專利名稱：建筑物集成發電系統、方法及其組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成在建筑物立面或外殼結構內的發電系統，并且更具體地說，涉及建筑物集成光伏或BIPV系統。
背景技術：
已經長時間考慮希望將光伏(或PV)裝置和系統集成到商用和住宅建筑物中。然而，到目前為止，這種系統通常受限于常規的基于屋頂的系統，其具有有限的光伏能力并且幾乎不具有美學吸引力。常規的基于屋頂的系統在光伏能力上受限，除其它原因以外，因為組成這些常規系統的模塊串聯連接，其將整體系統的生產力有效降低至模塊的最小生產力。常規的基于屋頂的系統還取決于支架系統，其沒有提供按有吸引力且安全的方式將光伏元件集成到垂直建筑物面中的實用方法。建筑物元件、裝備以及其它約束的遮蔽嚴重限制了可用于PV部署的面積。無疑的是，希望將PV裝置并入更大面積的建筑物結構中，并且按視覺上吸引人的方式來并入。在近來對這種努力的嘗試方面，紐約市的建筑物在實際上與主結構物理分離的垂直立面裝配件中并入了 PV部件，并且被配置為藝術性部件。該工程實際上因系統設計者不能克服將電氣部件并入到這類結構中的法規限制而失敗。因而，雖然仍將面板附接至建筑物側面，但已經不利用它們來生成有用的PV電力。“單元式”幕墻系統是可以作為單元在場外預先裝配并裝配玻璃(即，安裝玻璃或其它表面材料)并且在建筑物上逐部分地漸進安裝的系統。單元式幕墻方法的一個優點是在場外可控制造環境中進行工作。單元式系統適于中至大型工程(即，高層建筑物(四層或以上))、其組件顯著重復的工程、和/或在具有更高地震設計要求的地點的工程。用于單元式幕墻的框架單元典型地被配置成一個模塊(玻璃件或玻璃單元)寬乘以一個樓層的高度。這些預先裝配玻璃的框架典型地放置在每個由約6個單元構成的臥位上，并且通過塔式起重機提起至它們的相應樓層，在該樓層處，它們通常利用小型可移動升降機從上方樓板安裝。單元式幕墻系統還典型地包括壓力均衡雨屏，其抵消造成水滲透的力，如表面張力、毛細作用、重力、動能和壓力差。單元式幕墻系統因其易集成性、合理成本、計劃友好能力以及藝術美學和高性能被廣泛使用，并且獲得遍布全國的商業普及性。光伏模塊面板已集成到用于建筑物集成光伏裝置的幕墻玻璃中，如在通過引用并入于此的美國公布No. 2008/0163918中看到的。雖然所述設計僅針對非晶型太陽能電池最優化，并且因其沒有被配置用于有效模塊間連接而無助于構造的容易性。這種設計沒有補償遮蔽，一個嚴重削弱常規串聯太陽能板的性能的問題，特別是在如建筑物外殼的組裝應用中。如公知的，在常規PV方法中，遮蔽劣化了被遮模塊或單元的性能和電力輸出(或產能)。當遮蔽落在一個或多個常規串聯太陽能板上時，串聯的模塊在總體性能上劣化至該串中的最低產能。最終，現有技術無法解決總體保險商實驗所認證或UL核準的缺乏。框架系統的UL認證是使得PV工程能夠在可應用建筑物和安全法規之下被核準的基本要素，并因此是使得能夠普遍采用的關鍵要素。許多商業可用模塊經UL核準為UL 1703，但至今沒有商業可用的建筑物集成光伏裝置相關(UL種類QHZQ)的框架系統。通過引用并入于此的WO 2006/123335經受類似缺陷，并更詳細地描繪了模塊間連接(具體來說，每個單獨的太陽能模塊和左右相鄰的模塊之間的連接)。然而，該系統串聯連接，而沒有單獨的模塊管理。另外，陣列構造方法缺少適于路由布線的模塊間管道或通道。而且，這些模塊僅按橫向(左右)方式彼此連接；沒有針對垂直連接的教導。由于該原因，任何垂直連接必須通過附加結構(如沒有集成到幕墻框架構件中的軌道、管子或帶)來提供。通過引用并入于此的美國專利No. 6，646，196示出了類似安裝，并且經受類似缺陷。 這些附加運行增加了安裝成本和復雜性，減小了操作效率，提升了維護成本和復雜性，并且潛在地增加了故障敏感性。

發明內容
因此，本發明的目的是減小和/或克服現有技術的前述局限。本發明第一方面涉及建筑物集成發電系統；本發明另一方面涉及符合UL/法規的建筑物集成發電系統；另一方面涉及將控制管理單元集成到這種發電系統中；又一方面涉及在建筑物立面的視覺區和拱肩區中實現的建筑物集成發電系統；其它方面包括適于光伏能量轉換模塊的單元式幕墻單元；其它方面還包含這種單元式幕墻單元和相關聯的建筑物集成發電系統的電氣隔離、電氣管道以及接地特征；本發明另一方面包含與單元式幕墻單元一起使用的集成電線槽/電纜槽；其它方面涉及裝配/制造這種單元式幕墻單元和建筑物集成光伏轉換系統的方法；其它方面包括操作集成在建筑物外殼內的轉換模塊、控制模塊以及整個發電陣列的方法；最后，根據下面的詳細公開，本領域技術人員將清楚本發明的其它方面。根據具體說明應當理解，本發明可以按許多不同實施例來實現。此外，專業技術人員容易明白，這種不同實施例將可能僅包括本發明的前述方面或目的中的一個或多個。因而，在任何特定實施例中缺少一個或多個這種特征不應被視為對本發明范圍的限制。雖然在建筑物立面內的發電陣列的上下文中進行描述，但對于本領域技術人員顯而易見，本教導可以在任何數量的應用中使用。


圖1是在建筑物結構的外殼或立面內實現的光伏發電系統的優選實施例的示例；圖2示出了建筑物結構沿圖1所示的由圈和標號2指定的方向的剖面，以示例優選太陽能發電系統的組件的進一步細節和空間關系；圖3示出了建筑物結構沿圖1所示的由圈和標號3指定的方向的剖面，以示例優選太陽能發電系統的組件的進一步細節和空間關系；圖4示出了建筑物結構沿圖1所示的由圈和標號4指定的方向的剖面，以示例優選太陽能發電系統的組件的進一步細節和空間關系；圖5示出了建筑物結構沿圖1所示的由圈和標號5指定的方向的剖面，以示例優選太陽能發電系統的組件的進一步細節和空間關系；圖6是在該優選太陽能發電系統中采用的主要電氣組件的框圖；圖7是描繪被用于裝配該太陽能發電系統的實施例的優選過程的流程圖；圖8A和8B示出了幕墻單元沿圖1所示的由圈和標號8指定的方向的另一立體圖， 以示例優選太陽能發電系統的組件的進一步細節和空間關系。
具體實施例方式本發明優選地并入用于將太陽能轉換成電能的單晶和/或多晶硅電池，如由Suntech Power Holdings Co. Ltd. (Suntech)直接提供到標準化幕墻產品中的電池、如由 Architectural Glass and Aluminum Co, Inc (AGA) of Alameda California 提供的電池。 AGA幕墻產品是公知的耐用外立面。最終結果是差不多按和常規幕墻相同的方式，在功能上和美學上包圍建筑物的太陽能發電系統。通過將太陽能直接并入建筑物的構造過程中，極大地減小了實現這種綠色能力的成本。由于通過減小對于利用日光技術的照明的需要并且通過控制太陽熱增益和包絡U值以減小對于加熱、通風以及空調系統(HVAC)所需的能量而得到的凈能量節省，操作這種建筑物的成本也大大地下降。然而，本發明還具有改裝/再覆面現有建筑物以包括太陽能能力的可應用性，特別是當這種結構包括包圍它們的屋頂的機械屏蔽物時。本發明可以用于這種情況，以美化并增加這種否則缺乏美感和無功能性的架構特征的功能性。單元式幕墻在深入研究本發明的詳細說明之前，有用的是，描述和理解單元式幕墻的特征。單元式幕墻是遍布世界使用的建筑物立面的極流行形式。單元式幕墻的主要限定特征是它們基本上(并且通常全部)在場外預先裝配在多個單元中，并且在運輸至工程地點之后，懸掛或固定到建筑物的結構板邊緣上。單元式幕墻典型地不充當建筑物的結構性支承部件。最終將這些預先裝配的單元安裝成集成整體， 得到“單元式”幕墻系統。場外預先裝配的單元遠優選于現場，因為可以以更加低的成本并且以更高速度和吞吐量更加有效地完成操作(通過專業技術人員在專用設施處)。場外裝配件還導致具有更好密封、更強粘合、更少差錯的更高質量工作，并且進一步使得能夠在運輸和安裝之前實現裝配工作臺測試。與此相反，常規構件式幕墻系統根據特定架構要求對于在工作地點現場裝配玻璃來說需要鋁或金屬框架。這種解決方案的人工昂貴，并且難于從一個單元到下一個單元地控制這種安裝的質量。此外，因為構件式幕墻框架不是在可控工廠環境下制造的，所以在它們可以經UL認證之前，必須對它們逐個地現場檢查以核準。這種逐個現場檢查與本發明相比不太優選，因為逐個方法消耗了更長時間并且冒著即使在運輸和現場裝配之后，檢查也不能獲得認證的風險。現有建筑物集成PV幕墻(如上面提到的紐約市的那些)就是經受的這些失敗。不同于構件式方法，幕墻單元式面板根據建筑師試圖實現的希望美學/外觀典型地預先加工為由不同覆面材料(石材、上漆鋁材、玻璃、不透明玻璃等)制成的寬4’ -8’ X 高10’-15’的標準化單元。普通形狀因子是五英尺寬乘十三點五英尺高。商店將不同材料預先裝配成單元，以允許下述各項等·完成產品的更好的質量控制(單元本身和總體幕墻系統兩者)，并且·容易(并由此快速)的現場安裝，因為每個單元式面板與上面一個單元式面板、 下面一個單元式面板以及與其任一側的單元式面板“緊密配合”，由此增加支承，并且一旦完成就實現總體幕墻的連續性和整體性。·減少施工現場的持續時間，由此導致改進且更加有效的建造進度計劃，·最小化包裝，因為與構件式相比，單元式預先裝配單元可以以很少的包裝和浪費運輸至現場，由此促進使施工現場包裝的減少和再循環的環境目標。單元式幕墻單元典型地由以下主要部件/組件制成這些框架構件俘獲并支承所希望的不同覆面或玻璃件材料，并且將它們裝框成可管理并且可方便地調整大小以用于最終安裝的單元。框架典型為具有垂直框架部件和水平框架部件的矩形(盡管可以使用其它形狀)。框架構件可以由本領域已知的任何材料，包括鋁、鋼、玻璃纖維或其它合成材料構成。每個單元的垂直框架部件(有時稱作 “豎框”)與相鄰單元“緊密配合”，由此向相鄰單元提供支承，并且一旦全部安裝就實現幕墻系統的連續性。該單元頂部和底部處的主要水平框架部件(有時稱作“組合接縫”)也與上下單元緊密配合，類似地向相鄰單元和整個幕墻提供支承，并且一旦全部安裝就實現幕墻系統的連續性。優選的是，每個單元式幕墻單元還包括一個或多個中間水平構件。這些中間水平構件典型地用于保持或安裝玻璃件或覆面的工件并提供對其的支承。例如，之下的玻璃件可能透明或者是視覺玻璃，而之上的可能是PV材料。在單元式幕墻中，這些框架構件在工廠中預先裝配。預先裝配的框架由此形成單元的骨架，其在如下所述完成預先裝配之后，將被運輸至建筑物所在地以供安裝。·支承結構/托架用于固定/連接每個幕墻單元至津筑物樓板的邊緣。除了提供用于墻壁的結構性支承以外，這些托架提供接納建筑物構造的變量(典型地，+/-2英寸至4英寸)并且精確地對準每個單元和其它單元(典型地，在+/-1/8英寸至1/4英寸內) 以獲得所需連續性和所希望的美學對準的能力。典型地，該支承結構/托架由兩個緊密配合的組件組成。其中一個在工廠被預先裝配到單元式框架中。而該支承結構/托架的另一緊密配合組件在現場被典型地固定至建筑物的樓板。按這種方式，可以利用緊密配合組件的便利附接而實現現場安裝。 密封劑/密封墊物理地連接并隔離覆面或玻璃件材料與框架構件。密封劑/密封墊將覆面材料有效地貼附至框架構件，提供防水密封。該密封劑/密封墊材料典型地為半柔性，以適應框架相對于覆面材料的輕微移動。這種移動的隔離對于PV、玻璃或石材來說特別重要，因為它們可能由于其易碎性質而破裂；但對于其它薄的不透明材料來說也很重要，因為它們趨向于皺折，從而產生不希望的美感。在建筑物集成PV應用中，優選的是，并入特別出于這種目的而設計的UL核準材料，以保證系統UL兼容性。在建筑物集成PV應用中，密封劑和密封墊還用于在許多應用中電絕緣PV與框架。該密封劑和密封墊作為預先裝配件的一部分被預先裝配至框架和玻璃件。·玻璃件或覆面該材料形成最終單元式幕墻的美學和結構件外部。可以根據希望美學/外觀利用不同覆面材料(石材、上漆鋁材、玻璃、不透明玻璃等)。玻璃件或覆面在預先裝配期間附接至單元式幕墻框架構件。·視覺材料位于居住者向外眺望或準許日光進入建筑物內部的區域的幕墻單元的透明裝配玻璃區。該區域典型為樓板之上至天花板之下的幕墻單元/面板的整個寬度Χ18”-40”。視覺材料也在工廠預先裝配到幕墻單元中。 拱肩區在具有一層以上的津筑物中，術語拱肩還被用于指示一個樓層中的窗戶的頂部與上面樓層中的窗戶的窗臺之間的空間。當在這個空間中存在造型板或其它裝飾部件時，或者當這些窗之間的空間填充有不透明或半透明玻璃(在這種情況下，被稱作拱肩玻璃)時，典型地采用該術語。此外，可以使用許多不透明或半透明材料，包括能量轉換裝置的許多形狀因子中的任一種。用于拱肩區的玻璃件或覆面在預先裝配期間被附接至單元式幕墻框架構件。本領域技術人員應當明白，這是簡化描述，而不旨在窮盡列舉。這些組件可以與所述組件不同。此外，不是每個幕墻單元都需要這種組件。在不脫離本教導和技術的精神的情況下，一些單元事實上可以使用其它組件。與幕墻單元相關聯的人工和裝配過程還被劃分成分離的階段，其允許與各種活動和更好的進度計劃預測性相關聯的更優化的成本核算。加工人工典型地包括在制造或切割/整形幕墻單元的每個構成框架和支承件部分，然后將所有部分預先裝配成被設計成在特定工程中安裝的預先裝配單元中所涉及的所有人工。因為幕墻單元典型地在專門設施中裝配，所以可以更好地控制和最優化一致性和質量。安裝人工典型地包括在將支承托架/結構附接至建筑物，在建筑物上布置、吊起以及懸掛幕墻單元，緊密配合和對準所有單元并接納公差，完成必需的電連接，添加最終密封、絕緣，以及需要與通過其他方提供的裝飾材料(如同天花板或石膏板)相互配合的任何內部裝修所涉及的人工。因為單元式幕墻單元的現場裝配方法實際相同，并且因為所有單元具有用于緊密配合和附接的共同方法，所以裝配人員的綜合技能同樣可以標準化并且更容易控制。單元式PV幕墻本發明旨在使得單元式幕墻系統能夠提供能量生成能力，更具體地說，提供與屋頂PV設施類似的光伏功能。也就是說，主要用于一旦裝配了整套部件就從太陽能生成電力，并且還執行和現有幕墻系統相同的美學覆面功能的系統。當然，這里的差異在于，發電必須盡可能符合PV幕墻單元的要求，包括與涉及熱/導電/絕緣特性、空氣/水滲透、風載抗力和地震考慮的各種規定有關的抗力和兼容性。為實現這個目的，光伏(PV)幕墻單元包括以下各項(除了之前提到的標準組件中的一些或全部以外)光伏面板對于壁式系統應用來說，這些優選為玻璃式PV面板，因而，可以被看作對幕墻單元中的不透明玻璃件拱肩和/或視覺材料的直接材料替換，盡管如在本實施例中所示，在適應/設計的這些材料之間存在某些差異。當然可以使用其它類型的面板/能量轉換裝置，并且在這個方面，本發明實際上是面板裝置不可知的。改變電池密度、光伏材料、 不透明性以及美學外觀可以按需調節以滿足希望的外觀、美學和要求。逆變器/樽塊管理單元/控制件這些典型地將PV面板生成的電力轉換并最優化成電網兼容電力。優選的是，逆變器/模塊管理單元/控制件被本地且單獨地設置在每個幕墻單元處，以允許PV幕墻系統更有效地從太陽能生成電力。如上所述，與在典型的屋頂設施上相比，垂直建筑物表面的一部分與另一部分的受照量常常存在較大可變性。其結果是，對于BIPV應用來說，優選的是，本地控制件解決每個單獨幕墻單元/面板的自身或現場遮蔽，并且消除或減小否則將來自遮蔽的典型影響，其中，一個被遮蔽單元/模塊劣化了受影響的串聯中的整個模塊串的性能。遮蔽可以由樹木、其它建筑物、灰塵累積、甚至鳥類、飛機和窗口清潔工的投影引起。這些情況在垂直幕墻環境中頻繁出現，因此，重要的是，集成 PV幕墻系統包括必要控制件和方法，以減輕和/或避免該有害影響。另外，這些逆變器/控制部件應當可容易接近以供維護，但優選的是，出于安全和美學兩個目的，這些逆變器/控制部件相對于該空間的居住者的視野隱藏，并相對于建筑物外部的觀看者隱藏。最后，優選的是，上述組件應當為經UL評定的或等同物，并且經戶外評定以適應建筑物構造條件。布線布線優詵地適應為自始至終將電力從PV面板輸送至電網(并且優選地，在可能的情況下輸送控制信號)，而不需要增加附加的建筑學復雜性。理想的是，布線將在安裝情況下實際上不可見。在優選實施例中，從每個PV面板通過幕墻單元設置裝置，以通過整個幕墻陣列按安全且可控方式來輸送所生成的電力，并且最終到達建筑物內部。與本地逆變器/控制件的需要類似的是，優選地，幕墻系統中的布線應當按美學上舒適的方式(其在幕墻系統中典型地意指從視野隱藏)有效地完成(即，優選地，用于長陣列鋪設的少量布線幫助限制要求代碼(code required)的電纜槽(或要求其它的布線通道)的大小)，同時保護其不受破壞和可接近以用于維護。應當清楚，在涉及其它能量轉換裝置的其它發電應用中，可以采用其它類型的導管/管道等，以在模塊與建筑物結構內的循環系統的其它部分之間運輸其它能量相關材料(包括加熱/冷卻流體等)。因此，不同于PV技術在垂直墻壁上的先前應用，本發明的每個PV幕墻單元都可以作為完整單元出售、遞送以及安裝。每個PV幕墻單元優選地在場外預先裝配，并且作為預加工模塊被運輸至建筑物，從而允許這種新應用不僅能夠簡單、快速地懸掛在建筑物上，而且由于面板、布線、逆變器以及控制件也被預加工成附接至單元框架或通過單元框架形成的一系列相連的代碼額定(code rated)的電纜槽，每個單元可以按照需要簡單、快速且有效連接、耦接或插接到其相鄰單元中。在發電系統中，利用本領域公知的方法，將每個單元優選地連結至公共接地機構。如上所述，本發明的一個主要目的是，提供來自單元式幕墻系統的光伏電力。根據本發明的教導裝配的單元優選地以上述方式，按累積由每個單元生成的電力的方式連接或連結。利用本領域已知的方法將這樣累積的電力連接至恰當關聯的建筑物的主要電氣系統和電網。可能的是，系統中的電力可以被利用以運行建筑物外殼內的現有機械系統，如遮蔽裝置、窗上用品、或窗簾。因此，這種實現允許以同樣的容易性和最小附加人工成本，將太陽能系統作為建筑物立面的一部分安裝。優選實施例的具體細節在常規屋頂系統中，PV面板、布線、控制件、支架/支承部等都在現場裝配，并接著插接到逆變器/存儲機構中。對于在此描述的優選單元式PV幕墻來說，PV幕墻單元優選地每個都是“即插即用”的，每個單元緊密配合到其相鄰單元中，并且與其電耦接，以形成太陽能陣列。太陽能陣列再電連接到建筑物電氣系統的平衡處。因此，在這個方面，本發明更好地實現了常規屋頂系統的功能，只是在建筑物垂直側面上這么做。因為典型高層建筑物具有比外屋頂空間大7倍-12倍的墻壁，所以本發明允許大得多地收獲太陽能。在優選實施例中，如在圖1的局部正視圖中看到的，本發明優選地在建筑物結構 100的至少大致垂直部分處的覆面中使用。在覆面內包括PV與非PV幕墻單元并使其互連的程度可以針對特定地點要求和系統目標按照需要定制。請注意，該圖所示的部件不旨在指示特定尺寸或比率，因為希望本發明在不同類型的應用中采取許多不同形式、尺寸、以及形狀因子。此外，盡管在此的討論主要在商用結構的上下文中呈現，但希望實際上可以在任何其它類型的結構或各種結構上使用實施例，所述結構包括住宅結構、停車場結構、其它
34非居住結構、醫院、機場候機樓、火車站終點、港口碼頭、政府建筑物以及甚至在諸如高架鐵路、橋梁的運輸系統內、以及提供合適的太陽光照的其它結構。此外，雖然被示出為建筑物外部的一部分，覆面也可以延伸至結構的其它內部區域，如可以在中廳、庭院等中發現。覆蓋建筑物立面的優選單元式幕墻結構包括許多分離幕墻部件105，其優選地由鋁構成，盡管應當明白，可以使用其它合適材料，如鋼、玻璃纖維或其它合成材料構成。在這種情況下，幕墻結構被示出為視覺區與拱肩區的組合，但應當清楚，這些可以是分離組件， 或者按可變組合來利用。幕墻單元105可以按照希望被配置成按拱肩區和視覺區的連續帶跨多個樓層延伸。雖然部件105被示出為分離組件，但應當清楚，在某些情況下，采用多個幕墻部件形式的較大“單元”可以在場外裝配。幕墻部件105進一步適于優選地包括光伏(PV)模塊120和/或其它能量轉換裝置。這種裝置可以包括用于轉換其它形式的電磁能、勢能、動能、熱能和/或包括光化學能的化學能的能力。例如，可以集成熱離子、壓電以及/或機械裝置以用于利用熱能/風能/ 雨能。本領域技術人員應當清楚其它例子，并且預計其它轉換裝置將適于與本發明一起使用。因為它們的物理結構，所以幕墻部件105可以利用在此闡述的原理容易地適于(在機械上/物理上)包含/集成不同類型的這種轉換裝置(其趨于比這種部件更小)。應當明白， 可以按適于特定安裝的任何便利方式將這些轉換裝置空間地布置成幕墻部件的一部分。此外，如圖1所示，可能的是，同樣基于系統需求和目的，一些部件105可以包括轉換裝置，而其它部件可以不包含。另外，在一些情況下，在幕墻部件內，可代替地或另外地嵌入公知的太陽能集熱器 /板，以加熱可傳導流體、空氣或用于傳輸熱能的某其它介質。諸如反射鏡、透鏡和其它聚光器的其它公知太陽熱能輔助部件(未示出)當然可以被用于增加集熱，而且可以將常規熱存儲裝置(未示出)并入以存儲熱能。 在本優選實施例中使用的PV模塊可以是各種實際上任何商業可獲得PV模塊中的任一種，優選地包括由Simtech Power提供的晶體太陽能電池/模塊。PV模塊可以包括任何數量的便利且常規互連的單獨太陽能電池裝置，如在前述現有技術參考文獻中描述的。如本領域中已知，PV模塊利用的光伏技術可以基于任何合適的光伏轉換技術，例如包括薄膜、帶色染料(dye tinted)、基于富勒烯、多晶或單晶的技術。太陽能電池/模塊(或其它能量轉換裝置)的細節對于本發明來說不是重要的；然而，不管它們的具體光伏轉換技術， PV模塊必需適于將它們物理地集成在單元式幕墻單元內。因此，可以適應各種各樣的現有和設想技術，因此，這使得本發明PV模塊“不可知”，其進一步增強了本發明的商用潛力。常規視覺材料，或者在這種情況下，玻璃面板115也在圖1中示出。如上所述，這些玻璃面板可以被配置成沿單元的垂直軸具有一個或多個面板。在這種構造中，玻璃面板被中間水平框架構件分隔開。此外，雖然在圖1中示出了 PV模塊120處于建筑物結構100 的視覺區中，但其可以替換地集成到拱肩區中，或者作為基于拱肩的模塊110的一部分，或者基于系統需求和設計美學處于任何數量的這種區域的組合中。PV幕墻部件105、105’、105”等的連結太陽能陣列或裝配件由此被示出為緊密配合在一起，包覆或包圍結構，優選地跨多個樓板水平和垂直延伸。部件105的尺寸優選地與常規建筑物部件兼容，以進一步增加它們的集成潛力。這種布置還用于增加總體太陽能潛在覆蓋率達結構的墻壁面積的幾乎100%。與此相反，典型的屋頂系統僅允許總體表面積的有限百分比。 圖2示出了建筑物結構100沿圖1所示的垂直軸/方向的由圈和標號2指定的剖面。在圖中，對幕墻單元(如在其它方面相同的105、105’、105”)的結構進一步詳細闡述， 包括BIPV模塊110與其它組件的關系。一般來說，BIPV幕墻單元105”上的幕墻框架構件的典型組件和常規幕墻框架構件很大程度地在概念上相同。然而，如下所述，存在允許使用 PV面板來代替其它常規填充材料的特定和顯著差異。具體來說，如圖2所示，PV模塊110(位于如圖1描繪的拱肩區中)優選地安裝在特別深的玻璃件袋狀部125中，其為強調而整體用斜劃線示出。該特別深的玻璃件袋狀部 125優選為該拱肩區中最頂部水平框架構件150的一部分。該框架構件150與常規設計的區別還在于，其優選地允許玻璃件袋狀部125中有額外空間用于PV模塊110和出自PV模塊的PV導線140的邊緣安裝接線盒。該優選實施例的框架構件的獨特之處在于它們形成用于模塊間連接的垂直和水平管道/通道，優選地包括電力線、控制信號線、以及報告線。在如早先提到的一些應用中， 可能希望利用恰當通道向模塊傳輸其它流體、氣體等，并且在其之間傳輸。此外，在一些應用中，可以利用有線或無線技術傳輸向PV模塊110流動和從其流出的期望控制和報告信息，由此消除對于單獨的控制信號和報告線的需要。幕墻單元105利用常規技術建造，以使它們足夠防水、抗壓以及耐受可能伴隨特定場所的它物理影響。本領域技術人員應當清楚，特定物理實現可以根據本地建筑物條例、 地理參數和基于天氣的參數而在場地間改變。框架構件150優選地進一步包括允許將PV導線140 (或用于傳輸流體/氣體的其它柔性管道/管路)路由至優選地位于電力/控制電纜槽130中的管理模塊或控制電路 135的開口。同樣，根據傳輸其它類型材料的程度，可以相應地改變該開口。在利用本領域已知的任何技術將幕墻單元安裝在建筑物上之后，將電力/控制電纜槽130優選地附接至太陽能陣列。盡管如此，在某些情況下，同樣可以預先裝配電力/控制電纜槽130。管理模塊135優選地為被設計用于PV模塊(如TIGO Energy以名稱Energy Module Maximizer-EP (MM-EP)銷售的PV模塊，和/或如在通過引用并入于此的美國專利公布No. 20080097655和20090120485中所描述的模塊)的單獨控制和群控制的單元。存在相適應的許多其它電力拓撲，包括但不限于Enphase、Solar Edge、Solar Magic或Enecsys。 該管理模塊可以被用于包括以并排、逐樓板、或單獨的方式(例如可能需要適應窗戶清潔或維護)，選擇性地監測、故障檢測、激活或停用建筑物的太陽能陣列系統的各個部分。該管理模塊是控制電路的一部分，其優選地最優化其所連接的每個模塊的電力輸出，并且遞送模塊級數據以供操作管理和性能監測和/或控制。TIGO單元具體使用動態模塊均衡，其管理能量收獲，并且發送用于報告和控制的信息。這些模塊可以根據系統需要按各種已知方法連接。建筑物結構內的這種模塊特定控制/傳送/通信的益處在于，它們允許更大效率的電力收集，并且更有效地消除現有技術中因其它外部部件(樹木、其它建筑物、灰塵等)遮蔽和PV模塊中的固有失配而造成的損失。這些問題至今極大地限制了采用水平、 垂直或傾斜構造的太陽能陣列的效率，特別是在密集構建的區域中。此外，因為這種管理模塊135經UL評定為UL 1741，所以它們可以在本發明的優選實施例中使用，其中，用于建筑物的整個太陽能陣列因其由每一個經預先認證的部件組成，所以被構造為有效地符合UL(以及其它安全組織，如加拿大標準協會(CSA)、InterTec North America (ETL)、Tuv Rheinlan(TUV))要求。該優選TIGO管理模塊的其它優點是 操作期間太陽能陣列的改進安全性。具體來說，在緊急情況下，例如，在該優選實施例中，可以切斷高壓布線，由此防止電壓累積并限制單個模塊110的開路電壓(Voc)的電壓暴露，通常不大于大約60V的非致命電平。更有利的是，這種功能可以以最大化的靈活性利用安全按鈕或者經由遠程管理控制臺或諸如因特網的網絡(未示出)激活。這種功能還可以關聯到建筑物現有安全系統，這樣在緊急情況下其可以自動地激活。從而，該系統可以由員工(包括消防員或其它應急人員)安裝、維護或處理，而不暴露于在峰值運轉期間的電壓電平，其在常規陣列的某些拓撲中典型地超出400 伏特。最后，因為每個PV模塊110可以通過管理模塊而單獨控制，所以可以連結和互連跨建筑物的一個以上的面的PV模塊的更長鋪設。雖然本描述將TIGO單元呈現為一個例子， 但應當明白，本發明不限于任何特定控制模塊。雖然管理模塊135被示出為在電力/控制電纜槽130中，但預計未來各代集成模塊在尺寸上將繼續收縮，并由此可以放置在各種位置中。例如，應當清楚，它們可以位于幕墻部件105”的其它區域中，包括直接處于PV模塊110上，或者直接處于框架構件、布線通道內，或者潛在地嵌入PV模塊110中。然而，應注意，在多數情況下，存在將管理模塊定位在電力/控制電纜槽內的益處，因為按這種方式，信號線可以更好地隔離并且容易在相鄰管理模塊對之間路由。用于PV模塊導線140的開口優選地包括護環145，其處于水平框架構件150的內側垂直表面上，這允許PV模塊導線(或其它管道、導管等)140按安全且固定的方式，并且按防老化、防侵蝕以及防止可能因地震、風等造成的移動的破壞的方式，離開框架構件150 并進入電力/控制電纜槽130。專業技術人員應當清楚，在框架構件150內示出的、在圖2 的實施例中沒有被使用的附加空間在一些應用中可以被用于路由電氣布線或可替換形狀因子的管理模塊135。同樣，在本發明的其它實施例(利用其它形狀的轉換裝置或太陽能集熱器)中，可以在框架構件的這個部分中路由附加導管、管道等，以用于向建筑物結構的其它區域傳輸可傳導流體、氣體、空氣等形式的熱能。同樣，本發明的一個優選方面是確保符合UL和/或CSA/TUV/ETL。該優選實施例的幕墻單元105和電力/控制電纜槽130進一步通過包括以下能力而達到這種目標處理規范評定的電纜的能力，以及具有允許恰當分離不同類型信號電纜(如高壓電力線和低壓電力線)并且被設計成滿足可應用規范的安裝件(即，恰當的孔尺寸化、護環以及其它系繩 /連接機構)和電纜鋪設/遮蔽的能力。注意，如圖1所示，該優選實施例中的樓板水平稍微低于水平框架構件150的底部，但在任何特定安裝中可以按期望改變。電力/控制電纜槽130還被優選地設計為符合 UL，減小現場工作的持續時間、構造成本、認證費用以及傭金開支。為此，該電纜槽可以由本領域公知的材料組成。其余幕墻單元105”被示出為具有常規視覺材料部件115和各種密封墊(例如，楔形密封墊165和床形密封墊170)，以幫助固定和隔離PV模塊110與幕墻單元105”。應注意，還可以示出相同類型的密封墊，但在深玻璃件袋狀區125中沒有具體注釋。密封墊優選地由為此目的經UL評定的材料組成，并且可以視安裝而變。 圖3示出了沿圖1示出的由具有帶數字3的圓圈注釋/標注的水平軸/方向的幕墻的平面圖。示出了在兩個相鄰幕墻單元105”與105”之間的透視圖。具體來說，可以看出，PV模塊110優選地通過如此前在圖2中提到的一組密封墊 165、170來絕緣和隔離。如本領域已知，使用這種密封墊來適應正常材料膨脹/收縮，并且允許面板的伸縮性和移動，如對于風、地震以及其它擾動所需的伸縮性和移動。雖然密封墊在該優選實施例中被示例為隔離機構(包括用于電氣隔離)，但應注意到，在不脫離本發明的范圍的情況下，可以使用其它材料，包括結構性硅酮或VHB帶(如3M(Minnesota Mining and Manufacturing)銷售的)。圖3的主要特征是垂直框架構件155，在這個平面圖中示出了其頂部。該框架構件(如早先提到的水平框架構件150)優選地從在緊密配合或耦接的單獨幕墻單元105中創建的空間形成，并且優選地不需要附加的單獨結構或材料。至于其配對物，這個構件具有可以被用于適應特定能量轉換裝置所需要的其它類型管道的附加空間。還包括附加結構(即，集成垂直布線管理接線柱160)作為幕墻單元105”的一部分。該接線柱實際上作為接受、管理以及集成來自PV模塊110的電力和信號電纜的垂直管道，還允許按垂直取向使其互連。因而，如在圖1中看到的，視覺區中的PV模塊120可以直接耦接至拱肩區中的PV模塊110，或甚至耦接至視覺區120之下的拱肩區中的其它模塊等。 使用垂直和水平兩種布線接受框架構件允許按棋盤方式、按垂直和水平兩個方向來連接PV 模塊，以形成跨建筑物結構的面，甚至跨建筑物結構的分離的各面的較大陣列。應注意到，在優選實施例中，將接線柱160的形狀和形式示例為圖3中的實心矩形盒結構，但可以使用任何數量的變型以適應電力/信號電纜。在期望時還可以并入附加管道(包括在相對的幕墻部件105’上)用于任何應用。雖然按閉合構造示出了管道(其允許電纜容易地穿線/路由)，但應當清楚，可以使用其它結構。例如，還可以預先加工布線或者將其構建到幕墻單元105中(例如，沿垂直框架構件的邊緣)。這種布線優選地與用于 PV模塊導線140的電耦合器連接。在框架構件的另一端部處，可以使用對應電耦合器以連接至來自第二 PV模塊的導線，或者可替換地，連接至延伸到管理模塊135的導線。任何數量的類似變型都是可以的，并且本發明在這個方面不受限制。至于幕墻單元105”的其它部件，優選地按符合UL的方式來構造垂直布線管理接線柱160，以允許安裝這些單元，而不需要另外的規范核準或伴隨延期。圖4也是沿圖1所示的由包含數字4的圓圈標注的水平方向的平面圖。該圖是剖面圖并且示例了在本發明優選實施例中使用的電力/控制電纜槽130的更多細節。該電力/控制電纜槽130是本發明的另一獨特特征。盡管在功能上類似于現有技術，但該電力/控制電纜槽130的獨特之處在于其可以用于多個目的作為用于承載管理模塊_管理模塊電纜165 (或其它導管/管道)的管道、用于包含管理模塊135的管道，以及用作內部建筑裝飾件的管道。雖然圖4中未示出，但該電力/控制電纜槽還優選地包括帶護環的孔、和用于圖2所示處于下側(底部)的連接器的通路，以接納來自PV模塊的導線 140。此外，該連接器的位置不是關鍵的，而是希望按任何數量的不同方式實現電纜連接/ 華禹接。
返回至圖4，電力/控制電纜槽130優選地按預定長度分離地形成，并接著在將幕墻單元105安裝在結構上之后在該單元的后側一部分上作為裝配件集成。這使得每個幕墻單元105當與作為建筑物立面的一部分的電力/控制電纜槽130集成而不需要附加支承部件時，能夠有效地充當構造太陽能陣列的單元式建筑塊。在一些實施例中，電力/控制電纜槽130可以沿垂直方向按類似方式實現。電力/控制電纜槽130 (如同其它幕墻部件)在該優選實施例中要經保險商實驗所(UL)評定，或與類似機構兼容，并且由鋁或一些其它成本低廉的材料制成。管理模 塊135位于電力/控制電纜槽130中并且管理/控制單獨PV模塊或與其通信。這些管理模塊優選地最優化每PV模塊的電力輸出并且交換操作管理和性能檢測數據，以允許遠程操縱/管理該陣列。PV模塊導線140在PV模塊與管理模塊之間耦接，以發送所生成電力，并且向和從這些模塊傳送其它狀態信息。應當明白，希望特定耦接、布線等在不同類型的PV模塊或能量轉換裝置之間改變。管理模塊至管理模塊電纜165向管理單元680 (參見圖6)運送累積的電力。該管理單元優選為 TIGO Energy TM Maximizer Management Unit (MMU)，其通過處理來自 PV 模塊的單獨和聚集的信息來管理整個裝配件。在一優選實施例中，該管理單元能夠管理用于建筑物和/或陣列的管理模塊635的全部組。管理單元在管理模塊635與逆變器690之間通信，該逆變器是任何太陽能發電系統的修改的典型組件。逆變器690如本領域已知地將 DC逆變成AC。管理單元680優選地實時控制管理模塊并且向遠程服務器695發送數據，以便允許在現場或場外監測光、溫度、電力產生以及其它參數，并且在需要時提供所得信息。 同樣，該監測系統架構是所選擇的特定能量生成機構的一個功能，并且希望上述架構的變型可以與不同能量轉換系統一起使用。返回至圖4，其還示出了搭接片175，其被用于相互連接單獨幕墻部件，并且最終連接至諸如鋼框的地電位，或者建筑物電氣系統中的其它常規公共接地部件(未示出)。在該優選實施方式中，接地通過本領域已知的任何裝置來實現。應注意到，垂直框架構件155的一部分同樣可以在圖4中看到。圖5中更詳細地示出了 PV模塊導線140到這種框架構件中的路由。圖5示出了圖1中建筑物沿由標注有數字5的圓圈指示的截面。如圖5所示，PV模塊導線140優選地從PV模塊180頂部延伸； 它們路由通過護環145，并接著進入到水平框架構件150中；并接著將它們路由至垂直框架構件155，并由此可以(向上或向下)傳輸通過垂直布線管理接線柱160。圖8A和8B示出了由一對相鄰幕墻部件105形成的豎框的另一立體圖。如早先提到的，形成在該豎框內的附加空間190在需要時可用于其它陣列部件。所有其它標注部件和早先圖中討論的相同編號的項目相同。圖6示出了示出太陽能發電系統的主要優選組件的電氣圖。在該圖中，除非另外進行了注明，相同編號的部件旨在對應于先前圖中它們的相似物。如在圖6中看到的，PV模塊610/620的陣列優選地通過管理模塊635相互耦接。 PV模塊與管理模塊之間的連接優選地通過PV導線640來完成，該PV導線640如早先提到地分別通過框架構件650和655垂直和水平地路由。管理模塊635本身優選地通過電纜 665連接，并且如上所述地最終連接至管理單元680。用于這些連接的布線優選地利用與幕墻單元605集成的電力/控制電纜槽630來完成。 在該優選實施例中，管理單元680再優選地耦接至DC斷開部685。如上所述，DC 斷開部可以優選地人工或以電子方式激活，以隔離到單獨PV模塊的輸出端的電力。該DC斷開部的輸出端優選地耦接至逆變器690，其按公知方式將生成的DC電壓轉換成AC電壓。應注意，管理單元680被示出處于幕墻單元105的外部，但在不脫離本發明的范圍的情況下， 其可以被包括在該單元內。該優選實施方式包括監測系統692，其可以被用于通過詢問它們相應的管理模塊 635來評估單獨PV模塊610的性能。該監測系統包括用于協調與管理單元和管理模塊的數據交換、計算等的常規計算裝備和軟件，如本領域中已知的。優選的是，該計算系統是作為可用于遠程訪問的因特網可訪問的服務器。所述陣列的輸出端優選地連接至建筑物電氣系統(典型地在主要分布區域中)， 其中，可以將其用于補償電力消耗或者用于饋電到公用電網中。在某些情況下，所述陣列可以提供用于對電氣裝置、運輸車輛等進行充電的其它DC和AC插座。對于任何特定應用，在需要時可以特制包括電壓電平、電流電平等的輸出的形式。此外，如果希望，可以在某些情況下采用常規電力存儲系統691，以在希望時提供后備電力。同樣，應當明白，用于特定發電系統的支承部件可以根據所使用的能量轉換裝置而變，并且圖6僅描繪了太陽能到電力轉換系統中所使用的典型部件。圖7是示例了在優選PV太陽能系統裝配過程中采用的一般步驟的流程圖。在步驟710，幕墻部件105優選地按和具有上述差異的常規幕墻系統中所使用的實際相同的方式懸掛在建筑物結構上。 在步驟715和720，PV模塊導線接著在需要時優選地通過分別集成在幕墻單元105 內的框架構件150和155水平和垂直地路由。這允許太陽能陣列中相鄰PV模塊的靈活互連。在步驟725期間，PV模塊導線140優選地通過包含在水平框架構件150內的連接器連接至管理模塊135。在步驟730，單獨管理模塊還優選地利用電力/控制電纜槽130中的管理模塊_管理模塊電纜165電耦接在一起。按本領域已知方式，在上述步驟中的任一個或多個步驟期間可以實現接地。在這點上，由互連以形成太陽能陣列的單元式幕墻部件構成的整個裝配件也完全安全并且優選地符合UL。在步驟735，集成模塊135的輸出端優選地連接至如早先描述的一個或多個管理單元680。在步驟740，電力可以接著便利地傳輸至建筑物電力分配系統，或者通過用于其它應用(充電)的其它輸出端使其可用。應當明白，上述步驟不必按所提到的順序來執行， 而是實際裝配過程很可能包括上述步驟的其它明顯變型。總之，可以看到，本發明實現了一種新型PV使能幕墻單元，其被專門設計并制造成為發電機，但達到了雙重目的作為包裝大量建筑物立面的最外側外殼的一部分，美學地包圍建筑物。綜上，在該優選實施例中，其尤其通過以下來實現·并入幕墻單元中的額外深的玻璃件袋狀區；·使框架構件適于包括用于布線的UL兼容和其它兼容管道、通道以及電纜槽；·將控制和管理機構本地容納在每個單元中；
·包括消除來自其它方面的現場/取向遮蔽單元的有害影響所需的控制部·使用符合法規的密封劑和密封墊來電隔離PV模塊·添加端口和隔離護環以輔助電連接并在框架構件中包含控制機構·具有柔性部件/襯套的框架構件，以適應(例如，響應于地震事件的)移動而不破壞電氣布線因此，實際上常規幕墻單元的所有組件都適于作為PV系統的一部分來遞送太陽能生成的電力，其基本上在外部美學殼體構成。UL兼容/其它第三方組織不同于現有技術系統，本發明的優選實施例因而在構建時有效地實現UL兼容，因為 每個單元接地；·布線和關聯控制裝置容納在預先認證的電纜槽中(例如，框架構件的內腔)；以及 在PV面板與它們的框架/包圍部件之間設置電氣隔離(經由由代碼額定材料制造的密封劑和密封墊)。盤本發明的實施例還可以用于可以被改裝或重新覆面以并入本發明的其它變型的現有建筑物或結構。此外，在某些情況下，PV模塊可以按適于安裝在典型地在建筑物或結構上找到的機械遮屏或其它垂直面(未示出)上的陣列而集成到幕墻單元中。通過利用這種先前無產出的空間，本發明可以通過使它們更加成本合算、吸引有環保意識的房客等而對現有特性的增加價值。正如上面提到的，本發明還可以與附加PV增強裝置(如太陽能聚能器、太陽能跟蹤器(有源和無源)等(未示出))一起使用。特別是在拱肩區中，其中，外觀不關鍵，可以使用在幕墻部件內集成的太陽能聚能器/跟蹤器，通過改變輻射路徑使其更多入射至所述部件，或者調節部件本身的取向，極大地增加太陽輻射流的收集。雖然在此沒有明確示出或描述，但為在管理模塊、管理單元以及監測系統中實現上面討論的功能所需的各種軟件例程、可執行代碼、固件等的細節不是本發明所必要的，而是可以按本領域技術人員已知的任何數量的方式來實現。這種代碼、例程等可以存儲在任何數量的形式的機器可讀介質中。上面的描述僅僅旨在示例了所提出發明的實施例。應當明 白，本發明所提供的保護進一步涵蓋并延伸至與上述不同但落入本權利要求書的范圍內的實施例。
權利要求
1.一種建筑物集成發電系統，包括多個單元式幕墻單元，適于作為建筑物結構的至少一部分的外部殼體的一部分；多個能量轉換裝置，集成在所述多個單元式幕墻單元內；其中，所述多個能量轉換裝置適于將第一類型的能量形式轉換成電能形式；所述多個單元式幕墻單元進一步限定并形成多個集成電氣管道，所述多個集成電氣管道適于承載用于所述多個單元式幕墻單元的電氣布線；其中，發電系統被整體地并入所述多個單元式幕墻單元內。
2.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，將多個控制單元集成在所述多個單元式幕墻單元內；所述多個控制單元中的每一個最優化所述多個能量轉換裝置中的至少一個能量轉換裝置的電力輸出。
3.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，將多個控制單元集成在所述多個單元式幕墻單元內；所述多個控制單元中的每個控制單元最優化所述多個光伏能量轉換裝置中不多于六個單獨的光伏能量轉換裝置的電力輸出。
4.根據權利要求3所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個控制單元減輕對所述多個光伏能量轉換裝置的遮蔽影響。
5.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述能量轉換裝置是光伏裝置。
6.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一個光伏能量轉換裝置與其它光伏能量轉換裝置中的至少一個相比，具有不同的物理尺寸和/或電氣特性。
7.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個能量轉換裝置中的至少一個能量轉換裝置與其它能量轉換裝置中的至少一個相比，利用不同轉換技術。
8.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元限定第一組水平框架構件和第二組垂直框架構件；所述水平框架構件限定用于電氣布線的第一管道；以及所述垂直框架構件限定用于電氣布線的第二管道。
9.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元包括深袋狀區，該深袋狀區適于接納與所述多個能量轉換裝置中的一個能量轉換裝置相關聯的電連接器。
10.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元都包括集成管道，該集成管道適于承載用于所述多個能量轉換裝置的相鄰定位的控制模塊之間的電氣布線。
11.根據權利要求10所述的建筑物集成發電系統，其中，所述集成管道包括電連接器， 該電連接器適于接納來自所述多個能量轉換裝置中的一個能量轉換裝置的柔性電纜。
12.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個集成的垂直和水平電氣管道中的每個電氣管道都適于包含用于所述多個能量轉換裝置的控制電路。
13.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元滿足與建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨檢查。
14.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述建筑物集成發電系統中的不同單元式幕墻單元被用于所述建筑物的平坦區而不是角區。
15.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述單元式幕墻單元按二維格柵彼此互連，以使所述多個能量轉換裝置覆蓋在所述建筑物結構的一個垂直側面的表面積與100%之間。
16.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述幕墻單元包括視覺區和拱肩區；以及所述視覺區中的至少一個視覺區包括至少一個能量轉換裝置；以及所述拱肩區中的至少一個拱肩區包括至少一個能量轉換裝置。
17.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個能量轉換裝置利用 CIGS或其它薄膜光伏轉換技術。
18.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個能量轉換裝置利用基于非晶硅、單晶硅或多晶硅的轉換技術。
19.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述能量轉換裝置是耦接至一個或多個通量聚能器的光伏裝置。
20.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，所述第一形式的能量包括以下能量中的至少一種1)電磁能；2)勢能；3)動能；4)熱能；和/或5)化學能。
21.根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統，其中，僅所述多個單元式幕墻部件的第一子集包含能量轉換裝置，而所述單元式幕墻部件的第二子集不包含能量轉換裝置。
22.一種建筑物集成光伏發電系統，該建筑物集成光伏發電系統包括多個互連單元式幕墻單元，限定建筑物結構的外部殼體；多個光伏能量轉換裝置，集成在所述多個互連單元式幕墻單元內；其中，所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一些光伏能量轉換裝置至少在特定時段期間，可以相對于所述建筑物結構大致垂直取向；所述多個互連單元式幕墻單元進一步限定并形成多個集成電氣管道，所述多個集成電氣管道適于承載用于所述多個互連單元式幕墻單元的電氣布線；其中，所述光伏發電系統被整體地并入所述多個互連單元式幕墻單元內。
23.根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述外部殼體包圍所述建筑物結構的、接收太陽輻射的垂直表面的大部分。
24.根據權利要求23所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個互連的單元式幕墻單元占用所述建筑物結構的、接收太陽輻射的垂直表面的至少50%。27、根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述光伏能量轉換裝置的取向或通量路徑可以改變，以跟蹤和最大化入射太陽輻射能量。
25.根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個光伏能量轉換裝置被布置成生成峰值輸出超過20kw的電網。
26.根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，構成的所述建筑物集成光伏發電系統滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL) 或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨的電氣安全檢查。
27.根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個光伏能量轉換裝置的取向或通量路徑可以改變，以跟蹤和最大化入射太陽輻射能量。
28.根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元包括a)適于支承與所述多個光伏能量轉換裝置相關聯的模塊的垂直和水平框架構件； b)適于將所述單元貼附至建筑物樓板的支承托架；c)適于連接和隔離所述模塊的密封劑和/或密封墊。
29.根據權利要求22所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站和/或港口碼頭中的一種結構。36、根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述產品安全認證要求是 TUVRheinland的產品安全認證要求。
30.一種建筑物集成光伏發電系統，包括多個互連單元式幕墻單元，限定包圍建筑物結構的、暴露于太陽輻射的大部分表面積的外部殼體；其中，所述多個單元式幕墻單元不充當所述建筑物結構的結構性支承部件；多個單獨控制的基于單晶體的光伏能量轉換裝置，集成在所述多個互連單元式幕墻單元內；其中，所述光伏能量轉換裝置的每一個利用最優化這種裝置的電力輸出的單獨集成的控制單元來控制；進一步地，其中，所述光伏能量轉換裝置相對于所述建筑物結構大致垂直地取向；所述多個互連單元式幕墻單元進一步限定并形成多個集成的垂直電氣管道，所述多個集成的垂直電氣管道適于承載沿具有第一方向的第一軸的、用于所述多個互連單元式幕墻單元的電氣布線；水平電纜槽，耦接至所述多個互連單元式幕墻單元，并且適于承載沿處于第二方向的第二軸的、用于所述多個互連單元式幕墻單元的所述電氣布線，所述第二方向大致垂直于所述第一方向；其中，所述光伏發電系統的大致所有部件整體并入所述外部殼體內。
31.一種建筑物集成發電系統，符合在指定場所操作這種系統所必須預先具備的一組產品安全認證要求，所述建筑物集成發電系統包括多個互連單元式幕墻單元，限定建筑物結構的至少一部分的外部殼體；所述多個互連單元式幕墻單元包括多個能量轉換裝置，所述多個能量轉換裝置被集成到所述外部殼體中并且利用隔離器與所述外部殼體隔離；其中，所述隔離器符合所述一組產品安全認證要求；其中，所述多個互連單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元包括用于所述多個能量轉換裝置的布線和控制電路；所述多個互連單元式幕墻單元進一步限定多個集成的垂直和水平電氣管道，所述多個集成的垂直和水平電氣管道適于承載用于所述多個互連單元式幕墻單元的布線；所述多個集成的垂直和水平電氣管道也符合所述一組產品安全認證要求。
32.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述建筑物集成發電系統的所有組件在裝配到所述多個互連單元式幕墻部件內之前，符合產品安全認證要求。
33.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，至少所述多個能量轉換裝置相對于所述建筑物結構大致垂直取向。
34.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述產品安全認證要求是保險商實驗所(UL)的產品安全認證要求。
35.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述產品安全認證要求是加拿大標準協會(CSA)的產品安全認證要求。
36.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述產品安全認證要求是TUV Rheinland的產品安全認證要求。
37.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元在類別QHZQ下經UL核準。
38.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，附接至所述互連的單元式幕墻單元的、用于運送電力的集成電線槽和所述互連的單元式幕墻單元之間的控制線也符合 UL安全認證要求。
39.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述幕墻單元內的集成垂直布線管理接線柱也符合UL安全認證要求。
40.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，進一步包括接地部件，該接地部件適于將所述多個互連單元式幕墻單元接地至所述建筑物結構。
41.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，進一步包括高電壓切斷開關。
42.根據權利要求39所述的建筑物集成發電系統，其中，所述高電壓切斷開關通過計算機自動控制。
43.根據權利要求31所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個互連單元式幕墻單元包括用于分離不同類型的信號電纜的法規評定電纜、安裝件以及防護層。
44.一種符合保險商實驗所(UL)的建筑物集成光伏發電系統，該系統包括多個互連單元式幕墻單元，限定用于建筑物結構的外部殼體；多個光伏能量轉換裝置，集成在所述多個互連單元式幕墻單元內并且利用符合UL的隔離器與所述外部殼體隔離；所述多個互連單元式幕墻單元進一步限定多個集成的符合UL的垂直和水平電氣管道，所述垂直和水平電氣管道適于承載位于所述多個互連單元式幕墻單元中的、用于所述多個光伏能量轉換裝置的電纜；其中，符合UL的建筑物集成光伏發電系統整體并入所述多個互連單元式幕墻單元內。
45.根據權利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個互連單元式幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；并且所述多個視覺區中的至少一個視覺區包括至少一個光伏轉換裝置；并且所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區包括至少一個光伏轉換裝置。
46.根據權利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述系統在操作之前不需要UL檢查。
47.根據權利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個光伏能量轉換裝置利用基于非晶硅、單晶硅或多晶硅的轉換技術。
48.根據權利要求44所述的符合UL的建筑物集成光伏發電系統，其中，多個控制單元集成在所述多個互連單元式幕墻單元內；所述多個控制單元的每一個最優化所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一個光伏能量轉換裝置的電力輸出。
49.根據權利要求48所述的符合UL的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個控制單元減輕對所述多個光伏能量轉換裝置的遮蔽影響。
50.一種符合保險商實驗所(UL)的建筑物集成光伏發電系統，包括 多個互連單元式幕墻單元，限定建筑物結構的外部殼體；其中，所述多個互連單元式幕墻部件中的每一個都包括電接地的框架部件； 多個光伏能量轉換裝置，集成在所述多個互連單元式幕墻單元內，并且利用嵌入在所述框架部件中的符合UL的隔離器與所述外部殼體隔離；其中，所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一些光伏能量轉換裝置相對于所述建筑物結構垂直取向；所述多個互連單元式幕墻單元被布置為限定多個豎框空間的互鎖對； 其中，所述多個豎框空間是符合UL的管道，所述符合UL的管道適于承載用于所述多個互連單元式幕墻部件的電纜；其中，所述符合UL的建筑物集成光伏發電系統全部整體并入所述多個互連單元式幕墻單元內。
51.一種操作集成在建筑物立面內的發電系統的方法，該方法包括以下步驟 在多個互連單元式幕墻單元內電耦接多個能量轉換裝置；其中，所述多個互連單元式幕墻單元限定用于建筑物結構的至少一部分的外部殼體； 進一步地，其中，所述多個能量轉換裝置將第一類型的能量形式變換成電能形式； 在也集成在所述外部殼體內的多個集成電氣管道內傳送用于所述多個能量轉換裝置的電力和控制信號；其中，所述發電系統整體并入所述多個互連單元式幕墻單元并在其內操作。
52.根據權利要求51所述的方法，進一步包括以下步驟在所述多個互連單元式幕墻單元內耦接多個控制單元，用于最優化所述多個能量轉換裝置的電力輸出。
53.根據權利要求51所述的方法，其中，所述多個控制單元最優化多個能量轉換裝置中的、不多于六個單獨的能量轉換裝置的電力輸出。
54.根據權利要求53所述的方法，其中，所述多個控制單元減輕對所述多個光伏能量轉換裝置的遮蔽影響。
55.根據權利要求51所述的方法，其中，所述多個能量轉換裝置是光伏裝置。
56.根據權利要求55所述的方法，其中，所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一個光伏能量轉換裝置與其它光伏能量轉換裝置中的至少一個光伏能量轉換裝置相比具有不同物理尺寸和/或電氣特性。
57.根據權利要求51所述的方法，進一步包括以下步驟在所述多個互連單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元的袋狀區內安裝與所述能量轉換裝置相關聯的電連接器。
58.根據權利要求51所述的方法，其中，所述多個互連單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元包括集成管道，該集成管道適于承載用于所述多個能量轉換裝置的相鄰定位的控制模塊之間的電線。
59.根據權利要求58所述的方法，其中，所述集成管道包括電連接器，該電連接器適于接納來自所述多個能量轉換裝置中的一個能量轉換裝置的柔性電纜。
60.根據權利要求51所述的方法，其中，所述多個互連單元式幕墻單元滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且該建筑物集成發電系統在操作之前不需要單獨的檢查。
61.根據權利要求51所述的方法，其中，所述建筑物集成發電系統的不同單元式幕墻單元用于與所述建筑物的角區相比的平坦區。
62.根據權利要求51所述的方法，其中，所述多個能量轉換裝置覆蓋在所述建筑物結構的一個垂直側面的與100%之間的表面積。
63.根據權利要求51所述的方法，其中，所述單元式幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；并且所述多個視覺區中的至少一個視覺區包括至少一個能量轉換裝置；以及所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區包括至少一個能量轉換裝置。
64.根據權利要求55所述的方法，進一步包括以下步驟設置用于所述多個光伏能量轉換裝置的太陽通量聚能器。
65.根據權利要求51所述的方法，其中，所述能量的第一形式包括以下各項中的至少一種1)電磁能；2)勢能；3)動能；4)熱能；和/或5)化學能。
66.一種操作集成在建筑物立面內的光伏發電系統的方法，該方法包括以下步驟在多個互連單元式幕墻單元內電耦合多個光伏轉換裝置；其中，所述多個互連單元式幕墻單元限定用于建筑物結構的至少一部分的外部殼體；進一步，其中，所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一些光伏能量轉換裝置至少在特定時段期間相對于所述建筑物結構大致垂直取向；在也集成在所述外部殼體內的多個集成電氣管道內傳送用于所述多個光伏轉換裝置的電力和控制信號；其中，所述光伏發電系統整體并入所述多個互連單元式幕墻單元并在其內操作。
67.根據權利要求66所述的方法，其中，所述外部殼體包圍所述建筑物結構的、接收太陽輻射的垂直表面的大部分。
68.根據權利要求66所述的方法，其中，所述多個互連單元式幕墻單元占用所述建筑物結構的、接收太陽輻射的垂直表面的至少50%。
69.根據權利要求66所述的方法，其中，所述多個光伏能量轉換裝置被布置成生成峰值輸出超過20kw的電網。
70.根據權利要求66所述的方法，其中，構成的所述光伏發電系統滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨的電氣安全檢查。
71.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟將所述光伏發電系統的電輸出耦接至公用電網。
72.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟利用所述光伏發電系統的電氣輸出向所述建筑物結構內的一個或多個電源插座供電。
73.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟利用所述光伏發電系統的電氣輸出向所述建筑物內的一個或多個機械系統供電。
74.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟響應于基于緊急情況的信號自動斷開所述光伏發電系統內的高電壓。
75.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟改變所述多個光伏能量轉換裝置的取向或通量路徑，以跟蹤和最大化入射太陽輻射能量。
76.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟向所述多個光伏能量轉換裝置提供太陽通量聚能器。
77.根據權利要求66所述的方法，進一步包括以下步驟控制所述多個光伏能量轉換裝置，以將輸出劣化的一個這種轉換裝置與所述陣列中其它轉換裝置隔離。
78.根據權利要求66所述的方法，其中，通過所述光伏發電系統生成的電力來自所述外部殼體的、橫跨所述建筑物結構一個以上的面的大部分。
79.根據權利要求66所述的方法，其中，通過所述光伏發電系統生成的電力來自視覺區和拱肩區兩者。
80.一種操作集成在建筑物立面內的光伏發電系統的方法，該方法包括以下步驟 電耦接多個互連單元式幕墻單元內的多個光伏轉換裝置，以形成互連陣列；其中，所述多個互連單元式幕墻單元包圍建筑物結構的、暴露于太陽輻射的大部分表面積，并且不充當用于所述建筑物結構的結構性支承部件；進一步地，其中，所述多個光伏能量轉換裝置中的至少一些光伏能量轉換裝置至少在某些時段期間，相對于所述建筑物結構大致垂直取向；在也集成在所述外部殼體內的多個集成電氣管道內傳送用于所述多個光伏轉換裝置的電力和控制信號；其中，第一組電力和控制信號在沿具有第一方向的第一垂直軸的垂直豎框內，在所述多個互連單元式幕墻單元中路由；進一步地，其中，第二組電力和控制信號在沿處于第二方向的第二軸的水平電線槽內， 在所述多個互連單元式幕墻單元中路由，所述第二方向大致垂直于所述第一方向； 從所述互連陣列生成電氣輸出；其中，所述光伏發電系統中的大致所有部件整體并入所述外部殼體內。
81.一種建筑物集成發電系統，包括多個單元式幕墻部件，限定建筑物結構的外部殼體的至少一部分； 多個能量轉換裝置，集成在所述多個單元式幕墻部件內；所述多個能量轉換裝置中的每個能量轉換裝置耦接至也集成在所述多個單元式幕墻部件內的相關聯的電力控制模塊；其中，所述建筑物集成發電系統被整體地并入所述多個單元式幕墻部件內。
82.根據權利要求81所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個能量轉換裝置可以單個地或逐個樓層地通過所述對應電力控制模塊來選擇性地激活或停用。
83.根據權利要求82所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個能量轉換裝置是光伏裝置，并且可以基于遮蔽、清潔和/或計劃性維護而選擇性地激活或停用。
84.根據權利要求81所述的建筑物集成發電系統，其中，所述電力控制模塊通過物理連接和無線連接兩者接收來自能量轉換裝置的電力和信號。
85.根據權利要求81所述的建筑物集成發電系統，其中，所述電力控制模塊物理地附接至包含能量轉換裝置的模塊并且作為其一部分。
86.根據權利要求81所述的建筑物集成發電系統，其中，所述電力控制模塊耦接至適于控制能量轉換裝置的整個陣列的管理單元。
87.根據權利要求81所述的建筑物集成發電系統，其中，所述電力控制模塊耦接至適于控制能量轉換裝置的整個陣列的管理單元。
88.根據權利要求87所述的建筑物集成發電系統，其中，所述管理單元耦接至適于監測所述陣列的遠程服務器。
89.根據權利要求81所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻部件在所述外部殼體內全部按連續格柵互連。
90.根據權利要求89所述的建筑物集成發電系統，其中，所述連續格柵跨整個樓層延伸。
91.一種建筑物集成光伏發電系統，包括多個互連單元式幕墻單元，限定用于建筑物結構的外部殼體的至少一部分； 所述多個互連單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元具有集成的光伏能量轉換模塊；控制模塊，耦接至每個集成光伏能量轉換模塊，該控制模塊適于最優化太陽能發電陣列內的這種裝置的電力；所述控制模塊也集成在所述單元式幕墻單元內，并且包括用于向所述太陽能發電陣列內的單獨控制單元傳送來自相關聯的光伏能量轉換模塊的電力輸出的電氣布線。
92.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個單元式幕墻部件在所述外部殼體內全部按二維連續格柵互連。
93.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述控制模塊減輕對所述集成光伏能量轉換模塊的遮蔽影響。
94.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述控制模塊直接附接至所述相關聯的集成光伏能量轉換模塊。
95.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述控制模塊安裝在集成在所述多個單元式幕墻單元內的電線槽或電纜槽內。
96.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，來自所述控制模塊的至少一些輸入/輸出控制信號在這種控制模塊與所述集成的光伏能量轉換模塊之間無線地傳送。
97.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述電力輸出返回至公用電網。
98.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述電力輸出的至少一部分被用于向建筑物結構中的插座和/或機械系統供電。
99.根據權利要求91所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述建筑物集成光伏發電系統符合保險商實驗所(UL)要求并且在操作之前不需要附加的UL認證或檢查。
100.一種建筑物集成光伏發電系統，包括多個互連單元式幕墻單元，限定建筑物結構的外部殼體；所述多個互連單元式幕墻單元中的每個單元式幕墻單元具有集成的光伏能量轉換模塊；每個集成的光伏能量轉換模塊具有單獨的電力控制模塊，該控制模塊適于最優化太陽能發電陣列內的這種裝置的電力；其中，多個互連的控制單元在所述太陽能發電陣列內使用，并且全部集成在所述外部殼體內；管理單元，也集成在所述單元式幕墻單元內，并且適于監測所述多個控制單元并最優化所述太陽能發電陣列的電力輸出。
101.一種建筑物集成發電系統，包括多個單元式幕墻部件，適于作為用于建筑物結構的外部殼體在視覺區和拱肩區中的部分；其中，所述多個單元式幕墻部件橫越延伸并覆蓋至少一個視覺區和一個鄰接拱肩區兩者的垂直空間；多個能量轉換模塊，集成在所述多個單元式幕墻部件內，所述多個能量轉換模塊包括處于所述視覺區中的多個第一能量轉換模塊和處于所述拱肩區中的多個第二能量轉換模塊；其中，所述多個能量轉換裝置適于將第一類型的能量形式變換成電能形式；其中，所述建筑物集成發電系統整體地并入所述橫越所述視覺區和所述拱肩區的所述多個單元式幕墻部件內。
102.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個能量轉換模塊包括多個光伏模塊。
103.根據權利要求102所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個光伏模塊是基于非晶硅或多晶硅的太陽能電池/模塊。
104.根據權利要求102所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個第一能量轉換模塊被包括在至少25%的所述視覺區中。
105.根據權利要求102所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個第二能量轉換模塊被包括在至少50%的所述拱肩區中。
106.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻部件橫越延伸并覆蓋所述建筑物結構的多個樓層上的視覺區和鄰接拱肩區的連續帶的垂直空間。
107.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻部件被預先裝配成范圍從大約4英尺到8英尺的寬度，和范圍從大約10英尺到15英尺的高度中。
108.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻部件中的每個單元式幕墻部件包括視覺區和拱肩區兩者。
109.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，處于所述視覺區中的所述多個第一能量轉換模塊是具有第一電力性能特性的第一類型，而處于所述拱肩區中的所述多個第二能量轉換模塊是具有第二電力性能特性的第二類型，所述第二電力性能特性不同于所述第一電力性能特性。
110.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，處于所述視覺區中的所述多個第一能量轉換模塊以第一空間密度布置，而處于所述拱肩區中的所述多個第二能量轉換模塊以第二空間密度布置，所述第二空間密度不同于所述第一空間密度。
111.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，每單位面積的電力輸出在所述視覺區和所述拱肩區中不同。
112.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻部件與相鄰的垂直和水平配對單元式幕墻部件緊密配合，以密封所述外部殼體以防止空氣和水侵入。
113.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個互連的單元式幕墻單元滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨檢查。
114.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述第一形式的能量包括以下能量中的至少一種1)電磁能；2)勢能；3)動能；4)熱能；和/或5)化學能。
115.根據權利要求101所述的建筑物集成發電系統，其中，所述多個單元式幕墻單元包括a)適于支承與所述多個光伏能量轉換裝置相關聯的模塊的垂直和水平框架構件；b) 適于將所述單元貼附至建筑物樓板的支承托架；c)適于連接和隔離所述模塊的密封劑和/ 或密封墊。
116.一種建筑物集成光伏發電系統，包括多個單元式幕墻部件，適于作為建筑物結構的外部殼體在視覺區和拱肩區中的部分； 其中，所述單元式幕墻部件中的至少一些單元式幕墻部件橫越延伸并覆蓋至少一個視覺區和與所述視覺區鄰接的一個拱肩區的垂直空間；多個光伏能量轉換模塊，集成在所述多個單元式幕墻部件內，所述多個光伏能量轉換模塊包括處于所述視覺區中的多個第一光伏能量轉換模塊，和處于所述拱肩區中的多個第二光伏能量轉換模塊；其中，所述建筑物集成光伏發電系統整體地并入橫越所述視覺區和所述拱肩區的所述多個單元式幕墻部件內。
117.根據權利要求116所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，集成在所述多個單元式幕墻部件內的多個控制單元減輕對所述多個光伏能量轉換模塊的遮蔽影響。
118.根據權利要求117所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個控制單元的每一個最優化所述多個光伏能量轉換模塊中的至少一個光伏能量轉換模塊的電力輸出。
119.一種建筑物集成光伏發電系統，包括多個單元式幕墻單元，適于作為建筑物結構的外部殼體的一部分； 所述多個單元式幕墻單元包括由玻璃件材料和/或覆面材料形成的垂直區域； 其中，至少一個這種單元式幕墻單元包括限定多個玻璃件區的垂直和水平框架構件； 其中，所述多個玻璃件區中的至少兩個玻璃件區的每一個包含一個或多個集成光伏轉換裝置；所述集成光伏轉換裝置電連接至集成在所述單元式幕墻單元內的控制單元； 其中，所述單元式幕墻單元形成光伏發電陣列。
120.根據權利要求119所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，多個控制單元集成在所述多個單元式幕墻單元內；所述多個控制單元的每一個最優化所述多個光伏能量轉換模塊中的至少一個光伏能量轉換模塊的電力輸出。
121.根據權利要求119所述的建筑物集成光伏發電系統，其中，所述多個控制單元減輕對所述光伏能量轉換模塊的遮蔽影響。
122.—種建筑物集成光伏發電系統，包括多個互連的單元式幕墻部件，限定建筑物結構的在視覺區和拱肩區中的外部殼體；其中，所述單元式幕墻部件中的至少一些單元式幕墻部件橫越延伸并覆蓋至少一個視覺區和與所述視覺區鄰接的一個拱肩區的垂直空間；多個光伏能量轉換模塊，集成在所述多個單元式幕墻部件內，所述多個光伏能量轉換模塊包括處于所述視覺區中的多個第一光伏能量轉換模塊，和處于所述拱肩區中的多個第二光伏能量轉換模塊；其中，僅所述互連的單元式幕墻部件中的第一子集包含光伏能量轉換模塊，而所述互連的單元式幕墻部件的第二子集不包含光伏能量轉換模塊；所述互連的單元式幕墻部件的第一子集進一步適于具有a)袋狀區，被配置成接納所述光伏能量轉換模塊的邊緣連接器；b)垂直管道，用于路由所述光伏能量轉換模塊的布線電纜；c)一個或多個隔離密封墊和/或密封劑，用于隔離所述光伏能量轉換模塊；d)接地部件，用于將所述單元式幕墻部件接地至建筑物結構；其中，所述建筑物集成光伏發電系統整體并入橫越所述視覺區和所述拱肩區兩者的所述多個單元式幕墻部件內。
123.—種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，適于供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，所述單元式幕墻單元包括剛性框架構件；所述剛性框架構件適于在玻璃件材料內安裝能量轉換裝置；所述剛性框架構件進一步包括集成的電纜槽部分，該集成的電纜槽部分適于耦接使控制模塊與所述能量轉換裝置配對的電氣布線。
124.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件由鋁制成。
125.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，包括處于所述剛性框架構件內的袋狀部，所述袋狀部適于接納用于所述能量轉換裝置的邊緣連接和電氣布線。
126.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件包括第一對水平框架構件和第二對垂直框架構件；所述水平框架構件限定用于電氣布線的第一管道；而所述垂直框架構件限定用于電氣布線的第二管道。
127.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述集成電纜槽部分適于在所述模塊內容納所述控制模塊。
128.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件被密封以抵抗包括空氣與水的環境和天氣侵入。
129.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元經保險商實驗所(UL)評定。
130.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元符合與發電系統相關聯的可應用本地法規要求。
131.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述模塊適于所述建筑物結構的角區。
132.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述能量轉換裝置是光伏裝置。
133.根據權利要求123所述的單元式幕墻單元，其中，所述模塊包括多個視覺區和多個拱肩區；并且所述多個視覺區中的至少一個視覺區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置；和所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置。
134.一種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元適于供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，所述單元式幕墻單元包括剛性框架構件；所述剛性框架構件適于在所述玻璃件材料內安裝光伏能量轉換模塊； 所述剛性框架構件具有袋狀部，該袋狀部適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的電連接和布線；所述剛性框架構件進一步包括限定用于承載與所述光伏能量轉換模塊相關聯的電氣布線的第一管道的水平框架構件，和限定適于作為用于所述電氣布線的第二管道的豎框的垂直框架構件；其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理地互連至外部殼體內的相鄰單元式幕墻單兀。
135.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件適于容納用于所述光伏能量轉換模塊的控制模塊。
136.根據權利要求135所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元包括適于容納所述控制模塊的集成電線槽和/或電纜槽。
137.根據權利要求135所述的單元式幕墻單元，其中，所述控制模塊可以安裝在所述玻璃件材料上。
138.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件適于安裝不同類型的光伏能量轉換模塊。
139.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；并且所述多個視覺區中的至少一個視覺區可以被配置成包括至少一個光伏能量轉換模塊；以及所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區可以被配置成包括至少一個光伏能量轉換模塊。
140.根據權利要求139所述的單元式幕墻單元，進一步包括處于所述多個拱肩區中的附加嵌窗玻璃。
141.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，進一步包括適于支承所述玻璃件材料的中間水平構件。
142.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元可以被互連成附加單元式幕墻單元的格柵，以在建筑物外部殼體內形成發電系統。
143.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，進一步包括接地部件，該接地部件適于將所述單元式幕墻單元接地至建筑物結構或其它地路徑。
144.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，進一步包括隔離部件，該隔離部件適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離。
145.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件局部為柔性密封劑和/或密封墊。
146.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件中存在的任何孔適于具有符合UL的護環。
147.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元沒有被配置成向所述建筑物結構提供結構性支承。
148.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元被預先加工成寬度大約4英尺至8英尺寬和10英尺至15英尺長。
149.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，進一步包括用于將所述單元式幕墻單元安裝至所述建筑物結構的支承托架。
150.根據權利要求149所述的單元式幕墻單元，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站以及/或港口碼頭中的一種結構。
151.根據權利要求134所述的單元式幕墻單元，其中，所述電氣布線被集成并預先裝配在所述單元式幕墻單元內。
152.一種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括金屬框架構件；所述金屬框架構件適于在所述玻璃件材料內安裝光伏能量轉換模塊；電線槽，附接至所述金屬框架構件的后部；其中，所述電線槽適于承載用于所述光伏能量轉換模塊的信號電纜和電力電纜兩者；所述金屬框架構件進一步包括i) 一對第一水平框架構件，限定適于作為用于承載電氣布線的第一管道的堆疊接頭；和 ) 一對垂直框架構件，限定適于作為用于所述電氣布線的第二管道的豎框；其中，布線可以沿所述金屬框架構件內的至少兩個不同的路徑和方向來路由；iii)袋狀部，適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的邊緣連接器和布線；iv)一個或多個布線路由孔，用于在所述光伏能量轉換模塊與所述電線槽之間路由所述布線；ν)隔離部件，適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離，其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理互連至外部殼體內的一個或多個相鄰單元式幕墻單元，以形成用于所述建筑物結構的連續多樓層立面。
153.—種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架構件；能量轉換裝置，安裝在通過所述剛性框架構件限界的面板上，并且整體地并入所述單元式幕墻單元內；所述剛性框架構件進一步包括集成電纜槽部分，該集成電纜槽部分適于耦接用于使控制模塊與所述能量轉換裝置配對的電氣布線。
154.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件由鋁制成。
155.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件包括袋狀部， 該袋狀部適于接納用于所述能量轉換裝置的電連接器和電氣布線。
156.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件包括第一對水平框架構件和第二對垂直框架構件；所述水平框架構件限定用于電氣布線的第一管道；以及所述垂直框架構件限定用于電氣布線的第二管道。
157.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述集成電纜槽部分適于在所述模塊內容納所述控制模塊。
158.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件被密封以抵抗包括空氣與水的環境和天氣侵入。
159.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元經保險商實驗所(UL)評定。
160.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元符合與發電系統相關聯的可應用本地法規要求。
161.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述模塊適于所述建筑物結構的角區。
162.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述能量轉換裝置是光伏裝置。
163.根據權利要求153所述的單元式幕墻單元，其中，所述模塊包括多個視覺區和多個拱肩區；以及所述多個視覺區中的至少一個視覺區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置；以及所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置。
164.一種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架構件；所述剛性框架構件適于在所述玻璃件材料內安裝光伏能量轉換模塊；光伏能量轉換模塊，安裝在通過所述剛性框架構件限界的面板上，并且整體地并入單元式幕墻單元內；所述剛性框架構件具有袋狀部，該袋狀部適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的電連接和布線；所述剛性框架構件進一步包括限定用于承載與所述光伏能量轉換模塊相關聯的電氣布線的第一管道的水平框架構件，和限定適于作為用于所述電氣布線的第二管道的豎框的垂直框架構件；其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理互連至外部殼體內的相鄰單元式幕墻單元。
165.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件適于容納用于所述光伏能量轉換模塊的控制模塊。
166.根據權利要求165所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元包括適于容納所述控制模塊的集成電線槽和/或電纜槽。
167.根據權利要求165所述的單元式幕墻單元，其中，所述控制模塊可以安裝在所述玻璃件材料上。
168.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件適于安裝不同類型的光伏能量轉換模塊。
169.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；并且所述多個視覺區中的至少一個視覺區可以被配置成包括至少一個光伏能量轉換模塊；并且所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區可以被配置成包括至少一個光伏能量轉換模塊。
170.根據權利要求169所述的單元式幕墻單元，進一步包括處于所述多個拱肩區中的附加嵌窗玻璃。
171.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，進一步包括適于支承所述玻璃件材料的中間水平構件。
172.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元可以被互連成附加單元式幕墻單元的格柵，以在建筑物外部殼體內形成發電系統。
173.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，進一步包括接地部件，該接地部件適于將所述單元式幕墻單元接地至建筑物結構或其它地路徑。
174.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，進一步包括隔離部件，該隔離部件適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離。
175.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件局部為柔性密封劑和/或密封墊。
176.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件中存在的任何孔適于具有符合UL的護環。
177.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元沒有被配置成向所述建筑物結構提供結構性支承。
178.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元被預先加工成寬度大約4英尺至8英尺寬和10英尺至15英尺長。
179.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，進一步包括用于將所述單元式幕墻單元安裝至所述建筑物結構的支承托架。
180.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站以及/或港口碼頭中的一種結構。
181.根據權利要求164所述的單元式幕墻單元，其中，所述電氣布線被集成并預先裝配在所述單元式幕墻單元內。
182.—種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括金屬框架構件；光伏能量轉換模塊，安裝在通過所述剛性框架構件限界的面板上，并且整體地并入所述單元式幕墻單元內；電線槽，附接至所述金屬框架構件的后部；其中，所述電線槽適于承載用于所述光伏能量轉換模塊的信號電纜和電力電纜兩者；所述金屬框架構件進一步包括i)一對第一水平框架構件，限定適于作為用于承載電氣布線的第一管道的堆疊接頭；和ii)一對垂直框架構件，限定適于作為用于所述電氣布線的第二管道的豎框；其中，布線可以沿所述金屬框架構件內的至少兩個不同路徑和方向路由；iii)袋狀部，適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的邊緣連接器和布線；iv)一個或多個布線路由孔，用于在所述光伏能量轉換模塊與所述電線槽之間路由所述布線；ν)隔離部件，適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離；其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理互連至所述外部殼體內的一個或多個相鄰單元式幕墻單元，以形成用于所述建筑物結構的連續多樓層立面。
183.—種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架構件；所述剛性框架構件適于具有安裝結構，該安裝結構能夠在所述玻璃件材料內安裝能量轉換裝置；接地部件，連接至所述剛性框架構件，并且適于將所述剛性框架構件接地至建筑物結構或其它地路徑；一個或多個隔離部件，處于所述剛性框架構件的所述安裝結構內，并且適于將所述能量轉換裝置與所述剛性框架構件隔離。
184.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件局部為柔性密封劑和/或密封墊。
185.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件包括結構性硅酮和/或VHB帶。
186.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件足夠柔性，以適應所述剛性框架構件相對于所述玻璃件材料的預計輕微移動。
187.根據權利要求184所述的單元式幕墻單元，其中，所述密封墊包括預先裝配到所述剛性框架構件中的保險商實驗所(UL)評定的楔形密封墊和床形密封墊。
188.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，進一步包括集成電纜槽部分，該集成電纜槽部分連接至所述剛性框架構件，并且適于耦接用于使控制模塊與所述能量轉換裝置配對的電氣布線。
189.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，進一步包括處于所述剛性框架構件內的袋狀部，所述袋狀部適于接納用于所述能量轉換裝置的邊緣連接和電氣布線。
190.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件包括第一對水平框架構件和第二對垂直框架構件；所述水平框架構件限定用于電氣布線的第一管道；以及所述垂直框架構件限定用于電氣布線的第二管道。
191.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架構件被密封以抵抗包括空氣與水的環境/天氣侵入。
192.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元經保險商實驗所(UL)評定。
193.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元符合與發電系統相關聯的可應用本地法規要求。
194.根據權利要求183所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；以及所述多個視覺區中的至少一個視覺區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置；以及所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置。
195.—種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架構件；所述剛性框架構件適于具有安裝結構，以在所述玻璃件材料內安裝光伏能量轉換模塊；所述剛性框架構件具有袋狀部，該袋狀部適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的電連接和布線；接地部件，連接至所述剛性框架構件，并且適于將所述剛性框架構件接地至建筑物結構或其它地路徑；一個或多個隔離部件，所述一個或多個隔離部件處于所述剛性框架構件的所述安裝結構內，并且適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離。
196.根據權利要求195所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件局部為柔性密封劑和/或密封墊。
197.根據權利要求195所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件包括結構性硅酮和/或VHB帶。
198.根據權利要求195所述的單元式幕墻單元，其中，所述隔離部件足夠柔性，以適應所述剛性框架構件相對于所述玻璃件材料的預計輕微移動。
199.根據權利要求195所述的單元式幕墻單元，其中，所述密封墊包括預先裝配到所述剛性框架構件中的保險商實驗所(UL)評定的楔形密封墊和床形密封墊。
200.根據權利要求195所述的單元式幕墻單元，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站和/或港口碼頭中的一種結構。
201.根據權利要求195所述的單元式幕墻單元，其中，所述電氣布線集成并預先裝配在所述單元式幕墻單元內。
202.一種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括金屬框架構件；所述金屬框架構件適于在所述玻璃件材料內安裝光伏能量轉換模塊；電線槽，附接至所述金屬框架構件的后部；其中，所述電線槽適于承載用于所述光伏能量轉換模塊的信號電纜和電力電纜兩者；所述金屬框架構件進一步包括i)一對第一水平框架構件，限定適于作為用于承載電氣布線的第一管道的堆疊接頭；以及ii)一對垂直框架構件，限定適于作為用于所述電氣布線的第二管道的豎框；其中，布線可以沿所述金屬框架構件內的至少兩個不同的路徑和方向路由；iii)袋狀部，適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的邊緣連接器和布線；iv)一個或多個布線路由孔，用于在所述光伏能量轉換模塊與所述電線槽之間路由所述布線；ν) 一個或多個半柔性密封墊隔離部件，適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離；其中，所述半柔性密封墊隔離部件進一步適應因風、熱和/或地震力而造成的輕微移動干擾；vi)接地部件，適于將所述框架單元接地至所述建筑物結構或另一電接地路徑；其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理互連至所述外部殼體內的一個或多個相鄰的單元式幕墻單元，以形成集成在用于所述建筑物結構的立面內的電隔離發電系統。
203.一種單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元適于供在建筑物結構的外部殼體中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架，具有玻璃件材料，并且適于在所述單元式幕墻單元內安裝能量轉換裝置；所述剛性框架的第一垂直框架構件，該第一垂直框架構件適于在與相鄰第二單元式幕墻單元的第二垂直框架構件緊密配合時在所述外部殼體內限定垂直豎框；所述垂直豎框適于具有集成管道和接線柱，以在所述外部殼體內沿垂直方向承載用于所述能量轉換裝置的電纜和/或導管；其中，所述垂直豎框被配置成使得可以完成到位于所述外部殼體內的所述玻璃件材料之上或之下的第二能量轉換裝置或控制模塊的電連接或其它傳輸連接。
204.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述能量轉換裝置是光伏裝置， 并且所述電纜運送電力信號和控制信號兩者。
205.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述導管運送流體和/或氣體。
206.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述剛性框架包括水平堆疊接頭，所述水平堆疊接頭適于與位于所述建筑物外部殼體之上或之下的相鄰單元式幕墻單元緊密配合。
207.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，水平堆疊接頭適于在所述外部殼體內沿水平方向承載用于所述能量轉換裝置的所述電纜和/或導管。
208.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述垂直豎框在豎框腔的第一部分內承載電纜，而在所述豎框腔的與所述第一部分隔離的單獨的第二部分內承載用于傳輸材料的其它導管或管道。
209.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，在用于路由所述電纜或導管的所述垂直豎框中的孔或端口內使用護環和/或其它柔性套管。
210.根據權利要求204所述的單元式幕墻單元，其中，所述垂直豎框由保險商實驗所 (UL)評定材料組成。
211.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述電纜和電連接器被預先裝配到所述垂直豎框中，以連接至所述外部殼體內的第二垂直豎框。
212.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，進一步包括集成電纜槽部分，該集成電纜槽部分連接至所述剛性框架構件，并適于耦接使控制模塊與所述能量轉換裝置配對的電氣布線。
213.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，包括袋狀部，該袋狀部處于所述剛性框架構件內并適于接納用于所述能量轉換裝置的邊緣連接和電氣布線。
214.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述單元式幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；以及所述多個視覺區中的至少一個視覺區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置；以及所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區可以被配置成包括至少一個能量轉換裝置。
215.根據權利要求203所述的單元式幕墻單元，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站和/或港口碼頭中的一種結構。
216.—種單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構外部殼體中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架，該剛性框架具有玻璃件材料，并且適于在所述單元式幕墻單元內安裝光伏能量轉換模塊；所述剛性框架的第一垂直框架構件，適于在與相鄰的第二單元式幕墻單元的第二垂直框架構件緊密配合時在所述外部殼體內限定垂直豎框；所述垂直豎框適于具有集成管道和接線柱，以在所述外部殼體內沿垂直方向承載用于所述光伏能量轉換模塊的電纜；其中，所述垂直豎框被配置成使得可以完成到位于所述外部殼體內的所述玻璃件材料之上或之下的第二光伏能量轉換模塊和/或控制模塊的電連接。
217.根據權利要求216所述的單元式幕墻單元，進一步包括光伏能量轉換模塊，該光伏能量轉換模塊集成并安裝在所述玻璃件材料中。
218.根據權利要求216所述的單元式幕墻單元，其中，所述光伏能量轉換模塊利用基于非晶硅、單晶硅或多晶硅的電池。
219.根據權利要求216所述的單元式幕墻單元，進一步包括附接至所述剛性框架的一個或多個通量聚能器。
220.根據權利要求216所述的單元式幕墻單元，其中，多個第一光伏能量轉換裝置在所述單元式幕墻單元的視覺區中以第一空間密度布置，而多個第二光伏能量轉換裝置在所述單元式幕墻單元的拱肩區中以第二空間密度布置；進一步地，其中，所述第二空間密度不同于所述第一空間密度。
221.根據權利要求216所述的單元式幕墻單元，其中，所述電纜還可以在位于所述單元式幕墻單元內的視覺區與拱肩區之間的中間水平構件中路由。
222.—種單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體中使用，并且所述單元式幕墻單元包括剛性框架，該剛性框架具有玻璃件材料，并且適于在所述單元式幕墻單元內安裝光伏能量轉換模塊；所述剛性框架的第一垂直框架構件，適于在與相鄰的第二單元式幕墻單元的第二垂直框架構件緊密配合時在所述外部殼體內限定垂直豎框；所述垂直豎框適于具有集成管道和接線柱，以在所述外部殼體內沿垂直方向承載用于所述光伏能量轉換模塊的電纜；其中，所述垂直豎框被配置成使得可以完成到位于所述外部殼體內的所述玻璃件材料之上或之下的第二光伏能量轉換模塊和/或控制模塊的電連接；第二水平框架構件，適于在與相鄰的第三單元式幕墻單元的第二垂直框架構件緊密配合時在所述外部殼體內限定水平堆疊接頭；其中，所述水平堆疊接頭被配置成使得可以完成到所述外部殼體內與單元式幕墻單元相鄰定位的第三光伏能量轉換模塊和/或控制模塊的電連接；其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理互連至所述外部殼體內的一個或多個相鄰單元式幕墻單元，以形成集成在所述建筑物結構的立面內的電隔離發電系統。
223.—種具有玻璃件材料的單元式幕墻單元，該單元式幕墻單元供在建筑物結構的外部殼體的垂直部分中使用，并且所述單元式幕墻單元包括金屬框架構件；所述金屬框架構件適于在所述玻璃件材料內安裝光伏能量轉換模塊； 電線槽，附接至所述金屬框架構件的后部；其中，所述電線槽適于承載用于所述光伏能量轉換模塊的信號電纜和電力電纜兩者； 所述金屬框架構件進一步包括i)一對第一水平框架構件，限定適于作為用于承載電氣布線的第一管道的堆疊接頭；以及ii)一對垂直框架構件，限定適于作為用于所述電氣布線的第二管道的豎框； 其中，布線可以沿所述金屬框架構件內的至少兩個不同的路徑和方向來路由；iii)袋狀部，適于接納用于所述光伏能量轉換模塊的邊緣連接器和布線；iv)一個或多個布線路由孔，用于在所述光伏能量轉換模塊與所述電線槽之間路由所述布線；ν) 一個或多個半柔性密封墊隔離部件，適于將所述光伏能量轉換模塊與所述剛性框架構件隔離；其中，所述半柔性密封墊隔離部件進一步適應因風、熱以及/或地震力而造成的輕微移動干擾；vi)接地部件，適于將所述框架單元接地至所述建筑物結構或另一電接地路徑； 其中，所述單元式幕墻單元被配置成物理互連至所述外部殼體內的一個或多個相鄰單元式幕墻單元，以形成集成在所述建筑物結構的立面內的電隔離發電系統。
224.一種用于集成在安裝在建筑物結構的外部殼體內的多個單元式幕墻模塊內的發電系統的電氣路由結構，所述電氣路由結構包括多個能量轉換模塊，被配置成陣列并且集成在與所述多個單元式幕墻單元相關聯的剛性框架內；所述剛性框架的多個鄰接垂直框架構件，在所述外部殼體內限定多個垂直豎框； 其中，所述多個垂直豎框由所述多個單元式幕墻單元中的相鄰單元式幕墻單元單獨限定，而不需要參照其它建筑物結構；所述剛性框架的多個鄰接水平框架構件，在所述外部殼體內限定多個水平豎框；其中，所述多個水平豎框由所述多個單元式幕墻單元中的相鄰單元式幕墻單元單獨限定，而不需要參照其它建筑物結構；所述多個垂直豎框和水平豎框適于作為集成電氣管道，以在所述外部殼體內按垂直方向和水平方向承載用于所述多個能量轉換模塊的電纜，以傳遞所述陣列的電力輸出。
225.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述集成電氣管道包括一個或多個接線柱，以包含所述電纜。
226.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述電纜包括電力運送線和控制信號線。
227.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述垂直豎框和水平豎框進一步適于承載用于運輸去往/來自所述多個能量轉換模塊的其它材料的導管和/或管路。
228.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述多個單元式幕墻單元橫越延伸并覆蓋所述建筑物結構的多個樓層上的視覺區和鄰接拱肩區的連續帶的垂直空間。
229.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述單元式幕墻部件被預先裝配成范圍從大約4英尺到8英尺的寬度，和范圍從大約10英尺到15英尺的高度。
230.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述單元式幕墻部件中的每個單元式幕墻部件包括視覺區和拱肩區兩者。
231.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述集成電氣管道滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨的檢查。
232.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述多個能量轉換模塊將以下能量中的至少一種轉換成電能或熱能1)電磁能；2)勢能；3)動能；4)熱能；和/或5)化學能。
233.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述剛性框架由鋁制成。
234.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述剛性框架包括袋狀區，該袋狀區適于安裝用于所述能量轉換模塊的邊緣連接器和/或電纜。
235.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，進一步包括多個控制模塊，所述多個控制模塊集成在所述多個單元式幕墻單元內，用于最優化所述電力輸出。
236.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，進一步包括附加電線槽/電纜槽，該附加電線槽/電纜槽集成在所述單元式幕墻單元的后部上，用于路由所述電纜。
237.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，其中，所述電纜預先裝配在所述多個單元式幕墻單元內，并且包括用于幕墻單元間連接的連接器。
238.根據權利要求2M所述的電氣路由結構，進一步包括高電壓斷開開關，該高電壓斷開開關也集成到所述多個單元式幕墻單元內，用于響應于預定事件斷開所述電力輸出。
239.一種用于集成在安裝在建筑物結構外部殼體內的多個單元式幕墻模塊內的光伏發電系統的電氣路由結構，并且所述電氣路由結構包括多個光伏能量轉換模塊，被配置成陣列并且集成在與所述多個單元式幕墻模塊相關聯的剛性框架內；所述剛性框架的多個鄰接垂直框架構件，在所述外部殼體內限定多個垂直豎框； 其中，所述多個垂直豎框由所述多個單元式幕墻模塊中的相鄰單元式幕墻模塊單獨限定，而不需要參照其它建筑物結構；所述剛性框架的多個鄰接水平框架構件，在所述外部殼體內限定多個水平豎框； 其中，所述多個水平豎框由所述多個單元式幕墻模塊中的相鄰單元式幕墻模塊單獨限定，而不需要參照其它建筑物結構；所述垂直豎框和水平豎框適于具有集成電氣管道，以在所述外部殼體內按垂直方向和水平方向承載用于所述多個光伏能量轉換模塊的電纜，以傳遞所述陣列的電力輸出。
240.根據權利要求239所述的電氣路由結構，其中，所述多個單元式幕墻模塊包括允許分離不同類型的信號電纜的安裝件和電纜鋪設/屏蔽部，所述不同類型的信號電纜包括高電壓電力線和低電壓電力線。
241.根據權利要求239所述的電氣路由結構，進一步包括附加電線槽/電纜槽，該附加電線槽/電纜槽集成在所述多個單元式幕墻單元的后部上，用于路由所述電纜。
242.根據權利要求239所述的電氣路由結構，其中，所述多個單元式幕墻模塊適于防水、防壓以及抵抗其它物理干擾。
243.一種用于集成在安裝在建筑物結構的外部殼體內的多個單元式幕墻模塊內的光伏發電系統的電氣路由結構，并且所述電氣路由結構包括多個光伏能量轉換模塊，被配置成陣列并且集成在與所述多個單元式幕墻模塊相關聯的金屬框架內；所述多個單元式幕墻模塊跨所述建筑物結構的接收太陽輻射的垂直表面的大部分互連和延伸；所述金屬框架的多個鄰接垂直框架構件，在所述外部殼體內限定多個垂直豎框； 其中，所述多個垂直豎框由所述多個單元式幕墻模塊中的相鄰單元式幕墻模塊單獨限定，而不需要參照包括側柱的其它建筑物結構；所述金屬框架的多個鄰接水平框架構件，在所述外部殼體內限定多個水平豎框； 其中，所述多個水平豎框由所述多個單元式幕墻模塊中的相鄰單元式幕墻模塊單獨限定，而不需要參照其它建筑物結構；多個中間水平框架構件，限定用于所述單元式幕墻模塊的拱肩區和視覺區； 其中，所述拱肩區和所述視覺區都包括互連的光伏能量轉換模塊； 所述多個垂直豎框和水平豎框適于具有集成電氣管道，以在所述外部殼體內按垂直方向和水平方向承載用于所述多個光伏能量轉換模塊的電纜，以完成到對應控制模塊的連接。
244.一種供限定建筑物結構的外部殼體的一部分的單元式幕墻模塊使用的電線槽，并且所述電線槽包括基于金屬的管道，適于具有絕緣通道，以沿第一方向路由高電壓電纜和低電壓信號電纜兩者；所述基于金屬的管道包括安裝件，該安裝件適于將電線槽附接至單元式幕墻模塊； 所述基于金屬的管道進一步包括至少一個電連接器，該電連接器位于外部表面上，并且適于接納和連接至來自能量轉換模塊的輸出電纜；進一步地，其中，所述基于金屬的管道適于容納用于所述能量轉換模塊的集成控制模塊。
245.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述高電壓電纜、所述低電壓信號電纜以及所述基于金屬的管道全部經保險商實驗所評定。
246.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述高電壓電纜和所述低電壓信號電纜兩者都僅利用保險商實驗所評定的管道跨多個樓層水平和垂直地從所述能量轉換模塊路由至所述建筑物結構內的逆變器。
247.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道在制造單元式幕墻模塊期間被集成并永久性地貼附至這種模塊。
248.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道在將單元式幕墻模塊安裝在所述外部殼體內的期間被單獨制造并附接至這種模塊。
249.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道被貼附至單元式幕墻模塊的后側。
250.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道由鋁制成。
251.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道包括附加絕緣襯墊。
252.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述連接器包括適于減小對所述輸出電纜的破壞的護環。
253.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述第一方向相對于所述外部殼體是水平的。
254.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述第一方向相對于所述外部殼體是垂直的。
255.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道還容納用于在所述外部殼體內傳輸其它材料的附加導管/管道。
256.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道通過所述外部殼體內的所述單元式幕墻模塊的一個或多個豎框來路由所述高電壓電纜和低電壓信號電纜中的至少一個。
257.根據權利要求244所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道進一步容納用于控制多個控制模塊的管理單元。
258.—種供限定建筑物結構的外部殼體的一部分的單元式幕墻模塊使用的電線槽，并且所述電線槽包括基于金屬的管道，適于具有絕緣通道，以沿第一方向路由高電壓電纜和低電壓信號電纜；所述基于金屬的管道包括安裝件，該安裝件適于將所述電線槽附接至所述單元式幕墻模塊；所述基于金屬的管道進一步包括至少一個電連接器，該電連接器位于外表面上，并且適于接納和連接至運送來自光伏能量轉換模塊的的電力輸出的輸出電纜；進一步地，其中，所述基于金屬的管道適于容納用于所述光伏能量轉換模塊的集成控制模塊，該集成控制模塊耦接至所述電力輸出。
259.根據權利要求258所述的電線槽，其中，所述高電壓電纜、所述低電壓信號電纜以及所述基于金屬的管道全部經保險商實驗所評定。
260.根據權利要求258所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道還容納用于在所述外部殼體內傳輸其它材料的附加導管/管道。
261.根據權利要求258所述的電線槽，其中，所述基于金屬的管道通過所述外部殼體內的所述單元式幕墻模塊的一個或多個豎框來路由所述高電壓電纜和所述低電壓信號電纜中的至少一個。
262.根據權利要求258所述的電線槽，其中，所述連接器包括適于減小對所述輸出電纜的破壞的護環。
263.一種供限定建筑物結構的外部殼體的一部分的單元式幕墻模塊使用的電線槽，所述電線槽包括基于金屬的管道，該基于金屬的管道被評定為符合保險商實驗所，并且適于沿多個單元式幕墻模塊按第一方向路由高電壓電纜和低電壓信號電纜兩者；所述基于金屬的管道包括安裝件，該安裝件適于將所述電線槽附接至所述多個單元式幕墻模塊；所述基于金屬的管道進一步包括多個電連接器，所述多個電連接器位于外部表面上， 并且適于接納和連接至運送來自形成太陽能發電陣列的多個相關聯的光伏能量轉換模塊的電力輸出的多個輸出電纜；進一步地，其中，所述基于金屬的管道適于容納多個集成控制模塊，每個集成控制模塊耦接至相關聯的光伏能量轉換模塊；其中，從所述太陽能發電陣列輸出的電力在全部集成在所述外部殼體內的連續的基于金屬的管道內運送。
264.一種光伏發電系統，集成在安裝在建筑物結構的外部殼體內的單元式幕墻模塊內，所述光伏發電系統包括多個光伏能量轉換模塊，被配置成陣列并且集成在與所述多個單元式幕墻模塊相關聯的金屬框架內；所述金屬框架的多個鄰接垂直框架構件，在所述外部殼體內限定多個垂直豎框； 其中，所述多個垂直豎框由單元式幕墻模塊中的相鄰單元式幕墻模塊單獨限定，而不需要參照包括在側柱處的那些的其它建筑物結構；所述金屬框架的多個鄰接水平框架構件，在所述外部殼體內限定多個水平豎框； 其中，所述多個水平豎框由單元式幕墻模塊中的相鄰單元式幕墻模塊單獨限定，而不需要參照其它建筑物結構；所述多個垂直豎框和水平豎框適于具有集成電氣管道，以在所述外部殼體內按垂直方向和水平方向承載用于所述多個光伏能量轉換模塊的電纜，以完成到對應控制模塊的連接。
265.一種裝配集成到建筑物立面中的發電系統的方法，該方法包括以下步驟 布置多個互連單元式幕墻單元，以限定建筑物結構的外部殼體；設置集成在所述多個互連單元式幕墻單元內的多個能量轉換模塊；在所述外部殼體內垂直地取向所述多個能量轉換模塊中的至少一些能量轉換模塊；在所述多個互連單元式幕墻單元內配置多個集成的垂直電氣管道和水平電氣管道，以支承用于所述多個能量轉換模塊的電纜。
266.根據權利要求265所述的方法，其中，所述多個互連單元式幕墻單元占用所述建筑物結構的、接收太陽輻射的垂直表面的至少50%。
267.根據權利要求265所述的方法，進一步包括以下步驟在所述外部殼體內路由所述電纜。
268.根據權利要求267所述的方法，進一步包括以下步驟將所述電纜耦接至也位于所述外部殼體內的控制模塊。
269.根據權利要求268所述的方法，進一步包括以下步驟在所述外部殼體內相互耦接多個控制模塊。
270.根據權利要求269所述的方法，進一步包括以下步驟將多個控制模塊耦接至管理模塊。
271.根據權利要求270所述的方法，進一步包括以下步驟設置用于所述能量轉換模塊的輸出的斷開開關。
272.根據權利要求269所述的方法，進一步包括以下步驟將所述多個能量轉換模塊耦接至逆變器。
273.根據權利要求265所述的方法，進一步包括以下步驟從全部集成在所述外部殼體內的所述能量轉換模塊的陣列生成電力。
274.根據權利要求265所述的方法，進一步包括以下步驟改變所述能量轉換模塊或通量路徑的取向，以跟蹤和最大化入射太陽輻射能量。
275.根據權利要求265所述的方法，進一步包括以下步驟在所述建筑物結構內設置插座，以基于通過所述陣列生成的電力來對電氣裝置充電。
276.根據權利要求265所述的方法，進一步包括以下步驟在所述建筑物結構的場外裝配所述單元式幕墻單元，并且使其包括a)適于支承光伏能量轉換模塊的垂直框架構件和水平框架構件；b)適于將這種單元式幕墻單元貼附至所述建筑物樓板的支承托架；以及 c)適于連接和隔離所述模塊的密封劑和/或密封墊。
277.根據權利要求265所述的方法，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站和/或港口碼頭中的一種結構。
278.根據權利要求265所述的方法，其中，構成的所述發電系統滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨的電氣安全檢查。
279.一種裝配集成到建筑物立面中的光伏發電系統的方法，該方法包括以下步驟在建筑物結構板層上沿垂直取向懸掛多個互連的單元式幕墻單元，以限定建筑物結構的外立面；其中，所述立面沒有提供用于所述建筑物結構的任何結構性支承部；其中，所述多個單元式幕墻單元的每一個包括集成在這種單元式幕墻單元的玻璃件面板內的相關聯的能量轉換模塊，該相關聯的能量轉換模塊緊密配合至這種單元式幕墻單元的框內的電連接器；安裝到所述單元式幕墻單元的電線槽，該電線槽能夠容納用于所述相關聯的能量轉換模塊的電纜；配置所述單元式幕墻單元的至少一個垂直或水平豎框，以承載所述電纜。
280.根據權利要求279所述的方法，進一步包括以下步驟在所述外部殼體內路由所述電纜。
281.根據權利要求279所述的方法，進一步包括以下步驟從全部集成在所述外部殼體內的所述光伏能量轉換模塊的陣列生成電力。
282.根據權利要求279所述的方法，進一步包括以下步驟在所述建筑物結構的場外裝配所述多個單元式幕墻單元，并且使其包括a)適于支承光伏能量轉換模塊的垂直框架構件和水平框架構件兩者；b)適于將這種單元式幕墻單元貼附至所述建筑物樓板的支承托架；以及c)適于連接和隔離所述模塊的密封劑和/或密封墊。
283.根據權利要求279所述的方法，其中，所述建筑物結構是商用結構、住宅結構、停車場結構、醫院、機場候機樓、火車終點站以及/或港口碼頭中的一種結構。
284.根據權利要求279所述的方法，其中，構成的所述發電系統滿足與所述建筑物相關聯的、用于建筑物集成發電系統的保險商實驗所(UL)或其它可應用本地法規要求，并且在操作之前不需要單獨的電氣安全檢查。16、根據權利要求1所述的建筑物集成發電系統， 其中，所述幕墻單元包括多個視覺區和多個拱肩區；以及所述多個視覺區中的至少一個視覺區包括至少一個能量轉換裝置；以及所述多個拱肩區中的至少一個拱肩區包括至少一個能量轉換裝置。
全文摘要
提供了一種發電系統，該發電系統集成在建筑物結構的外部殼體或立面內。將能量生成裝置(其可以是光伏裝置)、控制單元以及相關聯的電力/信號布線并入和集成在組成所述立面的單獨單元式幕墻單元內。該幕墻單元包括許多組件，這些組件被最優化為適應能量轉換裝置和相關聯的布線。可以從建筑物結構的、以前未被利用以進行太陽能收獲的表面積更有利地生成電力。
文檔編號H02N6/00GK102273060SQ200980146010
公開日2011年12月7日 申請日期2009年9月23日 優先權日2008年9月23日
發明者J·布里西亞, M·托夫勒米爾 申請人:建筑玻璃及鋁業股份公司