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TWI750231B - 一種將電功率引導到一個或多個設備的方法、一種在多個設備之間對功率進行優先排序的方法、一種控制元件和一種製冷設備元件 - Google Patents

一種將電功率引導到一個或多個設備的方法、一種在多個設備之間對功率進行優先排序的方法、一種控制元件和一種製冷設備元件 Download PDF

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TWI750231B
TWI750231B TW106133560A TW106133560A TWI750231B TW I750231 B TWI750231 B TW I750231B TW 106133560 A TW106133560 A TW 106133560A TW 106133560 A TW106133560 A TW 106133560A TW I750231 B TWI750231 B TW I750231B
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美商脫其泰有限責任公司
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Abstract

總體上，本公開涉及將可用功率優先給或者引導至主設備的方法，主設備如溫度穩定的和/或溫度受控的儲存容器。在一實施方式中，所述方法可以包括測量來自電氣耦合到主設備的太陽能光伏模組陣列的可用電功率；以及基於所述可用電功率來調節由主設備汲取的電功率。可以將所述主設備未使用的可用電功率轉移到一個或多個輔助設備。

Description

一種將電功率引導到一個或多個設備的方法、一種在多個設 備之間對功率進行優先排序的方法、一種控制元件和一種製冷設備元件
本發明總體上涉及製冷技術領域，更具體地涉及用於與包含溫控容器系統的製冷設備一起使用的設備。
溫度受控的設備和系統可以將內部儲存區域保持在合適的溫度以用於對溫度敏感的各種產品。例如，如果溫度升高到高於上閾值溫度或降低到低於下閾值溫度，則溫度敏感產品可能會降級或失效。一些藥物，如疫苗，如果在一定溫度下、一定溫度以上或者一定溫度以下保持一定時間，可能會變得不可用。一些溫度受控的設備和系統是電動的。在一些示例中，溫度受控的設備和系統的電功率可能是間歇性的、不一致的或可變的，例如在農村地區，或者當溫度受控的設備和系統直接連接到太陽能光伏模組陣列時。
因此，溫度受控的設備和系統的製造商和使用者繼續尋求改進。
通常，本公開的實施方式涉及用於與包括溫度穩定或溫度受控的儲存容器的製冷設備一起使用的設備和方法。在一個或多個實施方式中，公開了將各種設備的功率優先化或引導的各種方法。如下面詳細描述的，獲得關於來自諸如太陽能光伏模組陣列之類的電源的可用功率的資訊或資料。使用這樣的資訊或資料，來自太陽能光伏模組陣列的可用功率被即時量化並且優先用於所連接的設備。例如，在可用電功率不足以為多個設備提供功率的情況下，本公開提供了以提高的效率“收穫”可用功率的各種方法。更具體地說，可以將可用功率優先供主設備(例如製冷設備)使用以冷卻和/或維持其中選定或合適的溫度範圍。主設備未使用的可用功率(如果有)可以轉移到其他設備以“收穫”可用電功率。製冷設備可以包括可操作來控制製冷設備的內部空間中的溫度的溫度控制系統。例如，溫度控制系統可以將製冷設備的內部空間冷卻到合適或選定的溫度或溫度範圍，並且保持其中所選擇的或合適的溫度。更具體地，在一些實施方式中，溫度受控系統可以凍結熱電池，熱電池又通過它們之間的傳熱系統冷卻製冷設備的內部空間。因此，溫度受控的儲存容器可以保持其中儲存的溫度敏感物品(例如藥物、疫苗、食品等)的合適溫度。
一種實施方式包括一種將電功率引導到一個或多個設備的方法。所述方法包括：連續地測量來自電氣耦合到主設備的太陽能光伏模組陣列的可用電功率；以及基於所述可用電功率來調節由主設備汲取(draw)的電功率。
一種實施方式包括一種在多個設備之間對功率進行優先排序的方法。所述方法包括：將來自電源的可用功率與主設備和一個或多個輔助設備的功率需求進行比較；將可用功率引導到所述主設備；以及將未使用的可用功率 轉移到所述一個或多個輔助設備。所述電源包括電耦合到所述主設備的太陽能光伏模組陣列。
一種實施方式包括一種被配置為基於可用功率來調節由一個或多個設備汲取的電功率的控制元件。所述控制組件包括：監測模組，其被配置為連續地測量來自電源的可用電功率；和控制模組，其被配置為基於所述可用功率來選擇性地將電功率引導到所述一個或多個設備。所述控制模組基於所述一個或多個設備的與所述可用功率相關聯的功率要求來選擇哪些負載接通。
一種實施方式包括一種製冷設備元件。該製冷設備元件包括：太陽能光伏模組陣列；電耦合到太陽能光伏模組陣列的製冷設備；監測模組，其被配置為連續地測量來自所述太陽能光伏模組陣列的可用電功率；和控制模組，其被配置為基於可用功率來調節一個或多個負載從所述太陽能光伏模組陣列汲取的電功率。所述控制模組基於所述一個或多個負載的與所述可用功率相關聯的功率要求來選擇哪些負載接通。
來自任何公開的實施方式的特徵可以沒有限制地彼此組合使用。此外，對於本領域普通技術人員而言，通過考慮以下詳細描述和附圖，本公開的其他特徵和優點變得顯而易見。
前述發明內容僅是示例性的並且不旨在以任何方式進行限制。除了上述示例性方面、實施方式、和特徵之外，通過參照附圖和以下詳細描述，另外的方面、實施方式和特徵也將變得顯而易見。
圖1：
100:功率控制系統
102:電源
104:控制元件
106:一個或多個設備
110:輔助設備
112:主設備
120:監測模組
122:控制模組
124:伺服器
130:監測組件
132:負載元件
圖2：
100:功率控制系統
102:光伏(PV)輸入
104:控制元件
110:監測電子器件電池
120:監測模組
122:控制器
130:PV監測(Vdc，Idc)
132:PV可用性切換的電阻器組
134:第一開關
136:第二開關
138:使能信號
140(左):控制信號
140(右上):用於自動插頭的12V電源
140(右中):用於USB充電的5V電源
140(右下):DC/具有可控電壓和電流限制的DC
144:通向外部設備的可選資料連接
110、312(右中):機載負載或非機載附件
110、312(右下):非機載負載：
1.電池
2.智慧負載或電池
3.COTS太陽能充電器控制器
4.其他
254、310、112:壓縮機
314、310:風扇
圖6：
102:電源
104:控制元件
106:設備
150:處理元件
152:記憶體部件
154:電源
156:通信介面
158:系統匯流排
圖7：
180:製冷設備
182:上區域
184:液體不可滲透容器
186:下區域
188、232:熱控儲存區域
200:壁
202、230:中空內部
210:壁
212:中空內部
220:相變材料
230:冷凝器
232:蒸發器
234:連接器
250:主動製冷單元
252:蒸發盤管
圖8：
120:監測模組
122:控制模組
180:製冷設備
300:製冷設備元件
302:太陽能光伏模組陣列
圖9：
400:方法
402:測量來自電氣耦合到主設備的太陽能光伏模組陣列的可用電功率
404:基於可用電功率來調節由主設備汲取的電功率
406:將可用電功率與主設備所需的功率進行比較
408:一旦可用電功率超過主設備所需的功率，就將電功率引導到主設備
410:將未被主設備汲取的可用電功率引導到一個或多個輔助設備
412:基於可用電功率來調節由一個或多個輔助設備汲取的電功率或被提供給一個或多個輔助設備的功率
414:將可用電功率優先用於主設備
416:在伺服器上儲存對應於來自太陽能光伏模組陣列的可用電功率和由主設備耗用的電功率的數據
418:監測太陽能光伏模組陣列的性能
圖10：
500:方法
502:將來自電源的可用功率與主設備和一個或多個輔助設備的功率需求進行比較
504:將可用功率引導到主設備
506:將未使用的可用功率轉移到一個或多個輔助設備
508:連續地測量來自電源的可用電功率
圖1是根據實施方式的功率控制系統的示意性框圖；圖2是圖1的功率控制系統的簡化示意圖； 圖3示出了來自太陽能光伏模組陣列測試的測得的可用功率；圖4示出了當各個測試負載組合被打開時電源處的電壓和電流的示例圖；圖5是關於來自電源的可用功率的示例性功率分配圖；圖6是根據實施方式的控制元件的簡化框圖；圖7是根據實施方式的製冷設備的橫截面圖；圖8是根據實施方式的製冷設備元件的示意圖；圖9是根據實施方式示出的將電功率引導到一個或多個設備的方法的流程圖；以及圖10是根據實施方式示出的將功率在多個設備之間按優先順序排列的方法的流程圖。
優先權申請以及通過(直接或間接)優先權主張與優先權申請相關的任何和所有申請的所有主題，包括所提出的任何優先權要求以及到本申請的申請日為止通過引用併入的主題，在這樣的主題不與本發明不一致的程度上通過引用併入本文中。
在以下具體實施方式中，參照形成本發明的一部分的附圖。在附圖中，相似的符號通常標識相似的部件，除非上下文另有說明。詳細描述、附圖和權利要求中描述的示例性實施方式並不意味著進行限制。可利用其它實施方式，並且可做出其它變化而不脫離本文提出的主題的精神或範圍。
通常，本公開的實施方式涉及用於與包括溫度穩定或溫度受控的儲存容器的製冷設備一起使用的設備和方法。在一實施方式中，獲得電源 (例如太陽能光伏模組陣列)的可用功率的性能資料以確定電源的可用功率。使用所獲得的資料，來自太陽能光伏模組陣列的可用功率被即時量化並且優先用於所連接的設施或者設備。例如，在可用電功率不足以為所有所連接的設備提供功率的情況下，本公開提供了以提高的效率“收穫”可用功率的各種方法。更具體地說，可以將可用電功率優先供主設備(例如製冷設備)使用以冷卻和/或維持其中選定或合適的溫度範圍。主設備未使用的可用功率(如果有)可以轉移到其他設備以“收穫”可用功率。雖然本文所述的一些實施方式涉及製冷設備，但是本公開不限於製冷設備和系統，因為下文描述的方法和系統可以與任何類型的附接設備(尤其包括任何類型的健康診所設備)一起使用。
圖1是根據實施方式的功率控制系統100的示意性框圖，而圖2是功率控制系統100的簡化框圖。參考圖1和圖2，功率控制系統100可以包括電源102、控制元件104和佈置成從電源102汲取電功率的一個或多個負載或設備106。一個或多個設備106可以與控制元件104直接或間接地電通信。控制元件104還可以與電源102電通信。電通信可以使得一個或多個設備106能從電源102汲取電功率。在一些實施方式中，電通信可以使得功率控制系統100的各種元件能在各種元件之間共用和傳輸資訊(例如，資料)。例如，控制元件104可經由各種元件之間的電通信來從電源102和/或從一個或多個設備106接收資料(例如，尤其如下所述的可用功率和/或功率使用)。控制元件104還可以向與其連接的各種元件發送資料、指令或命令和/或從與其連接的各種元件接收資料、指令或命令。例如，控制元件104可以經由控制元件104和一個或多個設備106之間的電通信將資料、指令和/或命令發送到一個或多個設備106，以便使一個或多個設備106開始運作等等。
電源102可以是可操作以提供電功率的基本上任何類型的設備或系統。例如，電源102可以是電池、太陽能光伏模組陣列、專用AC電流源(例 如來自市政或私人設施/電網)或發電機等、或其任何組合。根據具體應用，來自電源102的可用電功率會變化。例如，電源102例如在具有不成熟或過時的電網的遠端位置可能是不可靠和不穩定的。在一些實施方式中，可用功率可以根據天氣條件、當天的時間、地理、季節等而變化。這尤其適用於其中電源102包括太陽能光伏模組陣列的實施方式。與當前的太陽能電池板技術一致，來自太陽能光伏模組陣列的可用電功率必然隨著太陽能光伏模組陣列接收的光強度而變化。例如，圖3示出了在2017年3月30日在華盛頓州貝爾維尤市的太陽能光伏模組陣列的測試中測得的可用功率，這可能是其他太陽能光伏模組陣列在相同或其他位置的可用功率曲線的典型值。如圖所示，可用功率可能在典型的日子從大約20瓦特到大約200瓦特變化，並且全天發生各種波動。
如下文更全面地說明的，功率控制系統100(例如，控制元件104)解決了來自電源102的變化的電功率。例如，一個或多個設備106所汲取的電功率可以基於來自電源102的可用電功率向上或向下調節。更具體地，可以調節由一個或多個設備106汲取的電功率，使得所汲取的總功率不超過來自電源102的可用電功率。附加地或替代地，功率控制系統100(例如，控制元件104)可以在可用功率超過功率需求的時間內“收穫”多餘的電功率。例如，如下所述，當可用功率超過主設備112所使用(或要求)的功率時，功率控制系統100(例如，控制元件104)可將多餘的功率引導到一個或多個輔助設備110。一個或多個輔助設備110所耗用的電功率可以被控制在輔助設備110(例如通過與一個或多個輔助設備110的直接通信)，或者可以通過以下來控制：響應於“可收穫的”可用功率和一個或多個輔助設備110的阻抗兩者的變化動態地調節功率源的電壓，以將由一個或多個輔助設備110汲取的功率保持在低於即時計算的可被收穫的功率。以這種方式，功率控制系統100可以通過限制未被任何設備使用的電功率的量來以提高的效率利用可用功率。
根據特定應用，電源102可以是遠離控制元件104和/或遠離一個或多個設備106(例如在標準市政電網中)的集中電源，或者電源102可以直接與控制元件104和/或與一個設備106相關聯。例如，電源102(例如，太陽能光伏模組陣列、電池等)可以與至少一個設備106(例如，主設備112)關聯，使得電源102和主設備112可以被認為是一個單元或設備。在這樣的實施方式中，電源102可以在獨立的基礎上或者和與其相連接的其他設備106(諸如與一個或多個輔助設備110)的選擇性組合為主設備112供電，如下所述。
現在將更詳細地討論控制元件104。控制元件104監測來自電源102的可用功率，並且基於可用電功率來調節由一個或多個負載或設備106汲取的電功率或以其它方式提供給一個或多個負載或設備106的電功率。如圖1和圖2所示，控制元件104包括監測模組120和控制模組122。監測模組120測量來自電源102的可用電功率。例如，如下所述，監測模組120可以通過向電源102施加選擇的負載並測量在電源102處產生的功率特性(例如，電壓、電流等)來連續測量可用功率。
在一些實施方式中，功率控制系統100(例如，監測模組120)可以監測電源102和/或一個或多個設備106的性能。例如，如下面更充分地所述，監測模組120可以在初始安裝時，臨時性地或持續地連續地監測電源102的功率特性。因此，監測模組120可以用於驗證電源102的正確安裝，以執行電源102和/或一個或多個設備106的臨時診斷測試或程式，或者連續監測電源102的性能，以檢測電源102的尤其是損壞、被盜或電源102周圍的環境條件的改變等。可以儲存功率控制系統100的性能資料例如在伺服器124上以用於分析或監測。例如，來自電源102的可用電功率和由一個或多個設備106耗用的電功率被遠端地或現場地記錄並儲存在伺服器124上。在一些實施方式中，使用者可以從遠端位置訪問資料。例如，資料可以儲存在遠端伺服器124上，遠端伺服器 124也可被使用者訪問以進行資料下載/查看。以這種方式，使用者可以遠端存取功率控制系統100是否以全部容量有效地運行，或者是否存在需要進一步現場調查的問題。
參考圖1和圖2，監測模組120可以包括監測組件130和負載元件132。監測組件130可以包括能夠監測電源102處的功率特性(例如，電壓、電流等)的任何設備或系統。例如，監測組件130可以包括被配置為單獨或同時地測量或計量電源102處的電壓和電流的一個或多個電路、設備或微控制器。例如，監測組件130可以包括為能量計量應用設計的一個或多個類比數位轉換器(ADC)或感測電阻器。
負載元件132可以是配置成短暫載入電源102以進行分析或測試的任何設備或系統。例如，負載元件132可以包括由多個電阻器組成的電阻器組，該多個電阻器單獨地或彼此組合地放置在電源102兩端。在一實施方式中，負載元件132包括成組的可變電阻器，電源102可以通過這些可變電阻器分流，以在電源102上產生一個或多個模擬負載或測試負載，從而測量電源102的電壓(和電流)回應。負載元件132可以被配置為任何合適的配置。例如，負載元件132可以包括增大(例如增大約2倍)電阻的多個(例如6個)不同的電阻負載。在一實施方式中，負載元件132包括具有六個電阻(例如2歐姆、4歐姆、8歐姆、16歐姆、33歐姆和66歐姆)的二進位加權(或近似這樣)陣列。在這樣的實施方式中，負載元件132可以提供64個測試負載組合，但根據具體應用，負載元件132可以包括更多或更少的測試負載組合。
圖4示出了當各個測試負載組合被開啟時在電源102處的電壓和電流的示例圖。為了確定電源102的可用功率，監測模組120可以例如通過由微控制器控制的一個或多個場效應電晶體(FET)開啟負載元件132的任何測試負載組合。一旦電源102被負載元件132卸載下來(load down)，則監測組件130 測量電源102處的電壓和電流。根據具體應用，負載元件132可以(隨機地或以一系列遞增或遞減的電阻)步進通過多個測試負載組合以建立電源102的可用功率與電壓的曲線。例如，負載元件132可以在電源102上施加遞增的測試負載，直到功耗達到最大值，從而指示來自電源102的最大暫態可用功率。在一實施方式中，負載元件132可以不將測試負載施加到超過最大功率點，以便不將系統電壓拉低到其不能維持各種負載或設備的程度。根據具體應用，負載元件132可以步進通過每個測試負載組合(例如，可能的64個測試負載組合中的每一個)或者可以步進通過選擇數量的測試負載組合。例如，負載元件132可以按每次一個步長步進通過每個測試負載組合，或者可以每次增加大於一個步長爬過不同測試負載組合。在一些實施方式中，負載元件132可以以大於最小值的負載開始，以減少要步進通過的測試負載組合的數量。
在一些實施方式中，監測模組120可以在一段時間內將負載元件132施加到電源102，以確保在每個測試負載下電壓和電流的穩定。例如，監測模組120可以花費大約26ms，其中每個測試負載開啟，樣品以1kHz收集，在負載元件132的每個測試負載設置之間具有大約70ms的延遲，但可以考慮其他合適的配置。在一些實施方式中，可能需要一些時間來穩定負載元件132的每個測試負載。例如，根據特定的負載組合，測試負載穩定可能需要約4ms至約14ms。因此，在一些實施方式中，監測組件130可以僅在每個測試負載設置的後半部分期間在電源102處對電壓和電流採樣。例如，監測組件130可以在每個測試負載組合的最後12-22ms(例如，平均每個測試負載組合的最後16ms)期間在電源102處對電壓和電流採樣。
監測模組120可以連續監測來自電源102的可用功率。如本文所述，“連續”包括監測不停地發生或監測間歇性發生(例如在限定的時間段內發生限定的次數)的情況。例如，監測模組120可以每10-20秒對可用功率進行 採樣。在一些實施方式中，監測模組120可以更頻繁地或更不頻繁地對可用功率進行採樣。例如，當來自電源102的可用電功率波動較頻繁時，監測模組120可以更頻繁地對可用功率進行採樣。另一方面，當電源102相對穩定時，監測模組120可以較不頻繁地對可用功率進行採樣。監測模組120還可以較不頻繁地對可用功率進行採樣，以減少監測模組120(例如，負載元件132)的過熱以及向一個或多個設備106提供足夠的電功率。
圖5是示例性的電功率分配圖表。參考圖2和圖5，控制模組122基於可用功率(如由監測模組120確定的可用功率)選擇性地將電功率引導到一個或多個設備106。例如，控制模組122可以基於一個或多個設備106的與可用功率相關聯的功率要求來選擇哪些設備106開啟。例如，一旦可用功率超過操作主設備112的最小功率閾值，則控制模組122可以將功率引導到主設備112。更具體而言，如圖5所示，在任何時間點，可用功率可以小於主設備112所需的功率，或者至少小於開始操作主設備112所需的功率。在這樣的時間期間，控制模組122可以限制被導向主設備112的功率和/或可以使可用功率能用於其他設備106或外部用途。一旦可用功率超過主設備112的功率需求，則控制模組122可以將電功率引導到主設備112。
參考圖2，控制元件104可以包括多個電開關，例如電晶體或其他電路，以基於可用功率選擇性地將電功率引導到各種設備106。如圖2所示，電開關可以選擇性地中斷或產生電源102和每個設備106之間的電連接，例如第一開關134，其可操作以選擇性地將主設備112連接到電源102，以及一個或多個第二開關136，其可操作以選擇性地將一個或多個輔助設備110與電源102連接。在這樣的實施方式中，控制元件104包括對應的信號路徑，以無線地或以其他方式選擇性地啟用第一和第二開關134、136。例如，如圖2所示，多個使能信號路徑138可以在控制模組122和第一和第二開關134、136之間延伸，並且 控制模組122沿著該使能信號路徑138向第一和第二開關134、136發送控制信號，以選擇性地將電功率分別引導至主設備112和/或一個或多個輔助設備110。更具體地，一旦可用功率超過主設備112的功率需求，控制模組122可以經由控制模組122和第一開關134之間的使能信號路徑138發送一個或多個控制信號，以將電功率引導到主設備112。為了“收穫”主設備112未使用的電功率，控制模組122可以經由控制模組122和一個或多個第二開關136之間的使能信號路徑138發送一個或多個控制信號，以將電功率引導至輔助設備110。儘管圖2示出了選擇性地中斷或創建電源102和一個或多個輔助設備110之間的電連接的開關136，但控制元件104可以包括其它合適的配置。例如，控制元件104可以包括連接到每個輔助設備110的一個或多個積體電路140。在這樣的實施方式中，控制模組122可以向積體電路140發送一個或多個控制信號(例如，經由使能信號路徑)以控制被引導到輔助設備110的功率的量。例如，控制模組122可以發送一個或多個控制信號以接通積體電路140，從而進而開始對相應電路的功率電晶體進行脈衝寬度調節切換，以控制被引導到每個輔助設備110的功率的量。
繼續參考圖2和圖5，一旦主設備112從電源102汲取電功率，則控制模組122可以基於可用功率來調節主設備112的電功率需求。例如，在來自電源102的可用電功率波動或變化的實施方式中，控制模組122調節(例如，增大和減小)由主設備112汲取的電功率的量，使得由主設備112汲取的功率不超過可用功率。例如，如圖2所示，控制元件104可以包括在控制模組122和主設備112之間無線地或以其他方式延伸的控制信號路徑142，並且控制模組122沿著控制信號路徑142向主設備112發送控制信號以調節通過主設備112汲取的功率。
在一些實施方式中，控制模組122可以調節由主設備112汲取的電功率的量以匹配可用功率的增大和減小。在這樣的實施方式中，控制模組 122可以限制主設備112從電源102汲取超過可用功率的量，同時仍保持主設備112運行，儘管是在降低的功耗水準下運行。如圖5所示，如果可用功率突然下降，則緩衝裕度146可以保持在主設備112耗用的功率和估計的暫態可用功率之間，以限制主設備112從電源102汲取不可持續的功率。緩衝裕度146可以是恒定值，或者可以基於歷史資料或預測來(例如自動)調整。
與本公開的一個或多個實施方式不同，一些常規的控制電路將由電氣設備汲取的功率提升到不能由可用功率維持的點，在該點，電氣設備被完全關斷。附加地或替代地，如果可用功率降低到設定功率電平以下(例如由於雲在太陽能光伏模組陣列上經過)，則一些傳統的控制電路完全關斷電氣設備，而不是試圖降低由設備汲取的功率以保持設備運行。在這樣的常規控制中，可用功率可能仍然大於操作設備所需的最小功率，但常規控制不必要地關斷設備。
在一些實施方式中，控制模組122可以被佈置為“收穫”主設備112未使用的電功率。在一種應用中，控制模組122可以將主設備112未使用的可用電功率引導到一個或多個輔助設備110。例如，當主設備112沒有汲取功率時，控制模組122可以將功率引導到至少一個輔助設備。此外，即使當主設備112以最大負荷運行時，當可用功率超過主設備112所汲取的功率時，控制模組122可以將多餘的功率引導到至少一個輔助設備。以這種方式，功率控制系統100能夠一次為多個負載供電，例如為主設備112和一個或多個輔助設備110供電。在另一應用中，控制模組122可以將電功率引導到一個或多個輔助設備110直到可用功率超過操作主設備112的最小功率閾值，於是控制模組122將可用功率從一個或多個輔助設備110轉移並轉移到主設備112。以這種方式，控制模組122可以優先將可用電功率用於主設備112，同時仍然收穫未使用的可用功率。
在一實施方式中，控制模組122還可以基於可用功率來調節由一個或多個輔助設備110汲取的功率的量或提供給一個或多個輔助設備110的功率的量。例如，控制模組122可以調節(例如，增大或減小)由一個或多個輔助設備110汲取的電功率的量，使得由一個或多個輔助設備110單獨或與主設備112組合汲取的功率不超過可用功率。例如，資料連接144可以以無線方式或其他方式在控制模組122和一個或多個輔助設備110之間延伸。在這樣的實施方式中，控制模組122可以向一個或多個輔助設備110發送一個或多個控制信號，以調節由一個或多個輔助設備110汲取的功率的量。另外，控制模組122可以控制提供給一個或多個輔助設備110的功率的電壓/電流，使得一個或多個輔助設備110不被允許汲取比動態地計算為“可收穫的”功率多的功率。例如，一個或多個輔助設備110可以在功率範圍內操作，當功率隨時間變化時，控制模組122例如通過開關136或積體電路140控制被導向一個或多個輔助設備110的功率的量。
圖6是根據實施方式的控制元件104的簡化框圖。參考圖6，控制元件104可以包括一個或多個設備或元件。例如，控制元件104可以包括一個或多個處理電路150、一個或多個記憶體部件152、電源154以及一個或多個通信介面156等。上面列出的部件是非詳盡的，並且控制元件104還可以包括通常存在於計算系統和電路元件中的其他部件，諸如一個或多個感測器和一個或多個輸入/輸出介面。控制元件104的每個元件可以經由一個或多個系統匯流排158(參見圖2)、無線地或類似方式進行通信。在一些實施方式中，控制元件104的各種元件可以經由一個或多個印刷電路板(PCB)連接在一起。下面將依次討論控制元件104的每個元件。
一個或多個處理電路150可以包括能夠處理、接收和/或發送指令的基本上任何類型的電子設備。例如，一個或多個處理電路150可以包括微處 理器或微控制器。另外，應當注意，控制元件104的選擇部件可以由第一處理元件控制，並且其它部件可以由第二處理元件來控制，其中第一和第二處理電路150可以或可以不相互電通信。附加地或替代地，可以由處理電路的一個部件或元件執行選擇動作，其他步驟由不同的處理電路執行，其中不同的處理部件或元件可以彼此通信或可以不彼此通信。
一個或多個記憶體部件152存儲由控制元件104使用的電子資料以存儲用於處理元件的指令，以及存儲關於電源102和/或一個或多個設備106的性能的資訊或資料。例如，一個或多個記憶體部件152可以存儲對應于各種應用的資料或內容，諸如但不限於資料檔案、音訊檔、視頻檔等。一個或多個記憶體部件152可以是磁光存儲裝置、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、可擦除可程式設計記憶體、快閃記憶體器、或一種或多種類型的記憶體部件或其他記憶體電路的組合。一個或多個記憶體部件152可以包括關於功率需求的優先順序或層級的指令。例如，當從電源102接收到的功率不足以給所有元件或部件供電時，一個或多個處理電路150可以使用優先順序指令來引導控制模組122向被指示為優先於其他元件或部件的元件或部件供電。例如，處理器可以相比於一個或多個輔助設備110優先向主設備112提供電功率。
電源154向控制元件104提供電功率。根據具體應用，電源154可以是電池、電源線或被配置為向控制元件104的部件傳輸電功率的任何其它元件。電源154可以不同於電源102。
一個或多個通信介面156提供往來於控制元件104的通信，例如往來於電源102、計算設備(例如，膝上型電腦、智慧型電話、平板電腦等)、一個或多個更多設備106的各個部件或任何其他設備或系統的通信。一個或多個通信介面156可以經由Wi-Fi、乙太網、藍牙等操作。在一些實施方式中，一個或多個通信介面156可以包括一個或多個通信部件，例如通用序列匯 流排(USB)埠/電纜等。功率控制系統100的性能資料可以經由一個或多個通信介面156無線地或類似地發送到伺服器124。性能資料可以直接從一個或多個通信介面156傳送到伺服器124，或者可以例如經由單獨的計算設備(例如，智慧型電話)間接地發送到伺服器124。在一實施方式中，可以將性能資料(諸如經由蜂巢式無線電)發送到基於雲的伺服器124，在基於雲的伺服器124，用戶可以對其進行分析。
在一實施方式中，可以經由一個或多個通信介面156將資料和/或控制信號發送到控制元件104。例如，可以將資訊發送到控制元件104，以用於優先考慮各種設備106的可用功率。更具體地，控制元件104可以能夠下載天氣資料等，並且使用這樣的資訊來更好地通知功率分配演算法。例如，當預測晴朗狀態持續短時間時，控制元件104可以在較長的時間段和/或在較低的功率閾值或要求下將功率優先給主設備112以利用短的晴朗狀態窗。當預測晴朗狀態持續長時間時，另一方面，知道晴天狀況可能繼續時控制元件104可以在較短的時間段和/或在較高的功率閾值或要求下將功率優先給主設備112以讓一個或多個輔助設備110收穫較多的功率。
控制元件104可以包括各種其他部件以提供期望的特性。例如，在一實施方式中，控制元件104可以包括集成的功率保護電子設備。在這樣的實施方式中，控制元件104的電路電子器件可以保護控制元件104、主設備112、一個或多個輔助設備110或其任何組合免受電湧或過/欠電壓的影響。
現在將更詳細地討論一個或多個設備106。主設備112可以是主要或更重要的優先獲得轉移的電功率的任何設備。例如，主設備112可以包括製冷設備、細胞培養箱、氧濃縮設備或醫療試驗機等。然而，為了便於參考，以下描述涉及製冷設備。然而，下面描述的構思可以應用於任何類型的主設備。
圖7是根據實施方式的用於說明的目的的製冷設備180的橫截面圖。參考圖7，功率控制系統100可以與製冷設備180相關聯。製冷設備180可以以基本上任何方式佈置。例如，製冷設備180可以類似於美國專利No.9,366,483 B2；No.9,435,578 B2；No.9,523,522 B2；或No.9,726,418 B2中公開的設備佈置，為了所有目的，其公開內容整體併入本文。參考圖7，製冷設備180可以包括包含液體不可滲透容器184的上區域182和包含熱控儲存區域188的下區域186。容器184可以由一個或多個壁200限定，所述壁200包括第一組具有中空內部202的蒸氣不可滲透結構。類似地，儲存區域188可以由一個或多個壁210限定，所述壁210包括具有中空內部212的第二組蒸氣不可滲透結構。容器184可以在其中保持相變材料220(例如水、冰等)，以熱控制儲存區域188內的溫度，如下所述。例如，限定容器184的一個或多個壁200可以包括合適的密封邊緣，以在製冷設備180的使用期間將相變材料220保持在容器184內。
容器184和儲存區域188可以熱連接以在其間限定傳熱系統。例如，容器184的中空內部202可以形成冷凝器230。儲存區域188的中空內部212可以形成蒸發器232。在這樣的實施方式中，連接器234熱連接容器184的冷凝器230和儲存區域188的蒸發器232。可以稱為熱虹吸管的連接器234在容器184的中空內部202和儲存區域188的中空內部212之間形成液體和蒸氣流動路徑。例如，由於容器184和儲存區域188之間的溫度梯度，因而連接器234可以使得容器184和儲存區域188之間能被動熱交換，以冷卻儲存區域18。在一實施方式中，即使當環境溫度從10-43℃變化時，容器184和儲存區域188之間的傳熱也可以在儲存區域188內提供相對一致的2-8℃的溫度。如下所述，即使在電功率長時間不能用於製冷設備180的情況下，由連接器234提供的被動熱交換可以在儲存區域188內提供所選擇的或合適的溫度。
容器184和儲存區域188可以包括基本上任何形狀。例如，容器184和儲存區域188可以包括矩形、圓錐形或圓筒形結構等。在一些實施方式中，容器184和儲存區域188可以包括相同的內部形狀，或者可以根據熱和尺寸要求或限制而不同地成形。此外，容器184和儲存區域188可以由基本上任何材料形成。例如，容器184和儲存區域188可以由塑膠或金屬材料等構成。在一些實施方式中，容器184和儲存區域188可以製造成包括防腐蝕、抗電鍍和/或抗電離塗層。
繼續參考圖7，製冷設備180包括主動製冷單元250。製冷單元250可以包括常規地用於這種系統中的部件，例如一組或多組蒸發盤管252、壓縮機254(見圖2)等。在一實施方式中，製冷單元250可以是可操作的以凍結或以其它方式冷卻熱電池，以經由連接器234有效地冷卻儲存區域188。例如，如圖7所示，蒸發盤管252可以位於容器184的內部202內，以冷卻位於其中的相變材料220。在一實施方式中，蒸發盤管252可以是可操作的以使容器184內的相變材料220冷凍。在一些實施方式中，製冷單元250可能僅每天在約1小時至約4小時之間需要電功率來保持相變材料220完全冷凍。保持相變材料220在容器184內冷凍而冷卻儲存區域188(並且因此冷卻位於儲存區域188內的內容物)。更具體地，由連接器234提供的在容器184和儲存區域188之間的被動熱交換使得儲存區域188能夠獲取儲存在冷凍相變材料220中的“冷卻”。以這種方式，壓縮機254的操作可以有效地與儲存區域188的冷卻直接解耦。例如，當沒有可用於操作製冷單元250的電功率時，容器184內的冷凍相變材料220可以有效地冷卻儲存區域188。在一些實施方式中，冷凍相變材料220可以將儲存區域188保持在選擇的或合適的溫度下長達多天的持續時間(例如，2天、3天、4天、5天等)。
每當有來自電源102的足夠的可用電功率時，容器184內的相變材料220可以通過標準的蒸氣壓縮製冷迴圈被適時地凍結。例如，當來自電源102的功率足以操作製冷單元250時，可以將電功率轉移到製冷設備180。為了解決可用功率的變化，製冷單元250的壓縮機254可以是變速壓縮機，其基於來自控制器(例如來自控制模組122)的控制信號來改變該單元的速度。例如，壓縮機254的速度(例如，RPM)可以例如通過沿著控制信號路徑142發送的控制信號而改變(例如，增大或減小)，以回應於可用功率的變化來調節其功率耗用。以這種方式，製冷單元250可以被調節(例如，上升或下降)以從電源102中盡可能多地汲取功率(而不超過電源102的暫態可用功率，並且在製冷單元250的運行參數內)，同時還保持壓縮機254運行以冷卻容器184內的相變材料220。
圖8是製冷設備元件300的示意圖。參考圖8，製冷設備180可以是製冷設備元件300的一部分。如圖所示，製冷設備元件300包括太陽能光伏模組陣列302、電耦合到太陽能光伏模組陣列302的製冷設備180、監測模組120以及控制模組122。可以簡稱為太陽能電池板陣列的太陽能光伏模組陣列302可以包括任何合適的配置。例如，太陽能光伏模組陣列302可以是單個面板/模組陣列或多個面板/模組陣列，以提供所需量的電功率和/或滿足尺寸和空間要求等等。根據具體應用，製冷設備180、監測模組120和控制模組122可以被定義為單個單元，或者監測模組120和/或控制模組122可以與製冷設備180分離。以類似的方式，太陽能光伏模組陣列302可以形成為製冷設備180的一部分，或者可以與製冷設備180分離。控制模組122可以調節一個或多個負載從太陽能光伏模組陣列302汲取的電功率，控制模組122基於一個或多個負載的與可用功率相關的功率需求來選擇哪些負載接通。
參考圖2，一個或多個負載可以包括至少一個內部負載310和至少一個外部負載312。至少一個內部負載310可以是製冷設備180本身內部的負載，例如壓縮機254、風扇314等。以類似的方式，至少一個外部負載312可以是製冷設備180外部的負載，例如電池充電器、電源插座、附接的冷凍器或其他附件(附接的或其他的)。在這樣的實施方式中，控制元件104(例如，控制模組122)優先將可用電功率用於內部負載310。例如，一旦可用功率超過操作內部負載310的最小功率閾值，控制模組122就可將功率引導到內部負載310，以便啟動壓縮機254和/或操作風扇314以冷卻製冷設備180的各種部件(例如，負載元件132、壓縮機254等)。控制模組122還可以將內部負載310未使用的可用功率引導到外部負載312。例如，控制模組122可以將未使用的功率引導到外部負載312以“收穫”來自太陽能光伏模組陣列302的可用功率，如上所述。如果由監測模組120獲得的電壓和電流資料指示可能存在足夠的過剩功率，則可以啟動外部負載312。
圖9是根據實施方式示出的將電功率引導到一個或多個設備106(例如主設備112和一個或多個輔助設備110)的方法400的流程圖。參考圖9，方法400包括連續地測量來自電氣耦合到主設備112的太陽能光伏模組陣列302的可用電功率(框402)，以及基於可用電功率來調節由主設備112汲取的電功率(框404)。在一些實施方式中，主設備112可以直接從太陽能光伏模組陣列302汲取電功率。在一些實施方式中，調節由主設備112汲取的電功率可以包括增大和減小由主設備112汲取的電功率以匹配相應的可用電功率的增大和減小。例如，當來自太陽能光伏模組陣列302的可用功率增大時，由主設備112汲取的電功率可以相應地增大，反之亦然。在這樣的實施方式中，可以調節由主設備112汲取的電功率，使得由主設備112汲取的功率不超過可用功率。
在一些實施方式中，方法400可以包括將可用電功率與主設備112所需的功率進行比較(框406)。方法400還可以包括，一旦可用電功率超過主設備112所需的功率，就將電功率引導到主設備112(框408)。例如，一旦可用電功率超過主設備112的最小功率閾值，則可以將電功率從太陽能光伏模組陣列302引導到主設備112。根據具體應用，框406和408可以在調節由主設備112汲取的電功率之前進行。
繼續參考圖9，方法400可以包括將未被主設備112汲取的可用電功率引導到一個或多個輔助設備110(框410)。例如，主設備112未使用或不需要的多餘功率(例如主設備112不需要用於操作的功率或不足以操作主設備112的功率)可以被引導到一個或多個輔助設備110。主設備112可以包括製冷設備(例如，製冷設備180)、細胞培養箱、氧濃縮器設備或醫用測試機。一個或多個輔助設備110可以與主設備112分離。在一實施方式中，方法400可以包括基於可用電功率來調節由一個或多個輔助設備110汲取的電功率(框412)。在另一個實施方式中，方法400可以包括將可用電功率優先用於主設備112(框414)。例如，將可用電功率優先用於主設備112可以包括在可用電功率超過主設備112的功率需求的任何時候將可用電功率引導到主設備112，並且轉移主設備112未使用的可用電功率到一個或多個輔助設備110。在一個實施方式中，將可用電功率優先用於主設備112可以包括基於下載到控制元件104的天氣資料將可用電功率分配給主設備或一個或多個輔助設備。
繼續參考圖9，方法400可以包括在伺服器124上儲存對應於來自太陽能光伏模組陣列302的可用電功率和由主設備112耗用的電功率的資料(框416)。在一些實施方式中，儲存在伺服器124上的資料可以由使用者從遠端位置訪問。在一些實施方式中，方法400可以包括監測太陽能光伏模組陣列302的性能(框418)。例如，可以在安裝之後(以驗證正確的安裝)或正在進行的 基礎上(例如，以訪問太陽能光伏模組陣列302的損壞、盜竊、太陽能條件的改變或者太陽能光伏模組陣列302的連續監測)使用諸如來自遠端位置的儲存在伺服器124上的資料監測太陽能光伏模組陣列302。
圖10是示出根據實施方式的在多個設備106之間(諸如在主設備112和一個或多個輔助設備110之間)對功率進行優先排序的方法500的流程圖。參考圖10，方法500包括將來自電源102的可用功率與主設備112和一個或多個輔助設備110的功率需求進行比較(框502)，將可用功率引導到主設備112(框504)，以及將未使用的可用功率轉移到一個或多個輔助設備110(框506)。在一些實施方式中，電源102包括電耦合到主設備112的太陽能光伏模組陣列302。在一些實施方式中，將可用功率引導到主設備112可以包括僅在可用功率超過操作主設備112的最小功率閾值時將功率引導到主設備112。在一些實施方式中，將未使用的可用功率轉移到一個或多個輔助設備110可以包括將超過主設備112所汲取的功率的可用功率轉移到一個或多個輔助設備110。在一些實施方式中，將未使用的可用功率轉移到一個或多個輔助設備110可以包括將可用功率轉移到一個或多個輔助設備110直到來自電源102的可用功率超過操作主設備112的最小功率閾值，於是可用功率從一個或多個輔助設備110轉移並到轉移主設備112。
繼續參考圖10，方法500可以包括連續地測量來自電源102的可用電功率(框508)。連續地測量來自電源102的可用電功率可以包括將測試負載施加到電源102，測量跨過測試負載的電壓和電流以及根據所測得的電壓和電流計算功率。
技術狀態已發展到在系統各個方面的硬體、軟體(例如用作硬體規範的高級電腦程式)和/或固件實現之間存在幾乎沒有差別的程度；硬體、軟體和/或固件的使用通常是(但不總是，因為在某些背景下硬體和軟體之間的 選擇可能變得重要)代表成本相對于效率的權衡的設計選擇。存在多種載體，通過這些載體可實現本文描述的過程和/或系統和/或其他技術(例如硬體、軟體(例如用作硬體規範的高級電腦程式)和/或固件)，並且較佳的載體可隨著其中部署過程和/或系統和/或其他技術的背景而變化。例如，如果實施者確定速度和精確性是至上的，則實施者可選擇主要硬體和/或固件載體；替代地，如果靈活性至上，則實施者可選擇主要軟體(例如用作硬體規範的高級電腦程式)實現；或者再一次，替代地，實施者可選擇一個或多個機器中的硬體、軟體(例如用作硬體規範的高級電腦程式)和/或固件的一些組合、物質的組分以及製品，受限於根據35 U.S.C § 101可授專利權的主題。因此，存在若干種可能的載體，通過這些載體可實現本文描述的過程和/或設備和/或其他技術，沒有任何一種天生地優於其他的，因為擬利用的任何載體是依賴於載體將被部署的背景和實施者的特殊考慮(例如速度、靈活性或可預測性)的選擇，其任意一種都是可變的。
在本文所述的一些實現方式中，邏輯和類似的實現方式可以包括電腦程式或其他控制結構。例如，電子電路可以具有被構造且設置成實施本文所述的各種功能的一個或更多個電流路徑。在一些實現方式中，一種或多種介質可以被配置成當這種介質保存或發送可操作地按照本文描述的方式執行的裝置可檢測的指令時承載裝置可檢測的實現方式。在一些變型中，例如，實現方式可以包括通過例如執行與本文所述的一個或更多個操作相關的一個或更多個指令的接收或輸送而對現有的軟體(例如用作硬體規範的高級電腦程式)或固件或閘陣列或可程式設計硬體進行更新或修改。替代地或附加地，在一些變型中，一種實現方式還可以包括專用硬體、軟體(例如用作硬體規範的高級電腦程式)、固件元件和/或執行或者說調用專用組件的萬用群組件。說明或其他 實施方式可以通過本文所述的有形傳輸介質的一個或更多個實例發送，任選地通過分組傳輸或以其他方式在不同的時間傳遞穿過分佈的介質發送。
替代地或附加地，實現方式可以包括用於啟用、觸發、協調、請求或者說是導致本文描述的事實上任意功能操作發生一次或多次的專用指令序列或調用電路。在一些變型中，本文中的操作或其他邏輯描述可以表示成原始程式碼並且編譯為可執行的指令序列或者說是作為可執行的指令序列調用。在一些情形下，例如，實現方式可以全部或部分地由原始程式碼(例如C++或其他代碼序列)提供。在其他實現方式中，使用可商購的並且/或者本領域的技術的源或其他代碼實現方式可以被編譯/實施/翻譯/轉換成高水準描述語言(例如，最初實施C或C++程式設計語言描述的技術，此後將程式設計語言實現方式轉換成可邏輯合成的語言實現方式、硬體描述語言實現方式、硬體設計類比實現方式和/或其他類似的表述方式)。例如，一些或所有的邏輯表述(例如，電腦程式設計語言實現方式)可表現為Verilog類硬體描述(例如，通過硬體描述語言(HDL)和/或超高速積體電路硬體描述語言(VHDL))或其他電路模型，其然後可以用於建立具有硬體的物理實現方式(例如，專用積體電路)。
前述詳細描述通過使用框圖、流程圖和/或示例闡述了裝置和/或過程的各種實施方式。就這些框圖、流程圖和/或示例包含一個或多個功能和/或操作而言，應理解的是，這些框圖、流程圖或示例中的每個功能和/或操作可以通過大範圍的硬體、軟體(例如，用作硬體規範的高級電腦程式)、固件或實質上它們的任何組合單獨地和/或集中實現，受限於根據35 U.S.C § 101可授專利權的主題。在一實施方式中，本文所描述的主題的若干部分可以通過專用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、或者其他集成形式實現。但是，本文所公開的實施方式的一些方面(全部或部分)可在積體電路中等效實施作為在一或更多電腦上運行的一或多 個電腦程式(例如，作為在一或多個電腦系統上運行的一或多個程式)、作為在一或多個處理器上運行的一或多個程式(例如，作為在一或多個微處理器上運行的一或多個程式)、作為固件、或作為它們的幾乎任意組合，受限於根據35 U.S.C § 101可授專利權的主題，且鑒於本公開，設計電路或為軟體(例如，用作硬體規範的高級電腦程式)和/或固件編寫代碼完全在本領域技術人員的能力範圍內。本文所描述的主題的機構能夠作為各種形式的程式產品分發，且適用本文所描述的主題的說明性實施方式與用於實際執行分發的信號承載介質的特定類型無關。信號承載介質的示例包括但不限於以下各項：可記錄型介質，比如軟碟、硬碟驅動器、光碟(CD)、數位視訊光碟(DVD)、數位磁帶、電腦記憶體等；以及傳輸型介質，比如數位或類比通信介質(例如光纖電纜、波導、有線通信鏈路、無線通訊鏈路(例如發送器、接收器、發送邏輯、接收邏輯等)，等等)。
在一般意義上講，能夠由範圍廣泛的硬體、軟體(例如，用作硬體規範的高級電腦程式)、固件和/或它們的任意組合單獨地和/或共同地實施的本文所述的多個方面可以看成是由各種類型的“電路”組成的。因此，本文使用的“電路”包括，但不限於：具有至少一個離散電路的電路、具有至少一個積體電路的電路、具有至少一個專用積體電路的電路、形成由電腦程式配置成的通用計算設備(例如，由至少部分地執行本文所述的方法和/或設備的電腦程式配置成的通用電腦，或者由至少部分地執行本文所述的方法和/或設備的電腦程式配置成的微處理器)的電路、形成存放裝置的電路(例如，形成記憶體(例如，隨機存取記憶體、快閃記憶體、唯讀記憶體等))、和/或形成通信設備(例如，調節解調器、通信開關、光電設備等)的電路。本文所述的主題可以實施為類比或數位方式或者它們的一些組合。
本文所述的主題有時候說明不同的其他元件中包括的或與其連接上的不同元件。應當理解，這種描述的架構僅僅是示例性的，並且事實上，可以實施獲得相同功能的許多其他架構。在構思意義上，獲得相同功能的任何元件設置有效地“關聯”以便獲得所需的功能。因此，本文中組合以獲得特定功能的任意兩個元件可以被視為彼此“相關”以便獲得所需的功能，而不管架構或中間組件如何。同樣地，這樣關聯的任何兩個元件也可以視為彼此“可操作地連接”，或“可操作地耦合”以獲得所需的功能，並且能這樣關聯的任何兩個元件也可以視為彼此“可操作地耦合”以獲得所需的功能。可操作地可耦接的具體實例包括，但不限於：在物理上可匹配的和/或在物理上相互作用的元件；和/或通過無線方式可交互的、和/或通過無線方式相互作用的元件；和/或在邏輯上相互作用、和/或在邏輯上可相互作用的元件等。
在一些情況下，一個或更多個元件在本文中可以稱為“配置成”、“被配置成”、“可配置成”、“可操作地/操作地以”、“適於/可適於”、“能”、“可適合於/適合於”等。本領域的普通技術人員將認識到這些術語(例如，“被配置成”)一般可以包括主動狀態元件和/或非主動狀態元件和/或待機狀態元件，除非上下文另有要求。
為了概念清楚的目的，本文所述的元件(例如，操作)、裝置、物件以及伴隨著它們的討論用作示例，並且預想到各種配置修改。因此，如本文中使用的，所闡述的具體範例和伴隨的討論旨在代表它們更一般的類別。一般而言，使用任何具體範例旨在代表其類別，並且沒有包括的具體元件(例如，操作)、裝置和物件不應當視為限制。
本說明書中提及的所有上述美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、外國專利、外國專利申請和非專利出版物在與本文不矛盾的程度上併入本文。
雖然本文已經公開了多個方面和實施方式，但是其他方面和實施方式對本領域中技術人員而言將是顯而易見的。本文所公開的多個方面和實施方式是為了舉例說明的目的，而不是旨在限制由以下權利要求書所指明的真正的範圍和精神。
100:功率控制系統
102:電源
104:控制元件
106:一個或多個設備
110:輔助設備
112:主設備
120:監測模組
122:控制模組
124:伺服器
130:監測組件
132:負載元件

Claims (32)

  1. 一種將電功率引導到一個或多個設備的方法，所述方法包括：連續地測量來自電氣耦合到主設備的太陽能光伏模組陣列的可用電功率；基於所述可用電功率來調節由所述主設備汲取的電功率；以及將緩衝裕度保持在由所述主設備汲取的電功率和所述可用電功率之間。
  2. 如請求項1所述的方法，其還包括：將所述可用電功率與所述主設備所需的功率進行比較；以及一旦所述可用電功率超過所述主設備所需的功率，就將電功率引導到所述主設備。
  3. 如請求項1所述的方法，其中調節由所述主設備汲取的所述電功率包括增大和減小由所述主設備汲取的所述電功率以匹配所述可用電功率的相應增大和減小。
  4. 如請求項3所述的方法，其中調節由所述主設備汲取的所述電功率使得由所述主設備汲取的電功率不超過所述可用電功率。
  5. 如請求項1所述的方法，其還包括將未被所述主設備汲取的所述可用電功率中的至少一部分引導到一個或多個輔助設備。
  6. 如請求項5所述的方法，其還包括基於所述可用電功率來調節由所述一個或多個輔助設備汲取的所述電功率中的至少一部分或向所述一個或多個輔助設備提供的所述電功率中的至少一部分。
  7. 如請求項5所述的方法，其還包括使所述可用電功率優先用於所述主設備。
  8. 如請求項7所述的方法，其中，使所述可用電功率優先用於所述主設備包括： 在所述可用電功率中的至少一部分超過所述主設備的功率需求的任何時間向所述主設備引導可用電功率；以及將所述主設備未使用的可用電功率中的至少一部分轉移到所述一個或多個輔助設備。
  9. 如請求項7所述的方法，其中，使所述可用電功率優先用於所述主設備包括基於下載到控制元件的天氣資料向所述主設備或向所述一個或多個輔助設備分配所述可用電功率。
  10. 如請求項5所述的方法，其中：所述主設備包括製冷設備、細胞培養箱、氧氣濃縮器設備或醫療試驗機；以及所述一個或多個輔助設備與所述主設備分離。
  11. 如請求項1所述的方法，其還包括將對應於來自所述太陽能光伏模組陣列的可用電功率和被所述主設備耗用的電功率的資料儲存在伺服器上。
  12. 如請求項11所述的方法，其中儲存在所述伺服器上的所述資料能由使用者從遠端位置訪問。
  13. 如請求項1所述的方法，其中所述主設備直接從所述太陽能光伏模組陣列汲取功率。
  14. 如請求項1所述的方法，其還包括監測所述太陽能光伏模組陣列的性能。
  15. 如請求項14所述的方法，其中監測所述太陽能光伏模組陣列的所述性能包括連續地監測所述太陽能光伏模組陣列的所述性能。
  16. 一種在多個設備之間對功率進行優先排序的方法，所述方法包括： 將來自電源的可用功率與主設備和一個或多個輔助設備的功率需求進行比較，其中所述電源包括電耦合到所述主設備的太陽能光伏模組陣列；將所述可用功率的一部分引導到所述主設備；將所述可用功率的未使用部分轉移到所述一個或多個輔助設備；以及將緩衝裕度保持在(1)所述可用功率和(2)引導到所述主設備的所述可用功率的所述部分和轉移到所述一個或多個輔助設備的所述可用功率的所述未使用部分之間。
  17. 如請求項16所述的方法，其中：將所述可用功率的一部分引導到所述主設備包括僅當所述可用功率超過操作所述主設備的最小功率閾值時才將所述可用功率的所述部分引導到所述主設備；以及將所述可用功率的未使用的部分轉移到所述一個或多個輔助設備包括將超過引導到所述主設備的所述可用功率的所述部分的所述可用功率的所述未使用的部分轉移到所述一個或多個輔助設備。
  18. 如請求項17所述的方法，其中將所述可用功率的所述未使用的部分轉移到所述一個或多個輔助設備包括將所述可用功率的所述未使用的部分轉移到所述一個或多個輔助設備，直到來自所述電源的所述可用功率超過操作所述主設備的所述最小功率閾值，於是所述可用功率從所述一個或多個輔助設備轉移並轉移到所述主設備。
  19. 如請求項16所述的方法，其還包括連續地測量來自所述電源的所述可用功率。
  20. 如請求項19所述的方法，其中連續地測量來自所述電源的所述可用功率包括：給所述電源施加測試負載； 測量穿過所述測試負載的電壓和電流；以及根據所測得的所述電壓和電流計算功率。
  21. 一種被配置為基於可用功率來調節由一個或多個設備汲取的電功率的控制元件，所述控制元件包括：監測模組，其被配置為連續地測量來自電源的可用電功率；和控制模組，其被配置為：基於所述可用電功率來選擇性地將電功率引導到所述一個或多個設備，所述控制模組基於所述一個或多個設備的與所述可用電功率相關聯的功率需求來選擇哪些負載接通；以及將緩衝裕度保持在引導到所述一個或多個設備的所述電功率和所述可用電功率之間。
  22. 如請求項21所述的控制元件，其中，一旦所述可用電功率超過操作主設備的最小功率閾值，則所述控制模組將電功率引導到所述主設備。
  23. 如請求項22所述的控制元件，其中所述控制模組將所述主設備未使用的所述可用電功率的至少一部分引導到一個或多個輔助設備。
  24. 如請求項23所述的控制元件，其中：所述主設備是製冷設備；並且所述一個或多個輔助設備與所述製冷設備分開。
  25. 如請求項22所述的控制元件，其中所述控制模組基於所述可用電功率來調節所述主設備的所述功率需求。
  26. 如請求項21所述的控制元件，其中所述控制模組將所述可用電功率引導到一個或多個輔助設備，直到所述可用電功率超過操作所述主設備的最小功率閾值，於是所述控制模組將所述可用電功率從所述一個或多個輔助設備轉移並轉移到所述主設備。
  27. 一種製冷設備元件，其包括：太陽能光伏模組陣列；電耦合到所述太陽能光伏模組陣列的製冷設備；監測模組，其被配置為連續地測量來自所述太陽能光伏模組陣列的可用電功率；和控制模組，其被配置為：基於所述可用電功率來調節一個或多個負載從所述太陽能光伏模組陣列汲取的電功率，所述控制模組基於所述一個或多個負載的與所述可用功率相關聯的功率需求來選擇哪些負載接通；以及將緩衝裕度保持在由所述一個或多個負載汲取的所述電功率和所述可用電功率之間。
  28. 如請求項27所述的製冷設備元件，其中所述一個或多個負載包括至少一個內部負載和至少一個外部負載。
  29. 如請求項28所述的製冷設備元件，其中所述至少一個內部負載包括壓縮機和風扇。
  30. 如請求項29所述的製冷設備元件，其中所述至少一個外部負載包括電池充電器。
  31. 如請求項28所述的製冷設備元件，其中，一旦所述可用電功率超過操作所述至少一個內部負載的最小功率閾值，則所述控制模組將所述可用電功率的至少一部分引導至所述至少一個內部負載。
  32. 如請求項31所述的製冷設備元件，其中所述控制模組將所述至少一個內部負載未使用的所述可用電功率的至少一部分引導到所述至少一個外部負載。
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