CN102484154B - 无光照限制的太阳能电池板 - Google Patents

Abstract

在一个例子中，光伏模块包括：设置成多个电池行的多个分立的光伏电池，以及基本上导电和连续区背板。每个电池行中的光伏电池相互并联地电连接。电池行相互串联地电连接，并且包括第一行和最后一行。背板形成第一行与最后一行之间的电流返回路径。光伏电池配置成使得在运行中电流基本上单向地流经第一行与最后一行之间的多个光伏电池。

Description

无光照限制的太阳能电池板

技术领域

本发明总体而言涉及一种太阳能产品。更具体而言，一些示例性实施例涉及一种适于在非均匀光照条件下运行的光伏(“PV”)模块。

背景技术

通常用在PV电池板(panel)中的太阳能收集器有两种主要类型，包括硅和薄膜，太阳能收集器通常由PV电池构成。硅是目前主要使用的技术，一般可实现为封装在透明玻璃前板后方的单晶硅或多晶硅电池。薄膜技术因其效率低而不如硅技术那样广为普及，但由于其成本较低也受到欢迎。

目前，太阳能行业正在寻找方法来降低由PV电池板所产生的每单位能量的成本。一种降低每单位能量的成本的方法是增加PV电池板暴露于太阳能下的时间。例如，可以在整日和/或整年中调整PV电池板相对于太阳的取向。在整日和/或整年中改变PV电池板相对于太阳的取向需要可调整的支架系统，该支架系统价格昂贵和/或由于具有易于在PV电池板的寿命内失效的部件而变得复杂。

另一种降低PV电池板的每单位能量的成本的方法是降低PV电池板的太阳能收集器密度，并且将入射到PV电池板上的太阳能聚集到其余太阳能收集器上。然而，常规的PV电池板通常对与反射器系统关联的非均匀光照条件很敏感，并且在该非均匀光照条件条件下运行欠佳。

文中所要求的主题并不限于消除任何缺点的实施例或仅在诸如上述的环境中运行的实施例。确切地说，提供此背景技术只是为了说明一个示例性的技术领域，其中在该技术领域中可以实施所述的一些实施例。

发明内容

总体而言，文中公开的一些实施例涉及适于在非均匀光照条件下使用的PV模块。

在一个示例性实施例中，一种PV模块包括：设置成多个电池行的多个分立的光伏电池，以及基本上导电和连续区背板。每个电池行中的PV电池相互并联地电连接。电池行相互串联地电连接，并且包括第一行和最后一行。背板形成第一行与最后一行之间的电流返回路径。PV电池配置成使得在运行中电流基本上单向地流经第一行与最后一行之间的多个PV电池。

在另一个示例性实施例中，一种PV模块包括：多个PV电池、基本上导电的背板、电子组件和两个端子。所述PV电池设置成多个电池行，每个电池行中的PV电池相互并联连接，电池行相互串联连接，使得在运行中电流基本上单向地流经PV电池，电池行包括第一行和最后一行。背板形成最后一行与第一行之间的电流返回路径，并包括第一端部和第二端部，其中第一端部经由电子组件电连接到PV电池的第一行，第二端部电连接到PV电池的最后一行。电子组件附接至背板的第一端部，并包括多个功率转换电路和壳体，该壳体基本上平行于背板的第一端部地延伸。每个端子沿与背板的主表面基本上正交的方向延伸，并具有至少六平方毫米的连接区。

在又一个示例性实施例中，一种在PV模块中开启运行的方法包括以下步骤：将多个PV电池和PV模块的功率转换电路与外部电路电隔离，所述外部电路包括分别与PV模块的内部负极线和内部正极线连接的外部负极线和外部正极线。在PV模块开启运行之前确定外部负极线和外部正极线间的线电势。基于确定的线电势来判定外部电路是否包括电池。如果判定外部电路包括电池，则与包括电池的外部电路一致地将PV模块的运行初始化。或者，如果判定外部电路没有电池，则判定外部电路包括逆变器，并且与逆变器的外部电路一致地将PV模块的运行初始化。

在又一个示例性实施例中，一种控制由PV模块产生的功率输出的方法包括：测量由PV模块的多个功率转换电路共同产生的模块输出功率，所述模块输出功率由具有峰值的模块功率输出曲线来表征。将当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率进行比较。基于指示PV模块之前进行运行所在的峰值的一侧的之前的方向变量以及当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率的比较：判定指示PV模块当前进行运行所在的峰值的一侧的当前方向变量，并且调整功率转换电路的开关周期。

提供发明此发明内容从而以简化的形式引入一系列概念，以下将在具体实施方式中进一步描述。此发明内容并不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助解释所要求保护的主题的范围。

本发明其它的特征和优点将在以下的说明中阐述，其一部分特征和优点从说明书可以明了，或者可通过实施发明而了解。通过特别是在所附权利要求中所指出的手段和组合，可以实现和获得本发明的特征和优点。本发明的这些和其它的特征从以下的描述将更加清楚，或通过如下文阐述而实施发明来了解。

附图说明

为了进一步阐明本发明的以上和其它的优点及特点，将参考附图所示的具体实施例来对本发明进行更具体的描述。应理解的是，这些附图仅描述本发明的代表性实施例，而不应认为是对本发明范围的限制。通过使用附图，本发明将被描述并解释得更加具体和详细，在附图中：

图1图示包括根据一些实施例的一个或更多个PV模块的示例性运行环境；

图2A和图2B是可在图1的示例性运行环境下实施的示例性PV模块的前视图和后视图；

图3A是图2A和图2B的PV模块的一部分的横截面侧视图；

图3B是图2A和图2B的PV模块所包括的PV电池层的一部分的后等距视图；

图4是图2A和图2B的PV模块的相对端部的横截面侧视图；

图5是图2A和图2B的PV模块的背板的前视图；

图6是图2A和图2B的PV模块的框架的一部分的横截面侧视图；

图7A是图2A和图2B的PV模块的电子组件的等距视图；

图7B是图7A的电子组件的等距视图，其中移除封盖以图示电子组件的一些内部细节；

图7C是图7A所包括的电子组件的一些电子装置的示意性电路图；

图8是图2A和图2B的PV模块的端子的分解视图；

图9A是图2A和图2B的PV模块的端子壳体的等距视图；

图9B是图9A的端子壳体以及相对应的端子封盖的等距视图；

图10A是说明图2A和图2B的PV模块中的启动运行的示例性方法的流程图；

图10B是图示图2A-2B的PV模块之间的电连接以及图1的示例性运行环境的高级电路图；

图11A是说明在图2A-2B中的PV模块中执行最大峰值功率跟踪的示例性方法的流程图；

图11B是包括针对图2A-2B的PV模块的PV电池的共同输出的特征IV和PV曲线的曲线图；

图11C是包括针对图2A-2B的PV模块的输出的作为开关周期的函数的功率曲线的曲线图；以及

图12是说明可由图11A的方法来调用的示例性抖动方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例总体而言涉及一种无光照限制的PV模块，其具有导电背板和多个PV电池。如文中所使用的那样，应用于PV模块的术语“无光照限制”是指PV模块对非均匀光照条件的相对不敏感性。在一些实施例中，PV模块对非均匀光照条件的相对不敏感性是由PV电池的布置引起的，其中电流基本上单向地流经PV电池并且背板提供电流返回路径。

I.示例性的运行环境

现在将参考附图来描述本发明的示例性实施例的各个方面。要理解的是，附图是示例性实施例的概括性和示意性表示，而并非限制本发明，并且也不是按比例绘制的。

首先参见图1，图示了示例性的运行环境100，其中可以实施文中所公开的一些实施例。示例性的运行环境100包括相互并联地电连接的多个PV模块102，其中PV模块102的负极端子(未示出)连接到外部负极线104，而PV模块10的正极(或负极)端子(未示出)连接到外部正极(或负极)线106。附加地，PV模块102连接到地107。虽然示例性的运行环境100包括三个PV模块102，但在其他的实施例中，示例性的运行环境100可以实现为具有一个PV模块102或多于三个的PV模块102一样多。

可选地，PV模块102利用导体108、110相互并联连接成环路配置，以避免损耗并提供冗余。具体而言，导体108连接到PV模块102的负极端子，并环回至拼接块112，该拼接块112将导体108的两个端部连接到外部负极线104。类似地，导体110连接到PV模块102的正极端子，并且环回至拼接块114，该拼接块114将导体110的两个端部连接到外部正极线106。

示例性的运行环境100还包括电池116、逆变器118、以及一个或更多个断开与过流保护设备120、122。电池116为可选的，而非在所有的实施例中都必需。在一些实施例中，逆变器118为混合型逆变器，该混合型逆变器被配置为使用电池并提供可观的存储，而在其他的实施例中，逆变器118为低压逆变器，并配置有用于实时的电网馈送的足够的存储，且还被配置为如果电网关闭则中断。

可替选地或附加地，断开与过流保护设备120是额定约为80安(“A”)的断路器，而断开与过流保护设备122是额定约为100安的断路器。

图1还图示出至电网的连接。至电网的连接为可选的，而非在所有的实施例中都必需。

在一些实施例中，PV模块102被配置为产生约48伏(“V”)直流(“DC”)功率。48V DC功率将电池116充电，和/或由逆变器118转换为120V交流(“AC”)功率以用于输出到电网。

II.示例性的PV模块

另外参见图2A-9B，根据一些实施例公开了可在图1的示例性运行环境100中实施的示例性PV模块102的多个方面。

A.一些PV模块的一般方面

图2A和2B包括PV模块102的前视图和后视图。正如从图2A看出的那样，PV模块102包括多个分立的PV电池124，多个分立的PV电池124布置在多个电池行126中。电池行126包括第一行126A和最后一行126B。而且，电池行126并排布置，PV电池124与电池行126电连接成使得在运行中电流通常单向地流经PV电池124。在图2A的例子中，例如，电流通常与任意定义的正x方向相对应地从左到右流经所有的PV电池124。

正如从图2B看出的那样，PV模块102包括具有端子130A、130B(总体称为单个或多个“端子130”)的电子组件128。在所示的实施例中，端子130和电子组件128设置在PV模块102的第一边缘132A上或邻近PV模块102的第一边缘132A，PV模块102还包括第二边缘、第三边缘和第四边缘132B-132D，它们与第一边缘132A一起形成PV模块120的周缘。根据一些实施例，端子130沿着第一边缘132A在第二边缘132B与第三边缘132C之间等距地间隔开。具体而言，端子130A和端子130B分别沿第一边缘132A位于第二边缘132B到第三边缘132C的间距的约三分之一和三分之二处。

端子130A为所示例子中的负极端子。端子130B可以根据PV模块102的配置而为正极端子或负极端子。在所示的实施例中，端子130B是正极端子。

可选地，参见图2A，电子组件包括发光二极管(“LED”)134，其从PV模块102的正面可见。LED 134允许与PV模块102有关的性能数据和/或诊断数据可选地传送到包括光接收器的设备和/或观察器。这样的数据在被传送之前可以至少最初被储存在电可擦只读存储器(“EEPROM”)中或电子组件128的其他适合的存储介质中。性能数据可以包括例如电流功率、用于预定的之前的时间段(例如，24小时)的周期性功率分布(例如，按分钟、小时等等)、停止和/或起始时间、每天所产生的累积能量、温度等等。诊断数据可以包括例如超范围的电压数据、接地故障检测数据、模块故障数据、不足光照数据、FW修正、电流运行功率、系统电压、PWM值、电池板电压、高低侧电流等等。

可替选地或附加地，性能数据和/或诊断数据经由外部线104、106传送到逆变器118或其他的前端(head-end)设备。在这些及其他例子中，数据作为在外部线104、106上的数字脉冲序列传送到逆变器118或其他的前端设备。可选地，在每天的末尾当光照不再足以完全为PV模块102供能时，由每个PV模块102向逆变器118或其他的前端设备发送数字脉冲。在一些例子中，每个PV模块102包括诸如唯一的序列号的标识符，该序列号在PV模块102所产生的相应数字脉冲序列的开头或结尾标识相应PV模块102。

结合地参照图2A和图2B，PV模块102还包括框架136，框架136围绕PV模块102的周缘的全部或一部分延伸。虽然不是必需的，但图2A-2B所示的PV模块102包括框架延伸部138，框架延伸部138设置于框架136的四个角部，用于在多个PV模块102的阵列中将PV模块102互连。在于2010年2月23日提交的名为“HIGHLYEFFICIENT RENEWABLE ENERGY SYSTEM(高效再生能源系统)”的美国专利申请No.12/711,040中公开了与框架延伸部以及PV模块阵列有关的其他细节，其全部内容通过引用结合于此。

图3A是PV模块102的一部分的横截面侧视图，PV模块102包括电池层140以及以下将详细描述的各种导体，其中电池层140由设置在电池行126中的PV电池124构成，各种导体用于将PV电池124电互连。图3B是PV电池层140的一部分的后等距视图。在图3A的视图中，电池行126朝向页内或页外。照此，在图3A中，所示PV电池124中的每个与紧邻的PV电池124相比属于不同的电池行126。

如从图3A中可以看出，PV模块102包括置于电池层140前方的前板142以及置于电池层140后方的背板144。如文中所使用的那样，应用于PV模块102的术语“正面”是指PV模块102的如下侧面，通过其由电池层140内的PV电池124接收光。应用于PV模块102的术语“背面”是指PV模块102的与该正面相对的侧面。诸如“前方”、“后方”等等的术语在文中的使用与应用于PV模块102的“正面”和“背面”的前述定义一致。

可选地，PV模块102还包括一个或多个粘合层146、148和/或保护膜150，其中一个或多个粘合层146、148用于将电池层140密封在前板142与背板144之间，保护膜150基本上覆盖背板144的背面。总体而言，背板144形成PV电池124的电流返回路径。根据一些实施例，一个或多个粘合层146、148包括乙烯-醋酸乙烯酯(“EVA”)。

结合地参照图3A和3B，每个电池行126内的PV电池124经由导电条152相互并联地电连接，对于每电池行126包括至少一个导电条152。在图3A-3B的例子中，PV模块102每电池行126包括成一对的两个导电条152。每个导电条152连接到相应的电池行126内的每个PV电池124的背面。在一些实施例中，导电条152中的每个的厚度在约0.02mm至0.2mm之间，宽度在约0.05厘米至2厘米(“cm”)之间，并与相应的电池行126具有大约相同的长度。

可选地，导电条152中的每个包括多个形成于其中的穿孔154。穿孔154所起作用将在以下对PV模块102的示例性制造过程进行说明之后变得清楚。在一些实施例中，PV模块102是通过将前板142、与粘合层146相对应的第一片状粘合件、电池层140、与粘合层148相对应的第二片状粘合件以及背板144进行堆叠并对堆叠物进行层压来制造的。在层压过程中，第一片状粘合件和第二片状粘合件的材料迁移并与相应的相邻层之间的空间顺应(例如填充)，最后形成粘合层146、148。如果在层压之后在PV模块102的层之间出现未填充的气隙，则PV模块102会出现可靠性问题和/或热问题。

穿孔154基本防止在导电条152与PV电池124之间形成未填充的气隙，即使在层压之前没有粘合材料置于导电条152与PV电池124之间。具体而言，在层压过程中穿孔154允许对应于粘合层148的第二片状粘合件的材料经由穿孔154迁移入并填充导电条152与PV电池124之间的空隙。

结合地参照图3A-3B，PV模块102的电池行126经由串联互连件156相互串联地电连接。具体地，串联互连件156中的每个将一个电池行126中的PV电池124的正面或正极面电连接到在紧邻的电池行126中的紧邻的PV电池124的背面或负极面。在所示的实施例中，正如从图3B可以看出的那样，PV模块102对于每对紧邻的PV电池124包括两个串联互连件156，尽管在其他的实施例中PV模块102对于每对也可以包括多于两个或少于两个的串联互连件156。

B.背板

背板144由基本上导电的材料制成，诸如铝、铝合金或其他合适的材料。在一些实施例中，背板144是等级为1145-H19或1235-H19的铝合金。根据这些以及其他的实施例，背板144的抗拉屈服强度在120兆帕斯卡至200兆帕斯卡(“MPa”)的范围。更一般而言，背板144的抗拉屈服强度为至少30MPa。可替选地或附加地，背板144的厚度在0.02毫米至0.2毫米(“mm”)之间。

附加地，背板144为连续区背板。如将在以下详细说明的那样，背板144形成第一电池行126A与最后一行电池行126B之间的电流返回路径。如文中所使用的那样，应用于背板144的术语“连续区”是指背板144在其与第一电池行126A和最后一行电池行126B互连之间的区基本上是连续的。

在一些例子中，背板144与前板142的层压结合提供在所有的PV电池124上的最佳压应力水平。此压应力在一些实施例中叠加到PV电池124的自然应力状态上，并作用为降低和/或基本上消除PV电池124内的微细裂纹生长。可替选地或附加地，背板144与前板142的结合在PV模块102的正面保持正弯度以用于增加强度，在允许弹性形变的同时基本上消除PV模块102在极端温度下经历塑性变形的可能性，并利用EVA或其他合适的粘合件对PV模块102具有高粘合强度。

在所示的实施例中，背板144包括第一端部158和第二端部160。背板144的第一端部158和第二端部160分别邻近PV模块102中的第一电池行126A和最后一行电池行126B地设置。背板144的第一端部158经由电子组件128连接到第一电池行126A，而该背板的第二端部160连接到最后一行电池行126B。照此，如以上所述的，背板144形成PV模块102的PV电池124的电流返回路径。具体而言，正如从图4所看到的那样，示出了PV模块102的相对端部的横截面侧视图，背板144形成第一电池行126A与最后一行电池行126B之间的电流返回路径。

结合地参照图4和图5，背板144包括沿背板144的宽度形成在第二端部160处的孔图案162和第一折叠部164A(图4)。在形成图4所示的第一折叠部164A之前，可以如图5所示地在背板144中形成一个或多个第一折叠线164B。一个或多个第一折叠线164B可以包括使背板144沿一个或多个第一折叠线164B弱化以保证背板144以预定的方式折叠，从而产生第一折叠部164A。

背板144还包括第二折叠部166A(图4)，第二折叠部166A基本上沿背板144的宽度形成在第一端部158处。在形成图4所示的第二折叠部166A之前，可以如图5所示地在背板144中形成一个或多个第二折叠线166B。可选地，通过将背板144从第一端部158的边缘向上切开到一个或多个第二折叠线166B中的一个，在背板144的两个角部形成一个或多个接片168。

正如从图4看出的那样，PV模块102还包括用于将背板144的第二端部160与最后一行电池行126B互连的一个或多个焊接条172和第一互连构件170。第一互连构件170延伸大约最后一行126B的长度，并包括第一侧面170A和第二侧面170B。第一互连构件170的第一侧面170A电连接到最后一行电池行126B内的每个PV电池124。第一互连构件170的第二侧面170B置于形成在背板144中的孔图案162的正面。

焊接条172延伸大约在背板144的第二端部160中形成的孔图案162的长度。焊接条172在背板144的背面置于背板144的包括孔图案162的区域中。例如，焊接条172可以在背板144的背面直接置于孔图案162的后方。焊接条172经由孔图案162的孔焊接到第一互连构件170的第二侧面170B。照此，最后一行电池行126B内的每个PV电池124经由第一互连构件170和焊接条172连接到背板144的第二端部160。

在所示的实施例中，折叠部164A覆盖焊接条172和密封剂174置于焊接条172与折叠件164A之间。密封剂174在一些实施例中基本上适用。可替选地或附加地，密封剂为丁基橡胶、太阳能边带(solar edge tape)或其他合适的密封剂。一般，密封剂174配置为防止潮气经由背板144与最后一行电池行126B之间所形成的电学和机械互连渗入PV模块102。根据一些实施例，密封剂174在层压之前被定位于焊接条172与折叠部164A之间，并在层压过程的高温和高压过程中被形成和成型到PV模块102中，以保证良好的密封。可替选地或附加地，孔图案162容许诸如EVA的过量的粘合件在层压过程期间从PV模块102中渗出，以保证背板144与最后一行电池行126B之间的整个互连附近的低外形和整体密封。

虽然图4中并未示出，但PV模块102还可以包括保护膜150，保护膜150基本上覆盖背板144(图3A)，包括覆盖折叠部164A的全部或一部分。在一些实施例中，保护膜150为黑色聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、黑色聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)或其他合适的材料。可替选地或附加地，保护膜150基本上电绝缘和/或具有大于0.6的辐射率。在这些以及其他实施例中，保护膜150的相对高辐射率容许保护膜将来自PV模块102的热能辐射开，以用于PV模块102的热管理。

考虑之前所述的，根据一些实施例用以下方式形成背板144与最后一行电池行126B之间的电学和机械互连。首先，在背板144的第二端部160中形成孔图案162和一个或多个第一折叠线164B。然后，将焊接条172经由孔图案162焊接到第一互连构件170的第二侧面170B，以形成电学和机械互连。将密封剂174置于焊接条172上，然后沿第一折叠线164B在焊接条172和密封剂174上折叠背板144的第二端部160，以形成第一折叠部164A。然后，保护膜150(图3A)置于背板144的背面。可以在堆叠图4所示的PV模块102的层之前和/或之后进行上述步骤中的一些或全部。最后，在堆叠图4所示的PV模块102的层并且已将保护膜150置于背板144的背面之后，对堆叠的材料进行层压以形成PV电池板，框架136和电子组件128附接至PV电池板以形成PV模块102。

仍参照图4，第二折叠部166A基本上与背板144的主表面正交地取向。具体而言，背板144的多数(下文为“主表面”)一般定义与任意定义的x-y平面平行的平面，而第二折叠部166A一般定义与任意定义的y-z平面平行的平面，因此第二折叠部166A与背板144的主表面正交地取向。第二折叠部166A经由电子组件将背板144电连接到第一电池行126A。以下将在C部分中提供与此互连有关的其他细节。

在图4的例子中，PV模块102的部件并未按比例绘制，而以简化框图形式表示。照此。图4中未明示PV模块102中的例如框架136和/或其他部件的特定实施的一些方面。然而，图6公开了根据一些实施例的框架136的特定实施的方面。

图6是框架136的一部分的横截面视图。图6所示的框架136的一部分对应于在图4左侧绘出的框架136的一部分。框架136的其他部分，诸如在图4右侧绘出的框架136的一部分、或在图2A-2B中绘出的框架136的部分在一些实施例中构造相似，尽管这些其他部分根据框架136设置在边缘132A-132D(图2A-2B)中的哪一个上而相对于任意定义的x-y-z坐标轴具有不同的取向。

结合地参照图2A-2B和图6，框架136沿PV模块102的所有四个侧面132A-132D延伸。在所示的实施例中，框架136是挤制铝或由任何合适的工艺所形成的其他合适的材料。

正如从图6的横截面视图中看出，框架136包括基座176、脚部178和通道180。基座176、脚部178和通道180根据一些实施例延伸框架136的每部分的整体长度。

基座176沿PV模块102的周缘支撑PV模块102的层，包括由附图标记140、142、144、148、150在图3A和/或图4中标识的层。

脚部178自基座176延伸并对PV模块102和框架136增加抗弯强度。可替选地或附加地，脚部178至少部分地在电子组件128后方延伸，以为电子组件128提供保护功能。

通道180由基座176与自基座176延伸的臂部182定义。总体而言，通道180配置成沿PV模块102的周缘容置PV模块102的材料堆叠物。特别地，通道180配置为容置包括至少前板142、粘合层146、电池层140、粘合层148和背板144的材料堆叠物。在一些实施例中，保护膜150在背板144的周缘之前结束，而在其他的实施例中，保护膜150延伸到背板144的周缘，照此，通道180可以容置或不容置保护膜150。

虽然不是必需的，但在图6所示的实施例中通道180包括凹槽184，凹槽184配置成保证框架136不接触背板144的边缘。例如，结合地参照图4和图6，通道180配置成其中至少容纳前板142的左端部和背板144的第二端部160，其中背板144的第二端部160与凹槽184垂直地对齐。背板144的第二端部160与凹槽184竖直对齐的结果是，在凹槽184的位置处背板144的第二端部160与框架136之间的水平距离大于在通道180的位置处前板142的左端部与框架136之间的水平距离。照此，在凹槽184的位置处背板144的第二端部160将不接触框架136，即使背板144和PV模块102的其他层压的层相对框架136水平移位。

根据一些实施例，PV模块102包括隔离条186(图4)，隔离条186置于背板144的背面与框架136的基座176(图6)之间。隔离条基本上电隔离以防止背板144与框架136之间的电接触。

可选地，背板144与前板142配合以形成防止潮气进入的阻挡件。例如，与在一些PV模块中实施的由泰德拉(Tedlar)和/或PED的塑料所制成的背板相比，由铝制成的连续区背板144的透水率低4-6个量级。

附加地，一些PV模块在背板中具有掏槽孔，以引出电引线用于实现电互连。虽然已尝试密封这样的孔，但这些尝试并非100％有效，以致于潮气能够经由用于电引线的掏槽孔进入PV模块。相比之下，PV模块102没有用于电引线的孔，这是因为电互连沿着背板144的相对端部158、160连续地形成，并且这些连续的电互连被保护在层压堆叠物和/或电子组件内。因此，背板144的暴露部分中不存在能够渗入潮气的孔，与背板形成有孔以容纳电引线的PV模块相比进一步防止了潮气进入。

C.电子组件

再次参照图4，根据一些实施例公开了电子组件128的一些方面。总体而言，电子组件128包括多个功率转换电路(未示出)，多个功率转换电路被配置为将PV电池124所产生的DC功率转换成适于传输的、具有升高的电压的DC功率。

具体而言，电子组件128包括壳体188、电隔离层190、第二互连构件192、印刷电路板(“PCB”)组件(“PCBA”)194和可移除的封盖200，其中印刷电路板组件194包括PCB 196和诸如功率转换电路的多个电子装置198。

在图4的实施例中，电子装置198所包括的功率转换电路实施为p型场效应管(“FET”)，使得模块的附接有电子组件128的侧面为PV模块102的正极侧面，而PV模块102的另一侧面为PV模块102的接地侧面。在其他的实施例中，电子装置198所包括的功率转换电路实施为n型FET，在这种情况下，PV模块102中附接有电子组件128的侧面为PV模块102的负极侧面，而PV模块102的另一侧面为接地侧面。

背板144与电子组件之间的电学和/或机械互连在一些实施例中由壳体188、电隔离层190、背板144的第二折叠部166A和第二互连构件192提供。具体而言，壳体188沿着背板144的第一端部158的至少一部分纵向延伸，并包括邻近并基本上平行于背板144的第二折叠部166A设置的第一侧面188A。电隔离层190置于壳体188与背板144的第二折叠部166A之间。第二互连构件192沿着背板144的第一端部158的至少一部分纵向延伸。电隔离层190和背板144的第二折叠部166A夹在壳体188的第一侧面188A与第二互连构件192之间。

虽然图4中并未示出，但在一些实施例中，背板144的第二折叠部166A中形成有一个或多个狭缝。一个或多个狭缝允许基于压力的紧固件下落到第二折叠部166A上，以在背板144的第二折叠部166A与第二互连构件192之间的互连上施加压力。

电隔离层192在一些实施例中将背板144的第二折叠部166A与壳体188隔离。可替选地或附加地，电隔离层192为导热带。

如在图4中可以看出的那样，PV模块102还包括大体沿背板144的第一端部158的至少一部分纵向延伸的第三互连构件202。第三互连构件202具有第一侧面202A和第二侧面202B。第三互连构件202的第一侧面202A电连接到第一电池行126A内的每个PV电池124。第三互连构件202的第二侧面202B包括应变消除折叠部202C，并以电学方式和机械方式连接到PCBA 194。应变消除折叠部202C被配置为将在第三互连构件202与PCBA 194之间的互连处的应变最小化，该应变是由层压堆叠物在可变温度条件下的膨胀、收缩和/或非平面变形所导致的。

图4还图示出粘合件204，粘合件204置于背板144的主表面与壳体188的第二侧面188B之间。在图4的例子中，壳体188的第二侧面188B附接至壳体188的第一侧面188A，并邻近并基本上平行于背板144的主表面设置。粘合件204配置为将壳体188的第二侧面188B紧固到背板144的主表面，由此将壳体188紧固到背板144。粘合件204为丙烯酸泡沫带或其他合适的粘合件。

可选地，背板144的第一端部158包括形成在背板144的主表面与第二折叠部166A之间的应变消除折叠部206。与应变消除折叠部202C类似，应变消除折叠部206配置为将在第二折叠部166A与第二互连构件192之间的互连处的应变最小化，该应变是由层压堆叠物在可变温度条件下的膨胀、收缩和/或非平面变形所导致的。

虽然不是必需的，但在一些实施例中背板144的第二折叠部166A的面向第二互连构件192的面有意地是有纹理的。第二折叠部166A的面向第二互连构件192的面的纹理在允许第二折叠部166A被涂覆有可为相对非导电的保护油脂的同时保证第二折叠部166A与第二互连构件192的良好电接触。保护油脂保护第二折叠部166A不被氧化。在这些及其他的例子中，第二折叠部166A的面向第二互连构件192的面的纹理穿透油脂以建立与第二互连构件192的良好电接触。

根据一些实施例，第二互连构件192起到用于PCBA 194的热沉的作用。例如，在图4的例子中，第二互连192延伸到几乎接触PCBA 194的电子装置198中的一些。而且，第二互连构件192可由基本上导热的材料制成，诸如由金属制成。在一些例子中第二互连构件192靠近PCBA 194以及第二互连构件PCBA 194的热特性使得由电子装置198所产生的热能中的至少一些被传递给第二互连构件192。可替选地或附加地，传递给第二互连构件192的热能中的一些经由背板144的第二折叠部166A和电隔离层190传递给壳体188和/或背板144，并从PV模块102辐射开。可选地，为了提高导热性，在电子装置198与第二互连构件192之间的间隙中设置导热油脂和/或导热垫。

可替选地或附加地，结合地参照图4和图7A，第二互连构件192起到背板144与电子装置198之间的汇流条的作用。在这些以及其他的例子中，第一电池行126A经由第三互连构件202连接到PCBA 194，并经由第二互连构件192和第二折叠部166A接地到背板144。在一些实施例中，诸如螺钉、螺栓和/或螺母的紧固件208将PCBA 194以机械方式紧固到第二互连构件192，并将PCBA 194电连接到第二互连构件192以及因此电连接到背板144。

图7A-7C公开了电子组件128的附加的方面。例如，正如从图7A-7B看出的那样，电子组件128还包括端盖210A(图7A)、210B(图7B)，端盖210A和210B在文中统称为“端盖210”。图7B中省略了可移除的封盖200和端盖210A。可移除的封盖200、端盖210、壳体188和前板142的一部分配合地形成封闭件，在该封闭件内设置有包括功率转换电路的电子装置198。

在一些实施例中，端盖210被开口以容许在快速压力变化期间空气排入或排出电子组件128。在这些以及其他的实施例中，端盖210中的每个可以包括一个或多个形成在端盖210中的直径为1mm或更小的孔，以允许排放空气。

结合地参照图7C，公开了PCB 196上的电子装置198的一些方面。具体而言，图7C是公开根据一些实施例的PCB 196上所包括的一些电子装置198的电路图。电子装置198包括多个功率转换电路212、一个或多个控制模块214、多个功率继电器216A-216B(统称为“功率继电器216”)和其他继电器218A-218B(统称为“继电器218”)和一个或多个易失性或非易失性存储媒介220。可替选地或附加地，电子装置198还包括至少一个模数转换器(“ADC”)222、多个驱动器224、调节器226、电压表228A-228C(统称为“电压表228”)、以及电流表230A-230B(统称为“电流表230”)。

简言之，功率转换电路212提供PV模块102所产生的DC输出的电压转换。控制模块214控制PV模块102的运行，并且为控制器、微控制器、处理器、微处理器或其他合适的控制模块。ADC 222将模拟输入数字化以用于由控制模块214使用。调节器226控制施加给电子装置198内的数字设备的电压；在一些实施例中，调节器226将施加给数字设备的电压保持在3.3伏左右，而与由PV电池124共同产生的电压变化多少无关。驱动器224控制功率转换电路212；例如，在一些例子中，驱动器224控制在功率转换电路212中实施的FET的开/关周期。存储媒介220储存用于PV模块102的运行的固件，和/或可由控制模块214使用以储存PV模块102的性能数据和/或其他数据。在一些实施例中，存储媒介220为电可擦只读存储器(“EEPROM”)或其他合适的存储器或存储媒介。

功率继电器216在PV模块102断开时将PV模块102与外部负极线104和外部正极线106(统称为“外部线104、106”)隔离。具体而言，当PV模块102断开时，功率继电器216B被配置为将内部负极线232与外部负极线232隔离，而功率继电器216A被配置为将内部正极线234与外部正极线106隔离。内部负极线232和内部正极线234在文中统称为“内部线232、234”。

如文中所使用的那样，术语“内部负极线”和“内部正极线”通常是指PV模块102内的、连接在电子组件128的电子装置198与PV模块102的相应负极端子130A或正极端子130B之间的导体和/或其他电路元件。类似地，术语“外部负极线”和“外部正极线”通常是指PV模块102外部的、连接在外部负载与PV模块102的相应负极端子130A或正极端子130B之间的导体和/或其他电路元件。

当功率继电器216被接通以在功率继电器216关断并开始PV模块102的正常运行之前均衡外部线104、106与内部线232、234之间的电势时，继电器217允许PV模块102向包括逆变器且没有电池的负载提供涓流电流。电压表228和电流表230用于在PV模块102的各点处感测电压和电流。

可选地，电子装置198还包括快速过电压电路(未示出)和/或在图7C中标识为“GFDI”的内部接地故障中断系统。快速过电压电路被配置为快速地响应于开路条件，为了安全以及保护PV模块102的内部电路。在这些以及其他实施例中，快速过电压电路的响应时间少于例如0.1毫秒。

GFDI通常被配置为检测接地故障并中断电路以防止损坏PV模块102和/或产生安全危险。可替选地或附加地，GFDI被配置为检测外部输出线232上的指示存在电弧故障的电压的特定频率，并关闭PV模块102的功率产生。在一些实施例中，指示电弧故障的存在并可由GFDI检测的特定频率约小于1赫兹(“H”)。

1.功率转换电路

如以上所述的那样，功率转换电路212提供由PV模块102所产生的DC功率的电压转换，以输出适于长距离传输的、具有升高的电压和降低的电流的经调节的电源。举例而言，PV电池124在正常运行条件下可以共同地产生约8伏、30安的240瓦DC功率。此240瓦的DC功率的长距离传输成本上很可能是所不容的，因为其可能需要相对较大且因此昂贵的导体以处理30安的电流。

然而，在本例子中，PV电池124的240瓦的共同输出被分配在功率转换电路212之中。例如，240瓦的输出可以分配在十二个功率转换电路212之中，使得十二个功率转换电路212中的每个接收8伏、2.5安的约20瓦输出。功率转换电路212然后将相应的20瓦输出的电压升高而将电流降低。例如，此例子中的每个功率转换电路212分别将20瓦的输出的电压升高到约54伏并将电流降低到约0.74安。功率转换电路212的54伏、0.74安的输出在内部正极线234上结合以产生54伏、4.4安的240瓦的输出，这容许此240瓦的输出经由相对较小并不太昂贵的导体来进行长距离传输，否则则需要传输8伏、30安的240瓦的DC功率。

前述例子中提供的具体数字仅出于说明的目的，而不应解释成限制本发明。更为一般而言，在一些实施例中PV电池124的共同DC功率输出的电压和峰值电流分别在约3-12伏和0-60安。可替选地或附加地，在一些实施例中内部正极线234上的由功率转换电路212输出的共同的DC功率的电压和电流分别在约12-60伏和0-20安。

功率转换电路126的每个为升压型DC-DC变换器，其具有大于其输入DC电压的输出DC电压。根据一些实施例可实施的升压型DC-DC变换器的例子包括升压变换器、降压-升压变换器、SEPIC变换器和丘克变换器。

功率转换电路212中的每个尤其还包括电感器、一个或多个电容器、以及开关。在一些例子中，开关实施为p型或n型FET。可替选地，开关为金属氧化物半导体FET(“MOSFET”)、绝缘栅双极型晶体管(“IGBT”)、双极型结晶体管(“BJT”)或其他合适的器件。

一般而言，通过功率转换电路212中的每个利用控制模块214所提供的脉宽调制(“PWM”)控制信号而使功率转换电路212的开关的开和关循环来产生电压增益。电压增益的幅度尤其还取决于每个功率转换电路212的占空比以及由PWM控制信号所控制的电感器充电时间。

可选地，控制模块214控制激活的功率转换电路212的数量、占空比和/或电感器充电时间以实现PV模块102的最大峰值功率跟踪(“MPPT”)。以下将参照图11A-12公开示例性的MPPT方法的其他方面。

在一些实施例中，电子装置198包括十二个成对的功率转换电路。每对中的两个功率转换电路212可选地以180度相互不同相地运行。根据一些实施例，每对中的功率转换电路212的不同相运行充分地降低了电子组件128(图4)的输入和输出处的电流纹波。可替选地或附加地，可以基于PV模块102的功率水平而由例如控制模块214动态地选择在任何给定时间运行的功率转换电路212的数量。

尽管不是必需的，但在一些实施例中PV模块102被配置为使其自己脱机以用于自身维护。例如，在功率转换电路212中的一个被短路的情况下，PV模块102被配置为使其自己脱机并经由被短路的功率转换电路212施加全电流以使相应的功率转换电路熔断器故障，由此使短路的功率转换电路212隔离。在使熔断器故障之后，PV模块102返回其正常运行。

可根据一些实施例实施的功率转换电路的其他方面在于2009年1月21日提交的名为“REDUNDANT ELECTRICAL ARCHITECTURE FOR PHOTOVOLTAICMODULES(光伏模块的冗余电架构)”的序号为12/357,260的美国专利申请中公开，该申请的全部内容通过引用合并于此。

2.继电器

功率继电器216、其他继电器218和电压表228B、228C允许PV模块102的双用途运行。双用途包括以电池负载运行或以无电池的逆变器负载运行。于早晨或在PV模块102开始暴露于足够光照的任何其他时间开启运行之前，PV模块102实施由功率继电器216、其他继电器218和电压表228B、228C提供便利的安全启动算法，以使其负载具备电池或无电池负载的资格，并随后相应地开启运行。以下将参照图10A-10B公开示例性的安全启动方法的一些方面。

功率继电器216A耦合在内部正极线234与外部正极线106之间。类似地，功率继电器216B耦合在内部负极线232与外部负极线104之间。而且，在所示的实施例中，功率继电器216默认为在未被供电时断开。因此，当PV模块102关闭时，例如当未产生足够的功率以对功率继电器216供电时，功率继电器216断开且PV模块102与外部线104、106电隔离。在一些实施例中，功率继电器216中的每个为机械式弹簧承载继电器、具有足够的额定电压以提供充分隔离的FET或IGBT、或其他合适的继电器。

在一些实施例中，继电器218两者为高度隔离的继电器。鉴于电压表228C与继电器218串联连接，电压表228C为高度隔离的感测线。如文中所使用的那样，如果继电器被设计成在不允许任何电流直接传递过继电器的情况下在电路的元件之间传递电信号，则继电器被高度隔离。照此，继电器218中的每个根据一些实施例为固态光继电器或其他合适的高度隔离的继电器。光继电器也公知为光隔离器、光耦合器件、光耦合器等等。继电器218在PV模块102的正常运行期间断开。

继电器218A耦合在外部正极线106与外部负极线104之间，而继电器218B与内部正极线234和外部正极线106之间的功率继电器216A并联耦合。当PV模块102在开启正常运行之前以及作为下面所述的安全启动方法的一部分被初始化时，继电器218A接通以允许电压表228C测量外部线104、106间的线电势。

如果测量到的线电势指示外部线104、106上没有任何负载，则该方法中止并且在下次光照充足时PV模块102尝试重启。

如果测量到的线电势在预定的范围内，该范围指示存在电池(具有或不具有逆变器)或存在与外部线104、106连接的运行的无电池的逆变器，则PV模块102改变其内部电容以匹配外部电压，功率继电器216接通，且PV模块102以最大峰值功率模式运行直到电池完全充电，于是PV模块102切换到恒定电压模式以保持电池被充电。

如果测量到的线电势在指示没有电池的预定范围以下并且该电路基于测量到的电路的RC响应(其指示存在与外部线104、106连接的逆变器)是连续的，则PV模块102接通继电器218B，并将电流涓流到外部正极线106上。电压表228C继续测量外部线104、106间的线电势，如果线电势增加，则继电器218B继续将电流涓流到外部正极输出线232A上直到测量到的线电势匹配PV模块102的电压。当线电势和PV模块102的电压匹配时，功率继电器216接通，且PV模块102以恒定电压模式运行，直到逆变器开始运行，PV模块102在逆变器开始运行之后改变到最大峰值功率模式。

电压表228和/或228B在以下所述的MPPT方法的实施中被PV模块102使用。

D.端子

在图7A-7B所示的实施例中，端子130中的每个沿基本上与背板144的主表面正交的方向延伸，如在图4的例子中可进一步看出的那样。在一些例子中，端子130的每个为大接触面积的端子。在这些以及其他实施例中，端子130中的每个具有至少六平方毫米的接触面积。可替选地或附加地，端子130中的每个被配置为连接至直径为至少6毫米的线的连续区段。

图8是端子130中的一个的分解视图。如从图7A-8看出的那样，端子130包括螺栓236、垫片238和螺母240。一般而言，螺栓236、垫片238和螺母240配合以接合如下所述的螺栓236的u形通道236A内的连续线的一部分。

根据一些实施例，螺栓236具有至少10mm的直径。螺栓236具有第一端部236B(图8)，第一端部236B配置为经由紧固件242(图7B)以电学和机械方式连接到电子组件128。螺栓236具有带螺纹的第二端部236C(图8)。第二端部236C定义u形通道236A(图8)，u形通道236A配置为其中容置连续的输出线，例如，连续线。以此方式，可以使用单个连续线将多个PV模块102互连成如图1的配置。在一些实施例中，通过实施连续线将PV模块102互连，与利用每个PV模块端子之间的线的分立区段将PV模块102互连的其他构造相比，减少并且/或者基本上消除了连接件对连接件损耗。

垫片238为t形，并包括杆部238A和顶部238B。垫片238的厚度小于u形通道236A的宽度，使得垫片238可部分地置于u形通道236A内。杆238A的宽度小于螺母240的内径。

端子130的配置允许连续线的一部分被置于u形通道236A内。垫片238也可以置于u形通道236A中，其中垫片238的顶部238B朝向置于u形通道236A中的连续线的一部分。最后，螺母240越过垫片238的杆238A旋拧至螺栓236的第二端部236C上。随着螺母240旋拧至螺栓236的第二端部236C上，螺母240与垫片238的顶部238B接合，并将垫片238的顶部238B抵靠置于u形通道236A中的连续线的一部分。

图9A和9B图示了端子壳体244和端子封盖246(图9B)，根据一些实施例采用端子壳体244和端子封盖246用以封闭端子130，由此基本上防止与端子130无意的接触和/或潮气渗入电子组件128。第一腔体248(图9A)形成在端子壳体244中，并至少部分地通过端子壳体244纵向延伸。第一腔体248配置成容置螺栓236的第一端部236B。第二腔体250也形成在端子壳体244中。第二腔体250至少部分地通过端子壳体244而与第一腔体248正交地延伸，并与第一腔体248连接。第二腔体250配置成容置用于将螺栓236以电学和机械方式连接到电子组件128的紧固件242的一部分。

可选地，在第二腔体250的开口周围包括o形环垫圈，以使端子壳体244对电子组件128的壳体188(图4)密封。

端子壳体244还包括容座252(图9A)。当与端子130组装在一起时，端子130的螺栓236的第二端部236A延伸进容座252。容座252还配置为，螺母240在被旋拧至螺栓236的第二端部236A上时被容纳。容座252的相对侧面上形成有槽254(图9A)，槽254允许连接到由端子壳体244和端子封盖246封闭的端子130的线256(图9B)的进入和外出。

可选地，在容座252的外相对侧面上包括夹具258。在一些实施例中，端子封盖246包括与夹具258接合以将端子封盖246紧固到端子容座244上的突出部(未示出)。在这一例子及其他例子中，端子封盖246在端子壳体244上咬合就位。

端子封盖246与端子壳体244配合以封闭端子130。就这一点而言，在本例子中，端子封盖246包括与端子壳体244的槽254对齐的槽259，以允许导线256的进入和外出。

如以上所示出的那样，端子封盖246包括与端子壳体244的夹具258接合的突出部(未示出)，在突出部或夹具258断裂或失效的情况下，端子封盖246可选地包括用于附接端子封盖246的其他特征。例如，在图9B所示的例子中，在端子封盖246的每个槽259的外部包括瘤形部260。在这一例子以及其他例子中，线缆扎带或其他合适的紧固件将线256卷绕并接合瘤形部260以将端子封盖246紧固到导线256。由于线256连接至端子壳体244内的端子130，这有效地将端子封盖246紧固到端子壳体244。

III.示例性的方法

另外参照图10A-12，公开了可由PV模块102实施的各种方法。本领域技术人员应当理解的是，对于文中所公开的这些以及其他过程和方法，可以以不同的顺序来实施在所述过程和方法中执行的功能。而且，列举出的步骤和运行仅作为例子提供，并且在不脱离所公开的实施例的主旨的情况下，所述步骤和运行中的一些可以是可选的、或结合成更少的步骤和运行、或扩展成额外的步骤和运行。

A.电池或无电池的安全启动

首先参照图10A和10B，根据一些实施例公开了可由PV模块102实施的示例性的安全启动方法262(图10A)。具体而言，图10A是说明示例性的安全启动方法262的流程图。图10B在一些方面与图1相似，并且是示出PV模块102中的一个与示例性运行环境100之间的电连接的电路图。图10B的所有部件在之前已参照例如图1和图7C予以讨论过。提供图10B尤其用以说明图1和图7C的部件如何相互联系，并用以提供讨论图10A的方法262的背景。此外，图10B包括箭头264、266，箭头264、266根据一些实施例指示电流流经PV模块102的电池层140和背板14的方向。

因此，结合地参照图10A-10B，公开的示例性方法262用于在双用途的PV模块102中安全地启动或开启运行。方法262通过当PV模块102未运行时将电池层140的PV电池124(图10B中未标出)和包括功率转换电路212的电子装置198(图10B中未标出)与外部电路电隔离而在268开始，该外部电路包括外部线104、106，并且可选地包括电池116和/或逆变器118。在一些实施例中，将PV电池124和/或电子装置198与外部电路电隔离268包括断开功率继电器216。

在270，确定外部线104、106间的线电势以使外部电路的负载(如果有)具备资格。在一些实施例中确定270外部线104、106间的线电势包括接通继电器218A并利用电压表228C测量线电势。此外，确定270外部线104、106间的线电势通常发生在早晨、或发生在白天中的当PV模块接收到足够的光照以产生对于至少接通继电器218A并操作电压表228C而言足够的功率的其他时间。可替选地或附加地，在执行图10A的方法262期间，所产生的功率足以操作控制模块214(图7C)和/或控制/便利于PV模块102的运行的其他电子装置198。

在272，将测量到的线电势与一个或多个预定的系统电压界限进行比较，一个或多个预定的系统电压界限包括最小系统电压界限和最大系统电压界限。可选地，最小系统电压界限和最大系统电压界限被定义在储存于存储介质220(图7C)的固件中。最小系统电压界限和最大系统电压界限定义可接受的电压范围，该可接受的电压范围指示与外部线104、106连接的一个或多个电池。

虽然图10A中未示出，但如果测量到的线电势在最大系统电压界限以上，则方法262重复步骤268、270和272直到测量到的线电势在可接受的范围之内。

如果测量到的线电势处于最小系统电压界限与最大系统电压界限之间，即指示一个或多个电池116(或运行的无电池的逆变器)与外部线104、106连接，则方法262通过对PV模块102的内部电容充电以匹配测量到的线电势而继续到274。一般而言，对PV模块102的内部电容充电274尤其还包括：利用PV电池124(图10A中未标出)和功率转换电路212以通过增大PV模块102内的电容器的电压来升高电压。

在PV模块102的内部电容已充电至达到测量到的线电势之后，在276接通功率继电器216，并且PV模块102向外部电路输出功率。在一些实施例中，向外部电路输出功率包括：在最大峰值功率模式下运行直到电池116被充电，然后在278切换到以恒定电压模式运行，用以使电池116保持充电。

可替选地或附加地，PV模块102被配置为在恒定电压模式下调整其输出功率的电压以匹配外部电路的一个或多个电池116的额定电压。例如，如果外部电路的一个或多个电池116额定为12伏、24伏或48伏，则PV模块102在一些实施例中将其输出功率的电压分别调整到约12伏、约24伏或约48伏。

回到在272的判定，如果测量到的线电势在最小系统电压界限之下，即指示外部电路没有任何电池，则方法262通过确定外部电路是否连续以及是否具有维持电荷的能力、例如外部电路是否为容性而在280继续。确定280外部电路是否连续以及是否具有维持电荷的能力可以包括：利用例如继电器218B将少量电流涓流到外部正极线106，和/或利用电压表228C来测量包括外部线104、106的外部电路的电阻器-电容器(“RC”)响应。而且，在一些实施例中，测量到的RC响应指示外部电路中存在不带电池的逆变器。

如果在280确定：外部电路不连续，则方法262在282中止。

如果在280基于例如外部电路的RC响应确定：外部电路为连续的并且具有维持电荷的能力，则方法262通过利用例如继电器218B连续地将少量电流涓流到外部正极线106上而在284继续。

在286，在连续地将电流涓流284到外部正极线106上的同时监控外部线104、106上的线电势，以识别线电势何时到达PV模块102的电压。

在线电势匹配PV模块102的电压之后，在288接通功率继电器216，并且PV模块102向外部电路输出功率。在一些实施例中，向外部电路输出功率包括：将PV模块102的电压斜升到规定的运行电压、诸如58伏，在规定的运行电压以恒定电压模式运行290直到外部电路中的逆变器开始运行，以及在逆变器开始运行之后切换292到以最大峰值功率模式运行。在一些实施例中，在以最大峰值功率模式运行期间，规定的运行电压和/或外部线104、106上的线电势处于最小系统电压界限与最大系统电压界限之间。此外，当功率继电器216在288接通时继电器218B断开并且中断电流涓流284。

结合地参照图1和图10A-10B，方法262通常由第一PV模块102执行以在早晨或在白天接收到足够的光照之后的其他时间“唤醒”。要唤醒的第一PV模块102可以在一天与次日相同或不同，并且可以取决于例如示例性运行环境100中的光照和/或遮蔽条件及其日常/季节性的变化、操作每个PV模块102的各个控制模块214、继电器218A和/或电压表228C所需的功率量和/或其他因素。

在一些情况下，可以大致同时地唤醒示例性运行环境100中的两个或更多个PV模块102。在这些情况下，多个PV模块102可以基本上同时执行方法262。因此，如果多个PV模块102大致同时确定272：线电势处于最大电压与最小电压之间(指示在外部电路中存在电池116)，多个PV模块102可以同时或大致同时对其各自的内部电容充电274，并执行方法262的其他步骤276、278。可替选地，如果多个PV模块102大致同时确定272：线电势低于最小电压，随后大致同时确定280：外部电路是连续的，则多个PV模块102可以同时或大约同时将电流涓流284到外部电路的外部正极线106上，并执行方法262的其他步骤286、288、290和292。

在第一PV模块102已执行方法262并开启运行之后，第一PV模块102对于在示例性运行环境100内随后唤醒的其他PV模块102而言就像电池一样。因此，根据一些实施例，随后唤醒的其他PV模块102通常可以执行至少步骤268、270、272、274和276以开启运行，而不管在外部电路中是否存在实际的电池116与否。

可替选地或附加地，在逆变器启动并运行之后，无论外部电路是否包括还是不包括电池，每个PV模块102的电压目标都被设定为在逆变器的电压目标之上，以保证维持在MPPT模式下的运行。

B.最大峰值功率跟踪

然后参照图11A-11C，根据一些实施例公开可由PV模块102实施的示例性MPPT方法294(图11A)。根据具体而言，图11A是说明示例性的MPPT方法294的流程图，图11B以曲线图说明了作为电池板电压(例如，在电子组件128的输入端处的由PV电池124共同产生的电压)函数的对应于PV模块102的PV电池124共同产生的电流和功率的电流曲线296和功率曲线298，并且图11C以曲线图说明了作为功率转换电路212的开关周期的函数的对应于由功率转换电路212共同产生并由PV模块102输出的功率的功率曲线300。开关周期是功率转换电路212的开关频率的倒数。

图11B和图11C的电流曲线296、功率曲线298和功率曲线300在下文被分别称作“电池板电流曲线296”、“电池板输出功率曲线298”和“模块输出功率曲线300”。对应于电池板电流曲线296、电池板输出功率曲线298和模块输出功率曲线300的电流、功率和功率在下文被分别称作电池板电流、电池板输出功率和模块输出功率。

根据一些实施例，每个PV模块102采用六对功率转换电路212。如以上已提及的那样，每对的两个功率转换电路212可180度相互不同相地运行。通常，根据一些实施例，功率转换电路212以具有固定占空比的不连续模式运行。可选地，固定占空比约为50％。每个功率转换电路212的电感值固定，并由每个功率转换电路212所包括的电感器确定。在固定占空比和固定电感值的情况下，每个电感器中的电流与电池板电压和功率转换电路212的开关频率直接成比例。

因此，在一些实施例中，通过PV模块102在最大电池板输出功率下运行使模块输出功率最大化。可以从图11B的电池板输出功率曲线298容易地确定最大电池板输出功率。而且，在一些实施例中通过感测与图11C的模块输出功率曲线300关联的模块输出功率来跟踪电池板输出功率。由图11A的MPPT方法294实施跟踪和最大化模块输出功率的过程。

通常，图11A的方法294以抖动过程(dither process)实现爬坡(hill climbing)法。方法294的爬坡法通常涉及：确定PV模块102在模块输出功率曲线300的全局峰值302的左侧还是右侧运行，然后对功率转换电路212的开关周期进行相对微小的调整，以使模块输出功率朝全局最大值302移动。然后，测量实际模块输出功率并重复爬坡法。

由于模块输出功率曲线300包括如从图11C可以看出的数个纹波或局部最大值304，所以该方法294额外地实施抖动过程。方法294的抖动过程通常涉及：通过对功率转换电路212的开关周期进行显著的调整、然后测量模块输出功率以确保PV模块102没有保持运行在局部最大值304中的一个上，周期性地“跳”向模块输出功率曲线300上的右侧(或左侧)。如果测量到的模块输出功率大于之前测量到的模块输出功率，则抖动过程继续跳到右侧(或左侧)，直到遇到更低的模块输出功率，然后回到与测量到的最高模块输出功率相对应的开关周期。如果在第一次跳动之后测量到的模块输出功率小于之前测量到的模块输出功率，则抖动过程回到与之前测量到的模块输出功率相对应的开关周期，然后跳到右侧(或左侧)以确保全局峰值302不处于PV模块102已开始运行之处的左侧(或右侧)。抖动过程可以以预定的间隔和/或响应于一个或多个特定的事件而被调用。

更具体而言，参照图11A，在一些实施例中方法294由电子组件128来执行。在所示的实施例中，方法294通过测量PV模块102的模块输出功率而在306开始。可选地，测量PV模块102的模块输出动率利用图7C的电流表230A、230B中的一个或二者和电压表228B来实现。

在308，方法294通过将当前测量到的模块输出功率与之前测量到的模块输出功率进行比较而继续。在一些实施例中，将当前测量到的模块输出功率与之前测量到的模块输出功率进行比较308是通过图7C的控制模块214来执行的。

在310，指示PV模块102当前正在全局峰值302的哪一侧上运行的电流方向变量是基于如下内容来确定的：(1)之前的方向变量，其指示PV模块102之前曾在其上运行的全局峰值302的那侧；(2)当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率在308的比较。可替选地或附加地，大于零的方向变量，例如正的方向变量，指示全局峰值302的右侧，而小于零的方向变量，例如负的方向变量，指示全局峰值302的左侧。

在312，基于(1)之前的方向变量和(2)当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率在308的比较来调整每个功率转换电路212内的电感器的充电时间，充电时间对应于功率转换电路212的开关周期。

在一些实施例中，步骤310和312包括：

-将之前的方向变量维持为当前方向变量，并且如果之前的方向变量大于零且当前测量到的模块输出功率大于之前测量到的模块输出功率，则增大开关周期；

-将当前方向变量设定为负数，并且如果之前的方向变量大于零且当前测量到的输出功率小于之前测量到的输出功率，则减小开关周期；

-将之前的方向变量维持为当前方向变量，并且如果之前的方向变量小于零且当前测量到的模块输出功率大于之前测量到的模块输出功率，则减小开关周期；或者

-将当前方向变量设定为正数，并且如果之前的方向变量小于零且当前测量到的输出功率小于之前测量到的模块输出功率，则增大开关周期。

可选地，图11A的方法294还包括：让功率转换电路212内的电容器响应于对开关周期的调整而改变充电，并在PV模块102的运行期间重复方法294。

可替选地或附加地，如图11A所示，方法294还包括在314执行抖动过程以保证PV模块102不保持运行在模块输出功率曲线300的局部最大值304之一上。就这一点而言，从图11C可以清楚的是，从每个局部最大值304到产生等同的输出功率的相应下一开关周期在开关周期中的差实际是恒定的。此实际恒定的差在图11C中以希腊字母Δ表示。

可以理解的是，图11C以曲线图说明了与特定的模块输出功率相对应的模块输出功率曲线300。模块输出功率曲线300代表对应于不同的模块输出功率曲线的模块输出功率曲线。因此，尽管不同的模块输出功率处的模块输出功率曲线可以大体与图11C的模块输出功率曲线300相似，但这样的模块输出功率曲线也可以包括一些与模块输出功率300的不同之处。例如，在一个模块功率输出处的差Δ的幅度可以与在另一个模块输出功率处的差Δ的幅度不同。然而，在一些实施例中抖动过程通常涉及使开关周期向右侧(或左侧)跳大于Δ的量(在任何给定的模块输出功率处)，以确保清除相对应的局部最小值。

如之前所述的那样，以周期为基础调用抖动过程314。可替选地或附加地，响应于一个或多个事件来执行抖动过程314。例如，可以响应于PV模块102的光照条件的变化和/或在任何给定的时间运行的成对功率开关电路212的数量的变化来调用抖动过程314。对于光照条件的变化，可以通过检测电池板电压或模块输出功率中的显著变化(例如，大于预定阈值的变化)来检测这种变化。

对于在运行中的成对开关电路212的数量而言，控制模块214可以跟踪在运行中的成对开关电路212的数量，该数量可以周期性地改变以基于电池板电压和电池板输出功率来最优化模块输出功率。由于模块输出功率曲线、诸如图11C的模块输出功率曲线300上存在纹波，因此与运行的成对功率转换电路212的不同数量相对应的最佳开关周期的比值是非线形的。因此，在一些实施例中改变运行的成对功率转换电路212的数量触发抖动过程314。

另外参照图12，公开了示例性的抖动过程314的一些方面。在图12所示的实施例中，抖动过程314通过检测响应于其而调用抖动过程314的事件可选地在316开始。该事件可以是光照条件的变化，或运行的成对开关电路212的数量上的变化等等。

抖动过程314通过以比当前的开关周期大Δ的预定量向之前的开关周期的右侧调整开关周期而将抖动过程314进行到318。可替选地或附加地，抖动过程314在不用首先检测事件的情况下周期性地在步骤318开始。

在320，测量与当前的开关周期相对应的模块输出功率。

在322，将当前测量到的模块输出功率与对应于之前的开关周期的、之前测量到的模块输出功率进行比较。

如果在322当前测量到的模块输出功率大于之前测量到的模块输出功率，则抖动过程314进行到324以反复地将开关周期向右侧调整预定量Δ，直到当前测量到的模块输出功率小于即刻之前测量到的模块输出功率。

当在324确定：当前测量到的模块输出功率小于即刻之前测量到的模块输出功率之后，在326抖动过程314将开关周期调整为与即刻之前测量到的模块输出功率(例如，测量到的最大模块输出功率)相对应的即刻之前的开关周期，并回到图11A的方法294的步骤306。

可替选地，如果在322确定：当前测量到的模块输出功率小于之前测量到的模块输出功率，则抖动过程314进行到328，其中开关周期向之前的开关周期的左侧调整比当前的开关周期大Δ的预定量。

在330，测量与当前开关周期相对应的模块输出功率。

在332，将当前测量到的模块输出功率与对应于之前的开关周期的之前测量到的模块输出功率进行比较。

如果在322当前测量到的模块输出功率大于之前测量到的模块输出功率，则抖动过程314进行到334以反复地将开关周期向左侧调整预定量Δ，直到当前测量到的模块输出功率小于即刻之前测量到的模块输出功率。

当在334确定：当前测量到的模块输出功率小于即刻之前测量到的模块输出功率之后，在336抖动过程314将开关周期调整为与即刻之前测量到的模块输出功率(例如，测量到的最大模块输出功率)相对应的即刻之前的开关周期，并回到图11A的方法294的步骤306。

可替选地，如果在332确定：当前测量到的模块输出功率小于之前测量到的模块输出功率，则抖动过程314将开关周期调整回与之前测量到的模块输出功率相对应的开关周期，并回到图11A的方法294的步骤306。

本文所述的实施例可以包括专用或通用计算机的使用，这些计算机包括各种计算机硬件或软件模块，如以下将详细描述的那样。

本发明范围内的实施例还包括计算机可读媒介，所述计算机可读媒介用于承载或者具有存储在其上的计算机可执行的指令或数据数据结构。这种计算机可读媒介可以是能由通用或专用计算机访问的任何可用的媒介。举例而言但并不限制，这种计算机可读媒介可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光学磁盘存储、磁性磁盘存储或其他磁性存储器件，或是可用于承载或储存期望的程序代码工具的任何其他媒介，程序代码工具为可由通用或专用计算机访问的计算机可执行指令或数据结构的形式。当信息在网络上或其他的通信连接(或硬连线、无线，或硬连线或无线的组合)上传送或提供给计算机时，计算机将所述连接正确地认定为计算机可读媒介。因此，任何这种连接都被正确地定义为计算机可读媒介。以上的组合还包括在计算机可读媒介的范围之内。

计算机可执行指令包括例如指令和数据，所述指令和数据使通用计算机、专用计算机或专用处理设备执行特定的功能或功能组。虽然此主题已经以特定于结构特征和/或方法的行为的语言予以描述，但应理解的是，所附权利要求中的主题不一定限于以上所述的具体特征或行为。相反，以上所述的具体特征和行为被公开作为实施权利要求的示例性形式。

如本文所使用的，术语“模块”或“部件”可以指计算机系统上执行的软件对象或程序。文中所述的不同组件，模块，装置和服务可以实施为在计算机系统上执行的对象或过程(例如，作为单独的线程)。虽然文中所述的系统和方法优选地在软件中实施，也也可以设想实现在硬件或软件和硬件的结合中实施。在此说明书中，“计算实体”可以是如之前所定义的任何计算系统，或运行在计算系统上的任何模块或模块的组合。

本发明可以在不脱离其主旨和必要特征的情况下以其他具体的方式来实施。所描述的体现被认为在所有方面均为示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由上述描述指明。落入权利要求等价物的意思和范围内的所有变化均包括在权利要求的范围内。

Claims (46)

1.一种光伏模块，包括：

多个分立的光伏电池，其设置成多个电池行，其中：

每个电池行中的多个光伏电池相互并联地电连接；

所述多个电池行相互串联地电连接；并且

所述多个电池行包括第一行、一个或更多个中间行和最后一行；以及

导电和连续区背板，其形成第一行与最后一行之间的电流返回路径，使得所述中间行仅通过每个都包括所述第一行或所述最后一行中至少之一的连接来与所述背板电连接；

其中，所述多个光伏电池配置成使得在运行中电流单向地流经第一行与最后一行之间的所述多个光伏电池。

2.如权利要求1所述的光伏模块，其中，所述背板的厚度在0.02毫米至0.2毫米的范围内，并且所述背板的抗拉屈服强度大于或等于30兆帕斯卡。

3.如权利要求2所述的光伏模块，其中，所述背板包括等级为1145-H19或1235-H19的铝，并且所述背板的抗拉屈服强度在120-200兆帕斯卡的范围内。

4.如权利要求1所述的光伏模块，还包括：多个导电条，每电池行包括至少一条，其中每个条与在相应的电池行中的每个光伏电池的背面连接。

5.如权利要求4所述的光伏模块，其中，每个条的厚度在0.02毫米至0.2毫米的范围内，每个条的宽度在0.05厘米至2厘米的范围内，每个条的长度等于与所述条连接的相应电池行的长度。

6.如权利要求4所述的光伏模块，其中，所述多个导电条设置在所述多个光伏电池的背面与所述背板之间。

7.如权利要求1所述的光伏模块，其中，所述背板包括邻近光伏电池的最后一行的端部，所述背板的所述端部包括沿着所述背板的宽度形成的孔图案和折叠部，所述光伏模块还包括：

互连构件，其延伸所述最后一行的长度并具有第一侧面和第二侧面，所述互连构件的第一侧面与最后一行之内的每个光伏电池电连接；

焊接条，其在所述背板的背面设置在所述背板的包括所述孔图案的区域中，所述焊接条通过所述孔图案焊接到所述互连构件的第二侧面，使得所述最后一行内的每个光伏电池通过所述互连构件和所述焊接条与所述背板电连接，所述背板的端部的折叠部覆盖所述焊接条；

密封剂，其层压在焊接条与折叠部之间；以及

覆盖所述背板的保护膜，所述保护膜具有大于0.6的辐射率。

8.如权利要求7所述的光伏模块，其中，所述密封剂包括丁基橡胶。

9.如权利要求7所述的光伏模块，其中，所述密封剂包括太阳能边带。

10.如权利要求7所述的光伏模块，其中，覆盖所述背板的保护膜包括黑色聚对苯二甲酸乙二醇酯或黑色聚甲基丙烯酸甲酯。

11.如权利要求7所述的光伏模块，其中，所述保护膜电绝缘。

12.如权利要求1所述的光伏模块，还包括电子组件，其附接到所述光伏模块并包括多个功率转换电路。

13.如权利要求12所述的光伏模块，其中：

当所述功率转换电路包括p型场效应管时，所述光伏模块邻近光伏电池的第一行或最后一行的、与所述电子组件连接的端部是所述光伏模块的正极端子；或者

当所述功率转换电路包括n型场效应管时，所述光伏模块邻近光伏电池的第一行或最后一行的、与所述电子组件连接的端部是所述光伏模块的负极端子。

14.如权利要求12所述的光伏模块，其中：

所述背板包括邻近光伏电池的第一行的端部，所述背板的所述端部包括延伸所述背板的宽度的折叠部，所述折叠部与所述背板的主表面正交地取向；并且

所述电子组件包括：

壳体，所述壳体沿所述背板的所述端部的至少一部分延伸，所述壳体具有第一侧面，所述第一侧面邻近并平行于所述背板的折叠部地设置；

电隔离层，所述电隔离层设置在所述壳体与所述背板的折叠部之间；以及

第一互连构件，所述第一互连构件沿所述背板的所述端部的至少一部分延伸，其中，所述电隔离层和所述背板的折叠部夹在所述壳体的第一侧面与所述第一互连构件之间。

15.如权利要求14所述的光伏模块，还包括应变消除折叠部，其在背板中形成在所述背板的折叠部与所述背板的主表面之间。

16.如权利要求14所述的光伏模块，其中，所述电隔离层包括导热带。

17.如权利要求14所述的光伏模块，其中：

所述电子组件还包括印刷电路板组件，所述印刷电路板组件包括印刷电路板，所述印刷电路板具有设置在其上的所述多个功率转换电路；

所述印刷电路板组件以机械和电学方式连接到所述第一互连构件；并且

所述印刷电路板组件通过所述第一互连构件与所述背板的折叠部接地至所述背板。

18.如权利要求17所述的光伏模块，还包括第二互连构件，所述第二互连构件沿所述背板的所述端部的至少一部分纵向延伸，并具有第一侧面和第二侧面，其中：

所述第二互连构件的所述第一侧面电连接到所述第一行内的每个光伏电池；

所述第二互连构件的所述第二侧面包括应变消除折叠部；并且

所述第二互连构件的所述第二侧面以电学和机械方式连接到所述电子组件的印刷电路板组件。

19.如权利要求17所述的光伏模块，其中，所述电子组件附接在所述光伏模块的背面上，所述光伏模块还包括发光二极管，所述发光二极管连接到所述印刷电路板并从所述光伏模块的正面可见。

20.如权利要求19所述的光伏模块，其中，所述印刷电路板组件被配置为经由所述发光二极管以光学方式传送与所述光伏模块有关的数据，所述数据包括超范围电压、接地故障检测、模块故障、光照不足、功率、系统电压、电池板电压、输出电流或光伏模块温度中的至少一种。

21.如权利要求14所述的光伏模块，其中，包括在所述背板的所述端部内的折叠部包括有意起纹理的表面，所述表面面向热沉。

22.如权利要求14所述的光伏模块，其中，包括在所述背板的所述端部中的折叠部包括第一折叠部，所述背板的所述端部还包括形成在所述背板的主表面与所述第一折叠部之间的应变消除折叠部。

23.如权利要求14所述的光伏模块，其中，所述壳体包括附接到所述壳体的所述第一侧面的第二侧面，所述第二侧面邻近并平行于所述背板的主表面地设置，所述光伏模块还包括丙烯酸泡沫带，所述丙烯酸泡沫带将所述壳体的第二侧面与所述背板的主表面连接。

24.如权利要求14所述的光伏模块，还包括透明前板，其设置在所述多个光伏电池的正面，其中，所述壳体包括可移除的封盖和设置在所述壳体的相对端部的两个有开口的端盖，其中，所述前板的一部分、所述壳体的第一侧面、所述端盖和所述可移除的封盖配合地形成封闭件，所述功率转换电路设置在所述封闭件内。

25.如权利要求14所述的光伏模块，其中，所述第一互连构件延伸至与所述电子组件的发热元件接触，并被配置为使热能从所述发热元件传送开。

26.如权利要求24所述的光伏模块，还包括：

保护膜，所述保护膜沿所述背板的至少一个侧面覆盖所述背板的不包括所述背板的周缘部分的部分；以及

框架，所述框架沿所述光伏模块的至少一侧面延伸，其中：

所述框架的横截面包括足够宽以容纳材料堆叠物的通道，所述材料堆叠物至少包括所述前板、沿着所述周缘部分的背板、以及设置在所述背板的周缘部分的背面与所述通道的相应面之间的电隔离的条；以及

切口包括凹槽，所述凹槽提供在所述背板的周缘部分的边缘与所述框架之间的电绝缘的空间。

27.一种光伏模块，包括：

多个光伏电池，所述多个光伏电池设置成多个电池行，每个电池行中的多个光伏电池相互并联连接，所述多个电池行相互串联连接，使得在运行中电流单向地流经所述多个光伏电池，所述多个电池行包括第一行、一个或更多个中间行和最后一行；

导电的背板，所述背板形成所述第一行与所述最后一行之间的电流返回路径，所述背板包括第一端部和第二端部，其中所述第一端部通过电子组件与光伏电池的第一行电连接，所述第二端部与光伏电池的最后一行电连接，其中所述中间行仅通过每个都包括所述第一行或所述最后一行中至少之一的连接来与所述背板电连接；

所述电子组件，所述电子组件附接至所述背板的第一端部，所述电子组件包括多个功率转换电路和壳体，所述壳体与所述背板的第一端部平行地延伸；以及

两个端子，每个沿与所述背板的主表面正交的方向延伸，所述两个端子中的每个具有至少六平方毫米的接触面积。

28.如权利要求27所述的光伏模块，还包括第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘形成所述光伏模块的矩形周缘，所述第一边缘邻近在所述第二边缘与所述第三边缘之间，其中所述端子中的一个位于从所述第二边缘到所述第三边缘的距离的三分之一处附近，所述端子中的另一个位于从所述第二边缘到所述第三边缘的距离的三分之二处附近。

29.如权利要求27所述的光伏模块，其中，所述两个端部中的每个包括：

螺栓，所述螺栓具有与所述电子组件连接的第一端部以及第二端部，所述第二端部具有螺纹并被分开为两部分，使得所述第二端部定义u型通道，其中所述螺栓的直径为至少10毫米；

T形垫片，所述T形垫片被配置为在所述u形通道内颠倒放置；以及

螺母，其中，所述螺栓、垫片和螺母配合以接合所述螺栓的u形通道内的线的一部分，并且由此经由所述端子将所述线与所述电子组件电连接。

30.如权利要求27所述的光伏模块，还包括：

两个端子壳体，每个端子壳体至少封闭所述端子中的相应一个的第一端部；以及

两个端子封盖，所述两个端子封盖被配置为耦合所述端子壳体中的相应一个；

其中，每个端子被覆盖并由成对的端子壳体和端子封盖保护而免于湿气影响。

31.如权利要求30所述的光伏模块，其中，所述两个端子封盖中的每个包括一个或多个接片，用于与线缆扎带一起将所述端子封盖固定到相应的端子壳体。

32.如权利要求27所述的光伏模块，还包括多个功率继电器，所述多个功率继电器耦合在所述光伏模块的负极线与正极线之间以及外部电路的相应负极线与正极线之间，并且被配置为当所述光伏模块不运行时将所述光伏模块与所述外部电路电隔离。

33.如权利要求32所述的光伏模块，其中，还包括光学继电器，其与所述光伏模块的正极线和所述外部电路的正极线之间的功率继电器中的一个并联耦合，所述光学继电器被配置为在开启所述光伏模块的运行之前向所述外部电路提供小电流，以在接通所述多个功率继电器之前使所述外部电路的线电势与所述光伏模块的内部电压均衡。

34.如权利要求32所述的光伏模块，还包括在所述外部电路的负极线和正极线上相互串联耦合的电压表和光学继电器。

35.一种在光伏模块中开启运行的方法，所述方法包括以下步骤：

将多个光伏电池和光伏模块的功率转换电路与外部电路电隔离，所述外部电路包括分别与所述光伏模块的内部负极线和内部正极线连接的外部负极线和外部正极线，其中所述多个光伏电池设置成多个电池行，所述多个电池行包括第一行、一个或更多个中间行和最后一行，并且其中所述光伏模块还包括导电和连续区背板，其形成所述第一行与所述最后一行之间的电流返回路径，使得所述中间行仅通过每个都包括所述第一行或所述最后一行中至少之一的连接来与所述背板电连接；

在开启所述光伏模块的运行之前确定所述外部负极线和所述外部正极线间的线电势；

基于确定的线电势来确定所述外部电路是否包括电池；并且

如果确定所述外部电路包括电池，则与包括电池的外部电路一致地将所述光伏模块的运行初始化；或者

如果确定所述外部电路没有电池，则

确定所述外部电路包括逆变器；并且

与包括逆变器的外部电路一致地将所述光伏模块的运行初始化。

36.如权利要求35所述的方法，其中，所述外部电路包括电池和逆变器，或者所述外部电池没有电池而包括逆变器。

37.如权利要求36所述的方法，其中，还包括：将所述光伏模块的目标电压设置为在所述逆变器的目标电压以上。

38.如权利要求35所述的方法，其中，确定所述外部电路包括逆变器包括：测量所述外部电路的RC响应。

39.如权利要求35所述的方法，其中：

基于确定的线电势来确定所述外部电路是否包括电池包括：将确定的线电势与最小电压和最大电压进行比较；

当确定的线电势在所述最小电压与所述最大电压之间时确定所述外部电路包括电池；以及

当确定所述线电势在最小电压以下时确定所述外部电路没有电池。

40.如权利要求35所述的方法，其中，与包括电池的所述外部电路一致地将所述光伏模块的运行初始化包括：

将所述光伏模块的内部电容充电以匹配确定的线电势；

将分别耦合在所述内部负极线和所述外部负极线之间和耦合在所述内部正极线和所述外部正极线之间的两个功率继电器接通；以及

经由所述外部负极线和所述外部正极线向所述外部电路输出功率。

41.如权利要求35所述的方法，其中，与包括逆变器的所述外部电路一致地将所述光伏模块的运行初始化包括：

经由耦合在所述内部正极线与所述外部正极线之间的光学继电器连续地将电流涓流到所述外部正极线上；

在连续地将电流涓流到所述外部正极线时监控所述外部负极线和所述外部正极线间的线电势；

在所监控的线电势匹配所述光伏模块的内部电压时，将分别耦合在所述内部负极线和所述外部负极线之间和耦合在所述内部正极线和所述外部正极线之间的两个功率继电器接通；

通过接通所述光学继电器来中断电流的涓流；以及

经由所述外部负极线和所述外部正极线向所述外部电路输出功率。

42.一种控制由光伏模块产生的功率输出的方法，所述方法包括：

测量由光伏模块的多个功率转换电路共同产生的模块输出功率，所述模块输出功率由具有峰值的模块功率输出曲线来表征，其中所述光伏模块包括多个光伏电池，所述多个光伏电池设置成多个电池行，所述多个电池行包括第一行、一个或更多个中间行和最后一行，并且其中所述光伏模块还包括导电和连续区背板，其形成所述第一行与所述最后一行之间的电流返回路径，使得所述中间行仅通过每个都包括所述第一行或所述最后一行中至少之一的连接来与所述背板电连接；

将当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率进行比较；以及

基于指示所述光伏模块之前进行运行所在的峰值的一侧的之前的方向变量以及当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率的比较：

确定指示所述光伏模块当前进行运行所在的峰值的一侧的当前方向变量；以及

调整所述多个功率转换电路的开关周期。

43.如权利要求42所述的方法，还包括：运行成对的所述多个功率转换电路，一对中的每个功率转换电路与所述一对中的另一功率转换电路180度不同相地运行。

44.如权利要求42所述的方法，还包括：响应于对所述功率转换电路中的至少一个的故障的检测，通过故障的功率转换电路施加所述光伏模块的全电流以使相应的熔断器故障。

45.如权利要求42所述的方法，其中，基于之前的方向变量以及当前测量到的输出功率与之前测量到的输出功率的比较来确定当前方向变量并调整开关周期包括：

如果之前的方向变量大于零且当前测量到的输出功率大于之前测量到的输出功率，则维持之前的方向变量为当前方向变量，并增大开关周期；

如果之前的方向变量大于零且当前测量到的输出功率小于之前测量到的输出功率，则将当前的方向变量设定为负数，并减小开关周期；

如果之前的方向变量小于零且当前测量到的输出功率大于之前测量到的输出功率，则维持之前的方向变量为当前方向变量，并减小开关周期；或者

如果之前的方向变量小于零且当前测量到的输出功率小于之前测量到的输出功率，则将当前的方向变量设定为正数，并增大开关周期。

46.如权利要求45所述的方法，其中，每个功率转换电路包括至少一个电容器，所述方法还包括：

允许所述至少一个电容器响应于对所述开关周期的调整而改变充电，其中，在允许所述至少一个电容器改变充电之后，当前测量到输出功率变为新之前测量到的输出功率而当前的方向变量变为新之前的方向变量；

在允许所述至少一个电容器改变充电以获得新当前测量到的输出功率之后，测量由所述多个功率转换电路共同产生的模块输出功率；

将新当前测量到的输出功率与新之前测量到的输出功率进行比较；以及

基于新之前的方向变量以及新当前测量到的输出功率与新之前测量到的输出功率进行比较，来确定新方向变量并调整开关周期。