置于场（11）上的各个位置上。该系统还可以包含具有耦合到该部件阵列并且安排为接收太阳辐射率的各个第一端（18）的多个光纤（16）。多个光纤（16）可以具有安排为输出指示在场（11）的各个位置上的各个太阳辐射率水平的各个光信号的各个第二端（20）。可以耦合光电电路（22）以接收来自该多个光纤（16）的各个光信号并且产生指示呈现在场（11）的各个位置的至少一个或多个上的阴影状况的各个信号。

技术领域

本发明通常涉及基于太阳能的发电，并且更特别地涉及检测这样的系统的部件阵列可能经历的太阳辐射率(solar radiance)变化(例如，阴影)的器件。

背景技术

作为用于清洁和有效率的电力产生的有吸引力的方式，从太阳能能量的大规模的电力产生持续发展，例如可以从可自由使用并且基本上无穷无尽的能源(太阳)产生。

在太阳辐射(solar radiation)直接转换为电的情况下，基于太阳能的发电系统可以包含太阳能(例如，光伏(PV))阵列，其是太阳能模块的链接的集合。太阳能模块又由多个互连的太阳能电池或所谓的串(string)组成。电池经由光伏效应直接将太阳能能量转换为直流(DC)电。

太阳能模块的输出功率与模块暴露于其中的太阳辐照度(solar irradiance)的水平近似成比例。将意识到，在某些应用(例如太阳能电厂、集成于建筑的PV系统等)中，光伏模块可能经受不均匀的太阳照度(solar illumination)或所谓的辐射。不均匀的太阳辐射的可能的原因可以是由于云、邻近的树和/或人造建筑物、污物等引起的太阳辐射率阴暗(例如，阴影)。不管具体的原因，而太阳能模块的遮蔽会导致模块性能的退化。例如，太阳能模块的电流-电压(I-V)和功率-电压(P-V)曲线的特性可以大体上受模块暴露于其中的太阳辐射度的水平影响。此外，因为遮蔽的电池可以表现得类似于负载(即，其可以吸取电流)，所以可能不利地影响被遮蔽的太阳能电池，这可能带来不希望的热点的形成。将意识到由阴影导致的次优的性能不限于包含直接转换部件的系统。例如，包含例如太阳能收集器等部件的间接转换系统也可能受阴影的存在的影响。

已知将日射强度计(pyranometer)用于测量太阳辐射率。日射强度计是热响应装置，而因此他们的响应中可能相对迟缓。例如，日射强度计可能不适用于精确地检测(例如可能由于移动的云而发生的)快速太阳辐射率波动。还已知将PV传感器用于测量太阳辐射率。PV传感器可以由其输出功率可以取决于太阳能电池的操作温度的太阳能电池组成，这意味着可能需要温度感测以抵消热效应。此外，尽管PV传感器可以具有比日射强度计快的响应，但是PV传感器在他们测量中比日射强度计倾向于更不精确。

鉴于前面的考虑，会希望提供可靠的、精确的、相对快速响应以及低成本的器件来确定基于太阳能的发电系统中的阴影的存在。

发明内容

本发明的各方面可以通过基于太阳能的发电系统实现，作为可以包含响应太阳辐射率的部件的阵列。部件可以放置于场上的各个位置上。该系统还可以包含具有耦合到部件阵列并且安排为接收太阳辐射率的各个第一端的多个光纤。该多个光纤还可以具有安排为输出指示该场的各个位置上的各个太阳辐射率水平的各个光信号的各个第二端。可以耦合光电电路以接收来自多个光纤的各个光信号并且产生指示呈现在该场的各个位置的至少一个或多个上的阴影状况(shadow condition)的各个信号。控制器可以响应来自光电电路的各个信号并且配置为执行考虑呈现在该场的各个位置的一个或多个上的阴影状况的用于部件阵列的控制策略。