便攜的模塊式太陽跟蹤型太陽能接收器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其具有太陽能接收器，該太陽能接收器具備多個(gè)用于將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電壓的太陽能電池。太陽跟蹤裝置使太陽能接收器能夠跟蹤太陽相對(duì)于太陽能電池的位置，并對(duì)其響應(yīng)的太陽能電池進(jìn)行定位。電源電路產(chǎn)生至少一個(gè)輸出電壓，用以對(duì)響應(yīng)于該直流電壓的電子設(shè)備供電。外殼以一種便攜式的配置容納太陽能接收器、太陽跟蹤裝置以及電源電路中的每一個(gè)。
【專利說明】便攜的模塊式太陽跟蹤型太陽能接收器系統(tǒng)
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求獲得于2013年3月8日提交、名稱為“便攜的模塊式太陽跟蹤型太陽能接收器系統(tǒng)”的13/790,749號(hào)美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)(律師卷號(hào)ASPS-31525)的權(quán)益，后者則要求獲得以下專利申請(qǐng)的權(quán)益:2012年3月9日提交的名稱為“便攜的模塊式太陽跟蹤型太陽能接收器系統(tǒng)”的61/608，695號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(律師卷號(hào)ASPS-31174)，2012年7月27日提交的名稱為“模塊式太陽跟蹤裝置”的61/676，529號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(律師卷號(hào)ASPS-31397)，2012年9月5日提交的名稱為“多用途太陽跟蹤型太陽能接收器”的61/696，831號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(律師卷號(hào)ASPS-31438)，2012年12月27日提交的名稱為“用于便攜式和模塊式太陽能發(fā)電設(shè)備的太陽跟蹤型光伏太陽能電池的展開和收回方法”的61/746，211號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(律師卷號(hào)ASPS-31535);以及2012年12月31日提交的名稱為“模塊式太陽能系統(tǒng)架構(gòu)”的61/747,606號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(律師卷號(hào)ASPS-31538)，它們的說明書被整體納入本申請(qǐng)中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及太陽能接收器系統(tǒng)，更具體地，涉及一種能夠跟蹤太陽并對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能源進(jìn)行存儲(chǔ)的便攜式太陽能接收系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004]自從便攜式收音機(jī)產(chǎn)生以來，由電池驅(qū)動(dòng)的便攜式電子設(shè)備的種類和數(shù)量一直在經(jīng)久不息的增長。具有強(qiáng)大的計(jì)算能力、多種應(yīng)用軟件和互聯(lián)網(wǎng)接入能力的移動(dòng)電話和便攜式計(jì)算機(jī)的引入，使便攜式電子設(shè)備獲得了更加廣泛的應(yīng)用。由高速無線互聯(lián)網(wǎng)接入所支持的諸如游戲和在線社交網(wǎng)絡(luò)等日益增加的功能和應(yīng)用使人們對(duì)這些設(shè)備有更多的使用，由此使這些設(shè)備成為個(gè)人生活方式的一個(gè)固定組成部分。使用量的增加會(huì)造成設(shè)備電池電力的更快的消耗。
[0005]移動(dòng)電話、平板電腦等便攜式設(shè)備是一個(gè)通常被稱為“生活電子產(chǎn)品”的正在增長中的市場(chǎng)領(lǐng)域的示例，此類設(shè)備所用電力由內(nèi)置式的或可拆卸式的可充電電池提供。問題在于，此類設(shè)備按設(shè)計(jì)要具備便攜性，尺寸要小，因此其電池的尺寸和存儲(chǔ)容量會(huì)受到限制。此外，用戶不希望為他們所正使用的每臺(tái)設(shè)備都攜帶多塊電池，也經(jīng)常能見到隨時(shí)攜帶多個(gè)設(shè)備的用戶。這樣就需要為那些不愿意攜帶多塊笨重的備用電池的用戶提供可使用的便攜式太陽能發(fā)電設(shè)備。此外，這些便攜式太陽能發(fā)電設(shè)備也為用戶提供了不受固定式交流或直流插座的束縛的能力。
[0006]眾多制造商已經(jīng)引入了在充電式電子設(shè)備中使用的便攜式備用電池系統(tǒng)，具體方式可能是提供作為電子設(shè)備電池補(bǔ)充的附加電池，也可能是對(duì)電子設(shè)備電池本身進(jìn)行充電。通常，在電池電量耗盡時(shí)，需要使用交流電插座對(duì)其進(jìn)行充電，有些制造商提供了通過平板式光伏面板從太陽獲取能源的電池充電器。此類系統(tǒng)采用了相互連接并可折疊裝入緊湊型包裝中的各種光伏(PV)面板，但它們需要由用戶進(jìn)行組裝，以實(shí)現(xiàn)電池充電器/電池與光伏面板之間以及電池與交流逆變器之間的互聯(lián)。這是一種繁瑣的配置，需要用戶具備知識(shí)和動(dòng)手能力。此外，這些光伏面板通常無法提供制造商所宣傳的額定功率，因?yàn)楣夥姘鍨楣潭ㄊ?，而陽光在一天中?huì)變化。因此，需要這樣一種太陽能系統(tǒng)，其采用太陽跟蹤裝置以與光伏面板連同使用。更重要的是，為了成為用戶攜帶多種個(gè)人生活設(shè)備出行時(shí)的實(shí)用工具，此類太陽跟蹤型太陽能接收器必須能夠?yàn)槠涠喾N設(shè)備提供充足的電力。因此，需要有一種能夠?yàn)檫@些設(shè)備供電而產(chǎn)生足夠電力的設(shè)備，其電力可直接來自于太陽，也可在之后沒有陽光時(shí)取自內(nèi)置的電池。目前可獲得的基于便攜式光伏面板的太陽能充電器無法產(chǎn)生足以向用戶設(shè)備提供實(shí)時(shí)供電的電力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]按照本文的公開和介紹，本發(fā)明的一方面包含一種便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)。太陽能接收器有多個(gè)太陽能電池，用于將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟Ｌ柛櫻b置使太陽能接收器能夠跟蹤太陽相對(duì)于太陽能電池的位置，并對(duì)對(duì)其響應(yīng)的太陽能電池進(jìn)行定位。電源電路產(chǎn)生至少一個(gè)輸出電壓，以對(duì)響應(yīng)于該直流電壓的電子設(shè)備供電。外殼以一種便攜式的配置容納太陽能接收器、太陽跟蹤裝置以及電源電路中的每一個(gè)。
[0008]附圖簡要說明
[0009]為了使理解更為完整，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說明，其中:
[0010]圖1所示為一個(gè)太陽能接收器系統(tǒng)的框圖；
[0011]圖2所示為一個(gè)太陽能收集器組件；
[0012]圖3所示為一個(gè)展開配置中的太陽能收集器組件；
[0013]圖4a_4c所示為該太陽能收集器組件的展開方式；
[0014]圖5所不為一個(gè)光伏面板的頂面；
[0015]圖6所示為折疊面板組件的一種實(shí)施例；
[0016]圖7所示為折疊面板組件的另一種實(shí)施例；
[0017]圖8所示為折疊面板組件的再另一種實(shí)施例；
[0018]圖9所示為折疊面板組件的又一種實(shí)施例；
[0019]圖10所示為折疊面板組件的另一種實(shí)施例；
[0020]圖11所示為折疊面板組件的最后一種實(shí)施例；
[0021]圖12所示為在便攜式太陽能接收器系統(tǒng)中使用的拋物面盤。圖13所示為太陽跟蹤裝置和太陽能收集器的一種實(shí)施例；
[0022]圖14所示為一個(gè)被升起的面板組件；
[0023]圖15所示為用于升起和降下面板的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；
[0024]圖16所示為一個(gè)多模塊導(dǎo)軌連接式組件；
[0025]圖17所示為太陽能接收器和跟蹤裝置的另一種實(shí)施例；
[0026]圖18所示為一個(gè)太陽能發(fā)電設(shè)備的供電接口 ；
[0027]圖19所示為太陽跟蹤裝置的另一種實(shí)施例；
[0028]圖20所示為一個(gè)太陽能接收器和保護(hù)基座；
[0029]圖21所示為圖20所示的實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0030]圖22所示為太陽能面板的一種跟蹤場(chǎng)景；
[0031]圖23所示為太陽能面板上的傳感器布置；
[0032]圖24所示為控制電池充電的流程圖；
[0033]圖25所示為一種通用型直流/直流電壓變換器；
[0034]圖26所示為一種通用型直流/交流逆變器；
[0035]圖27所不為一個(gè)電池子系統(tǒng)；
[0036]圖28所示為一個(gè)適配器子系統(tǒng)；
[0037]圖29所示為一種便攜式電源的集中模塊式配置；
[0038]圖30所示為另一種電源系統(tǒng)模塊式配置；
[0039]圖31所示為模塊式單元的一種可堆疊式配置；
[0040]圖32所示為模塊式單元的一種保護(hù)外殼；
[0041]圖33所示為太陽能接收器的一種商業(yè)應(yīng)用；以及
[0042]圖34所示為圖33所示的系統(tǒng)的訪問接口。
[0043]詳細(xì)說明
[0044]現(xiàn)參見附圖(其中類似的編號(hào)用以在全文范圍內(nèi)指代類似的元件)，對(duì)一種模塊式太陽能系統(tǒng)架構(gòu)的各種視圖和實(shí)施例進(jìn)行例示和說明，并說明其他的可能的實(shí)施例。各圖并不必按照比例繪制，在某些情況下，這些附圖在某些地方有夸大和/或簡化之處，僅作示例之用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將可根據(jù)可能實(shí)施例的以下示例認(rèn)識(shí)到許多種可能的應(yīng)用和變化形式。
[0045]現(xiàn)參見附圖，更具體地，參見圖1，其中示出了一種根據(jù)本公開內(nèi)容的太陽跟蹤式太陽能接收器系統(tǒng)的框圖。該系統(tǒng)為便攜式電子設(shè)備供電，而不耗用其內(nèi)置電池，使得系統(tǒng)能夠在不再有陽光時(shí)用于對(duì)設(shè)備供電。緊湊的便攜式太陽跟蹤型太陽能接收器100包括以下幾種部件，包括太陽能收集器102、太陽跟蹤裝置104、直流轉(zhuǎn)直流變換器106、交流轉(zhuǎn)直流變換器108、電池充電器110、內(nèi)置電池112和系統(tǒng)控制器114。太陽能收集器102負(fù)責(zé)收集來自太陽的太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?DC)電壓。太陽能收集器102可能包括一個(gè)或多個(gè)光伏(PV)電池或聚光型光伏(CPV)電池，用以實(shí)現(xiàn)此功能。
[0046]太陽跟蹤裝置104負(fù)責(zé)控制光伏電池或聚光型光伏電池所朝向的方向，以收集太陽的能量。CPV系統(tǒng)需要對(duì)太陽精準(zhǔn)跟蹤，以將光學(xué)元件定位成能夠在全天中持續(xù)地將入射的陽光聚集在太陽能電池上。在典型的CPV系統(tǒng)中，所需的跟蹤精度至少應(yīng)為正負(fù)0.1度，以實(shí)現(xiàn)CPV電池的額定輸出功率。為實(shí)現(xiàn)這種精確的跟蹤，至關(guān)重要的是要采用一種有效的、功率效率高且可靠的太陽跟蹤算法。提供高精度類型太陽跟蹤裝置的系統(tǒng)在共同待決的于2004年11月16日簽發(fā)的6，818，818號(hào)美國專利和于2011年I月13日提交的13/006，225號(hào)美國專利申請(qǐng)中進(jìn)行了介紹。這兩篇文獻(xiàn)均通過引用被整體納入本申請(qǐng)中。
[0047]鑒于CPV太陽能接收器需要有太陽跟蹤，常規(guī)光伏(PV)面板系統(tǒng)需要有附加的太陽跟蹤，以便在從日出到日落的整個(gè)白天內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高的能源轉(zhuǎn)換效率。只有當(dāng)光伏面板正對(duì)太陽、使光線垂直于光伏面板表面時(shí)，其效率才能達(dá)到最高。采用太陽跟蹤裝置104后無需用戶介入對(duì)太陽能面板進(jìn)行手動(dòng)移動(dòng)和定向以使之正對(duì)太陽。下文中還將更全面介紹的是，支承太陽能收集器102和太陽跟蹤裝置104的結(jié)構(gòu)必須將電池牢固支承在同一平面內(nèi)，以確保所有電池以相同角度面向太陽，理想情況下是垂直于陽光。
[0048]太陽能收集器102所產(chǎn)生的能量首先被提供給直流轉(zhuǎn)直流變換器106，直流轉(zhuǎn)直流變換器106將由太陽能收集器102產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換成所需的直流電壓。直流轉(zhuǎn)直流變換器106的輸出可能被提供到直流轉(zhuǎn)交流變換器108，也可能被提供到輸出107，作為對(duì)電池充電器110的直流充電電壓。提供到直流轉(zhuǎn)交流變換器108處的經(jīng)過調(diào)節(jié)的直流電壓被用于在直流轉(zhuǎn)交流變換器108內(nèi)轉(zhuǎn)換為所需的交流電壓。這樣就使直流轉(zhuǎn)交流變換器108能夠在輸出109處提供可被系統(tǒng)用戶用作充電電壓的經(jīng)過調(diào)節(jié)的交流電壓。由直流轉(zhuǎn)直流變換器106提供給電池充電器110的電壓被電池充電器110用以產(chǎn)生對(duì)系統(tǒng)電池112的充電電壓。系統(tǒng)電池112將存儲(chǔ)電能，此電能可被用作輸出111，用以向多種所連接的便攜式電子設(shè)備提供工作電壓。
[0049]控制器114負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的所有部件的運(yùn)行?？刂破?14向太陽跟蹤裝置104提供控制信號(hào)，使太陽能收集器102能夠在整個(gè)白天內(nèi)跟蹤太陽的運(yùn)動(dòng)。直流轉(zhuǎn)直流變換器106接收來自控制器114的控制信號(hào)，以控制由輸出提供的經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電壓。類似地，控制器114還向直流轉(zhuǎn)交流變換器108提供控制信號(hào)，以控制在直流轉(zhuǎn)交流變換器108的輸出端產(chǎn)生的交流電壓?？刂破?14還可能會(huì)監(jiān)測(cè)電池充電器電壓和電池電壓，以控制相關(guān)電池112的充電，使之達(dá)到所需的電壓水平，而不損壞電池112或電池充電電路110。
[0050]太陽跟蹤裝置104以連續(xù)方式使太陽能轉(zhuǎn)換器102定位成朝向太陽的方向，使得電池的表面總是基本垂直于陽光。如果太陽能收集器102內(nèi)的電池組件的重量分布得以平衡，使其重心(CG)不會(huì)在組件被定位時(shí)發(fā)生變化，則可有利于這種持續(xù)定位。由此，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，太陽能收集器102的重心可被用作一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過將該重心作為其樞轉(zhuǎn)點(diǎn)，控制電池的定位。定位電機(jī)在系統(tǒng)運(yùn)行中不需要承受所導(dǎo)致的過度的應(yīng)力(不平衡的重量載荷會(huì)導(dǎo)致對(duì)太陽能電池定位的電機(jī)承受過度的應(yīng)力)。以重心作為樞轉(zhuǎn)點(diǎn)將消除或減少對(duì)配重的需求，提高跟蹤系統(tǒng)的精度，同時(shí)延長太陽跟蹤裝置104內(nèi)所采用的定位機(jī)構(gòu)的壽命。
[0051]進(jìn)一步參見太陽跟蹤裝置104，盡管針對(duì)CPV應(yīng)用的太陽跟蹤算法必須極其精確，但針對(duì)常規(guī)光伏電池的算法只需將太陽能電池大致指向太陽的基本方向。這意味著此類系統(tǒng)可以在諸如轎車、卡車、火車、輪船、小艇、自行車等移動(dòng)平臺(tái)上利用。這是因?yàn)椋词乖谶\(yùn)動(dòng)中，只要光伏面板可以基本找尋到太陽的方向，系統(tǒng)的功率效率就會(huì)保持在相當(dāng)高的水平。因此，采用下文所述的跟蹤型光伏布置方式，電動(dòng)設(shè)備的行動(dòng)范圍會(huì)被大大擴(kuò)展，僅受到陽光可獲得性和蓄電池大小的限制。
[0052]電池充電器110應(yīng)能從太陽能產(chǎn)生足夠的能量，以提供將電池112充滿電所需的足夠能量，同時(shí)還要作為輸出為所連接的電子設(shè)備提供足夠能源。這樣就可以在不耗用電池112電量的條件下對(duì)所連接的電子設(shè)備進(jìn)行供電。這使系統(tǒng)不是充當(dāng)僅能延遲系統(tǒng)內(nèi)電池放電時(shí)間的實(shí)質(zhì)上的備用電池，而是能夠?yàn)殡娮釉O(shè)備提供足夠的供電功率，同時(shí)對(duì)相關(guān)電池112進(jìn)行進(jìn)一步充電，以供此后使用。在所述系統(tǒng)內(nèi)采用跟蹤裝置104能夠產(chǎn)生執(zhí)行上述每項(xiàng)功能所需的足夠電力。
[0053]電池112用于存儲(chǔ)由聚光型光伏或光伏太陽能接收器產(chǎn)生的能量和由電池充電器110產(chǎn)生的能量。通過在電池112內(nèi)存儲(chǔ)能量，所存儲(chǔ)的能量可供隨后沒有陽光時(shí)使用。電池112用于存儲(chǔ)由聚光型光伏或光伏太陽能接收器產(chǎn)生的能源。通過在電池112內(nèi)存儲(chǔ)能量，所存儲(chǔ)的能量可供隨后沒有陽光時(shí)使用。各種不同類型的電池112可在此系統(tǒng)內(nèi)使用。其中包括鋰離子聚合物電池、磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池。鋰離子聚合物電池(LiPo)包括具有更高效率和較小重量的通常較小的電池。此類電池最常用于手機(jī)和筆記本電腦等小型電子設(shè)備中。LiPo電池價(jià)格也更為昂貴，使用壽命也較短，只可循環(huán)使用約400次。磷酸鐵鋰(LiFeP04)電池成本較低，可充電超過1,000次。其重量稍重，尺寸比鋰離子聚合物電池大，但使用壽命為后者兩倍以上。相比目前在太陽能行業(yè)中使用的電池而言，此類電池具有最長的使用壽命。鉛酸電池是市場(chǎng)上最廉價(jià)的電池，但其能量重量比極低。目前市面可見的大多數(shù)用于太陽能產(chǎn)品的儲(chǔ)能設(shè)備采用此類鉛酸電池。
[0054]現(xiàn)在參見圖2和3，其中更具體地示出了一種根據(jù)本公開內(nèi)容的緊湊型便攜式太陽能接收器的封裝的第一種實(shí)施例。圖2所示為封裝在箱體202內(nèi)的太陽能收集器組件102，箱體202由輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料制成，包括手柄204，以便于攜帶和運(yùn)動(dòng)。為了能夠在較小的平臺(tái)上提供大量的能量，太陽能接收器必須結(jié)構(gòu)緊湊且重量輕，以避免顯著增加整個(gè)系統(tǒng)的重量。為便于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的便攜性，緊湊也是一個(gè)需要的特征。箱體202以及太陽能接收器102的結(jié)構(gòu)可以采用任意多種輕質(zhì)材料制成，諸如塑料、復(fù)合材料或鋁等，這些材料均為輕質(zhì)型且強(qiáng)度大。
[0055]針對(duì)運(yùn)輸或便攜性的緊湊性也可通過封裝光伏電池或光伏電池模塊的各種方法協(xié)助實(shí)現(xiàn)，例如以如此方式將一個(gè)光伏模塊折疊到另一個(gè)光伏模塊上，使得兩模塊被堆疊在攜帶箱202的緊湊體積內(nèi)。圖3中示出了這種情況的一個(gè)示例，其中箱202被打開，多個(gè)折疊的光伏模塊302被安裝到中心跟蹤臂304上?？梢钥闯?，光伏模塊302被緊湊地折疊抵靠在跟蹤臂304上，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)完全適配于攜帶箱202內(nèi)。一旦箱子被打開，可采用圖4a至4c的方式展開太陽能模塊302。
[0056]圖4a所示為完全折疊的配置，其中每個(gè)光伏模塊302均被完全折疊抵靠在中心跟蹤臂304上。隨后，如圖4b所示，光伏模塊302開始展開，從跟蹤臂304處向外伸展。第一對(duì)太陽能面板302具有被連接到跟蹤臂304的第一端402。該對(duì)光伏模塊302的第二端在鉸接點(diǎn)404處與第二對(duì)光伏模塊302連接。這使得光伏模塊302可以以手風(fēng)琴狀從跟蹤臂304上折疊和展開。最后，如圖4c所示，示出了完全展開狀態(tài)的光伏模塊302的配置。各面板連接到跟蹤臂304，而跟蹤臂304可使伸展的光伏模塊302圍繞跟蹤臂304的中心軸旋轉(zhuǎn)360度。此外，光伏模塊302的相對(duì)于跟蹤臂304的中心軸線的角度可以繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)406進(jìn)行變化。
[0057]圖5所示為處于伸展位置的光伏模塊302的頂面?？梢钥闯?，每個(gè)光伏模塊302包括位于其表面上的4塊光伏太陽能電池502。如前所述，整個(gè)面板組件將圍繞設(shè)備的重心504進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和傾斜，以使太陽能接收器組件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)承受較小的工作應(yīng)力。
[0058]現(xiàn)在參見圖6至圖8，圖中示出了可用于在足夠小的結(jié)構(gòu)中配置光伏模塊302以適配于攜帶箱202內(nèi)的其他折疊方法。這些附加的配置由于能夠在各種配置中應(yīng)用了更多數(shù)量的光伏電池502，可提供附加的功率。圖6的配置示出了一個(gè)三個(gè)模塊的組件，其中側(cè)翼模塊602沿連接線604折疊到中心模塊606上方。模塊602和606中的每一個(gè)由太陽能電池608的2X2陣列組成。重心位于點(diǎn)610。其他的配置可具有不同的太陽能電池陣列。
[0059]圖7的配置示出了沿線704以可折疊方式連接的一對(duì)模塊702。每個(gè)模塊702由太陽能電池706的一個(gè)2X2陣列組成。沿模塊702的每個(gè)邊緣連接的是一組4個(gè)模塊708，每個(gè)模塊708由太陽能電池706的一個(gè)I X 2陣列組成。每個(gè)模塊708沿折疊線710折疊在中心模塊702的表面上。隨后面板702被相互折疊，以形成一個(gè)單個(gè)的折疊方形配置。此配置的重心位于點(diǎn)712。
[0060]最后，如圖8所示，中心模塊802由太陽能電池804的一個(gè)2X2陣列組成。沿中心模塊802每個(gè)邊緣的是另一組由太陽能電池804的1X2陣列組成的模塊806。每個(gè)側(cè)邊連接的模塊806沿線808折疊到中心模塊804的表面上。在折疊的配置中，相對(duì)的模塊806被首先折疊到中心模塊804的表面上，然后相鄰一側(cè)上的另一對(duì)相對(duì)模塊806被折疊到中心模塊804的表面上。此配置的重心810位于點(diǎn)810。
[0061]現(xiàn)在參見圖9和10，其中示出了可模擬紙扇的折疊配置的其他包裝配置。參見圖9的配置，由太陽能電池904的一個(gè)2X2陣列組成的一組4個(gè)模塊902在一個(gè)單個(gè)中心樞轉(zhuǎn)點(diǎn)906處連接在一起。由此，如圖9所示，在完全折疊的配置中，此組件呈現(xiàn)為太陽能電池904的一個(gè)單個(gè)的2X2陣列。其余3個(gè)模塊902繞中心樞轉(zhuǎn)點(diǎn)906從第一面板902后方轉(zhuǎn)出。每個(gè)后續(xù)的面板902被展開，直至實(shí)現(xiàn)最終完成的方形配置。該單個(gè)的連接點(diǎn)906包括該設(shè)備的重心，并采用鎖定機(jī)構(gòu)來防止模塊過度伸展。
[0062]現(xiàn)在參見圖10，光伏模塊1002可以被堆疊和展開在跟蹤裝置上，所述跟蹤裝置使每個(gè)模塊1002能夠從其余模塊中類似于滑動(dòng)門而滑出。由此，每個(gè)模塊1002均沿相對(duì)的邊緣1004與其相鄰模塊有一導(dǎo)軌式連接。每個(gè)后續(xù)的面板1002滑出到完全伸展的位置，并鎖定就位。一旦完全伸展，裝置的重心將處于點(diǎn)1006所示的位置。每個(gè)光伏模塊1002包括太陽能電池1008的一個(gè)2X2陣列。
[0063]最后，如圖11所示，可以采用折疊式和滑動(dòng)式模塊的組合1102來提供一種緊湊型的配置。在圖11的配置中，一組6個(gè)光伏模塊1102被相互連接。每個(gè)模塊由太陽能電池1104的一個(gè)2X2陣列組成。模塊1102的頂部行在折疊配置中沿中心線1106被折疊到太陽能模塊1102的下方行之上。當(dāng)展開時(shí)，呈現(xiàn)出兩個(gè)分離模塊1102的一個(gè)重疊的4X2陣列，如1108所示。模塊沿著沿邊緣1110的一個(gè)被連接的導(dǎo)軌組件從2X4陣列的每一側(cè)滑出。
[0064]此外，如圖12所示，其中并沒有使用置于攜帶箱內(nèi)的一套折疊模塊，而是可以將拋物面盤1204置于攜帶箱1202內(nèi)。拋物面盤1204可被用于在聚光型光伏模塊應(yīng)用中聚集陽光。處于展開位置的箱1202可充當(dāng)太陽能接收器的支承基座。
[0065]現(xiàn)在參見圖13，其中示出了太陽能收集器102和太陽跟蹤裝置104的另一種實(shí)施例。這種可展開和可收回的模塊包括一個(gè)固定基座1302和可旋轉(zhuǎn)、可伸展且可收回的面板組件1304。固定基座1302包括固定式部件，例如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、用戶接口、在印刷電路板組件內(nèi)實(shí)現(xiàn)的電池控制電子電路、旋轉(zhuǎn)樞軸軸承及其他對(duì)光伏或聚光型光伏電池面板進(jìn)行定位以便以所需方式跟蹤太陽所必需的部件。
[0066]面板組件1304可從基座1302上進(jìn)行上升和下降，如圖14和15所示。面板組件1304被升起，以使組件處于對(duì)太陽位置進(jìn)行跟蹤的位置。通過一對(duì)驅(qū)動(dòng)活塞1502實(shí)現(xiàn)對(duì)面板組件1304的升降。這對(duì)驅(qū)動(dòng)活塞1502在第一端1504被連接到可旋轉(zhuǎn)基座1506。活塞1502的第二端1508被連接到滑動(dòng)導(dǎo)軌1512內(nèi)的托架1510。當(dāng)活塞1502伸展時(shí)，托架1510沿導(dǎo)軌1512向下行進(jìn)，將面板組件1504移動(dòng)至升起的位置。類似地，當(dāng)活塞1502收回時(shí)，托架1510沿導(dǎo)軌1510向上移動(dòng)，將面板組件1304降回到基座1302上。
[0067]活塞1502可包括氣體助動(dòng)式或彈簧助動(dòng)式活塞?？梢杂卸喾N活塞，活塞內(nèi)氣壓水平可變，由此提供變化的伸展力，該伸展力協(xié)助面板組件1304的升降。在存放過程中，當(dāng)面板組件1304被降至平行于底部基座1302的平面內(nèi)時(shí)，活塞1502被收回，導(dǎo)致活塞內(nèi)的氣體由于折疊作用而被加壓，而活塞內(nèi)的氣體的阻力將阻止面板組件1304撞到基座1302上。活塞1502內(nèi)保存的壓力可在此后用于舉升面板組件1304。采用彈簧控制式活塞1502也可實(shí)現(xiàn)類似的效果。
[0068]另外一種實(shí)施例可能采用一個(gè)或多個(gè)線性電機(jī)實(shí)現(xiàn)面板組件1304的升降?？商鎿Q地，該活塞1502可包括一對(duì)升降支桿，它們被手動(dòng)升起并鎖定就位，以支承面板組件1304。在這種實(shí)施例中，面板組件1304將被手動(dòng)升起，支桿也會(huì)被手動(dòng)升起，并被置于面板組件1304背面的一個(gè)鎖定位置內(nèi)。
[0069]現(xiàn)在再參見圖16，其中所示的面板組件1304具有通過導(dǎo)軌組件1604連接的多個(gè)單獨(dú)面板1602。每個(gè)面板1602包括一個(gè)電路板，該電路板包括位于其上的多個(gè)光伏電池或聚光型光伏電池。每個(gè)面板1602的頂部和底部邊緣以可滑動(dòng)方式與上導(dǎo)軌1604a和下導(dǎo)軌1604b配合。這些面板1602向左側(cè)或右側(cè)滑動(dòng)到展開位置。當(dāng)左側(cè)和右側(cè)面板伸展至打開位置時(shí)，中間面板1602保持在固定位置中。在存放的位置中，面板1602象此前在圖14和15中所示一樣被收回，使整個(gè)面板組件1304可被向下折疊成為存放配置。導(dǎo)軌組件1604還會(huì)沿鉸鏈連接1514被連接至可旋轉(zhuǎn)基座1506(圖15)。由此，整個(gè)面板組件可以在可旋轉(zhuǎn)基座1506上旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)行升降，以實(shí)現(xiàn)圍繞軸線的旋轉(zhuǎn)和太陽跟蹤運(yùn)動(dòng)?？赏ㄟ^使用如前所述的活塞、彈簧、支桿或電機(jī)來樞轉(zhuǎn)面板組件1304，從而以手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)方式來調(diào)整旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)表面的角度。
[0070]隨著面板1602的展開或伸展，各個(gè)面板1602之間的電氣連接通過香蕉插頭等配合連接器建立，在這些連接的基礎(chǔ)上，面板電路板作為單個(gè)電氣單元運(yùn)行。作為替代方案，面板也可以由隱藏在面板后的絕緣導(dǎo)線進(jìn)行連接。一旦面板組件1304被完全展開，此系統(tǒng)可被啟動(dòng)，并可用于跟蹤太陽。
[0071]現(xiàn)在參見圖17a_d，其中所示為太陽能接收器102和太陽跟蹤裝置104作為便攜式太陽能發(fā)電設(shè)備1700的一種配置。便攜式發(fā)電設(shè)備1700可在任何有足夠表面積用以展開內(nèi)置式自動(dòng)太陽跟蹤型光伏電池陣列的區(qū)域展開。便攜式發(fā)電設(shè)備1700包括內(nèi)置在保護(hù)箱體1702內(nèi)的用戶接口、內(nèi)部電池和電子電路，保護(hù)箱體1702使之能夠移動(dòng)各種距離和/或存放在小空間內(nèi)。便攜式發(fā)電設(shè)備1700包括一個(gè)輸出接口 1704，使之能夠通過多種輸出端口為各種電氣/電子設(shè)備供電。本產(chǎn)品不僅能用作便攜式的太陽能發(fā)電設(shè)備，而且根據(jù)其內(nèi)所包括的各種輸出，還可通過加入揚(yáng)聲器、高保真(HiFi)電子設(shè)備、液晶顯示屏(LCD)或提供針對(duì)索尼Playstat1n、任天堂的Wii stat1n和微軟X-Box游戲系統(tǒng)等流行的電子游戲系統(tǒng)的連通性，來充當(dāng)集成式音頻和/或視頻娛樂和/或游戲中心。
[0072]通過合適的電氣/電子接口，幾乎任何電子設(shè)備均可通過輸出接口 1704進(jìn)行連接。如前所述，由太陽能發(fā)電設(shè)備提供的功率足以對(duì)這些電子設(shè)備進(jìn)行供電，而不需要耗用系統(tǒng)內(nèi)包含的與之相關(guān)聯(lián)的蓄電池電力。可由此系統(tǒng)供電的設(shè)備包括但不限于WiFi路由器、衛(wèi)星通信收發(fā)機(jī)等通信設(shè)備以及照明、供熱和/或制冷設(shè)備。外部箱體1702提供機(jī)械保護(hù)，以抵御在運(yùn)輸和運(yùn)行中出現(xiàn)的碰撞和環(huán)境危害。箱體1702包括使之能夠被臨時(shí)安裝或固定在任何表面上的特征，以實(shí)現(xiàn)附加的穩(wěn)定性或防盜安防目的。
[0073]充電面板1706包括多個(gè)滑動(dòng)面板1708，用以實(shí)現(xiàn)緊湊的便攜式設(shè)計(jì)?；瑒?dòng)面板1708由導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)1710支承。導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)1710還支承著至少一個(gè)非滑動(dòng)面板1712，非滑動(dòng)面板1712不在導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)1710上滑動(dòng)，而是由其進(jìn)行固定式支承。當(dāng)滑動(dòng)面板1708伸展至圖17b所示的完全打開位置時(shí)，將自動(dòng)通過快速連接器1714建立電氣連接，如圖17d所示。在側(cè)面板伸展到完全打開位置時(shí)，快速連接器1714自動(dòng)鎖定就位?？焖龠B接器1714的連接向系統(tǒng)控制器發(fā)送一個(gè)工作模式的信號(hào)，系統(tǒng)控制器自動(dòng)檢測(cè)該完全連接配置。作為替代方案，面板1708可以由隱藏的導(dǎo)線進(jìn)行電氣連接，且當(dāng)面板完全被展開時(shí)，可觸發(fā)位置開關(guān)，以指示達(dá)到完全展開的面板配置。完全打開的側(cè)面板也將展現(xiàn)出供安裝在固定面板1712上的附加非滑動(dòng)太陽能電池使用的開口。
[0074]太陽能面板1708和1712包括若干由多個(gè)電池組成的電池組。太陽能面板1712可以通過加裝更多模塊或改變電池?cái)?shù)量的方式被配置為具有多種尺寸和功率水平。根據(jù)預(yù)期的用戶應(yīng)用，電池和模塊的數(shù)量可以定制，以提供超過同時(shí)運(yùn)行多種電子設(shè)備所需的日照時(shí)段功率的功率，或者作為集成式系統(tǒng)使用，而無需耗用設(shè)備的內(nèi)置電池。這樣可以增加太陽能發(fā)電設(shè)備在非日照時(shí)段內(nèi)的優(yōu)勢(shì)。支承結(jié)構(gòu)1710還包括滑軌1716，其與安裝在滑動(dòng)面板1706頂部和底部邊緣上的滑動(dòng)框架1718配合?；瑒?dòng)框架1718還額外為滑動(dòng)面板1708提供強(qiáng)度和支承。它可用于安裝快速連接器1714，如圖17b所示。
[0075]輸入/輸出接口 1704包括向用戶提供大量操作的多種部件。圖18示出了接口1704的布置的一個(gè)示例。圖18所示的接口包括多個(gè)插口，所述多個(gè)插口以多種配置方式提供電功率。這些插口包括通用交流輸出接口 1802，可在其內(nèi)插入標(biāo)準(zhǔn)的三齒電源插頭。交流輸出接口 1802可能包括一個(gè)相關(guān)聯(lián)的電壓選擇器開關(guān)1804，讓用戶能夠選擇有待從交流輸出接口 1802提供的特定的交流電壓水平。此外，還可能提供一個(gè)交流輸出通/斷開關(guān)1806，用于接通或關(guān)斷交流輸出接口 1802。交流功率輸出接口 1802及相關(guān)的選擇開關(guān)1804可以根據(jù)此單元被銷售或其被要求運(yùn)行的國家來提供不同的交流電源輸出水平。例如，根據(jù)使用的國家，該發(fā)電設(shè)備可提供IlOV或230V。所有帶有交流適配器的筆記本電腦、移動(dòng)電話以及一般電子設(shè)備均可從此交流插口上取用電源。
[0076]輸出連接器還可能包括一個(gè)點(diǎn)煙器插口(jack) 12V輸出1808和一個(gè)USB電源輸出1810。內(nèi)部電池還可通過直流輸入插口 1812從外部電源充電。為了向用戶提供信息，可能會(huì)提供LED燈和平板顯示屏1814，用以向用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的各種信息。平板顯示屏1814可以向用戶提供關(guān)于當(dāng)前電池在對(duì)特定電子設(shè)備供電時(shí)可持續(xù)供電多少小時(shí)和分鐘數(shù)的信息。通/斷開關(guān)1816使用戶可以開啟和關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。用戶接口 1704由蓋1818提供保護(hù)，蓋1818可由透明材料制成，以便在蓋1808關(guān)閉時(shí)能夠透過其查看接口和顯示狀態(tài)部件。盡管本示例僅提供了用戶接口的一種配置，但業(yè)內(nèi)人士應(yīng)理解的是，可以進(jìn)行其他多種配置和加裝。
[0077]可替換地，系統(tǒng)可以被配置為通過點(diǎn)煙型12V插口 1808、典型的USB插口 1810或可直接對(duì)電子設(shè)備充電的其他插口來提供直流電。每個(gè)電源插座可以提供5V、2A的電源，這使其可以對(duì)多種不同類型的便攜式手持設(shè)備進(jìn)行充電。設(shè)備的充電將從充電器的內(nèi)部電池取電。在系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓高于電池電壓時(shí)，充電器的內(nèi)部電池又反過來由太陽能面板進(jìn)行充電，或者充電器的內(nèi)部電池可通過直流輸入插口 1812進(jìn)行充電。隨后將由充電設(shè)備顯示屏1814計(jì)算并顯示充電狀態(tài)信息，告知用戶設(shè)備還可繼續(xù)工作多長時(shí)間。
[0078]例如，采用25W/h電池的手持式設(shè)備由1W USB插口充電需要約2.5小時(shí)。對(duì)于經(jīng)常在汽車環(huán)境中使用的設(shè)備的更高功率需求，點(diǎn)煙器插口 1808通?？梢蕴峁?2V、10A電源。在其他應(yīng)用中，定制或標(biāo)準(zhǔn)的直流插口可以向一個(gè)功率聚集設(shè)備供電，該功率聚集設(shè)備將來自諸如充電器1702(圖1700)等的多個(gè)太陽能充電器的類似的直流電合并在一起，對(duì)多個(gè)通用外部電池組充電，或者是簡單地通過在該功率聚集設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行電流合并，向輸入/輸出接口 1704(圖1700)提供功率更高的電源。
[0079]現(xiàn)在參見圖19，其中所示為用于與CPV或PV太陽能接收器一起使用的太陽跟蹤裝置的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，太陽跟蹤裝置包括一個(gè)固定基座1902，該固定基座1902被固定在安裝有跟蹤裝置的桿的表面上。如前所述，固定基座1902可被固定在使裝置可攜帶的攜帶箱內(nèi)或者被固定到路燈、桿或太陽傘的頂部，以為位于近處的電氣設(shè)備提供電力或充電站。旋轉(zhuǎn)外殼1904靜止在固定基座1902內(nèi)，并能夠以方位角方向旋轉(zhuǎn)360度，以使設(shè)備能夠跟蹤太陽的位置。旋轉(zhuǎn)外殼1904與固定基座1902之間的連接可以是旋轉(zhuǎn)樞軸軸承或簡單的圓柱孔與軸的構(gòu)造，使得該外殼被限制為僅以方位角方向轉(zhuǎn)動(dòng)?？尚D(zhuǎn)外殼1904相對(duì)于固定基座1902的相對(duì)角度可以使用位于設(shè)備內(nèi)部的傳感器和/或開關(guān)來確定。旋轉(zhuǎn)軸1906在旋轉(zhuǎn)外殼1904上轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸1906的旋轉(zhuǎn)角度可以被限制到預(yù)定的高度方向，或者由一個(gè)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸1906進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。旋轉(zhuǎn)軸1906的旋轉(zhuǎn)角度可以使用位于設(shè)備內(nèi)部的傳感器和/或開關(guān)來確定。太陽能電池或面板可以借助直接安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的某種類型的外殼來安裝在旋轉(zhuǎn)軸1906上。該外殼可以被分拆為若干個(gè)可被移除和單獨(dú)包裝的殼體，以供在便攜式系統(tǒng)中使用。
[0080]現(xiàn)在參見圖20，圖示為太陽能接收器及跟蹤配置的又一種實(shí)施例，其中陣列模塊2002可以嵌入在保護(hù)性旋轉(zhuǎn)基座2004之內(nèi)。旋轉(zhuǎn)基座2004的側(cè)面包括斜面2006，用以保護(hù)裝置免受風(fēng)和/或其他元件的侵?jǐn)_。圖20的實(shí)施方式適用于這樣的配置，其中面板需要對(duì)強(qiáng)氣流進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，以及基座2004的傾斜側(cè)面2006能夠使氣流圍繞基座和在基座上方偏轉(zhuǎn)。這種氣流轉(zhuǎn)向還可以有對(duì)太陽能電池進(jìn)行自清潔的輔助功用，并提供對(duì)被轉(zhuǎn)向氣流的一次或二次能源轉(zhuǎn)換。在有特別強(qiáng)氣流的情況下，面板2002可以被自動(dòng)或半自動(dòng)地收回到保護(hù)外殼2004內(nèi)。此類配置可被制成足夠小的體積，以便裝入箱體內(nèi)，容易地進(jìn)行運(yùn)輸，箱體可以配備像用于便攜式發(fā)電設(shè)備1700的部件那樣的部件，包括輸入/輸出接口 1704。還可制作一種可安裝到休旅車(RV)頂部的大型配置，在此情況下，可以將圖1所述的其他各種系統(tǒng)部件安裝到休旅車內(nèi)，并與圖20所展現(xiàn)的跟蹤式面板進(jìn)行互聯(lián)。
[0081]現(xiàn)在參見圖21，其中所示為圖20的配置的側(cè)視圖。此圖示出了用于升、降面板2002以使之出、入固定式外殼2004的裝置。可以看出，固定式外殼2004沿鉸接線2010與面板2002有鉸鏈連接。旋轉(zhuǎn)外殼2004在固定基座2012上旋轉(zhuǎn)。支承臂2014使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)2016對(duì)面板2002進(jìn)行提升和使之降入旋轉(zhuǎn)外殼2004內(nèi)的操作。位于被移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)外殼2004內(nèi)的一個(gè)附加電機(jī)(未示出)可被用于轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)外殼2004。驅(qū)動(dòng)電機(jī)2016的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為對(duì)面板2002進(jìn)行升、降的線性運(yùn)動(dòng)。支承臂2014的一端通過一個(gè)回轉(zhuǎn)節(jié)而被連接到托架上，使得其相對(duì)于托架圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)。支承臂的另一端則連接到跨面板延伸的平行于Y軸的軸。
[0082]可采用許多種方式來實(shí)現(xiàn)由與太陽能接收器相關(guān)聯(lián)的太陽跟蹤裝置進(jìn)行的對(duì)太陽位置的跟蹤，或者采用依靠太陽在一個(gè)日歷年內(nèi)的已知位置的固定算法，或者通過一些測(cè)量與太陽能面板相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)或更多傳感器上的陽光相對(duì)強(qiáng)度的方法來實(shí)現(xiàn)。不管采用何種方式，設(shè)備可首先以方位角方向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以在高度方向進(jìn)行調(diào)整，直至太陽能電池垂直于入射的太陽光。隨后在全天時(shí)間內(nèi)在高度和方位角位置上進(jìn)行調(diào)整，以保持最大的發(fā)電功率?，F(xiàn)在參見圖22a至22c，其中所示為一種典型的跟蹤方案。
[0083]圖22a所示的太陽能接收器包括面板2102和跟蹤基座2204。當(dāng)此過程在日出或接近日出的某個(gè)預(yù)定時(shí)間啟動(dòng)時(shí)，跟蹤裝置將首先跟蹤太陽的方位角方向，然后根據(jù)需要轉(zhuǎn)動(dòng)面板的位置。隨后是檢測(cè)太陽的高度方向。在日出時(shí)，方位角將使面板面對(duì)地平線上初升太陽的方向，而高度方向則基本為90度。隨后，如圖22b所示，跟蹤操作將以箭頭2206所示的方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)面板2202的高度，以跟蹤太陽的升起軌跡。隨后，如圖22c所示，面板2202的高度角一旦達(dá)到90度，跟蹤裝置將使基座2204在方位角方向轉(zhuǎn)動(dòng)180度，達(dá)到圖22d所示的位置。然后，如圖22e所示，太陽跟蹤將繼續(xù)，隨著太陽開始向西方地平線下降，面板2202的高度將以箭頭2208所示方向移動(dòng)。最后，如圖22f所示，當(dāng)太陽落山時(shí)，在面板2202基本處于90度角時(shí)，此時(shí)設(shè)備達(dá)到其最大的高度傾斜。
[0084]圖22a至22f所示的過程由在面板2202的表面或面板2202的邊緣上布置的傳感器予以協(xié)助。然而，如圖23所示，在面板的正面2302和面板的背面2304均布置傳感器，可使系統(tǒng)獲得進(jìn)一步改進(jìn)。前傳感器2302當(dāng)面板面對(duì)合適的方向時(shí)跟蹤太陽的運(yùn)動(dòng)。在跟蹤模塊的背面布置后方太陽傳感器2304，使后傳感器2304可以與前傳感器2302 —起工作，以確定太陽相對(duì)面板2202的位置。通過這種配置，系統(tǒng)可以控制太陽能接收器系統(tǒng)以在其初始啟動(dòng)位置處面對(duì)任何方向。前太陽傳感器2302預(yù)期要面對(duì)太陽。然而，如果系統(tǒng)的布置使得前傳感器被遮擋而接觸不到陽光，跟蹤裝置將不會(huì)工作。通過在背面布置后傳感器2304，用戶可以將接收系統(tǒng)置于任何起始位置，而無需考慮太陽的相對(duì)位置。當(dāng)系統(tǒng)初始化時(shí)，太陽將可被后傳感器2304或前傳感器2302檢測(cè)到。
[0085]為控制對(duì)太陽的跟蹤，控制器114將使跟蹤裝置垂直于陽光布置。使用系統(tǒng)控制器114所提供的簡單控制算法，可以實(shí)現(xiàn)太陽能電池的定位。除提供對(duì)跟蹤裝置114的控制之外，系統(tǒng)控制器114可以控制向電池充電器110提供能源的方式，以控制電池充電操作。盡管太陽能接收器102會(huì)收集足夠的能量對(duì)電池112充電，同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備或機(jī)器供電，但從電池充電器110向電池112的電力傳送仍必須被調(diào)節(jié)或控制，以避免損壞電池，并從太陽能接收器102內(nèi)的光伏設(shè)備獲得最大的功率。如果電池的電壓與太陽能電池電壓的不匹配超過某個(gè)特定范圍，電池可能受到損害，或者無法實(shí)現(xiàn)足夠快的充電以避免耗盡?？刹捎靡恍┎煌姆绞絹韺?shí)現(xiàn)在不損壞電池的條件下從太陽能電池獲得最大的功率。在控制器114內(nèi)可以采用一個(gè)最大功率點(diǎn)傳送充電控制器，但需要采用散熱器，以吸收過多的熱量。在電池單元與太陽能電池之間匹配電壓的最簡單方式是增加或減少太陽能接收器所用太陽能電池的數(shù)量，而不使用MPPT充電器。電池類型和單元電壓之間的準(zhǔn)確匹配將可實(shí)現(xiàn)最佳的效率和成本。
[0086]圖24中示出了增加或減少向電池充電器供電的電池?cái)?shù)量的一種方式。在步驟2402，控制器114會(huì)監(jiān)測(cè)從太陽能接收器102的電池提供的電池電壓。如果這些電壓處于在查詢步驟2404所規(guī)定的合適范圍內(nèi)，控制將轉(zhuǎn)回到步驟2402，以繼續(xù)監(jiān)測(cè)電池和太陽能電池的電壓。如果查詢步驟2404確定電壓不在合適范圍內(nèi)，查詢步驟2406將決定太陽能電池的電壓需要升高還是降低。如果電壓需要升高，太陽能接收器102內(nèi)有效且被使用的電池?cái)?shù)量會(huì)在步驟2408處增加。如果電壓較高，與接收器一起使用的太陽能電池的數(shù)量會(huì)在步驟2410處減少。在步驟2408和步驟2410中每一個(gè)之后，控制將轉(zhuǎn)回步驟2402，繼續(xù)對(duì)電池和太陽能電池電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0087]太陽能發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)中有著許多種太陽能發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)，它們采用以不同方式組合在一起的各種不同的光伏或聚光型光伏電池，用以形成提供不同直流(DC)電壓的不同的面板配置。這些系統(tǒng)需要采用不同的直流轉(zhuǎn)直流變換器對(duì)輸出電壓進(jìn)行升壓或降壓，以便對(duì)用作儲(chǔ)電介質(zhì)的某種特定電池進(jìn)行充電，或者是要驅(qū)動(dòng)一個(gè)逆變器，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。還可獲得針對(duì)特定PV/CPV配置所設(shè)計(jì)的具備有差異的電壓和電流特性的各種電池配置。對(duì)于通常僅接受一種直流電壓并輸出符合某一特定國家規(guī)范的單一交流電壓的逆變器而言亦如此。
[0088]現(xiàn)在參見圖25，其中示出了一種定義通用架構(gòu)的通用變換器2502，依照此架構(gòu)，許多不同的太陽能部件可以被集成或連接在一起，作為協(xié)調(diào)的單一系統(tǒng)運(yùn)行，而不考慮設(shè)備部件或子系統(tǒng)來自哪家制造商。通用變換器2502從相關(guān)聯(lián)的控制器2504接收控制信號(hào)，控制器2504控制其所提供的經(jīng)過調(diào)節(jié)的直流輸出電壓。來自太陽能接收器光伏面板的輸入直流電壓被提供到輸入端2506。變換器2502變換出經(jīng)過調(diào)節(jié)的直流輸出電壓，在輸出端2508處提供。變換器2502接受來自不同類型光伏面板的多種直流輸入電壓和多種連接方式。變換器2502還會(huì)輸出由用戶通過控制器2504手動(dòng)或自動(dòng)選擇的一系列輸出電壓。來自不同制造商的多種不同的PV面板組件可以采用通用變換器2502被互聯(lián)至具有不同電壓特性的多種不同的電池，由此使用戶可以將多個(gè)裝置組合在一起，產(chǎn)生更大的功率輸出，以對(duì)多種電池配置和組合進(jìn)行充電。這樣就使用戶可為電子設(shè)備供電的功率超出此前可能未采用若干組件組合時(shí)的值。通用變換器2502可以被作為一種獨(dú)立式產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，并作為一種配件向不同的光伏面板或太陽能發(fā)電設(shè)備制造商銷售。
[0089]現(xiàn)在參見圖26，其中示出了一種通用逆變器2602。通用逆變器2602在輸入2604處接收經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電壓輸入，在輸出2606處提供輸出交流電壓。響應(yīng)于來自控制器2504的輸入，對(duì)可被通用逆變器2602處理的交流輸出水平和直流輸入水平進(jìn)行控制。逆變器2602的模塊性和通用性在于，它可被配置為接受不同的直流電壓，并輸出多種頻率的電壓不同的交流電。最常見的交流電壓輸出為110V/60HZ或240V/56HZ。逆變器2602可以被作為一種獨(dú)立式產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，并作為一種配件向不同的光伏面板或太陽能發(fā)電設(shè)備制造商銷售。
[0090]現(xiàn)在再參見圖27，其中示出了一種電池子系統(tǒng)2702。電池子系統(tǒng)2702采用一種通用型和模塊式的架構(gòu)，并可具有針對(duì)電氣短路或過壓情況的保護(hù)電路2704。電池子系統(tǒng)2702還可以包括控制器，以便能從電池子系統(tǒng)獲得不同的電壓輸出和連接器，使多種設(shè)備可由電池進(jìn)行充電，例如需要USB連接器、12V點(diǎn)煙器連接器等的設(shè)備。這將使系統(tǒng)能夠包括響應(yīng)于單一充電電壓輸入端2708的多個(gè)輸出2706。與其他通用型部件類似，對(duì)電池子系統(tǒng)2702的控制通過控制器2504進(jìn)行。電池子系統(tǒng)2702可以被作為一種獨(dú)立式產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，并作為一種配件向不同的光伏面板或太陽能發(fā)電設(shè)備制造商銷售。
[0091]現(xiàn)在參見圖28，其中示出了一種適配器子系統(tǒng)2802，它通過各類連接輸出為電池子系統(tǒng)2702提供配合或?qū)?。適配器子系統(tǒng)2802將提供定制適配器輸出端儲(chǔ)備(bank)或集合，以適用于多種第三方電子設(shè)備。由此，該適配器可以為諸如任天堂Wi1、微軟X-Box或索尼Playstat1n等游戲系統(tǒng)供電。將提供不同的可對(duì)接或可連接的適配器2802用于其他常見的電子設(shè)備，例如卡拉OK系統(tǒng)、WiFi和衛(wèi)星通信系統(tǒng)、手機(jī)信號(hào)放大器系統(tǒng)、CD/DVD播放器和MP3播放器、GPS設(shè)備、衛(wèi)星電視接收機(jī)、供熱/制冷系統(tǒng)、區(qū)域照明、光脈沖和投影等會(huì)議照明系統(tǒng)，或HiFi音響系統(tǒng)等。
[0092]適配器子系統(tǒng)2802還可以被封裝為可被整體插裝入通用系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)獨(dú)立模塊或子系統(tǒng)。上述部件的架構(gòu)讓用戶能夠?qū)⒏鞣N太陽能發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)的各種部件組合為一個(gè)統(tǒng)一的集成式設(shè)備并加以利用，該集成式設(shè)備可以按照對(duì)輸入電壓有不同要求的不同電子設(shè)備的要求提供一系列配置。由此，在消費(fèi)者改動(dòng)或購入此前不兼容的不同的太陽能發(fā)電設(shè)備部件時(shí)，可以連接一系列第三方產(chǎn)品，從而消除或減少產(chǎn)品廢棄的情況。就像此架構(gòu)的電氣方面具有模塊化概念一樣，這些模塊化概念同樣可被應(yīng)用于各種子系統(tǒng)或獨(dú)立式產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)。
[0093]例如，如圖29中所示的便攜式集中電源的配置，其中獨(dú)立的便攜式電池系統(tǒng)2702和相關(guān)聯(lián)的電池保護(hù)電路2704可以與獨(dú)立的逆變器子系統(tǒng)2602相連。電池子系統(tǒng)2702和逆變器子系統(tǒng)2602可采用對(duì)接機(jī)構(gòu)2902互聯(lián)，由此一個(gè)單元可被堆疊在另一個(gè)單元頂部，每個(gè)子系統(tǒng)上處于合適位置的相應(yīng)的互配連接器負(fù)責(zé)提供兩個(gè)子系統(tǒng)之間的電氣連接。該對(duì)接過程還提供一個(gè)機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)，以將兩個(gè)子系統(tǒng)通過對(duì)接單元2902固定在一起。
[0094]這種堆疊功能的目的是便于將兩個(gè)子系統(tǒng)作為一個(gè)單元一起進(jìn)行包裝和運(yùn)輸，并實(shí)現(xiàn)兩者間的互補(bǔ)功能，例如電池子系統(tǒng)會(huì)向逆變器子系統(tǒng)提供直流電，以產(chǎn)生交流電。此夕卜，如圖30所示，通用變換器2502可以被加到通用逆變器2602與電池子系統(tǒng)2702的組合中。通用變換器2502會(huì)使用對(duì)接單元2902進(jìn)行互聯(lián)。變換器2502的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)將使其還可利用對(duì)接單元2902實(shí)現(xiàn)與電池子系統(tǒng)2702和逆變器子系統(tǒng)2602的配合。由此，可通過不同的直流連接器提供多種功率的直流電。
[0095]采用這些配置，參照?qǐng)D25至28介紹的各種子系統(tǒng)在電氣和機(jī)械方面均可相連，使用戶能夠提供一種模塊式的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，此類系統(tǒng)可以提供獨(dú)立的功能，或者作為一種相互連接的子系統(tǒng)，同時(shí)也允許與電池和光伏面板等第三方部件的電氣連接。對(duì)接單元并不必要采用垂直對(duì)接方式，還可以包括水平對(duì)接或在公共平面上對(duì)接。通過提供針對(duì)第三方部件的接口，用戶可以根據(jù)其需求創(chuàng)建定制的配置。產(chǎn)品廢棄的情況被基本消除或大幅減少，因?yàn)橛脩舨恍枰獟仐壪惹百徺I的其他制造商的部件，而是可以將這些第三方部件集成到一個(gè)通用系統(tǒng)中。
[0096]現(xiàn)在再參見圖31，隨著越來越多子系統(tǒng)3102的連接，用戶可能會(huì)發(fā)現(xiàn)將多個(gè)單元作為一個(gè)單元進(jìn)行運(yùn)輸?shù)谋憷帯Ｔ谶@種情況下，該通用架構(gòu)可在互聯(lián)的子系統(tǒng)3102上安裝一個(gè)輪式基座3104，使用戶能夠輕松地移動(dòng)整個(gè)單元，而不論有多少子系統(tǒng)3102被堆疊在一起。子系統(tǒng)3102之間無需斷開，也無需單獨(dú)運(yùn)輸。每個(gè)子系統(tǒng)3102通過一個(gè)相關(guān)聯(lián)的鎖定裝置3106被機(jī)械鎖定就位。除非用戶手動(dòng)拆卸，子系統(tǒng)3102間不會(huì)分開。這樣就可形成一種非常容易實(shí)現(xiàn)的便攜配置，并可有更好的用戶體驗(yàn)，因?yàn)槿δ艿膯卧梢员灰苿?dòng)到需要供電和發(fā)揮功用的地方。
[0097]現(xiàn)參見圖32，為完成架構(gòu)，一個(gè)保護(hù)性機(jī)機(jī)箱或箱體3202將整個(gè)相連的單元裝在其內(nèi)，由此提供了一種針對(duì)惡劣天氣而又不會(huì)限制操作單元電氣接口的保護(hù)措施。機(jī)箱3202可以被置于互聯(lián)的子系統(tǒng)3102之上，相應(yīng)的開口、窗口或門3204可被用于對(duì)子系統(tǒng)3102的控制件和顯示器件進(jìn)行操作和觀察。通過窗口 3204可以接近單元的電氣接口。這些接口電氣地延伸穿過機(jī)箱/箱體3202，使用戶可以通過在必要時(shí)手動(dòng)去除延伸接口的遮蓋物的方式從外部操作連接，或者通過將延伸接口遮蔽于罩下的方式進(jìn)行操作。
[0098]現(xiàn)參見圖33，其中所示為在一種特定商業(yè)應(yīng)用中所實(shí)現(xiàn)的太陽能接收器和跟蹤裝置的一種實(shí)施例。圖33的太陽能接收器和跟蹤裝置可能包括一種與上文所述類似的配置。太陽能接收器和跟蹤組件3302可被安裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)的頂部，該結(jié)構(gòu)例如是與工作臺(tái)3406相關(guān)聯(lián)的傘3304。太陽能接收器/跟蹤器3302將安裝在傘3304的桿的頂部。太陽能接收器/跟蹤器3302可實(shí)現(xiàn)光伏面板對(duì)太陽的垂直和水平向跟蹤。太陽跟蹤系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于安裝在安裝受限的結(jié)構(gòu)上，例如架空路牌、護(hù)柱甚至露臺(tái)遮陽傘上，如圖33所示。這種在立柱上安裝的太陽跟蹤系統(tǒng)3302能夠?yàn)橹T如筆記本電腦、手機(jī)、或平板電腦等設(shè)備提供足夠的充電功率。
[0099]與太陽跟蹤接收器和跟蹤裝置3302相關(guān)聯(lián)的是一個(gè)訪問接口面板3402，如圖34所示。訪問接口 3402將包括一個(gè)與太陽跟蹤裝置3302集成的安全驗(yàn)證和電力分配器件。訪問接口 3402將包括一個(gè)支付或授權(quán)機(jī)制，由此獲得對(duì)太陽能接收器和跟蹤裝置3302所產(chǎn)生電力的使用權(quán)，此機(jī)制可采用多種方式實(shí)現(xiàn)。基本配置將提供某種類型的顯示屏3402，借此可向用戶提供視覺指示器。鍵盤3406將使用戶能夠輸入信息以驗(yàn)證訪問權(quán)限并方便支付，以便使用供電服務(wù)。
[0100]電源插座3408將使用戶能夠插接到太陽能發(fā)電設(shè)備上，接收由系統(tǒng)3302提供的能源。驗(yàn)證/授權(quán)碼可通過鍵盤3406輸入。驗(yàn)證/授權(quán)碼可在傘臺(tái)或通過(近場(chǎng))無線通信或通過離站有線或無線通信控制以手動(dòng)或電子方式提供。代碼可以由在傘上安裝的太陽能發(fā)電設(shè)備的運(yùn)營商決定并提供。在外部可以有一電池連接至此系統(tǒng)，提供不間斷電源，以確保不管太陽是否可見，系統(tǒng)電池內(nèi)儲(chǔ)存的電量都充足。如果系統(tǒng)所產(chǎn)生的功率超出了所連設(shè)備的用戶的需求，則相關(guān)聯(lián)的電池可能會(huì)被同時(shí)充電至充滿的水平。
[0101]所產(chǎn)生的電力通過電源插座3408在同一訪問接口 3402上提供給用戶。如圖所示，電源插座3408可能包括USB端口、交流輸出、直流輸出或多個(gè)USB端口。訪問接口 3402所具備的另一種功能是計(jì)時(shí)器，它可以指示電池向電子設(shè)備充電的可用電流持續(xù)時(shí)間。與權(quán)限碼的提供類似，可供使用的時(shí)間數(shù)值由系統(tǒng)的運(yùn)營商決定和控制。當(dāng)驗(yàn)證/授權(quán)碼被輸入訪問接口 3402時(shí)，電即被接通，并通過任意數(shù)量的電源插座3408輸送。電子系統(tǒng)和協(xié)議可以與訪問接口 3402集成，以提供無縫的用戶體驗(yàn)，同時(shí)使能源服務(wù)的提供者能夠?qū)λ峁┓?wù)的利用加以定制。還可通過內(nèi)容輸出3410來提供除供電之外的多種附加服務(wù)，例如可實(shí)現(xiàn)WiFi熱點(diǎn)，可支持與之相連的電視、游戲系統(tǒng)、卡拉OK系統(tǒng)等娛樂服務(wù)設(shè)備，并/或?qū)κ称泛?或飲料運(yùn)營商所使用的訂單輸入設(shè)備提供支持/供電。在這種情況下，內(nèi)容提供商或分發(fā)設(shè)備會(huì)從相關(guān)聯(lián)的太陽能接收器和發(fā)電設(shè)備3302接收供電。
[0102]熟悉本公開內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)的人員應(yīng)能理解，這種便攜型、模塊式、太陽跟蹤型太陽能接收器系統(tǒng)提供了一種以便攜式配置跟蹤太陽并儲(chǔ)存能量的系統(tǒng)和方法。應(yīng)該理解的是，本文中的附圖和詳細(xì)說明僅作示例之用，而非有限制意義，并不意味著要局限于所公開的具體形式和示例。相反，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所顯而易見的其他任何修改、變更、重新安排、替換、備選方案、設(shè)計(jì)選擇和實(shí)施例，只要符合以下權(quán)利要求，不背離其精神和范圍，則均包括在本公開內(nèi)容之內(nèi)。因此，以下權(quán)利要求應(yīng)被理解為涵蓋所有此類的更多的修改、變更、重新安排、替換、備選方案、設(shè)計(jì)選擇和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括: 太陽能接收器，其具有多個(gè)太陽能電池，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電壓； 太陽跟蹤裝置，其使所述太陽能接收器能夠跟蹤太陽相對(duì)于所述太陽能電池的位置，并對(duì)對(duì)其響應(yīng)的所述太陽能電池進(jìn)行定位； 電源電路，用于產(chǎn)生至少一個(gè)輸出電壓，用于驅(qū)動(dòng)響應(yīng)于所述直流電壓的電子設(shè)備；以及 外殼，所述外殼以便攜式的配置容納所述太陽能接收器、所述太陽跟蹤裝置以及所述電源電路中的每一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述電源電路還包括: 直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器，用于產(chǎn)生預(yù)定水平的第二直流電壓，其中所述第二直流電壓可以包括所述的至少一個(gè)輸出電壓； 直流轉(zhuǎn)交流電壓轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生相應(yīng)于所述第二直流電壓的預(yù)定水平的交流電壓，其中所述交流電源可以包括所述的至少一個(gè)輸出電壓；以及 電池充電器，用于產(chǎn)生相應(yīng)于所述第二直流電壓的電池充電電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器能夠響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置，以接收所選擇的直流電壓作為所述直流電壓，并提供處于所選擇的電壓水平的所述第二直流電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器能夠響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置，以接收處于所選擇的電壓水平的所述第二直流電壓，并輸出處于所選擇的交流電壓水平的所述交流電壓。
5.如權(quán)利要求2所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括電池子系統(tǒng)，其用于對(duì)至少一個(gè)電池進(jìn)行充電，并提供相應(yīng)于所選擇的輸入第二電壓水平的所選擇的電池電壓輸出水平，所述電池電壓輸出水平和所選擇的輸入第二電壓響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置，其中所述電池子系統(tǒng)還包括保護(hù)電路，用于使所述的至少一個(gè)電池內(nèi)不發(fā)生過壓和過流情況。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括適配器子系統(tǒng)，用于提供預(yù)先確定的機(jī)械連接器，以用于輸出所述所選擇的電池電壓輸出水平，所述適配器子系統(tǒng)能連接至所述電池子系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求2所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器、所述直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器和所述電池充電器中的每一個(gè)均以可拆卸方式相互連接，所述系統(tǒng)還包括以可拆卸方式連接的基座，所述基座包括用于對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)妮喿印?br> 8.如權(quán)利要求7所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括用于覆蓋所述直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器、所述直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器和所述電池充電器的箱體，所述箱體限定有至少有一個(gè)開口，供所述直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器、所述直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器和所述電池充電器的連接器或顯示屏所使用。
9.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述電源電路還包括至少一個(gè)電池，用于提供至少一個(gè)充電電壓，所述至少一個(gè)電池由響應(yīng)于所述直流電壓的所述電源電路進(jìn)行充電。
10.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括控制器，用于產(chǎn)生對(duì)所述太陽跟蹤裝置和所述電源電路的控制信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽能接收器還包括多個(gè)面板，每個(gè)所述面板包括所述多個(gè)太陽能電池中的至少一個(gè)，所述多個(gè)面板具有用于將所述面板存放于所述外殼內(nèi)的第一配置和用于使所述面板處于跟蹤太陽的位置的第二配置。
12.如權(quán)利要求11所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述多個(gè)面板能夠以滑動(dòng)方式在所述第一配置與所述第二配置之間變動(dòng)。
13.如權(quán)利要求11所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述多個(gè)面板能夠以可折疊方式在所述第一配置與所述第二配置之間變動(dòng)。
14.如權(quán)利要求11所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括: 第一組傳感器，用于感測(cè)所述多個(gè)面板的正面上的光；和 第二組傳感器，用于感測(cè)所述多個(gè)面板的背面上的光。
15.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽跟蹤裝置還包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于將所述太陽能接收器從所述外殼內(nèi)的第一位置與用以跟蹤太陽的第二位置之間進(jìn)行移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽跟蹤裝置還包括: 固定基座，用于支承所述太陽跟蹤裝置； 第一旋轉(zhuǎn)裝置，用于以方位角方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述太陽能接收器；和 第二旋轉(zhuǎn)裝置，用于以高度方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述太陽能接收器。
17.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽能接收器能響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置，以接收所選擇的直流電壓作為所述直流電壓。
18.—種便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括: 太陽能接收器，其具有多個(gè)太陽能電池，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電壓； 太陽跟蹤裝置，其使所述太陽能接收器能夠跟蹤太陽相對(duì)于太陽能電池的位置，并對(duì)對(duì)其響應(yīng)的太陽能電池進(jìn)行定位； 直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器，用于產(chǎn)生預(yù)定水平的第二直流電壓，其中所述第二直流電壓可以包括至少一個(gè)輸出電壓，其中所述直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器能響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置，以接收所選擇的直流電壓作為所述直流電壓，并提供處于所選擇的電壓水平的所述第二直流電壓； 直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器，用于產(chǎn)生相應(yīng)于所述第二直流電壓的預(yù)定水平的交流電壓，其中所述交流電壓可以包括所述的至少一個(gè)輸出電壓，其中所述的直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器能響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置，以接收處于所選擇的電壓水平的所述第二直流電壓，并輸出處于所選擇的交流電壓水平的所述的交流電壓； 電池充電器，用于產(chǎn)生相應(yīng)于所述第二直流電壓的電池充電電壓，所述電池充電器還包括電池子系統(tǒng)，用于對(duì)至少一個(gè)電池進(jìn)行充電，并提供相應(yīng)于所選擇的輸入第二電壓水平的所選擇的電池電壓輸出水平，所述電池電壓輸出水平和所選擇的輸入第二電壓響應(yīng)于至少一個(gè)控制輸入進(jìn)行配置；以及 外殼，其以一種便攜式的配置容納太陽能接收器、太陽跟蹤裝置、直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器、直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器以及電池中的每一個(gè)。
19.如權(quán)利要求18所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述電池子系統(tǒng)還包括保護(hù)電路，用于使所述至少一個(gè)電池內(nèi)不發(fā)生過壓和過流情況。
20.如權(quán)利要求18所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括適配器子系統(tǒng)，用于提供預(yù)定的機(jī)械連接器，以用于輸出所述的所選擇的電池電壓輸出水平，所述適配器子系統(tǒng)能連接到所述電池子系統(tǒng)。
21.如權(quán)利要求18所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括控制器，用于產(chǎn)生對(duì)所述太陽跟蹤裝置、所述直流轉(zhuǎn)直流電壓變換器、所述直流轉(zhuǎn)交流電壓變換器和所述電池充電器的控制信號(hào)。
22.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽能接收器還包括多個(gè)面板，每個(gè)所述面板包括所述多個(gè)太陽能電池中的至少一個(gè)，所述多個(gè)面板具有用于將所述面板存放于所述外殼內(nèi)的第一配置和用于使所述面板處于跟蹤太陽的位置的第二配置。
23.如權(quán)利要求22所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述多個(gè)面板能夠以滑動(dòng)方式在所述第一配置與所述第二配置之間變動(dòng)。
24.如權(quán)利要求22所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述多個(gè)面板能夠以可折疊方式在所述第一配置與所述第二配置之間變動(dòng)。
25.如權(quán)利要求22所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還包括: 第一組傳感器，用于感測(cè)所述多個(gè)面板的正面上的光；和 第二組傳感器，用于感測(cè)所述多個(gè)面板的背面上的光。
26.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽跟蹤裝置還包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于將所述太陽能接收器從上述外殼內(nèi)的第一位置與用以跟蹤太陽的第二位置之間進(jìn)行移動(dòng)。
27.如權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述太陽跟蹤裝置還包括: 固定基座，用于支承所述太陽跟蹤裝置； 第一旋轉(zhuǎn)裝置，用于以方位角方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述太陽能接收器；和 第二旋轉(zhuǎn)裝置，用于以高度方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述太陽能接收器。
【文檔編號(hào)】H02S40/30GK104488189SQ201380023367
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月9日
【發(fā)明者】埃斯蒙德·T.·魏, 安德魯·E·魏, 陳沐忠, 哈亞迪·馬里約, 雷力, ·梅吉亞 賴安·弗洛里斯, 陳元 申請(qǐng)人:Aspect太陽能私人有限公司