(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラー・セルの少なくとも１つの物理行が不具合を起こしたときモジュールの電気的遮断を防ぐように事前に構成された、非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュール（４００）であって、ソーラー・セル（３０２）のＸの物理行およびＹの列のマトリクスを含み、
前記列はＹＬ列と番号付けされた第１の側（４０６）およびＹ−ＹＬと番号付けされた第２の側（４０８）に分割され、
前記第１の側のＹＬ列は、前記第２の側の前記ソーラー・セル（３０２）に対して物理的に反転されるソーラー・セル（３０２）を含み、
前記列の各々において、前記ソーラー・セル（３０２）は直列に接続され、
前記第１の側の前記物理行の各々において、ソーラー・セル（３０２）は電気的に並列に接続され、
前記第２の側の前記物理行の各々において、ソーラー・セル（３０２）は電気的に並列に接続され、
列ＹＬの１＋ｎ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の負の側は、列ＹＬ+１のＸ−ｎ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜Ｘであり、
列ＹＬのＸ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の正の側は、列ＹＬ＋１の１番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記正の側に電気的に接続される、
非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュール（４００）。
【請求項２】
前記第２の側の物理行１の前記正の側、および前記第２の側の物理行Ｘの前記負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記第１の側の物理行Ｘの前記正の側、および前記第１の側の物理行１の前記負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記電力コンバータは、ＤＣ／ＤＣ電力コンバータ、ＤＣ／ＤＣトランスフォーマ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２または３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記電力コンバータは、１次トランスフォーマ内の反対側を前記ソーラー・セルのマトリクスに交互に接続するための、複数のトランジスタを含み、前記トランジスタの動作デューティ・サイクルは一定であり、高速トランジスタが前記トランジスタのＯＮからＯＦＦまたはＯＦＦからＯＮへのスイッチング時間中に同時に導通するのを防ぐためのデッド・タイムが存在する、請求項４に記載のモジュール。
【請求項６】
前記デッド・タイムは前記デューティ・サイクルの８％未満である、請求項５に記載のモジュール。
【請求項７】
前記ソーラー・セルのうちの少なくとも１つが、シリアル・ユニットを形成するために、少なくとも１つの付加的な前記ソーラー・セルにさらに電気的に直列に接続される、請求項１に記載のモジュール。
【請求項８】
ソーラー・セルの少なくとも１つの物理行が不具合を起こしたときモジュールの電気的遮断を防ぐように事前に構成された、非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュール（６００、８００）であって、ソーラー・セル（３０２）のＸの物理行およびＹの列のマトリクスを含み、
前記列はＹＬ列と番号付けされた第１の側（６０６、８０６）およびＹ−ＹＬと番号付けされた第２の側（６０８、８０８）に分割され、
前記第１の側のＹＬ列は、前記第２の側の前記ソーラー・セル（３０２）に対して物理的に反転されるソーラー・セル（３０２）を含み、
前記第２の側の前記物理行は、ＸＴ物理行と番号付けされた上位セクション、およびＸ−ＸＴ物理行と番号付けされた下位セクションに細分化され、
前記第１の側の前記列の各々において、前記ソーラー・セル（３０２）は直列に接続され、
前記第１の側の各物理行において、前記ソーラー・セル（３０２）は電気的に並列に接続され、
前記第２の側の前記上位セクション内の前記列の各々において、前記ソーラー・セル（３０２）は直列に接続され、
前記第２の側の前記上位セクションの各物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）は電気的に並列に接続され、
前記第２の側の前記下位セクションの各列内の前記ソーラー・セル（３０２）は直列に接続され、
前記第２の側の前記下位セクションの各物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）は電気的に並列に接続され、
列ＹＬの１＋ｎ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の負の側は、列ＹＬ+１のＸＴ−ｎ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜ＸＴであり、
列ＹＬの１番目の前記物理行内の前記セルの正の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記正の側に電気的に接続され、
列ＹＬのＸＴ＋１＋ｎ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記負の側は、列ＹＬ+１のＸ−ｎ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、ＸＴ−１＜ｎ＜Ｘであり、
列ＹＬのＸ番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記正の側は、列ＹＬ+１のＸＴ＋１番目の前記物理行内の前記ソーラー・セル（３０２）の前記正の側に電気的に接続される、
非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュール（６００、８００）。
【請求項９】
前記第２の側の物理行ＸＴ+１の前記正の側、および前記第２の側の物理行ＸＴの前記負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記第１の側の物理行Ｘの前記正の側、および前記第１の側の物理行１の前記負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記電力コンバータは、ＤＣ／ＤＣ電力コンバータ、ＤＣ／ＤＣトランスフォーマ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項９または１０に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記電力コンバータは、１次トランスフォーマ内の反対側を前記ソーラー・セルのマトリクスに交互に接続するための、複数のトランジスタを含み、前記トランジスタの動作デューティ・サイクルは一定であり、高速トランジスタが前記トランジスタのＯＮからＯＦＦまたはＯＦＦからＯＮへのスイッチング時間中に同時に導通するのを防ぐためのデッド・タイムが存在する、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１３】
前記デッド・タイムは前記デューティ・サイクルの８％未満である、請求項１２に記載のモジュール。
【請求項１４】
前記ソーラー・セルのうちの少なくとも１つが、シリアル・ユニット（８２４）を形成するために、少なくとも１つの付加的な前記ソーラー・セルにさらに電気的に直列に接続される、請求項８に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を発生させるためのソーラー・アレイ・モジュール・システムに関し、より詳細には、光遮断状況においてマトリクス構成で相互接続された複数のソーラー・セルからの発電を最大にするように構成された、ソーラー・モジュールからの発電を最大にすることを容易にするソーラー・アレイ・モジュール・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、好都合な電気を発生させるために様々な適用例で幅広く使用されている。典型的には、単一のソーラー・セルはおよそ０．５Ｖの出力電圧を生成し、従来、シリコンベースの典型的には無制限の複数のソーラー・セルが直列接続され、より高い電圧レベルを提供する。
【０００３】
ソーラー・アレイ・システムはソーラー・アレイ・モジュールを含み、各ソーラー・アレイ・モジュールは複数のソーラー・セルを含む。ソーラー・モジュールは、典型的には太陽に向かって傾けられる。しかしながら、太陽の角度が非常に低いとき、前面モジュールが、前面モジュールの背後に位置決めされた隣接モジュールの一部、典型的にはソーラー・アレイ・モジュールのソーラー・セルの下方列に、影を落とすことがある。光は、典型的にはソーラー・アレイ・モジュールの一方の側に影を落とす雪、建物、広告板によって、妨害または遮断される可能性もある。それらにより、光の遮断が、モジュールの発電収率（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｙｉｅｌｄ）を大幅に減少させる。
【０００４】
次に、角度βで傾斜した、ソーラー・アレイ・モジュール１００の傾斜したソーラー・モジュールの従来技術の配置を示す、図１を参照する。この例では、ソーラー・アレイ・モジュール１００ａおよび１００ｂはほぼ水平面上に配設され、ソーラー・アレイ・モジュール１００ａは、太陽に対してソーラー・アレイ・モジュール１００ｂの前に位置決めされる。太陽が水平線上のピッチ角αにある場合、長さｌのソーラー・アレイ・モジュール１００ａは、変位ｄで地表に影を落とす。ソーラー・アレイ・モジュール１００ｂの上に影は落ちない。しかし、太陽がαよりも低いα２などのピッチ角にある場合、ソーラー・アレイ・モジュール１００ａは、ソーラー・アレイ・モジュール１００ｂの下部に影を落とす。この例では、ソーラー・アレイ・モジュール１００ａは、ソーラー・アレイ・モジュール１００ｂのＰ０からＰ２の間の区切られた領域に影を落とし、Ｐ２からＰ１の間に配設されたソーラー・セルのみが電力を生成する。
【０００５】
従来技術のソーラー・アレイ・モジュール１００を示す概略ブロック図である、図２Ａも参照する。モジュール１００は、行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）および列（Ｃ１、Ｃ２）に物理的に配置されたソーラー・セル１０２を含む。３行および２列が示されているが、任意の数の行または列が提供可能であり、以下の説明は特定の数に限定されないことを理解されたい。セル１０２は、典型的にはセルのストリング１０４として直列に電気的に接続される。セル１０２はすべて一様に電気的に配向される。モジュールの出力電圧は、典型的にはコンバータ１０６によって変換される。「ソーラー・セル」および「セル」という用語は、本明細書では交換可能に使用され、ソーラー・セルを意味することに留意されたい。
【０００６】
通常の動作中、電流Ｉはセルのストリング１０４を通過して流れるように示されている。ストリング１０４内の単一セル１０２が障害を起こしたときストリング１０４内の電流は中断されることになる。これは図２Ｂに示され、セルＫは不具合を起こしているかまたは陰になっており、電流Ｉが流れるのを妨げているように示されている。従来技術のモジュールはダイオードまたは能動スイッチング手段を使用して、不具合を起こしているセルを迂回することもできるが、これによってコストおよび複雑さが増加する。
【０００７】
次に、セル１０２を伴うソーラー・モジュール１２０を示す、図２Ｃを参照する。図２Ｃは、本願と同じ発明者によって共通に所有されている２０１１年１月２３日出願の特許文献１および２０１３年３月３０日出願の特許文献２に記載されているようなソーラー・モジュールを示し、それら全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００８】
モジュール１２０は、マトリクスの行（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）および列（Ｃ１、Ｃ２）に物理的に配置されたソーラー・セル１０２を含む。４行および２列のマトリクスが示されているが、任意の数のマトリクスが提供可能であり、以下の説明は特定のマトリクス・サイズに限定されないことを理解されたい。モジュール１２０において、個々のセル１０２は、十字形の電気マトリクスを作成するために、電気接続１２２によって電気的に並列に接続されている。任意選択として、直列に接続され、本明細書ではシリアル・ユニット１０２と呼ばれる、複数のセルは、別のシリアル・ユニットに並列に電気的に接続可能である。したがって十字形電気マトリクスは、個々のセル１０２またはシリアル・ユニット１２４を含むことができる。前述のように、モジュール１２０は任意数の行および列を含むことができることに留意されたい。
【０００９】
通常の動作中、電流Ｉは、十字形電気マトリクスによって様々な経路に沿って流れることができる。図２Ｃにおいて、電流ＩはセルＭ、Ｌ、Ｋ、およびＪに沿って、ならびにＭ、Ｌ、Ｋ、およびＡに沿って流れるように示される。モジュール１２０内の単一セル１０２が障害を起こしたとき代替経路が存在するため、電流は中断されることがない。他のセル１０２の障害も、電流用の代替経路が見つけられる限りは、モジュールの機能中断を最小限にする。しかしながら、図２Ｄに示されるように、図１を参照しながら上記で説明した状況によって発生するような、物理行Ｒ４全体が陰になることは、モジュール内のすべての電流Ｉが中断されることになるため、モジュール全体の電力損失につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０８９６０７号
【特許文献２】国際公開第２０１３／１４４９６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、ソーラー・アレイ・モジュールが発生する電力を最大にできること、および個々のセル、セルの行の一部、またはセルの行全体に不具合が発生した場合、モジュールの電気障害を防止できることが必要であり、有利となろう。こうした機能の低下は、１つまたは複数のソーラー・セルの不具合、および／または、１つまたは複数行のソーラー・セルの少なくとも一部への光の到達の遮断に起因し得る。能動スイッチングまたはバイパス機構に依存しないモジュールを提供することも、さらに好ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、個々のソーラー・セル、セルの行の一部、またはセルの行全体に不具合が発生した場合、電流の受動的な再ルーティングをソーラー・モジュールに提供することによって、背景技術の欠陥を克服する。ソーラー・モジュールは、物理的な行および列のマトリクスに配置されたソーラー・セルを含み、電気マトリクスおよび物理マトリクスが単に部分的に重複するように、セルが電気的な行および列に配置された電気的十字形マトリクスで電気的に相互接続される。したがって、完全に陰になった物理行が、結果的に完全に陰になった電気行を生じさせることはなく、電流はモジュール内を引き続き流れることができる。１つまたは複数のソーラー・セルの不具合に起因する、および／または光の遮断に起因する、機能性低下の他の原因は、提案した配置によって同様に克服される。
【００１３】
「上部」、「下部」、「水平」、「垂直」、「上方」、「上位」、「下方」、「下」、「下位」などの、配置に関する記述は、アレイの正（「＋」）側が、人為的に制限なしにアレイの上部側として見なされ、アレイの負（「−」）側が、人為的に制限なしにアレイの下部側として見なされるように、ソーラー・セル・モジュールが制限なしに配置されることを想定していることに留意されたい。代替として、制限なしに、アレイの負（「−」）側が、人為的に制限なしにアレイの上部側として見なされ、アレイの正（「＋」）側が、人為的に制限なしにアレイの下部側として見なされる。
【００１４】
「電気的」または「電気的に配線された」という用語は、本明細書で使用される場合、ソーラー・パネル内でのソーラー・セルの物理的構成に関係なく、マトリクスの電気的構成を指すことに、さらに留意されたい。同様に、「物理的」という用語は、本明細書で使用される場合、ソーラー・セルの電気的相互配線に関係なく、モジュール／パネル内でのソーラー・セルの物理的配置を指すことに、さらに留意されたい。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュールが、ソーラー・セルの少なくとも１つの物理行が不具合を起こしたときモジュールの電気的遮断を防ぐように事前に構成される。ソーラー・アレイ・モジュールは、物理行および物理列のマトリクスに配置された複数のソーラー・セルを含み、電気接続は各列内のソーラー・セルを直列に接続し、電気接続はソーラー・セルの電気行を形成するためにソーラー・セルの一部を並列に接続し、物理行および電気行は単に部分的に重複する。任意選択として、制限なしに、物理行および電気行の半分までが重複する。任意選択として、物理行および電気行の５％から９５％までが重複する。好ましくは、制限なしに、当該列の数は行の数よりも多い。
【００１６】
好ましくは、列は少なくとも第１の側および第２の側に分割される。電気行の各々は、当該第１の側にソーラー・セルの少なくとも１つの物理行を含み、当該第２の側の異なる物理行のソーラー・セルに電気的に接続される。当該第１の側の少なくとも１つの物理行内のソーラー・セルは並列に接続され、当該第２の側の当該少なくとも１つの物理行内の当該ソーラー・セルは並列に接続され、第１の側の少なくとも１つの物理行内のソーラー・セルは、第２の側のそれぞれの少なくとも１つの物理行内のソーラー・セルに並列に接続される。
【００１７】
好ましくは、第１の側のソーラー・セルは、第２の側のソーラー・セルに対して、極性方向に物理的に反転される。
【００１８】
好ましくは、ソーラー・アレイ・モジュールはＸ行を含み、第１の側および第２の側の隣接する列のソーラー・セルは、電気的交差接続によって電気的に接続される。好ましくは、電気接続は、第１の側の隣接列の１＋ｎ番目の行内のソーラー・セルの負の側から、第２の側の隣接列のＸ−ｎ番目の行内のセルの負の側への接続を含み、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜Ｘであり、また、第１の側の隣接列のＸ番目の行内のソーラー・セルの正の側から、第２の側の隣接列の１番目の行内のセルの正の側への接続を含む。
【００１９】
任意選択として、ソーラー・セルのうちの少なくとも１つは、シリアル・ユニットを形成するために、少なくとも１つの付加的ソーラー・セルにさらに電気的に直列に接続される。
【００２０】
好ましくは、ソーラー・アレイ・モジュールは、ＤＣ／ＤＣ電力コンバータ、ＤＣ／ＤＣトランスフォーマ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、電力コンバータをさらに含む。好ましくは、電力コンバータは、１次トランスフォーマ内の反対側をソーラー・セルのマトリクスに交互に接続するための、複数のトランジスタを含み、トランジスタの動作デューティ・サイクルは一定であり、高速トランジスタがトランジスタのＯＮからＯＦＦまたはＯＦＦからＯＮへのスイッチング時間中に同時に導通するのを防ぐためのデッド・タイムが存在する。好ましくは、デッド・タイムはデューティ・サイクルの８％未満である。任意選択として、トランジスタはＭＯＳＦＥＴトランジスタ、または他の好適なタイプの高速スイッチング・トランジスタである。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態によれば、非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュールが、ソーラー・セルの少なくとも１つの物理行が不具合を起こしたときモジュールの電気的遮断を防ぐように事前に構成される。ソーラー・アレイ・モジュールは、ソーラー・セルのＸ物理行およびＹ列のマトリクスを含み、列は、ＹＬ列と番号付けされた第１の側およびＹ−ＹＬ列と番号付けされた第２の側に分割される。第１の側のＹＬ列は、第２の側のソーラー・セルに対して、極性方向に物理的に反転されるソーラー・セルを含む。各列内のソーラー・セルは、直列に接続される。第１の側の各物理行内のソーラー・セルは電気的に並列に接続され、第２の側の各物理行内のソーラー・セルは電気的に並列に接続され、列ＹＬの１＋ｎ番目の物理行内のソーラー・セルの負の側は、列ＹＬ＋１のＸ−ｎ番目の物理行内のソーラー・セルの負の側に、電気的に接続され、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜Ｘである。列ＹＬのＸ番目の物理行内のソーラー・セルの正の側は、列ＹＬ＋１の１番目の物理行内のセルの正の側に電気的に接続される。好ましくは、ソーラー・アレイ・モジュールは、第２の側の物理行１の正の側および物理行Ｘの負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態によれば、非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュールが、ソーラー・セルの少なくとも１つの物理行が不具合を起こしたときモジュールの電気的遮断を防ぐように事前に構成される。ソーラー・アレイ・モジュールは、ソーラー・セルのＸ物理行およびＹ列のマトリクスを含み、列は、ＹＬ列と番号付けされた第１の側およびＹ−ＹＬ列と番号付けされた第２の側に分割される。第１の側のＹＬ列は、第２の側のソーラー・セルに対して、極性方向に物理的に反転されるソーラー・セルを含む。第２の側の物理行は、ＸＴ物理行と番号付けされた上位セクションおよびＸ−ＸＴ物理行と番号付けされた下位セクションに、細分化される。第１の側の各列内のソーラー・セルは直列に接続され、第１の側の各物理行内のソーラー・セルは電気的に並列に接続される。第２の側の上位セクション内の各列内のソーラー・セルは直列に接続され、第２の側の上位セクションの各物理行内のソーラー・セルは電気的に並列に接続される。第２の側の下位セクションの各列内のソーラー・セルは直列に接続され、第２の側の下位セクションの各物理行内のソーラー・セルは電気的に並列に接続される。列ＹＬの１＋ｎ番目の物理行内のソーラー・セルの負の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ−ｎ番目の物理行内のセルの負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜ＸＴであり、列ＹＬの１＋ｎ番目の物理行内のセルの正の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ−ｎ番目の物理行内のセルの正の側に電気的に接続される。列ＹＬのＸＴ＋１＋ｎ番目の物理行内のセルの負の側は、列ＹＬ＋１のＸ−ｎ番目の物理行内のセルの負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、ＸＴ＋１＜ｎ＜Ｘであり、列ＹＬのＸ番目の物理行内のセルの正の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ＋１番目の物理行内のセルの正の側に電気的に接続される。
【００２３】
任意選択として、ソーラー・アレイ・モジュールは、第２の側の物理行ＸＴ＋１の正の側に、および第２の側の物理行ＸＴの負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む。代替として、ソーラー・アレイ・モジュールは、第１の側のＸ番目の物理行の正の側に、および第１の側の１番目の物理行の負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む。
【００２４】
任意選択として、ソーラー・セルのうちの少なくとも１つは、シリアル・ユニットを形成するために、少なくとも１つの付加的な当該ソーラー・セルに、さらに電気的に直列に接続される。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態によれば、非再構成可能ソーラー・アレイ・モジュールが、ソーラー・セルの少なくとも１つの物理行が不具合を起こしたときモジュールの電気的遮断を防ぐように事前に構成される。ソーラー・アレイ・モジュールは、ソーラー・セルのＸの物理行およびＹの列のマトリクスを含み、列はＹＬ列と番号付けされた第１の側およびＹ−ＹＬと番号付けされた第２の側に分割され、第１の側のＹＬ列は第２の側のセルに対して極性方向に物理的に反転されるセルを含み、第２の側の物理行は、ＸＴ物理行と番号付けされた上位セクションおよびＸ−ＸＴ物理行と番号付けされた下位セクションに分割され、第１の側の各列内のセルは直列に接続され、第１の側の各物理行内のセルは電気的に並列に接続され、第２の側の上位セクション内の各列内のセルは直列に接続され、第２の側の上位セクションの各物理行内のセルは電気的に並列に接続され、第２の側の下位セクションの各列内のセルは直列に接続され、第２の側の下位セクションの各物理行内のセルは電気的に並列に接続され、列ＹＬの１番目の物理行内のセルの負の側は列ＹＬ＋１のＸＴ番目の物理行内のセルの負の側に電気的に接続され、列ＹＬのＸＴ番目の物理行内のセルの正の側は列ＹＬ＋１の１番目の物理行内のセルの正の側に電気的に接続され、列ＹＬのＸＴ番目の物理行内のセルの負の側は列ＹＬ＋１の１番目の物理行内のセルの負の側に電気的に接続され、列ＹＬのＸＴ＋１＋ｎ番目の物理行内のセルの負の側は列ＹＬ＋１のＸ−ｎ番目の物理行内のセルの負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、ＸＴ＋１＜ｎ＜Ｘであり、列ＹＬのＸ番目の物理行内のセルの正の側は列ＹＬ＋１のＸＴ＋１番目の物理行内のセルの正の側に電気的に接続される。
【００２６】
好ましくは、ソーラー・アレイ・モジュールは、第２の側の物理行ＸＴ＋１の正の側に、および第２の側の物理行ＸＴの負の側に接続された、電力コンバータをさらに含む。
【００２７】
実施形態は、本発明の例または実施である。「一実施形態」、「実施形態」、または「いくつかの実施形態」の様々な出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すものとは限らない。本発明の様々な機能は単一の実施形態との関連において説明される可能性があるが、機能は別々に、または任意の好適な組み合わせでも提供可能である。これに対して、本発明は本明細書では明快のために別々の実施形態との関連において説明される可能性があるが、本発明は単一の実施形態でも実施可能である。
【００２８】
本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、または「他の実施形態」という言及は、実施形態に関連して説明する特定の機能、構造、または特徴が、少なくとも１つの実施形態に含まれるが、必ずしも本発明のすべての実施形態に含まれるものではないことを意味する。本明細書で採用される表現および用語は、限定的であるものと解釈されるべきではなく、説明のためのみであることを理解されよう。
【００２９】
特に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の平均的な当業者のうちの一人によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書で提供される方法および例は単なる例示的なものであり、限定的であるものとは意図されない。
【００３０】
本発明は、単なる説明および例として与えられ、したがって決して限定的ではない、本明細書で以下に与えられる詳細な説明および添付の図面から完全に理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術のソーラー・システムの傾斜したソーラー・アレイ・モジュールの配置を示す概略図である。
【図２Ａ】従来技術のソーラー・セル・モジュールの概略図である。
【図２Ｂ】従来技術のソーラー・セル・モジュールの概略図である。
【図２Ｃ】従来技術のソーラー・セル・モジュールの概略図である。
【図２Ｄ】従来技術のソーラー・セル・モジュールの概略図である。
【図３Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図３Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図３Ｃ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰になる状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図３Ｄ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰になる状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図３Ｅ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図３Ｆ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図４】本発明のいくつかの実施形態に係る、ソーラー・セル・モジュールの一般的概略図である。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図５Ｃ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰になる状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図５Ｄ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰になる状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態に係る、ソーラー・セル・モジュールの一般的概略図である。
【図７Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図７Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰にならない状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図７Ｃ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰になる状態におけるソーラー・セル・モジュールの物理的概略図である。
【図７Ｄ】本発明のいくつかの実施形態に係る、陰になる状態におけるソーラー・セル・モジュールの電気的概略図である。
【図８】本発明のいくつかの実施形態に係る、ソーラー・セル・モジュールの一般的概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明の好ましい実施形態が示される添付の図面を参照しながら、以下で本発明をより完全に説明する。
【００３３】
本発明は、個々のソーラー・セル、セルの行の一部、またはセルの行全体に不具合が発生した場合、電流の受動的な再ルーティングをソーラー・モジュールに提供することによって、背景技術の欠陥を克服する。ソーラー・モジュールは、物理的な行および列のマトリクスに配置されたソーラー・セルを含み、電気マトリクスおよび物理マトリクスが単に部分的に重複するように、セルが電気的な行および列に配置された電気的十字形マトリクスで電気的に相互接続される。したがって、完全に陰になった物理行が、結果的に完全に陰になった電気行を生じさせることはなく、電流はソーラー・アレイ・モジュール内を引き続き流れることができる。１つまたは複数のソーラー・セルの不具合に起因する、および／または光の遮断に起因する、機能性低下の他の原因は、提案した配置によって同様に克服される。
【００３４】
次に、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る、事前に構成された、非再構成可能ソーラー・モジュール３００の例示的概略図を示す、図３Ａ〜図３Ｆを参照する。図３Ａに示されるように、ソーラー・アレイ・モジュール３００は、物理的な行（ＰＲ１、ＰＲ２、およびＰＲ３）および列（Ｃ１、Ｃ２）のマトリクスに物理的に配置されたソーラー・セル３０２を含む。たとえば、ＰＲ３はセルＣおよびＬを含む。３行および２列のマトリクスが示されているが、任意のサイズのマトリクスが提供可能であり、以下の説明は特定のマトリクス・サイズに限定されないことを理解されたい。
【００３５】
ソーラー・アレイ・モジュール３００は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタまたはプッシュ・プル構成で配置された他のタイプのトランジスタを含む、電力ＤＣ／ＤＣコンバータ／トランスフォーマ３０６に接続され、トランジスタの動作デューティ・サイクルは一定であり、高速トランジスタがトランジスタのＯＮからＯＦＦまたはＯＦＦからＯＮへのスイッチング時間中に同時に導通するのを防ぐためのデッド・タイムが存在する。これは、４８％または４９％などの５０％よりわずかに少ない、または４９．９％、あるいは、４９．９％までおよび５０％よりわずかに下などの、４２％から５０％よりわずかに下の間、または４３％から５０％よりわずかに下の間などの、他の値である、デューティ・サイクルをもたらす。
【００３６】
図３Ｂは、図３Ａのソーラー・アレイ・モジュール３００の代替図である。図３Ｂに示されるように、モジュール３００は、電気的な行（ＥＲ１、ＥＲ２、およびＥＲ３）および列（Ｃ１、Ｃ２）のマトリクスに電気的に配置されたソーラー・セル３０２を含む。たとえば、ＥＲ３はセルＡおよびＬを含む。したがって、物理行および電気行は単に部分的に重複する。電気マトリクスにおいて、各列内のセル３０２は直列に接続され、各電気行（ＥＲ１、ＥＲ２、およびＥＲ３）のセル３０２は、３１０ａおよび３１０ｂなどの交差接続３１０によって並列に接続される。したがって、図３Ｂに示される電気マトリクスは十字形マトリクスである。明快のために、互いに（図３Ａにおけるポイント３１２などで）交わるように示されている交差接続３１０は、電気的に接触していないことに留意されたい。電気接続の接点は、３１４のように黒い点として示される。この規約は提示されるすべての図面にわたって一貫している。
【００３７】
図３Ａに戻って参照すると、図３Ｂの電気的十字形マトリクスを実施するために、列Ｃ１のセルＡ、Ｂ、およびＣは、列Ｃ２のセルＪ、Ｋ、およびＬに対して極性方向に物理的に反転される。追加として、交差接続３１０は物理行を横切って延在する。たとえば接続３１０ａは、ＰＲ１内のセルＡの負の側をＰＲ３内のセルＬの負の側に接続する。
【００３８】
動作中、電流Ｉは使用可能な経路のいずれかを通過して流れることができる。図３Ｂに示されるように、電流Ｉはすべてのセル３０２を通過して流れ、すべての交差接続３１０を使用する。
【００３９】
図３Ｃは、陰になるかまたは他の方法で不具合が発生する物理行ＰＲ３を伴うモジュール３００の物理レイアウトを示す。図３Ｄは、（図３Ｃに関して）完全に陰になった物理行ＰＲ３を伴う電気行レイアウトを示す、図３Ｂの例を示す。ＰＲ３は、図３Ｃおよび図３Ｄでは陰になるように示されたセルＣおよびＬを含む。物理行ＰＲ３は陰になっているが、異なる部分的に重複した物理および電気マトリクス配置に起因して、完全に陰になった電気行は存在しない。図３Ｄに示されるように、電流Ｉは陰になったセルＣおよびＬの周囲を受動的にルーティングし、ソーラー・セルＡ、Ｂ、Ｋ、およびＪを通過して流れる。
【００４０】
図３Ａ〜図３Ｄで言及されるソーラー・セルの各々は、任意選択で、直列に接続されたシリアル・ユニットと呼ばれる複数のソーラー・セルとすることができる。たとえば、ＡおよびＬで表されるソーラー・セルは、直列に接続された２つまたはそれ以上のソーラー・セルのシリアル・ユニットを含むことができる。これは、それぞれ物理的レイアウトおよび電気的レイアウトを示す、図３Ｅおよび図３Ｆに示される。図３Ｅは４行の物理マトリクスを示す一方で、図３Ｆは、同じマトリクスを示すが、ＡおよびＡ’ならびにＬおよびＬ’は各々２セルのシリアル・ユニットであるような３つの電気行を伴う。電流Ｉは図３Ｆにおいて、すべての使用可能な経路を通過して流れるように示される。
【００４１】
シリアル・ユニットは、ソーラー・アレイ・モジュールにおいて必要な配線の量および複雑さを減少させるために利用可能である。シリアル・ユニットは２つのセルを有するように示されているが、任意数のセルがシリアル・ユニットを形成できることを理解されたい。
【００４２】
図４は、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る、例示の一般的ソーラー・モジュールである。図４は、図３Ａから図３Ｄの実施形態の一般的な例である。図４に示されるように、事前に構成された非再構成可能ソーラー・モジュール４００は、Ｘ物理行およびＹ列のソーラー・セル３０２を有する。ＸおよびＹは任意の整数とすることができる。図４の記述における参照は、物理行および列に対するものである。前述のように、セル３０２は、電気的に直列に接続された２つまたはそれ以上のソーラー・セルのシリアル・ユニットとすることができる。
【００４３】
マトリクスは仮想垂直線４０４に沿って分割され、線４０４の左側のＹＬ列および線４０４の右側のＹ−ＹＬ列を定義している。マトリクスをどこで分けるかの選択は、あるセルが陰に入る可能性に依存した、ソーラー・アレイ・モジュールにとって必要な陰防止の程度に基づく。
【００４４】
線４０４の第１の側４０６のＹＬ列は、垂直線４０４の第２の側４０８のセル３０２に関して極性方向に反転されたセル３０２を含む。すなわち、第１の側４０６の各ソーラー・セル３０２は、図４に示されるように各ソーラー・セル３０２の極性が反転されるように、第２の側４０８に関して物理的に反転され、第１の側４０６の各セル３０２の「＋」側は、各ソーラー・セル３０２の下位側に示される一方で、第２の側４０８の各セル３０２の「＋」側は、各ソーラー・セル３０２の上位側に示される。ソーラー・モジュール４００の電気的接続性は、平易な十字形マトリクスのままであることに留意されたい。
【００４５】
あらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００４６】
第１の側４０６の各物理行セグメント内のセル３０２は、電気的に並列に接続される。
【００４７】
第２の側４０８の各物理行セグメント内のセル３０２は、電気的に並列に接続される。
【００４８】
列ＹＬの１＋ｎ番目の行内のセル３０２の負の側は、列ＹＬ＋１のＸ−ｎ番目の行内のセル３０２の負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜Ｘである。
【００４９】
列ＹＬのＸ番目の行内のセル３０２の正の側は、列ＹＬ＋１の１番目の行内のセル３０２の正の側に電気的に接続される。
【００５０】
任意選択として、図４に示されるように、電力コンバータ３０６は、第２の側４０８の行１の正の側および行Ｘの負の側に接続可能である。代替として、電力コンバータ３０６は、第１の側４０６の物理行Ｘの正の側に、および第１の側４０６の１番目の物理行の負の側に、接続可能である。
【００５１】
次に、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る、事前に構成された非再構成可能ソーラー・モジュール５００の例示的概略図である、図５Ａ〜図５Ｄを参照する。図５Ａに示されるように、モジュール５００は、物理的な行（ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３、およびＰＲ４）および列（Ｃ１、Ｃ２）のマトリクスに物理的に配置されたソーラー・セル３０２を含む。たとえば、ＰＲ３はセルＣおよびＬを含む。４行および２列のマトリクスが示されているが、任意のサイズのマトリクスが提供可能であり、以下の説明は特定のマトリクス・サイズに限定されないことを理解されたい。ソーラー・アレイ・モジュールは、前述のように電力ＤＣ／ＤＣコンバータ／トランスフォーマ３０６に接続される。
【００５２】
図５Ｂは、図５Ａのソーラー・アレイ・モジュール５００の代替図である。図５Ｂに示されるように、モジュール５００は、電気的な行（ＥＲ１、ＥＲ２、ＥＲ３、およびＥＲ４）および列（Ｃ１、Ｃ２）のマトリクスに電気的に配置されたソーラー・セル３０２を含む。たとえば、ＥＲ３はセルＣおよびＭを含む。したがって、物理行および電気行は単に部分的に重複する。図５Ａ〜図５Ｃの実施形態は、電気マトリクスが２つの十字形マトリクスに分割されるという点で、図３Ａ〜図３Ｃとは異なる。各十字形マトリクスは等しい数の行を含む。図に示されるように、電気行ＥＲ１およびＥＲ２は１つの十字形マトリクスを表し、行ＥＲ３およびＥＲ４は第２の十字形マトリクスを表す。セルＢおよびＣは、２つの十字形マトリクスを接合するために電気的に接続される。十字形マトリクスは、５１０ａおよび５１０ｂなどの交差接続５１０によって形成される。
【００５３】
図５Ａに戻って参照すると、図５Ｂの電気的十字形マトリクスを実施するために、列Ｃ１のセルＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、列Ｃ２のセルＪ、Ｋ、Ｌ、およびＭに対して極性方向に物理的に反転される。追加として、交差接続５１０は物理行を横切って延在する。たとえば接続５１０ａは、ＰＲ３内のセルＣの負の側をＰＲ４内のセルＭの負の側に接続する。
【００５４】
動作中、電流Ｉは、図５Ｂに示されるように、使用可能な経路のいずれかを通過して流れることができる。
【００５５】
図５Ｃは、陰になった物理行ＰＲ４を伴うモジュール５００の物理レイアウトを示す。図５Ｄは、（図５Ｃに関して）完全に陰になった物理行ＰＲ４を伴う電気行レイアウトを示す、図５Ｂの例を示す。ＰＲ４は、図５Ｃおよび図５Ｄでは陰になるように示されたセルＤおよびＭを含む。物理行ＰＲ４は陰になっているが、異なる部分的に重複した物理および電気マトリクス配置に起因して、完全に陰になった電気行は存在しない。図５Ｄに示されるように、電流Ｉは陰になったセルＤおよびＭの周囲を受動的にルーティングし、セルＬ、Ｃ、Ｂ、Ａを通過して、さらにまたＪ、およびＫを通過して流れる。
【００５６】
図５Ａ〜図５Ｄで言及されるソーラー・セルの各々は、任意選択で、直列に接続されたシリアル・ユニットと呼ばれる複数のソーラー・セルとすることができる。たとえば、「Ａ」で表されるソーラー・セルは、直列に接続された２つまたはそれ以上のソーラー・セルのシリアル・ユニットを含むことができる。
【００５７】
図６は、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る、例示の一般的ソーラー・モジュールである。図６は、図５Ａから図５Ｃの実施形態の一般的な例である。図６に示されるように、事前に構成された非再構成可能ソーラー・モジュール６００は、Ｘ物理行およびＹ列のソーラー・セル３０２を有する。図６の記述における参照は、物理行および列に対するものである。ＸおよびＹは任意の整数とすることができる。前述のように、セル３０２は、２つまたはそれ以上のセルのシリアル・ユニットとすることができる。
【００５８】
マトリクスは仮想垂直線６０４に沿って分割され、線６０４の左側のＹＬ列および線６０４の右側のＹ−ＹＬ列を定義している。マトリクスをどこで分けるかの選択は、あるセルが陰に入る可能性に依存した、ソーラー・アレイ・モジュールにとって必要な陰防止の程度に基づく。
【００５９】
線６０４の第１の側６０６のＹＬ列は、垂直線６０４の第２の側６０８のセル３０２に関して極性方向に反転されたセル３０２を含む。すなわち、第１の側６０６の各ソーラー・セル３０２は、図６に示されるように各ソーラー・セル３０２の極性が反転されるように、第２の側６０８に関して物理的に反転され、第１の側６０６の各セル３０２の「＋」側は、各ソーラー・セル３０２の下位側に示される一方で、第２の側６０８の各セル３０２の「＋」側は、各ソーラー・セル３０２の上位側に示される。ソーラー・モジュール６００の電気的接続性は、平易な十字形マトリクスのままであることに留意されたい。
【００６０】
第２の側６０８のマトリクスは仮想水平線６１２に沿って分割され、線の上のＸＴ物理行および線の下のＸ−ＸＴ物理行を定義し、物理行ＸＴおよびＸＴ＋１は線６１２の両側の隣接する物理行である。
【００６１】
第１の側６０６のあらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００６２】
第１の側６０６の各物理行内のセル３０２は、電気的に並列に接続される。
【００６３】
第２の側６０８の上位セクション６１８のあらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００６４】
第２の側６０８の上位セクション６１８の各物理行内のセル３０２は、電気的に並列に接続される。
【００６５】
第２の側６０８の下位セクション６１６のあらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００６６】
第２の側６０８の下位セクション６１６の各物理行内のセル３０２は、電気的に並列に接続される。
【００６７】
列ＹＬの１＋ｎ番目の物理行内のセル３０２の負の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ−ｎ番目の物理行内のセル３０２の負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、０≦ｎ＜ＸＴである。
【００６８】
列ＹＬのＸＴ番目の物理行内のセル３０２の正の側は、列ＹＬ＋１の１番目の物理行内のセル３０２の正の側に電気的に接続される。
【００６９】
列ＹＬのＸＴ＋１＋ｎ番目の物理行内のセル３０２の負の側は、列ＹＬ＋１のＸ−ｎ番目の物理行内のセル３０２の負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、ＸＴ＋１＜ｎ＜Ｘである。
【００７０】
列ＹＬのＸ番目の物理行内のセル３０２の正の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ＋１番目の物理行内のセル３０２の正の側に電気的に接続される。
【００７１】
任意選択として、図６に示されるように、電力コンバータ３０６は、第２の側６０８の物理行ＸＴ＋１の正の側および第２の側６０８の物理行ＸＴの負の側に接続可能である。代替として、電力コンバータ３０６は、第１の側６０６の物理行Ｘの正の側に、および第１の側６０６の１番目の物理行の負の側に、接続可能である。
【００７２】
次に、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る、事前に構成された非再構成可能ソーラー・モジュール７００の例示的概略図である、図７Ａ〜図７Ｄを参照する。図７Ａに示されるように、モジュール７００は、物理的な行（ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４、およびＰＲ５）および列（Ｃ１、Ｃ２）のマトリクスに物理的に配置されたソーラー・セル３０２を含む。たとえば、ＰＲ４はセルＣおよびＬを含む。図７Ａ〜図７Ｄは、２つのソーラー・セル（ＡおよびＡ’、ならびにＫおよびＫ’）を有するシリアル・ユニットを含むことを示す。５行および２列のマトリクスが示されているが、任意のサイズのマトリクスが提供可能であり、以下の説明は特定のマトリクス・サイズに限定されないことを理解されたい。同様に、図に示されるシリアル・ユニットのサイズは２セルであるが、シリアル・ユニットは任意数のセルを含むことが可能である。ソーラー・アレイ・モジュールは、前述のように電力ＤＣ／ＤＣコンバータ／トランスフォーマ３０６に接続される。
【００７３】
図７Ｂは、図７Ａのソーラー・アレイ・モジュール７００の代替図である。図７Ｂに示されるように、モジュール７００は、４つの電気的な行（ＥＲ１、ＥＲ２、ＥＲ３、およびＥＲ４）および列（Ｃ１、Ｃ２）のマトリクスに電気的に配置されたソーラー・セル３０２を含む。ＥＲ１は、並列に接続されたシリアル・ユニットを含む唯一の電気行である。したがってＥＲ１は、シリアル・ユニットＡ（ＡおよびＡ’）およびＫ（ＫおよびＫ’）を含む。前の実施形態と同様に、物理行および電気行は単に部分的に重複する。図７Ａ〜図７Ｄの実施形態において、電気マトリクスは２つの十字形マトリクスに分割される。図に示されるように、行ＥＲ１およびＥＲ２は１つの十字形マトリクスを表し、行ＥＲ３およびＥＲ４は第２の十字形マトリクスを表す。セルＢおよびＣは、２つの十字形マトリクスを接合するために電気的に接続される。十字形マトリクスは、７１０ａおよび７１０ｂなどの交差接続７１０によって形成される。
【００７４】
図７Ａに戻って参照すると、図７Ｂの電気的十字形マトリクスを実施するために、列Ｃ１のセルＡ、Ａ’、Ｂ、Ｃ、およびＤは、列Ｃ２のセルＪ、Ｋ、Ｋ’、Ｌ、およびＭに対して極性方向に物理的に反転される。追加として、交差接続７１０は物理行を横切って延在する。たとえば接続７１０ａは、ＰＲ４内のセルＣの負の側をＰＲ５内のセルＭの負の側に接続する（図７Ａ）。
【００７５】
動作中、電流Ｉは、図７Ｂに示されるように、使用可能な経路のいずれかを通過して流れることができる。
【００７６】
図７Ｃは、陰になった物理行ＰＲ５を伴うモジュール７００の物理レイアウトを示す。図７Ｄは、（図７Ｃに関して）完全に陰になった物理行ＰＲ５を伴う電気行レイアウトを示す、図７Ｂの例を示す。ＰＲ５は、図７Ｃおよび図７Ｄでは陰になるように示されたセルＤおよびＭを含む。物理行ＰＲ５は陰になっているが、異なる部分的に重複した物理および電気マトリクス配置に起因して、完全に陰になった電気行（図７ＤのＥＲ３またはＥＲ４）は存在しない。図７Ｄに示されるように、電流Ｉは陰になったセルＤおよびＭの周囲を受動的にルーティングし、セルＬ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ａ’を通過して、さらにまたＪ、Ｋ、およびＫ’を通過して流れる。
【００７７】
図８は、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る、例示の一般的ソーラー・モジュールである。図８は、図７Ａから図７Ｄの実施形態の一般的な例である。図８に示されるように、事前に構成された非再構成可能ソーラー・モジュール８００は、Ｘ物理行およびＹ列のソーラー・セル３０２を有する。図８の記述における参照は、物理行および列に対するものである。ＸおよびＹは任意の整数とすることができる。
【００７８】
マトリクスは仮想垂直線８０４に沿って分割され、線８０４の左側のＹＬ列および線８０４の右側のＹ−ＹＬ列を定義している。マトリクスをどこで分けるかの選択は、あるセルが陰に入る可能性に依存した、ソーラー・アレイ・モジュールにとって必要な陰防止の程度に基づく。
【００７９】
線８０４の第１の側８０６のＹＬ列は、垂直線８０４の第２の側８０８のセル３０２に関して、極性の観点から反転されたセル３０２を含む。すなわち、第１の側８０６の各ソーラー・セル３０２は、図４に示されるように各ソーラー・セル３０２の極性が反転されるように、第２の側８０８に関して物理的に反転され、第１の側８０６の各セル３０２の「＋」側は、各ソーラー・セル３０２の下位側に示される一方で、第２の側８０８の各セル３０２の「＋」側は、各ソーラー・セル３０２の上位側に示される。ソーラー・モジュール８００の電気的接続性は、平易な十字形マトリクスのままであることに留意されたい。
【００８０】
第２の側８０８のマトリクスは仮想水平線８１２に沿って分割され、線の上のＸＴ物理行および線の下のＸ−ＸＴ物理行を定義し、物理行ＸＴおよびＸＴ＋１は線８１２の両側の隣接する物理行である。
【００８１】
第１の側８０６のあらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００８２】
第１の側８０６の物理行ＸＴからＸ内のセル３０２は、電気的に並列に接続され、物理行ＸＴは、この例では各列内に２つのソーラー・セル３０２を有するシリアル・ユニット８２４を含む。
【００８３】
第２の側８０８の上位セクション８１８のあらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００８４】
第２の側８０８の上位セクション８１８の物理行１内のセル３０２は、電気的に並列に接続され、ソーラー・セル３０２は、この例では各列内に２つのソーラー・セル３０２を有するシリアル・ユニット８２４内に配置される。
【００８５】
第２の側８０８の下位セクション８１６のあらゆる列内のセル３０２は、直列に接続される。
【００８６】
第２の側８０８の下位セクション８１６の各物理行内のセル３０２は、電気的に並列に接続される。
【００８７】
列ＹＬの１番目の物理行内のシリアル・ユニット８２４の負の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ番目の物理行内のシリアル・ユニット８２４の負の側に電気的に接続される。
【００８８】
列ＹＬの１番目の物理行内のシリアル・ユニット８２４の正の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ番目の物理行内のシリアル・ユニット８２４の正の側に電気的に接続される。
【００８９】
列ＹＬのＸＴ番目の物理行内のセル３０２の負の側は、列ＹＬ＋１の１番目の物理行内のセル３０２の負の側に電気的に接続される。
【００９０】
列ＹＬのＸＴ＋１＋ｎ番目の物理行内のセル３０２の負の側は、列ＹＬ＋１のＸ−ｎ番目の物理行内のセル３０２の負の側に電気的に接続され、ここでｎは整数であり、ＸＴ＋１＜ｎ＜Ｘである。
【００９１】
列ＹＬのＸ番目の物理行内のセル３０２の正の側は、列ＹＬ＋１のＸＴ＋１番目の物理行内のセル３０２の正の側に電気的に接続される。
【００９２】
任意選択として、図８に示されるように、電力コンバータ３０６は、第２の側８０８の物理行ＸＴ＋１の正の側に、および第２の側８０８の物理行ＸＴの負の側に、接続される。代替として、電力コンバータ３０６は、第１の側８０６の物理行Ｘの正の側に、および第１の側８０６の１番目の物理行の負の側に、接続される。
【００９３】
このように、いくつかの実施形態および例に関して本発明を説明しているが、本発明は同じく様々に変更可能であることを理解されよう。こうした変更は、本発明の趣旨および範囲から逸脱するものとは見なされず、当業者にとって明らかとなるであろうすべてのこうした修正が企図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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