[发明专利]空间和能量高效型光伏阵列

说明书

技术领域

本文中描述的示例性实施例涉及具有多个有角度光伏(PV)模块的太阳能系统，所述多个有角度光伏模块捕获在整个季节中照射所述太阳能系统的几乎所有光。

背景技术

除非本文中另外指明，否则本文中描述的材料对于本申请中的权利要求不是现有技术，并且不因包括在本部分中而承认所述材料为现有技术。

太阳能系统中使用的PV模块常常以倾斜角度安装(例如倾斜)，并且与太阳对准，例如，通常在北半球面朝南或者通常在南半球面朝北。与水平配置相比，角度和对准改进能量输出、雪性能和冷却，同时降低脏污。在许多的北纬和南纬处，PV模块的倾斜引起在模块后面的显著遮蔽，其中该遮蔽的程度通常在冬至最大遮蔽与夏至最小遮蔽之间变化。

例如，图1示出了PV模块冬至(例如，左侧)与夏至(例如，右侧)的遮蔽程度的示例，其根据本文中描述的至少一些实施例来布置。如图1所示，倾斜角度还影响遮蔽量。更详细地，图1的顶部包括与水平面以约15度倾斜的PV模块，而图1的底部包括与水平面以约30度倾斜的PV模块。从图1可以看出，倾斜角度越大，PV模块后面的遮蔽延伸的距离就越大。

遗憾的是，一些传统PV模块的电气拓扑导致在任意的惯常遮蔽事件期间的严重能量产生惩罚。特别地，此类传统PV模块具有长的串联PV电池串，在该串联PV电池串中，单个遮蔽的或表现不佳的PV电池会成为能量产生的瓶颈。此类PV模块通常包括旁路二极管，其中的每个旁路二极管允许电流绕过该串的不同部分。在电压由于光生电流的不均衡而反向偏置时，保护该串的每个部分的旁路二极管成为断路，从而使该串的这些部分中的一些从电路中分支出来。

因此，此类传统PV模块常常被间隔开以避免在最坏情况下(例如，冬至)任何相邻模块的遮蔽。然而，由于进入光的角度全年并且一直到夏季都变化，进入光中的大部分入射在非生产空间上，从而造成太阳能系统能源损失。

另一选项是：无任何倾斜地安装PV模块以避免任何相邻模块遮蔽，并且使得PV模块的安装相对更密集。然而，在没有倾斜的情况下，灰尘、碎屑、雪等会堆积在PV模块上并且减少PV模块的能量输出。相比之下，对于倾斜的PV模块，仅重力作用和/或结合降水和/或风的作用通常会保持PV模块相对更干净，不会有灰尘、碎屑、雪等的堆积。

本文中要求保护的主题不限于解决任何缺点的实施例或者仅在诸如上述环境的环境下操作的实施例。相反，提供本背景技术仅用于说明其中可以实践本文中描述的一些实施例的一个示例性技术领域。

发明内容

本发明内容以简化形式介绍所选的一组概念，在下文的具体实施方式中将对这些概念作进一步的描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特性，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本文中描述的一些示例性实施例通常涉及具有多个有角度PV模块的太阳能系统，该多个有角度PV模块捕获在整个季节中照射在太阳能系统上的几乎所有光。

在示例性实施例中，一种太阳能系统包括多个光伏模块，每个所述光伏模块相对于水平面以基本上相同角度来定向。所述角度独立于所述太阳能系统的安装位置的纬度，并且所述角度大于或等于15度。所述太阳能系统限定所述太阳能系统的周界内的连续区域。所述太阳能系统被配置为在所述光伏模块处捕获在整个季节中朝向所述连续区域进入的基本上所有光。

在另一示例性实施例中，描述了一种组装太阳能系统的方法，所述太阳能系统包括多个光伏模块。所述方法包括：将所述多个光伏模块安装为多个模块排，所述多个模块排具有介于其间的空排。所述方法还包括：将所述光伏模块电气布线在一起，包括在需要时从相邻空排接入所述光伏模块的后侧。所述方法还包括：仅在所述光伏模块中的全部已被安装并且电气布线在一起之后，将多个反射器安装在所述空排中以代替所述空排创建多个反射器排。

将在接下来的描述中阐述本发明的另外的特征和优点，并且根据该描述，该另外的特征和优点部分地将是明显的，或者可以通过实践本发明来获知。可以借助于在所附权利要求书中特别指出的手段及组合来实现并且获得本发明的特征和优点。根据下面的描述和所附权利要求书，本发明的这些特征以及其他特征将变得更加完全明显，或者可以通过实践如后文中阐述的本发明来获知本发明的这些特征以及其他特征。

附图说明