用于監(jiān)測及控制太陽能電池板陣列的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵嵤├ㄟm配成通過至少兩個冗余通信手段發(fā)送和接收數(shù)據(jù)及命令的智能節(jié)點。智能節(jié)點包括太陽能電池板、節(jié)點控制器、光伏模塊、旁路繼電器、旁路總線、用于冗余通信手段的ＰＬＣ及無線通信接口、以及用于監(jiān)測及控制智能節(jié)點的傳感器及致動器接口。智能節(jié)點中的ＰＶ模塊可在不中斷網(wǎng)絡(luò)通信的情況下選擇性地被旁路。一些實施例包括多個智能節(jié)點，其串聯(lián)地電連接成節(jié)點鏈并進(jìn)一步連接至網(wǎng)關(guān)。其它實施例包括連接至逆變器和變壓器的多個節(jié)點鏈，由此界定區(qū)域。附加實施例還包括與多個區(qū)域通信的中央服務(wù)器。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)一般地涉及用于監(jiān)測及控制太陽能電池板的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌腋唧w地涉及用于監(jiān)測及控制包括大量光伏模塊的太陽能電池板陣列的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br>技術(shù)介紹
世界上的某些地方已建立太陽能電池板大陣列以用于公共事業(yè)規(guī)模的發(fā)電。舉例而言，德國巴伐利亞的包括57，000以上的光伏(PV)模塊的太陽能電池板陣列覆蓋幾乎62 英畝(25平方公里)的區(qū)域并產(chǎn)生大致10兆瓦的電力。美國內(nèi)華達(dá)州的另一太陽能電源系統(tǒng)將具有在約140英畝(57平方公里)上的大致70，000個PV模塊。隨著太陽能電池板的效率和可靠性提高以及安裝成本降低，預(yù)期太陽能電池板大陣列成為更普遍的電力源。一些太陽能電池板包括用于將陽光轉(zhuǎn)換成另一形式能量的能量轉(zhuǎn)換裝置。其它板包括反射光學(xué)元件、透射光學(xué)元件、或者透射及反射元件的組合以將入射陽光集中在能量轉(zhuǎn)換裝置上，其可以可選地附連到太陽能電池板或與太陽能電池板分離。例如，太陽能電池板可包括用于將陽光轉(zhuǎn)換成電的一個或多個PV模塊。PV模塊包括在串聯(lián)電路中連接在一起的許多相對小的太陽能電池。在亮陽光下，一個PV模塊可輸出從約12伏直流到約50伏直流電壓下的高達(dá)數(shù)百瓦的直流(DC)電力，這取決于板的設(shè)計。來自個別PV模塊的輸出可與來自其它PV模塊的輸出組合在串聯(lián)電路中以用于有效的電力傳輸。具有一個或多個PV模塊的太陽能電池板可進(jìn)一步包括用于將入射在太陽能電池板的相對大表面上的陽光集中到具有相對小表面的太陽能電池上或可選地集中到串聯(lián)電連接的多個太陽能電池上的光學(xué)元件。這種稱作集中光伏模塊(CPV)的PV模塊可以比沒有集中陽光的光學(xué)元件的系統(tǒng)更高的能量效率工作。在圖6的現(xiàn)有技術(shù)示意圖中示出CPV模塊的示例。在圖6中，第一示例CPV模塊600-1的一小部分的繪示圖包括在附連到襯底608 的多個太陽能電池604上方的排列成行和列的多個透鏡602。襯底608對CPV模塊600-1 中的其它組件提供結(jié)構(gòu)性支承，且還可包括用于散熱的結(jié)構(gòu)。太陽能電池604放置成靠近透鏡604的焦點。用電導(dǎo)體606串聯(lián)連接相鄰太陽能電池。在圖7的現(xiàn)有技術(shù)示意圖中示出CPV模塊的另一示例。圖7是包括反射鏡610的 CPV模塊600-2的部分端視圖，反射鏡610將入射陽光引導(dǎo)至靠近反射鏡610的光學(xué)焦點放置的太陽能電池604的表面上。太陽能電池604附連到襯底608上以得到結(jié)構(gòu)性支承。一些CPV模塊包括多個太陽能電池604，每個太陽能電池在多個杯狀反射鏡610的對應(yīng)光學(xué)焦點附近放置。其它CPV包括沿著沿著槽狀反射鏡610的光學(xué)焦點放置的多個太陽能電池。 在本領(lǐng)域中已知見于CPV模塊中的透鏡和反射鏡設(shè)計的許多變化。將太多陽光引導(dǎo)至太陽能電池可因為過熱而破壞太陽能電池。因此，PV模塊可包括用于測量太陽能電池溫度的設(shè)備。PV模塊可包括許多溫度測量設(shè)備以檢測模塊中的熱點。太陽能電源系統(tǒng)的操作員可選擇太陽能電池板離開太陽以降低檢測到熱點的PV模塊的溫度。尤其，必須監(jiān)測CPV模塊的熱點，因為從相對大收集表面收集的陽光聚焦在相對小的太陽能電池上。在圖6和圖7的現(xiàn)有技術(shù)示意圖中，溫度測量設(shè)備122熱耦合到太陽能電池604。溫度傳感器可附連到許多太陽能電池，如圖所示。由系統(tǒng)操作員監(jiān)測來自溫度測量設(shè)備的輸出信號以檢測太陽能電池604中的高于安全操作極限的溫度。在大太陽能電池板中，監(jiān)測PV模塊內(nèi)的許多位置處的溫度可能是必要的。為了提高發(fā)電，可使用機(jī)械定位系統(tǒng)以在方位角和仰角中旋轉(zhuǎn)太陽能電池板以便沿著太陽在日間天空穿過的路徑跟蹤太陽。例如，具有附連PV模塊的太陽能電池板可被旋轉(zhuǎn)以使PV模塊的陽光吸收表面在整個日間時間垂直于陽光光線。或者，包括一個或多個鏡子的太陽能電池板可被旋轉(zhuǎn)以便將陽光引導(dǎo)至相對于太陽保持在固定位置中的分別的PV 模塊上。太陽能電池板適配成跟蹤太陽位置并將反射的陽光引導(dǎo)至稱作定日鏡的目標(biāo)上。 在一些太陽能電源系統(tǒng)中，PV模塊接收從一個以上的定日鏡反射的陽光。方位角和仰角的測量值可從太陽能電池板通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行奈恢靡员阌晒芾砑翱刂葡到y(tǒng)和系統(tǒng)操作員考察。與太陽能電池板效率相關(guān)的例如PV模塊中的太陽能電池的所測量溫度的其它參數(shù)、操作條件、以及故障條件還可發(fā)送到稱作中央服務(wù)器的中央管理及控制系統(tǒng)。來自中央服務(wù)器的命令還可經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到連接至或靠近于太陽能電池板的裝置，例如，將位置調(diào)節(jié)命令發(fā)送到機(jī)械定位系統(tǒng)。向逆變器和變壓器輸入的并聯(lián)連接的太陽能電池板的多個串聯(lián)鏈被稱作區(qū)域 (area) 0在一個區(qū)域內(nèi)的太陽能電池板一般物理上彼此相對僅靠地放置。太陽能發(fā)電廠可包括若干區(qū)域以實現(xiàn)優(yōu)選電力發(fā)生容量。大太陽能發(fā)電廠占據(jù)實質(zhì)上的大面積土地，如巴伐利亞和內(nèi)華達(dá)的太陽能發(fā)電廠示例。對于包括許多區(qū)域的太陽能發(fā)電廠而言，區(qū)域各自具有許多太陽能電池板、或?qū)^(qū)域相互分隔開的基本距離，各區(qū)域可具有其各自的稱作網(wǎng)關(guān)的服務(wù)器，其用于累積來自區(qū)域中的太陽能電池板的數(shù)據(jù)并向中央服務(wù)器傳輸所累積的數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)還可向由網(wǎng)關(guān)提供服務(wù)的區(qū)域中的太陽能電池板分發(fā)來自中央服務(wù)器的命令。為了和中央服務(wù)器以及一個或多個網(wǎng)關(guān)交換數(shù)據(jù)和命令，太陽能電池板是將節(jié)點鏈接到另一節(jié)點、將諸節(jié)點鏈接到網(wǎng)關(guān)、以及將諸網(wǎng)關(guān)鏈接到中央計算機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的一部分。隨著節(jié)點數(shù)量增大，在節(jié)點之間建立可靠通信連接的成本增加。此外，隨著在通信網(wǎng)絡(luò)中使用的組件數(shù)量增加，網(wǎng)絡(luò)可靠性降低。雖然本領(lǐng)域中已知與監(jiān)測及控制相關(guān)的用于通信的許多不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑳]有一個已知拓?fù)溥m于監(jiān)測及控制在大面積土地上分布的大量太陽能電池板。例如，在覆蓋許多英畝(數(shù)千平方米)的太陽能電池板陣列中用諸如電纜或光纖的點對點布線來相互連接太陽能電池板并連接至網(wǎng)關(guān)的安裝和維護(hù)是非常昂貴的。這種布線必須被保護(hù)以免受到機(jī)械破壞，例如來自在布線上方開動的服務(wù)車輛的破壞，且可能還需要與諸如逆變器、變壓器、傳輸電纜、電風(fēng)暴、電開關(guān)設(shè)備、車輛點火系統(tǒng)、 計算機(jī)系統(tǒng)等的電干擾源隔離。本領(lǐng)域中已知的用于在控制及監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點之間建立通信的另一方法稱作輸電線通信(PLC)。PLC技術(shù)包括用于將來自數(shù)據(jù)源的要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)耦合到電力傳輸線上的接口電路。在數(shù)據(jù)目的地處由接收電路從電力傳輸線退耦已傳輸數(shù)據(jù)，該接收電路使接收數(shù)據(jù)的裝置免受電力傳輸線上的電壓和電流的破壞。PLC系統(tǒng)的優(yōu)點在于電力傳輸和通信不要求分別的布線。但是，PLC系統(tǒng)上的通信可被點對點布線方案中描述的電干擾同樣的一些源所降級或中斷。無線技術(shù)是用于在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點之間建立通信的另一廣泛使用的方法。例如通常稱作“藍(lán)牙”的短范圍技術(shù)和通常稱作“Wifi”的較長范圍技術(shù)的短范圍和長范圍無線通信技術(shù)兩者可適配成在節(jié)點和中央服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)和命令。但是居間的地形或建筑、如服務(wù)裝置的臨時障礙物、太陽能電池板或其金屬支承結(jié)構(gòu)、以及電干擾源(其中一些已描述)可干擾無線通信。此外，無線技術(shù)一般不能擴(kuò)展成在單個無線網(wǎng)絡(luò)訪問點的范圍內(nèi)包含數(shù)千個節(jié)點，無線網(wǎng)絡(luò)訪問點例如為與太陽能發(fā)電廠中的一區(qū)域中的數(shù)百或數(shù)千個太陽能電池板通信的網(wǎng)關(guān)。有可能可以增加無線訪問點數(shù)量以為更多節(jié)點增加容量，但是因為大量板是緊靠的，無線訪問點則可能近得足以使其彼此干擾。例如通過向不同無線訪問點分配不同頻率來防止這種干擾仍可導(dǎo)致無線連接的最大數(shù)量小于大太陽能電池板陣列所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
１．一種用于監(jiān)測及控制多個太陽能電池板的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌浒ㄖ悄芄?jié)點，所述智能節(jié)點包括：智能節(jié)點輸入端子；包括第一開關(guān)端子和第二開關(guān)端子的旁路繼電器；ＰＶ模塊，其具有電連接至所述智能節(jié)點輸入端子的輸入和電連接至所述旁路繼電器上的所述第一開關(guān)端子的輸出；以及旁路總線，其電連接至所述智能節(jié)點輸入端子和所述旁路繼電器第二開關(guān)端子，其中，所述智能節(jié)點適配成接收旁路命令且所述旁路繼電器在所述智能節(jié)點接收所述旁路命令時選擇所述旁路總線。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：竹原亨，
申請(專利權(quán))人：佩斯科股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。