(57)【要約】      （修正有）【課題】内部電力消費を低減するための太陽光電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽光電池モジュール１００は、第１の太陽電池ストリング１１０と、第２の太陽電池ストリング１２０と、結合制御回路１３０とを有する。第１の太陽電池ストリング１１０は、複数の第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃを含む。第２の太陽電池ストリング１２０は、複数の第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆを含む。結合制御回路１３０は、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃと、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆと接続され、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃのうちの一つまたは第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆのうちの一つによって発生される電流を選択的にブロックするように構成されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の太陽電池サブストリングを含む第１の太陽電池ストリングと、
複数の第２の太陽電池サブストリングを含む第２の太陽電池ストリングと、
前記複数の第１の太陽電池サブストリングと、前記複数の第２の太陽電池サブストリングと接続され、前記複数の第１の太陽電池サブストリングのうちの一つまたは前記複数の第２の太陽電池サブストリングのうちの一つによって発生される電流を選択的にブロックするように構成された結合制御回路と、
を有することを特徴とする太陽光電池モジュール。
【請求項２】
前記結合制御回路は、複数の第１の接続ノードを含み、
前記複数の第１の太陽電池サブストリングのそれぞれは、前記複数の第１の接続ノードのうちの隣接する２つと接続し、
前記複数の第２の太陽電池サブストリングのそれぞれは、前記複数の第１の接続ノードのうちの隣接する２つと接続し、前記複数の第１の太陽電池サブストリングのうちの一つと並行に接続される請求項１に記載の太陽光電池モジュール。
【請求項３】
前記結合制御回路は、前記複数の第１の接続ノードのうちの前記隣接する２つを互いに選択的に接続させる請求項２に記載の太陽光電池モジュール。
【請求項４】
前記結合制御回路は、複数の第２の接続ノードと、複数の第３の接続ノードとを含み、
前記複数の第１の太陽電池サブストリングのそれぞれは、前記複数の第２の接続ノードのうちの隣接する２つと接続し、
前記複数の第２の太陽電池サブストリングのそれぞれは、前記複数の第３の接続ノードのうちの隣接する２つと接続される請求項１に記載の太陽光電池モジュール。
【請求項５】
前記結合制御回路は、前記複数の第２の接続ノードのうちの前記隣接する２つを互いに選択的に接続させ、前記複数の第３の接続ノードのうちの前記隣接する２つを互いに選択的に接続させる請求項４に記載の太陽光電池モジュール。
【請求項６】
前記結合制御回路は、前記第１の太陽電池ストリングと、前記第２の太陽電池ストリングとの間に配置されている請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽光電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽光電池モジュールは、中央部と、第１の部分と、第２の部分とを含むメイン領域内にあり、
前記メイン領域は、第１のエッジと、前記第１のエッジに隣接し、前記第１のエッジよりも短い第２のエッジとを有し、
前記第１の部分と、前記第２の部分とは、それぞれ、前記メイン領域の前記第１のエッジの両端で対抗し、
前記中央部は、前記第１の部分と、第２の部分との間にあり、
前記結合制御回路は、前記中央部内にあり、
前記第１の太陽電池ストリングは、前記第１の部分内にあり、
前記第２の太陽電池ストリングは、前記第２の部分内にある請求項１ないし６のいずれかに記載の太陽光電池モジュール。
【請求項８】
前記複数の第１の太陽電池サブストリングのそれぞれと、前記複数の第２の太陽電池サブストリングのそれぞれとにおける太陽電池の数は、２０個である請求項７に記載の太陽光電池モジュール。
【請求項９】
前記太陽電池は、第１のエッジと、前記第１のエッジに隣接し、前記第１のエッジよりも短い第２のエッジとを有し、
前記太陽電池の前記第１のエッジは、前記メイン領域の前記第２のエッジに平行である請求項８に記載の太陽光電池モジュール。
【請求項１０】
前記太陽電池の前記第１のエッジは、１５６ｍｍであり、
前記太陽電池の前記第２のエッジは、７８ｍｍである請求項９に記載の太陽光電池モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、太陽光電池モジュールに関し、より具体的には、小型太陽電池と、中央結合回路を含む太陽光電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来の太陽光電池モジュール（photovoltaic module）は、最大出力を実現するために、直列に接続された多数の太陽電池（photovoltaic cells）で構成されている。直列に接続された太陽電池のうちの一つの太陽電池が覆われるか、影で覆われると、この覆われた太陽電池または影になった太陽電池は、太陽エネルギーを直流（DC）電流に異常に変換するか、かなり弱い電流を発生する。全ての太陽電池が直列に接続され、同じ電流値を有する電流がそれらを通過するので、従来の太陽光電池モジュールの全体の太陽光発電性能は悪化する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
加えて、内部電力の消費は、従来の太陽光電池モジュールの出力を弱める。近年、１５６ｍｍ×１５６ｍｍの太陽電池が市場を席巻している。そして、従来の太陽光電池モジュールにおいて、一つの太陽光電池モジュール内の太陽電池の数は固定されているため、内部電力消費を低減するための改善は限られている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１または２以上の実施形態によれば、本考案は、太陽光電池モジュールを提供する。１つの実施形態において、太陽光電池モジュールは、第１の太陽電池ストリング（photovoltaic cell string）と、第２の太陽電池ストリングと、結合制御回路（connection control circuit）とを含む。第１の太陽電池ストリングは、複数の第１の太陽電池サブストリングを含む。第２の太陽電池ストリングは、複数の第２の太陽電池サブストリングを含む。結合制御回路は、第１の太陽電池サブストリングと、第２の太陽電池サブストリングと結合され、第１の太陽電池サブストリングのうちの一つまたは第２の太陽電池サブストリングのうちの一つによって発生される電流を選択的にブロックする。
【０００５】
別の実施形態において、結合制御回路は、複数の第１の接続ノードを含む。第１の太陽電池サブストリングのそれぞれは、隣接する２つの第１の接続ノードと結合する。第２の太陽電池サブストリングのそれぞれは、隣接する２つの第１の接続ノードと結合し、第１の太陽電池サブストリングのうちの一つに並行に結合する。
【０００６】
別の実施形態において、結合制御回路は、第１の接続ノードのうちの隣接する２つを互いに結合させる。
【０００７】
別の実施形態において、結合制御回路は、複数の第２の接続ノードと、複数の第３の接続ノードとを含む。第１の太陽電池サブストリングのそれぞれは、第２の接続ノードのうちの隣接する２つと結合する。第２の太陽電池サブストリングのそれぞれは、第３の接続ノードのうちの隣接する２つと結合する。
【０００８】
別の実施形態において、結合制御回路は、第２の接続ノードのうちの隣接する２つを互いに選択的に結合させ、第３の接続ノードのうちの隣接する２つを互いに結合させる。
【０００９】
別の実施形態において、結合制御回路は、第１の太陽電池ストリングと、第２の太陽電池ストリングとの間にある。
【００１０】
別の実施形態において、太陽光電池モジュールは、メイン領域内にある。メイン領域は、中央部と、第１の部分と、第２の部分とを含む。メイン領域は、第１のエッジと、第１のエッジに隣接し、第１のエッジよりも短い第２のエッジとを有する。第１の部分と、第２の部分とは、それぞれ、メイン領域の第１のエッジの両端で対抗する。中央部は、第１の部分と、第２の部分との間にある。結合制御回路は、中央部内にある。第１の太陽電池ストリングは、第１の部分内にある。第２の太陽電池ストリングは、第２の部分内にある。
【００１１】
別の実施形態において、第１の太陽電池サブストリングのそれぞれと、第２の太陽電池サブストリングのそれぞれとは、２０個の太陽電池を含む。
【００１２】
別の実施形態において、太陽電池は、第１のエッジと、第１のエッジに隣接し、第１のエッジよりも短い第２のエッジとを有する。太陽電池の第１のエッジは、メイン領域の第２のエッジに平行である。
【００１３】
別の実施形態において、太陽電池の第１のエッジは１５６ｍｍであり、太陽電池の第２のエッジは７８ｍｍである。
【考案の効果】
【００１４】
本考案において、１５６ｍｍの長辺（long edge）と、７８ｍｍの短辺（short edge）とを有する複数の太陽電池は、第１の太陽電池サブストリングと、第２の太陽電池サブストリングとを構成するために使用される。太陽電池の長辺は、メイン領域の短辺に平行である。結合制御回路は、隣接する２つの接続ノードの間で接続を可能にするまたは無効にするスイッチを使用する。影またはカバーが第１及び第２の太陽電池サブストリングの一方の光起電力効果（photovoltaic effect）に影響を及ぼすと、異常な太陽光発電下、第１または第２の太陽電池サブストリングによって、電流が発生しないまたは低電流が発生する。しかし、これらは、バイパスされ、他の第１および第２の太陽電池サブストリングの太陽光発電性能（photovoltaic performance）に対して何ら影響を与えない。したがって、太陽光電池モジュールの太陽光発電性能は、影またはカバーの影響から保護される。そして、太陽光電池モジュールに生じる内部電力の消費は十分に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
説明の目的のためにのみ添付された図面とともに、ここに記載された詳細な説明から本考案を十分に理解できるだろう。したがって、本考案は、この開示に限定されない。
【００１６】
【図１】本考案の実施形態に係る太陽光電池モジュールを示す回路図である。
【図２】本考案の別の実施形態に係る太陽光電池モジュールを示す回路図である。
【図３】本考案の実施形態に係る結合制御回路を示す回路図である。
【図４】太陽エネルギーを直流電流に変換する時における、本考案の実施形態に係る部分的に覆われた、または、部分的に影で覆われた太陽光電池モジュールを示す回路図である。
【図５】本考案の別の実施形態に係る太陽光電池モジュールを示す回路図である。
【図６】太陽エネルギーを直流電流に変換する時における、本考案の別の実施形態に係る、覆われたまたは影で覆われた太陽光電池モジュールを示す回路図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明において、説明の目的のために、多くの詳細な具体例が本考案の実施形態の理解を提供するために説明される。しかしながら、１または２以上の実施形態は、これら詳細な具体例なしに実施され得ることは明らかである。他の例では、公知の構造や公知のデバイスは、図を簡略化するために模式的に示される。
【００１８】
図１は、本考案の実施形態に係る太陽光電池モジュールを示す回路図である。太陽光電池モジュール１００は、第１の太陽電池ストリング１１０と、第２の太陽電池ストリング１２０と、結合制御回路（中央結合回路（central connection circuit））１３０とを含む。太陽光電池モジュール１００は、メイン領域２００内にある。メイン領域２００は、第１の部分２１０と、第２の部分２２０と、中央部２３０とを含む。メイン領域２００は、長辺（メイン領域の第１のエッジ）と、短辺（メイン領域の第２のエッジ）とを有する。長辺は、短辺に隣接している。第１の部分２１０と、第２の部分２２０とは、それぞれ、メイン領域２００の長辺の両端で対抗している。中央部２３０は、第１の部分２１０と、第２の部分２２０との間にある。結合制御回路１３０は、中央部２３０内にある。第１の太陽電池ストリング１１０は、第１の部分２１０内にある。第２の太陽電池ストリング１２０は、第２の部分２２０内にある。すなわち、結合制御回路１３０は、第１の太陽電池ストリング１１０と、第２の太陽電池ストリング１２０との間にある。
【００１９】
他の実施形態において、メイン領域２００は、図２に示されるように、第３の部分２４０と、第４の部分２５０とを含む。図２は、本考案の別の実施形態に係る太陽光電池モジュールを示す回路図である。第１の太陽電池ストリング１１０と、第２の太陽電池ストリング１２０とは、第３の部分２４０内にある。結合制御回路１３０は、第４の部分２５０内にある。
【００２０】
以下、図１と図２との間の共通する部分を詳細に説明する。
【００２１】
結合制御回路１３０は、複数の第１の接続ノードを含む。第１の太陽電池ストリング１１０は、複数の第１の太陽電池サブストリングを含む。例えば、結合制御回路１３０は、第１の接続ノードｎ１〜ｎ４を含む。第１の太陽電池ストリング１１０は、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃを含む。第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃのそれぞれは、第１の接続ノードｎ１〜ｎ４のうちの隣接する２つと結合し、それらの間に位置する。例えば、第１の太陽電池サブストリングＡは、第１の接続ノードｎ１、ｎ２と接続し、それらの間に位置する。また、第１の太陽電池サブストリングＢは、第１の接続ノードｎ２、ｎ３と接続し、それらの間に位置する。また、第１の太陽電池サブストリングＣは、第１の接続ノードｎ３、ｎ４と接続し、それらの間に位置する。
【００２２】
同様に、第２の太陽電池ストリング１２０は、複数の第２の太陽電池サブストリングを含む。例えば、第２の太陽電池ストリング１２０は、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆを含む。第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆのそれぞれは、第１の接続ノードｎ１〜ｎ４のうちの隣接する２つと結合し、それらの間に位置する。例えば、第２の太陽電池サブストリングＤは、第１の接続ノードｎ１、ｎ２と接続し、それらの間に位置する。また、第２の太陽電池サブストリングＥは、第１の接続ノードｎ２、ｎ３と接続し、それらの間に位置する。また、第２の太陽電池サブストリングＦは、第１の接続ノードｎ３、ｎ４と接続し、それらの間に位置する。したがって、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆのそれぞれは、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃのうちの一つに並行に接続されている。例えば、第２の太陽電池サブストリングＤと、第１の太陽電池サブストリングＡとは、並行に接続されている。第２の太陽電池サブストリングＥと、第１の太陽電池サブストリングＢとは、並行に接続されている。第２の太陽電池サブストリングＦと、第１の太陽電池サブストリングＣとは、並行に接続されている。
【００２３】
第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃのそれぞれと、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆのそれぞれとは、複数の太陽電池を含む。例えば、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃのそれぞれと、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆのそれぞれとは、２０個の太陽電池を含む。図１に示すように、第１の太陽電池サブストリングＡは、太陽電池ａ１〜ａ２０を含む。第１の太陽電池サブストリングＢは、太陽電池ｂ１〜ｂ２０を含む。第１の太陽電池サブストリングＣは、太陽電池ｃ１〜ｃ２０を含む。同様に、第２の太陽電池サブストリングＤは、例えば、太陽電池ｄ１〜ｄ２０を含む。第２の太陽電池サブストリングＥは、例えば、太陽電池ｅ１〜ｅ２０を含む。第２の太陽電池サブストリングＦは、例えば、太陽電池ｆ１〜ｆ２０を含む。
【００２４】
第１の太陽電池サブストリングと、第２の太陽電池サブストリングのそれぞれは、太陽電池の２つの列（two serials）を含む。太陽電池の各列は、直列に接続された１０個の太陽電池を含む。太陽電池の一方の列は、他方と接続される。例えば、第１の太陽電池サブストリングＡは、直列に接続された太陽電池ａ１〜ａ１０と、直列に接続された太陽電池ａ１１〜ａ２０とを含む。太陽電池ａ１〜ａ１０によって形成される列は、太陽電池ａ１１〜ａ２０によって形成される列と結合する。
【００２５】
各太陽電池は、長辺（太陽電池の第１のエッジ）と、短辺（太陽電池の第２のエッジ）とを有する。長辺と、短辺とは、隣接している。例えば、太陽電池の長辺は１５６ｍｍである。一方、太陽電池の短辺は７８ｍｍである。さらに、太陽電池の長辺は、メイン領域の短辺に平行である。
【００２６】
図３は、本考案の実施形態に係る結合制御回路を示す回路図である。結合制御回路１３０は、スイッチＳ１〜Ｓ３を含む。スイッチＳ１〜Ｓ３を制御することによって、結合制御回路１３０は、第１の接続ノードｎ１〜ｎ４のうちの隣接する２つを選択し、選択された第１の接続ノードを接続させる。
【００２７】
光が太陽光電池モジュール１００上で正常に輝くと、結合制御回路１３０は、第１の接続ノードｎ１とｎ２との間の接続と、第１の接続ノードｎ２とｎ３との間の接続と、第１の接続ノードｎ３とｎ４との間の接続とを無効にする。したがって、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃと、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆとによって産生される電流は、結合制御回路１３０に流れる。その結果、太陽光電池モジュール１００は、より良い発光効率を有することになる。本実施形態またはいくつかの実施形態において、結合制御回路１３０は、多くの接続ノードと、多くのスイッチとをさらに含んでいてもよい。しかし、本考案は、これに限定されない。
【００２８】
図２と、図４とを参考にされたし。図４は、太陽エネルギーを直流電流に変換する時における、本考案の実施形態に係る部分的に覆われた、または、部分的に影で覆われた太陽光電池モジュールを示す回路図である。太陽光電池モジュール１００の一部を覆うカバー８００があると、カバー８００は、第１の太陽電池サブストリングＡの太陽電池の一部の光起電力効果を妨害する。これにより、第１の太陽電池サブストリングＡによって、電流が発生しないか、低電流が発生する。これらによって影響を及ぼされる第１の太陽電池ストリング１１０の全性能を保護するために、結合制御回路１３０は、第１の太陽電池サブストリングＡと、第２の太陽電池サブストリングＤとからの電流をブロックするように、第１の接続ノードｎ１とｎ２との間の接続を有効にする。しかし、通常の光起電力（photovoltaics）の下、第１の太陽電池サブストリングＢとＣと、第２の太陽電池サブストリングＥとＦとからの電流を結合制御回路１３０に流すように、第１の接続ノードｎ２とｎ３との間の接続と、第１の接続ノードｎ３とｎ４との間の接続を無効にする。
【００２９】
図５は、本考案の別の実施形態に係る太陽光電池モジュールを示す回路図である。図１の太陽光電池モジュール１００と、図５の太陽光電池モジュール５００とは、類似している。図１の太陽光電池モジュール１００と、図５の太陽光電池モジュール５００との間の差異を以下に詳細に説明する。そして、図１と図５との間の共通部分は、図１の太陽光電池モジュール１００の上記説明を参照する。
【００３０】
図５において、結合制御回路３３０は、第２の接続ノードｎ５〜ｎ８と、第３の接続ノードｎ９〜ｎ１２とを含む。第１の太陽電池サブストリングＡは、第１の接続ノードｎ５と、ｎ６とに接続され、それらの間に位置する。第１の太陽電池サブストリングＢは、第２の接続ノードｎ６と、ｎ７とに接続され、それらの間に位置する。第１の太陽電池サブストリングＣは、第２の接続ノードｎ７と、ｎ８とに接続され、それらの間に位置する。第２の太陽電池サブストリングＤは、第３の接続ノードｎ９と、ｎ１０とに接続され、それらの間に位置する。第２の太陽電池サブストリングＥは、第３の接続ノードｎ１０と、ｎ１１とに接続され、それらの間に位置する。第２の太陽電池サブストリングＦは、第３の接続ノードｎ１１と、ｎ１２とに接続され、それらの間に位置する。
【００３１】
結合制御回路３３０は、第２の接続ノードｎ５〜ｎ８のうちの隣接する２つ同士の間の接続と、第３の接続ノードｎ９〜ｎ１２のうちの隣接する２つ同士の間の接続を選択的に有効にする。光が太陽光電池モジュール５００上で正常に輝くと、結合制御回路３３０は、第２の接続ノードｎ５とｎ６との間の接続と、第２の接続ノードｎ６とｎ７との間の接続と、第２の接続ノードｎ７とｎ８との間の接続と、第３の接続ノードｎ９とｎ１０との間の接続と、第３の接続ノードｎ１０とｎ１１との間の接続と、第３の接続ノードｎ１１とｎ１２との間の接続とを無効にする。したがって、第１の太陽電池サブストリングＡ〜Ｃと、第２の太陽電池サブストリングＤ〜Ｆとによって産生される電流は、結合制御回路１３０に流れる。その結果、太陽光電池モジュール５００は、より良い発光効率を有することになる。
【００３２】
図５と、図６とを参考にされたし。図６は、太陽エネルギーを直流電流に変換する時における、本考案の別の実施形態に係る、覆われたまたは影で覆われた太陽光電池モジュールを示す回路図である。太陽光電池モジュール５００を部分的に覆うカバー９００があると、カバー９００は、第１の太陽電池サブストリングＡのいくつかの光起電力効果を妨害する。これにより、第１の太陽電池サブストリングＡよって、電流が発生しないか、または、低電流が発生する。これらによって影響を及ぼされる第１の太陽電池ストリング１１０の全性能を保護するために、結合制御回路３３０は、第１の太陽電池サブストリングＡからの電流をブロックするように、第２の接続ノードｎ５とｎ６との間の接続を有効にする。しかし、通常の光起電力の下、第１の太陽電池サブストリングＢ、Ｃと、第２の太陽電池サブストリングＤ、Ｅ、Ｆとによって産生される電流を結合制御回路１３０に流すように、第２の接続ノードｎ６とｎ７との間の接続と、第２の接続ノードｎ７とｎ８との間の接続と、第３の接続ノードｎ９とｎ１０との間の接続と、第３の接続ノードｎ１０とｎ１１との間の接続と、第３の接続ノードｎ１１とｎ１２との間の接続とを無効にする。
【００３３】
したがって、本考案において、１５６ｍｍの長辺と、７８ｍｍの短辺とを有する多数の太陽電池は、第１の太陽電池サブストリングと、第２の太陽電池サブストリングとを構成するために使用される。太陽電池の長辺は、メイン領域の短辺に平行である。結合制御回路は、接続ノードの隣接する２つ同士の間の接続を有効または無効にするスイッチを使用する。影またはカバーが第１および第２の太陽電池サブストリングの一方の光起電力効果に影響を及ぼす時、異常な光起電力の下、第１または第２の太陽電池サブストリングによって、電流が発生しないまたは低電流が発生する。しかし、これらは、バイパスされ、他の第１および第２の太陽電池サブストリングの太陽光発電性能に何ら影響を与えない。したがって、太陽光電池モジュールの太陽光発電性能は、影またはカバーの影響から保護される。そして、太陽光電池モジュールに生じる内部電力の消費は、効率的に低減される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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