整合模塊功率調節系統技術方案

本發明專利技術涉及整合模塊功率調節系統。整合太陽能模塊功率調節系統包括一個或多個太陽能模塊支承框架(10,12)。各框架包括與之整合在一起的多個即插即用電氣連接器(14,16)。微換流器(36)或微換流器連接器(18)也與各框架整合在一起。各框架被配置成接納相應太陽能電氣模塊(31)且配置成通過多個太陽能電氣模塊(31)和對應的微換流器(36)來輸送電功率，多個太陽能電氣模塊(31)和對應的微換流器(36)經由多個太陽能模塊支承框架(10,12)而連接在一起，多個太陽能模塊支承框架(10,12)經由多個整合的即插即用電氣連接器(14,16)而連接在一起。

【技術實現步驟摘要】

本公開的主題大體涉及光伏(PV)系統，且更特別地涉及將太陽能模塊、換流器和框架(frame)整合到共用機架(rack)結構內的系統和方法。
技術介紹
在美國，幾乎所有的電氣系統都接地以減輕雷電、線路電涌或者與高壓線意外接觸的影響。大多數PV系統包括帶有金屬框架和金屬裝配機架的模塊，這些模塊處于在該處它們經受雷擊的例如屋頂的暴露位置，或者定位成靠近在大風等的情況下可與PV陣列接觸的高壓傳輸線。在典型PV陣列中的模塊具有常常被陽極化的鋁框架。與草案2010-NEC具有相同要求且管理PV系統安裝的2008國家電氣規程(NEC)要求暴露的金屬表面接地。對于可產生高達600伏(V)電壓的dc模塊串(string)，存在必須確切滿足的特殊的dc配線和接地要求。PV層狀件的絕緣材料的失效可允許該框架被加壓到高達600?V?dc。根據NEC和保險商實驗室(UL)標準1703，要求PV系統的安裝者將每個模塊框架接地。必須使用重型(例如，至少#10規格)銅線和能切入到框架內的10-32的螺釘來滿足這種模塊間接地。甚至對于具有陽極化表面的框架，要求額外保證。在這種情況下，墊圈/連接器用于切入到金屬框架內且提供最佳的電接觸。這些過程要求用于安裝的額外構件且要求相當水平的努力來安裝裝配支架(bracket)和接地線。還必須根據NEC來解決接地連續性。最早的NEC要求使首先進行接地連接且最后中斷該接地連接成為必需。并非所有的安裝遵循該準則。NEC還指出在無可靠接地就位的情況下絕不可連接電路導體。接地故障中斷(GFI)在此情形下不能防止電擊。當前，采用微換流器的商業系統通常仍要求設備接地，意思是具有金屬框架和金屬裝配系統的所有模塊必須通過低電阻路徑連接到共同的接地。使用要求使用金屬疊接、接線片、穿透(penetrating)墊圈和線的過程來進行這種模塊間接地連接。所有這些方法要求在安裝時進行接地連接且通常要求存在有經驗的電工。PV模塊安裝的電氣構件現為最大的單一成本。與PV模塊的安裝相關聯的大部分成本為現場電工的費用。AC模塊在太陽能發電產業中具有不斷增加的重要性。每個太陽能電氣模塊當地DC到AC轉換具有對于住宅太陽能發電系統的某些優點。這些優點包括但不限于可用性、高能量產出，簡單互連等。太陽能AC模塊的大部分實施涉及微換流器與太陽能電氣模塊的互連。微換流器裝配到橫桿(rail)上且DC-DC纜線用于在一些安裝中實施該連接。通過在微換流器上的輸出電纜并行地進行AC連接。在其它安裝中，通過將微換流器栓接到太陽能電氣模塊的框架上而將微換流器直接附連到太陽能電氣模塊上；且以相同方式進行電氣互連。前述安裝技術并未導致對通常要求接線盒來容納DC配線的太陽能電氣模塊系統的物理改變；且旁路二極管依然就位。微換流器高達1/3的成本包括金屬殼/散熱器、配線和連接器。鑒于前文描述，可有利地提供用于通過整合通常與系統的單個構件相關聯的某些機械和電氣功能來以降低安裝成本的方式整合太陽能模塊、換流器和支承框架的系統和方法。系統和方法應當為負責機械安裝的屋頂承包商提供簡單的器件以在不要求電工的情況下完成在模塊之間的電氣連接。
技術實現思路
簡而言之，根據一個實施例，一種設備包括第一太陽能模塊支承框架，其包括整合于其中的微換流器連接器和多個即插即用電氣連接器，其中第一太陽能模塊支承框架被配置成接納太陽能電氣模塊和微換流器且輸送電功率到即插即用連接器。根據另一實施例，一種設備包括：多個太陽能模塊支承框架；微換流器，其與各太陽能模塊支承框架整合；以及與各太陽能模塊支承框架整合的多個即插即用電氣連接器，其中多個太陽能模塊支承框架經由即插即用電氣連接器而串行連接在一起以通過經由多個太陽能模塊支承框架即插即用電氣連接器而連接在一起的多個太陽能電氣模塊和對應微換流器輸送電功率。根據又一實施例，一種設備包括：太陽能模塊機架；以及裝配于太陽能模塊機架中的多個太陽能模塊支承框架，各太陽能模塊支承框架包括整合于其中的微換流器連接器和多個即插即用電氣連接器，其中多個太陽能模塊支承框架經由對應的多個即插即用電氣連接器串行連接在一起以通過裝配于多個太陽能模塊支承框架中的多個太陽能電氣模塊和對應微換流器來輸送電功率。附圖說明當參看附圖閱讀本專利技術的以下詳細描述時，本專利技術的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解，在所有附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，其中：圖1示出根據一個實施例的成對太陽能模塊支承框架，它們具有模制于其中的即插即用電氣連接器；圖2更詳細地示出在圖1中所描繪的即插即用電氣連接器；圖3示出根據一個實施例在圖1中所描繪的太陽能模塊支承框架，其具有對應的彎曲熱盤管組件和對應的模制在內的管道(plumbing)連接器。圖4更詳細地示出了圖3中所描繪的模制在內的管道連接器；圖5示出了根據本專利技術的一個實施例的成對太陽能模塊支承框架，其具有模制于其中的微換流器連接器；圖6示出了根據一個實施例安裝于太陽能模塊支承框架串中的多個太陽能模塊，太陽能模塊支承框架串經由對應的即插即用電氣連接器和對應的模制在內的管道連接器互連以提供在多個太陽能模塊之間的電功率傳遞和傳熱；圖7更詳細地示出在圖6中所描繪的即插即用電氣連接器；圖8更詳細地示出了圖6中所描繪的模制在內的管道連接器。雖然以上識別的附圖陳述了備選實施例，但也可設想到本專利技術的其它實施例，如在討論中所指出的那樣。在所有情況下，本公開以表示而非限制的方式給出本專利技術的圖示實施例。本領域技術人員可設計出屬于本專利技術的原理的范圍和精神內的許多其它修改和實施例。部件列表10????太陽能模塊支承框架12????太陽能模塊支承框架14????內孔即插即用電氣連接器16????插入式即插即用電氣連接器18????微換流器連接器20????電氣配線21????非電氣化機架22????機械管道連接器24????機械管道連接器26????頂部框架橫桿腿28????底部框架橫桿腿30????彎曲冷卻管31????太陽能電氣模塊32????彎曲冷卻管33????太陽能熱模塊36????微換流器40????整合模塊功率調節系統42????太陽能模塊。具體實施方式圖1示出了根據一個實施例的成對太陽能模塊支承框架10、12，它們具有模制于其中的即插即用電氣連接器14、16。圖2更詳細地描繪了電氣連接器14、16。電氣連接器14可看成是內孔電氣連接器，而電氣連接器16可看成是插入式電氣連接器。根據一個方面，即插即用電氣連接器14、16包括模制于其相應太陽能模塊支承框架10、12內的快速連接型電插座。各太陽能模塊支承框架10、12可容納太陽能電氣模塊或太陽能熱模塊，在本文中更詳細地描述。如本文所用的，即插即用用于描述只要它們一連接就與系統一起工作的裝置。使用者本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種設備，包括：第一太陽能模塊支承框架(10)，其包括整合于其中的微換流器連接器(18)和多個即插即用電氣連接器(14,16)，其中，所述第一太陽能模塊支承框架(10)配置成接納太陽能電氣模塊(31)和微換流器(36)并且配置成輸送電功率到所述即插即用連接器(14,16)。

【技術特征摘要】
2011.08.12 US 13/208,6071.一種設備，包括：
第一太陽能模塊支承框架(10)，其包括整合于其中的微換流器連接器(18)和多個即插即用電氣連接器(14,16)，其中，所述第一太陽能模塊支承框架(10)配置成接納太陽能電氣模塊(31)和微換流器(36)并且配置成輸送電功率到所述即插即用連接器(14,16)。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一太陽能模塊支承框架(10)還包括第一橫桿腿(26)和第二橫桿腿(28)，其中，所述電氣連接器(14,16)整合于所述第一橫桿腿(26)中。
3.根據權利要求2所述的設備，其特征在于，所述第一太陽能模塊支承框架(10)還包括整合于所述第二橫桿腿(28)中的多個即插即用管道連接器(22,24)。
4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一太陽能模塊支承框架(10)還包括熱冷卻支柱(30)，所述熱冷卻支柱(30)由所述模塊支承框架(10)支承且配置成從與所述熱冷卻支柱(30)接觸的太陽能電氣模塊傳熱。
5.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一太陽能模塊支承框架(10)還包括整合于其中用于將對應的微換流器(36)聯接到所述第一太陽能模塊支承框架電氣連接器(14,16)的功率配線(20)。
6.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：CS科曼，NA約翰遜，MA德魯伊，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：