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TWI788326B - 用於對建築物加熱及冷卻之太陽能動態玻璃 - Google Patents

用於對建築物加熱及冷卻之太陽能動態玻璃 Download PDF

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TWI788326B
TWI788326B TW107105853A TW107105853A TWI788326B TW I788326 B TWI788326 B TW I788326B TW 107105853 A TW107105853 A TW 107105853A TW 107105853 A TW107105853 A TW 107105853A TW I788326 B TWI788326 B TW I788326B
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windows
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布蘭登 蒂尼阿諾
達爾雅 雪利凡斯塔瓦
史蒂芬 克拉克 布朗
艾瑞齊 R 克拉溫
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美商唯景公司
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Abstract

本文中之各種實施例係關於用於對一建築物中之電致變色窗供電的系統。系統可包括：光伏面板，該等光伏面板經組態以產生電力；能量儲存裝置，該(等)能量儲存裝置經組態以用於儲存所產生之電力；以及一電致變色窗網路上之一或多個控制器，該一或多個控制器經組態以自該(等)能量儲存裝置接收電力且對一或多個電致變色窗中之著色轉變供電。系統可包括本文中描述的用於調整及/或控制電力之產生、儲存及應用的各種額外電路組件。本文中描述之系統及技術可用以設計作為混合太陽能或無電網(「OTG」)之電致變色窗網路。

Description

用於對建築物加熱及冷卻之太陽能動態玻璃
電致變色為材料在被置於不同電子狀態(通常藉由經歷了電壓變化)時在光學性質上展現出可逆之電化學介導變化的現象。該光學性質通常為顏色、透射率、吸收率及反射率中之一或多者。 電致變色材料可併入至(例如)家用、商用及其他用途之窗中，作為窗玻璃上之薄膜塗層。可藉由在電致變色材料中引致變化而改變此類窗之顏色、透射率、吸收率及/或反射率，例如，電致變色窗為可用電子方式變暗或變亮之窗。向窗之電致變色裝置施加的小電壓將會使其變暗；反轉電壓極性會使其變亮。此能力允許控制穿過窗之光的量，且使電致變色窗有機會用作節能裝置。 雖然電致變色在20世紀60年代被發現，但遺憾的係，儘管電致變色技術、設備及製造及/或使用電致變色裝置之相關方法近來取得了許多進步，但電致變色裝置且尤其係電致變色窗仍遇到各種問題且尚未開始實現其巨大之商業潛力。
本揭示案之一個態樣係關於一種用於向一建築物中之複數個光學可切換窗提供電力之系統。該系統包括：(a) 一光伏陣列，該光伏陣列具有用於產生電力之一或多個光伏面板；(b) 一光伏監測器，該光伏監測器耦接該光伏陣列且經組態以自該(等)光伏面板收集輻照度資料；(c) 一能量儲存裝置；(d) 一電壓調整器，該電壓調整器經組態以自該光伏陣列接收電力、向該能量儲存裝置施加一電荷信號及使用該能量儲存裝置中儲存之電力及/或來自該光伏陣列之電力來產生一DC輸出信號；(e) 一網路，該網路經組態以控制該等可著色窗之著色狀態，其中該網路包括一主控制器，該主控制器經組態以向一或多個窗控制器發出用於控制該等可著色窗之該等著色狀態的指令，其中該等指令至少部分基於該收集到之輻照度資料；以及(f) 一或多個控制面板，該一或多個控制面板經組態以自該DC輸出信號接收電力且向一或多個窗控制器提供電力。 在該系統之一些實施例中包括與該光伏陣列及該電壓調整器耦接之一光伏組合器，其中該光伏組合器經組態以將引至該電壓調整器之接線減至最短。 在一些實施例中，該主控制器經組態以自一或多個感測器接收明光資料及/或定向照度資料，且該等所發出之指令進一步部分基於該明光資料及/或該定向照度資料。用於提供該明光資料及/或定向照度資料之感測器可位於一單獨建築物中。在一些情況中，一感測器為一環形感測器。在一些實施例中，該系統經組態以利用接收到之定向照度資料來將該光伏陣列中之該等光伏面板重定位到大致最大化電力產生之一方向及定向。 本揭示案之另一態樣係關於一種用於向一建築物中之複數個光學可切換窗提供電力之系統。此系統包括：(a) 一光伏陣列，該光伏陣列具有一或多個光伏面板，其中該等光伏面板中之至少一者與拱肩玻璃耦接，且其中該光伏陣列經組態以產生電力；(b) 一能量儲存裝置；(c) 一電壓調整器，該電壓調整器經組態以自該光伏陣列接收電力、向該能量儲存裝置施加一電荷信號及使用該能量儲存裝置中儲存之電力及/或來自該光伏陣列之電力來產生一DC輸出信號；(d) 一或多個窗控制器，該一或多個窗控制器經組態以控制該等可著色窗之該等著色狀態；以及(e) 一或多個控制面板，該一或多個控制面板經組態以自該DC輸出信號接收電力且向一或多個窗控制器提供電力。 在該系統之一些實施例中包括與該光伏陣列及該電壓調整器耦接之一光伏組合器，其中該光伏組合器經組態以將引至該電壓調整器之接線減至最短。 在一些實施例中，該(等)控制面板包括一主控制器，該主控制器經組態以向該(等)窗控制器發出用於控制該等可著色窗之該等著色狀態的指令。 該主控制器可經組態以自一或多個感測器接收明光資料及/或定向照度資料，且該等所發出之指令可至少部分基於該明光資料及/或其他定向照度資料。用於提供該明光資料及/或定向照度資料之感測器可位於一單獨建築物中。在一些情況中，一感測器為一環形感測器。在一些實施例中，該系統經組態以利用接收到之定向照度資料來將該光伏陣列中之該等光伏面板重定位到大致最大化電力產生之一方向及定向。 在一些實施例中，該系統包括耦接至該光伏陣列之一光伏監測器，該光伏監測器經組態以收集輻照度資料且其中該等指令至少部分基於該輻照度資料。 本文中描述之系統可包括一光伏陣列，該光伏陣列具有至少兩個光伏面板，該至少兩個光伏面板對光之不同波長具有選擇性。在一些情況中，光伏面板之選擇性的差異可用於判定或估計該建築物接收到之太陽輻照度的全光譜。選擇性之差異可為(例如)該等光伏面板之帶隙能量的差異或光學濾波器之使用的結果。 在一些實施例中，本文中描述之系統可包括一DC分配面板，該DC分配面板經組態以自該電壓調整器接收該DC輸出信號且將電力分配給該(等)控制面板。該DC分配面板可進一步經組態以將電力遞送給一或多個非電致變色窗系統。舉例而言，可使用24伏特直流(DC)分配網將電力遞送給該(等)控制面板及/或該(等)非電致變色系統。 本文中描述之系統可包括一變流器，該變流器經組態以與一電力網相互作用且將該DC輸出信號轉換成一交流(AC)輸出。在一些情況中，該系統可包括耦接至該變流器之一AC分配面板，該AC分配面板經組態以將該AC輸出分割且分配給一或多個控制面板，該一或多個控制面板經組態以自該AC分配面板接收電力且將AC電力轉換成DC電力。在一些情況中，該變流器與該電力網之間的該相互作用包括該變流器將電力饋送回該電力網中且該電力網向該變流器提供電力。 在本文中描述之系統的一些實施例中，該電壓調整器可為一脈寬調變(PWM)控制器或一最大功率點追蹤(MPPT)控制器。在一些情況中，該能量儲存裝置包括針對深循環應用而組態之一或多個電池。一電壓調整器可經組態以防止該(等)電池過度充電。在一些實施例中，可存在位於該建築物之不同區域中的至少兩個電池，且在一些實施例中，一電池可位於一控制面板處。在一些實施例中，一能量儲存裝置包括一電容器或一超級電容器。在一些實施例中，一或多個窗控制器可具有一局部能量儲存裝置。 本揭示案之另一態樣係關於一種用於提供電力之建築物立面。該立面包括：(a) 複數個光學可著色窗；(b) 一光伏陣列，該光伏陣列包括一或多個光伏面板，其中該(等)光伏面板耦接至該建築物外部上之拱肩玻璃，且其中該光伏陣列經組態以產生電力；(c) 一能量儲存裝置；以及複數個控制器，該複數個控制器經組態以(i) 使用該產生之電力對該能量儲存裝置充電、(ii)使用自該能量儲存裝置及/或該光伏陣列提供之電力來控制該等可著色窗之著色狀態及(iii)使用自該能量儲存裝置及/或該光伏陣列提供之電力來向一或多個建築物系統及/或一都市電力網提供電力。 本揭示案之另一態樣係關於一種建築物。該建築物包括：(a) 一或多個光學可著色窗；(b) 一光伏陣列，該光伏陣列具有一或多個光伏面板，其中該(等)光伏面板耦接至該建築物之外表面上之拱肩玻璃，且其中該光伏陣列經組態以產生電力；(b) 一光伏組合器，該光伏組合器與該光伏陣列耦接，該光伏組合器經組態以藉由組合來自該光伏陣列之該產生之電力而產生一第一直流(DC)信號；(c) 一能量儲存裝置；(d) 一電壓調整器，該電壓調整器經組態以自該光伏陣列接收電力、向該能量儲存裝置施加一電荷信號及使用該能量儲存裝置中儲存之電力及/或來自該光伏陣列之電力來產生一DC輸出信號；(e) 一或多個窗控制器，該一或多個窗控制器經組態以控制該等可著色窗之該等著色狀態；以及(f) 一或多個控制面板，該一或多個控制面板經組態以自該DC輸出信號接收電力且向該等窗控制器提供電力，其中該(等)控制面板未經組態以自一都市電力網接收電力。 在一些實施例中，一建築物亦可包括與該光伏陣列及該電壓調整器耦接之一光伏組合器，其中該光伏組合器經組態以將引至該電壓調整器之接線減至最短。 本揭示案之另一態樣係關於一種控制一建築物中之一或多個光學可切換窗的方法。該方法包括以下操作：(a) 監測藉由一光伏陣列產生之電力，該光伏陣列可具有一或多個光伏面板；(b) 基於藉由該(等)光伏面板產生之電力來判定輻照度資料；以及(c) 向一或多個窗控制器發出用於調整該(等)光學可切換窗之光學狀態的指令，該等指令至少部分基於該輻照度資料。 在一些情況中，該(等)光伏面板中之至少一者與該建築物外部上之拱肩玻璃耦接。 在一些情況中，判定該輻照度資料包括基於該(等)光伏面板之定向來判定定向照度資料。 在一些情況中，該方法進一步包括自一或多個感測器接收明光資料及/或定向照度資料。當情況如此時，該等所發出之指令可至少部分基於該接收到之明光資料及/或該定向照度資料。 在一些情況中，至少一個感測器為一環形感測器，且在一些情況中，一感測器可位於一不同建築物處。 在一些情況中，該方法可包括將該光伏陣列中之該等光伏面板重定位到大致最大化電力產生之一方向及定向的操作。 在一些情況中，調整該(等)光學可切換窗之該光學狀態係使用藉由該(等)光伏面板產生之該電力來執行。 將參看相關聯圖式更詳細地描述所揭示實施例之此等及其他特徵。
可切換窗技術 通常，「光學可切換裝置」為因應電輸入而改變光學狀態之薄膜裝置。該薄膜裝置大體上藉由某類基板(例如，玻璃或其他透明材料)支撐。該裝置在兩個或更多個光學狀態之間可逆地循環。藉由向裝置施加預定電流及/或電壓來控制此等狀態之間的切換。該裝置通常包括跨坐在至少一個光學主動層上之兩個薄導電片。向該等薄導電片施加驅動光學狀態之改變的電輸入。在某些實施方案中，藉由與導電片電通信之匯流條提供該輸入。 雖然本揭示案著重於作為光學可切換裝置之實例的電致變色裝置，但本揭示案不限於此。其他類型之光學可切換裝置的實例包括某些電泳裝置、液晶裝置及其類似者。光學可切換裝置可設置於各種光學可切換產品(諸如光學可切換窗)上。然而，本文中揭示之實施例不限於可切換窗。其他類型之光學可切換產品的實例包括鏡子、顯示器及其類似者。在本揭示案之上下文中，此等產品通常提供為非像素化格式。 根據一些實施例之電致變色裝置100的示意性截面圖示出於圖1中。該電致變色裝置包括基板102、導電層(CL) 104、電致變色層(EC) 106 (有時亦被稱作陰極上色層或陰極著色層)、離子傳導層或區(IC) 108、相對電極層(CE) 110 (有時亦被稱作陽極上色層或陽極著色層)及導電層(CL) 114。元件104、106、108、110及114被統稱為電致變色堆疊120。可操作以跨電致變色堆疊120施加電位之電壓源116實現電致變色裝置自(例如)清透狀態至著色狀態的轉變。在其他實施例中，層之次序相對於基板為顛倒的。亦即，該等層按以下次序：基板、導電層、相對電極層、離子傳導層、電致變色材料層、導電層。 在各種實施例中，離子導體區108可由EC層106之一部分及/或由CE層110之一部分形成。在此類實施例中，電致變色堆疊120可經沈積而包括與陽極上色相對電極材料(CE層)直接實體接觸的陰極上色電致變色材料(EC層)。可接著(例如)經由加熱及/或其他處理步驟來形成離子導體區108 (有時被稱作界面區，或被稱作實質上電子絕緣之離子傳導層或區)，在其中EC層106與CE層110會合。在2012年5月2日提交且標題為「ELECTROCHROMIC DEVICES」之美國專利申請案第13/462,725號中進一步討論在未沈積不同之離子導體材料的情況下製作之電致變色裝置，該申請案以引用方式整體併入本文中。 在某些實施例中，電致變色裝置在清透狀態與著色狀態之間可逆地循環。在清透狀態下，向電致變色堆疊120施加電位，使得該堆疊中可能會使電致變色材料106處於著色狀態之可用離子主要駐留於相對電極110中。當向電致變色堆疊施加之電位反轉時，離子穿過離子傳導層108輸送至電致變色材料106且使該材料進入著色狀態。 應理解，對清透狀態與著色狀態之間的轉變的提及為非限制性的且僅表明可實施之電致變色轉變的許多個實例中之一個實例。除非本文中另外指明，否則只要提到清透-著色轉變，對應之裝置或方法包含其他光學狀態轉變，諸如非反射-反射、透明-不透明等。另外，術語「清透」及「漂白的」係指光學中性狀態，例如，未著色、透明或半透明的。此外，除非本文中另外指明，否則電致變色轉變之「顏色」或「色彩」不限於任何特定之波長或波長範圍。如熟習此項技術者所理解，適當之電致變色材料及相對電極材料之選擇決定相關之光學轉變。 在某些實施例中，組成電致變色堆疊120之所有材料為無機的、固體的(例如，處於固態)或無機的與固體的。由於有機材料往往會隨著時間過去而降級，尤其係像有色建築物窗般暴露於熱及UV光時，因此無機材料提供可在延長之時段內起作用的可靠電致變色堆疊之優點。處於固態之材料亦提供並未像處於液態之材料般經常會發生圍堵及洩漏問題之優點。應理解，堆疊中之任何一或多個層可含有一定量之有機材料，但在許多實施方案中，該等層中之一或多者含有很少有機物質或不含有有機物質。同樣之情況可適用於在一或多個層中可能少量存在之液體。亦應理解，可藉由採用液體組分之製程，諸如採用溶膠-凝膠或化學氣相沈積之某些製程，來沈積或以其他方式形成固態材料。 電致變色裝置可用多種方式來接收電力。在2014年6月6日提交且標題為「CONNECTORS FOR SMART WINDOWS」之美國專利申請案第14/363,769號(代理人案號VIEWP034X1)中進一步討論用於對電致變色裝置供電之接線及其他連接器，該申請案以引用方式整體併入本文中。 通常藉由窗控制器來控制電致變色裝置，該窗控制器可在本地位於其供給電力之電致變色裝置/窗上或附近。在以下專利及專利申請案中進一步討論窗控制器，該等專利及專利申請案中之每一者以引用方式整體併入本文中：2011年3月16日提交且標題為「MULTIPURPOSE CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS」之美國專利申請案第13/049,756號(代理人案號VIEWP007)；2011年3月16日提交且標題為「ONBOARD CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS」之美國專利第8,213,074號(代理人案號VIEWP008)；以及2015年5月7日提交且標題為「CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS」之P.C.T.專利申請案第PCT/US15/29675號(代理人案號VIEWP049X1WO)。 作為電源之光伏裝置 光伏(「PV」)電池或太陽能電池將太陽能轉換成電力。PV面板或模組大體上為經佈置使得收集及組合來自每一電池之電力輸出的一群PV電池。PV陣列為佈置成多種形式(諸如，例如，串聯、並聯或串聯/並聯)之一群PV面板或模組。習知PV面板，諸如，例如Grape Solar之® GS-P60-265-Fab2或LG之NeONTM 2 LG320N1C-G4，通常產生240 W至350 W之間的峰值(例如，8 A 36V之DC)，額定效率為16%-20%。通常，PV陣列放置於許多結構(諸如，例如，建築物之屋頂)上以最大程度地暴露於太陽能，但亦可位於建築物外部之任何地方，諸如面向西之立面或甚至位於地面上。 藉由PV電池產生之電力呈DC電力之形式。此PV產生之電力可用於對安裝於建築物中之電致變色(「EC」)或光學可切換窗網路供電且被稱作PV-EC系統。PV陣列裝置之尺寸將視負載要求(例如，以瓦特計之峰值需求)而定且可將(例如)按千瓦特/小時計之電池儲存要求納入考慮。在一些實施方案中，PV-EC系統亦被設計成假設(例如)該系統將需要一天之預留電力(陰天之後係晴天)，且將因此需要為EC窗網路及其相關聯之電力分配網路之每日電力消耗的兩倍之PV電力產生能力。因此，舉例而言，在採用具有20%效率之PV面板的PV-EC系統裝置中將大致需要尺寸為1 m × 2 m (或約3 ft × 6 ft)/1250 ft2 之所安裝EC玻璃窗的一個PV面板。就線性投影縮放而言，此表示在涉及100,000 ft2 之EC玻璃裝置及80個PV面板的部署中，PV陣列將佔用約1440 ft2 之屋頂面積(假設屋頂安裝)。 通信網路 如上文所描述，電致變色窗網路可為電力分配網路、通信網路或兩者。本文中之許多實施例集中於可或不可亦用作通信網路及/或可與通信網路共用某些組件之電力分配網路。在未指定如何分發通信/控制資訊之情況下，假設可經由任何可用方式來進行通信。在一些情況中，此可能表示經由電力分配網路使用之相同導線、導管、繫緊錨及/或其他組件來進行通信。在某些情況中，可經由電力分配網路使用之相同導線/組件中之一些來進行通信，但在特定地方設置額外接線來進行通信。在某些情況中，可無線地(單獨地或與有線通信組合)進行通信。 圖2為根據某些實施例的用於控制建築物之一或多個可著色窗之功能(例如，轉變至不同著色水平)的通信網路系統200之組件的方塊圖。如本文中別處所闡釋，該通信網路可整體地或部分地位於與電力分配網路相同之位置。系統200可為藉由建築物管理系統(BMS)管理之系統中的一者或可獨立於BMS來操作。 系統200包括主窗控制器202，該主窗控制器可向可著色窗發送控制信號來控制其功能。就用於實現示例性目的之主控制器來描述系統200。在其他實施例中，窗控制架構可使邏輯「重負」按更分散之方式來組態，亦即，其中窗(葉)控制器及/或網路控制器分擔更多之計算負擔。在以下各案中描述用於控制光學可切換窗之分散式控制系統的實例：標題為「CONTROLLERS FOR OPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES」且在2016年10月26日提交之美國專利申請案第15/334,832號(代理人案號VIEWP084)；標題為「MONITORING SITES CONTAINING SWITCHABLE OPTICAL DEVICES AND CONTROLLERS」且在2017年6月14日提交之美國專利申請案第15/623,237號(代理人案號VIEWP061C1)；以及標題為「MONITORING SITES CONTAINING SWITCHABLE OPTICAL DEVICES AND CONTROLLERS」且在2017年8月30日提交之美國專利申請案第15/691,468號(代理人案號VIEWP061X1)，以上各者均整體併入。系統200亦包括與主窗控制器202電子通信之網路組件210。可經由網路210向主窗控制器202傳送用於控制可著色窗之功能的預測性控制邏輯、其他控制邏輯及指令及/或感測器資料。網路210可為有線或無線網路。在一個實施例中，網路210與BMS通信以允許BMS經由網路210向建築物中之可著色窗發送用於控制可著色窗之指令。 系統200亦包括電致變色窗207及壁開關290，該等電致變色窗及壁開關均與主窗控制器202電子通信。在此所示實例中，主窗控制器202可向EC窗207發送控制信號來控制可著色窗207之著色水平。每一壁開關290亦與EC窗207及主窗控制器202通信。終端使用者(例如，具有可著色窗之房間的佔用人)可使用壁開關290來控制可著色電致變色窗207之著色水平及其他功能。 在圖2中，將通信網路202繪示為窗控制器之分散式網路，該等窗控制器包括主窗網路控制器203、與主網路控制器203通信之複數個中間網路控制器205及多個端或葉窗控制器210。每複數個端或葉窗控制器210與單個中間網路控制器205通信。圖2所示之分散式網路中的每一窗控制器可包括處理器(例如，微處理器)及與該處理器電通信之電腦可讀媒體。 在圖2中，每一葉或端窗控制器210與EC窗207通信以控制該窗之著色水平。在IGU之情況中，葉或端窗控制器210可與IGU之多個窗片上的EC窗207通信以控制該IGU之著色水平。在其他實施例中，每一葉或端窗控制器210可與複數個可著色窗通信。葉或端窗控制器210可整合至可著色窗中或可與其控制之可著色窗分開。 每一壁開關290可由終端使用者(例如，房間之佔用人)操作以控制與壁開關290通信之可著色窗的著色水平及其他功能。終端使用者可操作壁開關290來向EC窗207傳送控制信號。在一些情況中，來自壁開關290之此等信號可超控來自主窗控制器202之信號。在其他情況(例如，高需求情況)中，來自主窗控制器202之控制信號可超控來自壁開關290之控制信號。每一壁開關290亦與葉或端窗控制器210通信以發送關於從壁開關290發回給主窗控制器202之控制信號(例如，時間、日期、所請求之著色水平等)的資訊。在一些情況中，可手動操作壁開關290。在其他情況中，可藉由終端使用者使用遠端裝置(例如，行動電話、平板電腦等)發送具有控制信號之無線通信(例如，使用紅外線(IR)及/或射頻(RF)信號)來無線地控制壁開關290。在一些情況中，壁開關290可包括無線協定晶片，諸如藍芽、EnOcean、WiFi、Zigbee及其類似者。雖然圖2中繪示之壁開關290位於牆壁上，但系統200之其他實施例可具有位於房間中別處之開關。 電力分配網路 在已安裝EC窗網路或隔熱玻璃單元但不具有PV電力產生能力之建築物中，該EC窗網路可藉由主建築物電源供應器來供電。主建築物電力分配由各種饋線及分支電路組成，其中一些分支電路被組態為與控制面板(諸如由Milpitas, California之View, Inc.製造的控制面板)耦接之120 V單相電路。轉而，控制面板具有用滿足以下電路之要求的DC電路對EC窗網路供電的能力：美國國家電工法規(「NEC」)第725條1類功率限制電路，該等電路大體上限於30 V及1000 V∙A、或8A 24V或每電力段196W；以及2類固有或非固有地限制之電路，該等電路大體上限於30V及100 V∙A。通常，藉由使用降壓變壓器或AC至DC電源供應器來達成第725條1類功率限制電路或2類電路。控制面板亦容納主控制器及網路控制器，該等控制器能夠發出著色命令且將著色命令轉發至EC窗，使得EC窗網路可正常地起作用。EC窗控制器可使用1類或2類電力，此視安裝具體情況而定。將建築物電力供應給控制面板，自該控制面板，將電力進一步分配給EC窗網路。 為了驅動EC窗網路，例如，以幹線分配方案為特色之EC供電網路(諸如可在市場上購自Milpitas, California之View, Inc.的該等EC供電網路)，自控制面板經由幹線來供應電力。幹線系統沿途之連接器可將幹線與用戶引入線耦接。用戶引入線接著與窗控制器耦接，該等窗控制器自主控制器接收著色指令以及自同一線路接收電力。電力自控制面板經由幹線、連接器及用戶引入線供應至窗控制器允許窗控制器指示與各別窗控制器耦接之一或多個EC窗視所發出之命令而著色至各種著色狀態。控制面板至其窗控制器之供電配電路徑被統稱為電力分配網路。現將討論電力分配網路之某些元件。 許多拓撲可用於實施電力分配網路以將電力遞送給複數個電致變色窗。在本文中之各種實施例中，電力分配網路可藉由至少兩個組件來表徵：上游組件及下游組件。單個網路可包括多個上游組件及/或多個下游組件。 該等上游組件包括連接至建築物之電源供應器的一或多個主要電源供應器(例如，控制面板)及連接至該等主要電源供應器之組件(例如，電纜)。該等上游組件將電力自控制面板或其他電源供應器遞送至下游組件。主要電源供應器本質上為電力分配網路內之最上游組件。在許多實施例中，電致變色窗之數目遠高於用作上游組件之電纜的數目。換言之，每一上游電纜通常向多個電致變色窗及窗控制器提供電力。在一些實施例中，一上游電纜向3個或更多個可切換窗提供電力。此拓撲表示相較於其中單獨之電纜將電力自主要電源供應器提供給每一個別窗控制器之網路拓撲的實質改良。在此類情況中，電力插入線之數目等於窗控制器之數目。此等組態提出了與為了向所有窗控制器/窗供應電力而需要容納之電纜的大數目、大長度及大體積有關的嚴峻挑戰。舉例而言，此類拓撲中之主要電源供應器必須被設計成接受大量電纜，在安裝許多電致變色窗時，此可能為有挑戰性的。另外，將如此大量/大長度/大體積之電纜鋪設在建築物中涉及到之勞動量為巨大的。為此，使用較少上游電纜來向多個電致變色窗提供電力之電力分配網路為有利的。 大多數下游組件自上游組件接收電力且將電力遞送給窗及窗控制器。在許多情況中，下游組件被佈置成具有直接連接之窗控制器的匯流排線、菊鏈或類似之實體組態或拓撲。在一些情況中，下游組件包括用戶引入線，該等用戶引入線將電力(在一些情況中，及通信資訊)直接遞送給窗控制器。通常，用戶引入線為匯流排 線與個別窗控制器之間的電連接。除了各種電力分配電纜(匯流排線、用戶引入線、菊鏈等)之外，下游組件通常亦包括電連接器。該等電連接器可為電力插入連接器、用戶引入線連接器或如本文中描述的其他類型之連接器。一般而言，電力插入連接器可用於將上游電力分配電纜(例如，連接至控制面板之電力插入線)連接至下游電力分配電纜(例如，匯流排線)。用戶引入線連接器可用於將用戶引入線連接至匯流排線。窗控制器在一些實施方案中可串聯連接且在一些其他實施方案中按菊鏈形式連接。如下文關於圖3C進一步討論，下游組件可被表徵為在一些實施例中包括不同之段。用於上游組件之電纜可與用於下游組件之電纜相同或不同。在一些實施例中，可提供一或多個補充電源面板或能量井作為下游組件。在一些情況中，補充電源面板可自主建築物電源接收電力，且可經由補充電力插入線將電力提供至匯流排線。通常，如下文進一步闡釋，補充電源面板將會在比主要電源供應器將電力遞送給匯流排線之位置更下游之位置處將電力遞送給匯流排線。 在某些實施方案中，下游及/或上游電纜之至少一部分可設於幹線中。簡短地，幹線藉由結構元素及位置元素界定。在結構上，幹線被理解為包括用於載運電力之導線。在許多情況中，幹線亦包括用於載運通信資訊之導線，但情況並非總是如此。關於位置，幹線被理解為在功能上位於控制面板與個別用戶引入線(或窗控制器自身，若用戶引入線不存在)之間。用戶引入線可自幹線分接出以接收電力及通信資訊。用戶引入線不被視為幹線之部分。在某些實施方案中，幹線可為5導線電纜(包括用於供電之一對導線、用於通信之一對導線及一個接地線)。類似地，用戶引入線亦可為5導線電纜。在一些其他實施方案中，幹線及/或用戶引入線可為4導線電纜(包括用於供電之一對導線及用於通信之一對導線，無任何單獨之接地線)。在各種實施例中，幹線可載運1類或2類電力。在一些特定實施例中，下游電纜(及視情況地，上游電纜)之至少一部分可為扁平導線電纜。在使用扁平導線電纜之情況下，用戶引入線連接器可為絕緣位移連接器，亦在下文進一步討論該等連接器。扁平導線電纜實現了在狹窄空間中具有更多靈活性之接線系統以及關於電纜處理及連接性之一些好處。在標題為「POWER DISTRIBUTION NETWORKS FOR ELECTROCHROMIC DEVICES」、在2016年11月30日提交之美國專利申請案第15/365,685號(代理人案號VIEWP085X1)中進一步討論用於電力分配網路之電纜、連接器及電路，該申請案特此以引用方式整體併入。 圖3A呈現用於將電力遞送給複數個電致變色窗之電力分配網路的簡化視圖。以下描述集中於在控制面板302處開始之電力分配網路的態樣。控制面板302自源350接收AC或DC電力。源350可為(例如)連接至電網的建築物之主電源供應器、使用就地產生之太陽能的無電網(「OTG」)系統或可提供就地產生之太陽能及經由電網提供電力之混合太陽能系統。在本文中別處描述可具體實現源350之系統及供電網路的實例(例如參見圖6至圖8)。返回圖3A，上游組件301包括控制面板302及幹線306。圖3A中之下游組件305包括幹線306、用戶引入線307及幹線306與用戶引入線307之間的連接器308。 幹線306可為單個連續電纜，或其可為在連接器308處彼此接合之若干不同電纜。在此實例中，幹線306為線性匯流排，藉由用戶引入線307將每一窗控制器309連接至幹線306。每一窗控制器309控制一或多個窗311。因此，圖3A中繪示之拓撲通常僅為藉由單個控制面板饋電之電力分配網路的一部分。在圖3B及圖3C中繪示之拓撲中，類似之擴展為可能的。 圖3B呈現另一電力分配網路之簡化視圖。在此實例中，窗控制器串聯連接。此組態有時被稱作菊鏈。此處，上游組件321包括控制面板322及幹線326。下游組件325至少包括將窗控制器329及/或電致變色窗彼此連接之中間電纜333。為清楚起見，未示出該等窗。該等窗連接至窗控制器。 圖3C示出與圖3A中所示之電力分配網路類似的電力分配網路之額外實例。為簡潔起見，將僅討論差異。在此實例中，控制面板302連接至幹線306及電力插入線335。電力插入線335可被稱作輔助電力插入線。輔助電力插入線335在幹線306上之更下游位置處與幹線306連接。每一幹線306可具有一或多個輔助電力插入線335。可提供輔助電力插入線335來確保在需要時自幹線306遞送足夠之電力來對所有窗控制器309及電致變色窗(未圖示)供電。舉例而言，對電流/電壓之限制及線路損失可能會限制可藉由個別電力插入線供電之窗控制器/窗的數目。為了解決此限制，可使用複數個電力插入線將控制面板302與幹線306連接。連接至個別控制面板302之輔助電力插入線335的最大數目可受限於控制面板302之可用電力輸出。輔助電力插入線335及補充電力插入線337 (在下文進一步討論)通常不被視為幹線306之部分。 電力插入線335或337與幹線306會合之點可被稱作電力插入點或電力插入連接器336及338。此等電力插入點可被理解為將下游組件305分成多個段。一般而言，一段係指連續地連接至網路之一區段(例如，連接至相鄰電力插入點之間的一段幹線)的一組窗控制器及該網路之相關聯區段。在圖3C中，示出三個段，其中第一段被界定在控制面板302與幹線306會合之點與輔助電力插入線335在電力插入點336與幹線306會合之點之間，第二段被界定在輔助電力插入線335在電力插入點336與幹線306會合之點與補充電力插入線337在電力插入點338與幹線306會合之點之間，且第三段被界定在補充電力插入線337在電力插入點338與幹線306會合之點與幹線306之末端之間。在此實例中，下游組件305之每一段包括三個連接器308、三個用戶引入線307、三個窗控制器309及三個電致變色窗(未圖示)。 雖然圖3C僅示出每段下游組件三個電致變色窗控制器，但相鄰電力插入點之間的窗控制器/窗之數目可更高。在一些情況中，位於下游組件之每一段上的窗控制器及電致變色窗的數目可在約10至20之間、或在約20至30之間、或在約30至40之間。在其中電力分配網路實施為1類功率限制電路之某些情況中，在相鄰電力插入點之間可安裝直至約98個窗控制器/窗。在其中電力分配網路實施為2類電路之某些情況中，在相鄰電力插入點之間可安裝直至約48個窗控制器/窗。每一段上可恰當地供電之窗控制器/窗的數目視許多因素而定，該等因素包括(i)藉由每一窗控制器汲取之電流或電力、(ii)藉由上游組件電纜(電力插入線)遞送之電流或電力、(iii)相鄰窗控制器之間的電纜之長度及(iv)每一控制器可處理之窗的數目。舉例而言，一窗控制器可控制一個與約二十個之間的窗、或直至約十五個窗、或直至約十個窗，或直至約五個窗。 關於藉由每一窗控制器汲取之電流或電力，當窗控制器/窗汲取相對較少電力時，在下游組件之每一段上可容納相對較多之窗控制器/窗。在某些實例中，窗控制器各自汲取約2瓦特或更少。關於藉由上游組件電纜/電力插入線遞送之電流或電力，可使用提供更多電流/電力之上游電纜來處理下游組件之每段相對較多之窗控制器/窗。舉例而言，在上游組件遞送1類額定電力(與2類電力相反)之情況下，相對較多之窗控制器/窗可位於下游組件之每一段上。關於相鄰窗控制器之間的電纜之長度，較長長度可能會導致較高線路損失，藉此導致在每一段上可容納較少窗控制器/窗。 圖3C中所示之電力分配網路與圖3A中所示之電力分配網路之間的另一差異為圖3C中之網路包括補充電源面板340，所述補充電源面板有時被稱作遠端電源面板。如同控制面板302，補充電源面板340可自電網、現場PV系統或混合太陽能系統接收AC或DC電力，該混合太陽能系統可提供就地產生之太陽能及/或經由電網提供電力。雖然未繪示，但在一些實施例中，補充電源面板340及控制面板302經組態以自相同源350接收電力。在一些實施例中，源350可包括如本文中別處所描述之不斷電供應系統供應器(「UPS」)。在一些實施例中，補充電源面板340未直接連接至電源，而是包括能量井(例如，電池)，該能量井儲存可在之後在高功率需求之時段期間使用的過量電力。補充電源面板340經由補充電力插入線337將電力提供給幹線306。如同控制面板302，補充電源面板340可包括用於確保向幹線306提供適當具有電壓、電流等之電力的電路或其他保護裝置。在各種情況中補充電源面板與控制面板之間的一個差異為補充電源面板僅用作電源，而控制面板可具有提供用於控制電致變色窗上之光學轉變的各種通信及控制功能的額外組件。另一差異為補充電源面板340可位於控制面板302遠處之位置。通常，補充電源面板340與其供電之一組窗之間的距離比控制面板302與此同一組窗之間的距離短。此可幫助最小化補充電力插入線337之長度，藉此最小化線路損失。補充電源面板340與補充電力插入線337可被視為下游組件301之部分。 輔助電力插入線335及補充電力插入線337各自將電力提供給幹線306，且可被統稱為電力插入線。所使用之電力插入線的數目主要受電力分配網路上存在之電致變色窗的數目影響。在上文進一步討論了影響可安裝在相鄰電力插入點之間的窗控制器/窗之數目的因素。 由於窗控制器一般被設在光學可切換窗近旁或附近，因此在該拓撲之下游部分中，相對較少之電纜需要自控制面板引出。每窗少於一個電纜自控制面板引出。結果，進行安裝需要較少之勞動及基礎設施。舉例而言，需要較少之J鉤來支撐控制面板與該拓撲之下游部分之間的電纜之重量。 雖然圖3A至圖3C之實施例僅示出單個控制面板及單個幹線，但實施例不限於此。在一些相關實施方案中，例如，如圖4、圖5A及圖5B中示出及下文進一步討論，單個控制面板可與多個幹線連接。在一些此類情況中，上游電纜組件可彼此並行地延伸控制面板與下游組件之間的距離之至少一部分。在各種實施例中，單獨之資料通信線亦可橫過自控制面板至下游組件之距離，但此情況並非必要的。在此等或其他實施方案中，可在一建築物內設置多個控制面板，且每一控制面板可與主要建築物電源連接。該等控制面板可共同位於單個位置或散佈在建築物內。類似地，補充電源面板可按希望設置於建築物內。在一些實施例中，電力分配網路可包括單個控制面板及任何數目之補充電源面板。 圖4呈現組合式電力分配網路與通信網路之實例。在此實例中，電力分配網路實施為1類功率限制電路。1類控制面板401連接至6個單獨之電纜402、403及406。電纜402為主要電力插入電纜，電纜403為輔助電力插入電纜，且電纜406為不具有電力連接或功率限於2類水平之幹線。在此實例中，主要電力插入電纜402向位於主要電力插入電纜402及輔助電力插入電纜403與幹線406連接之處之間的最初一組窗控制器提供電力。主要電力插入電纜402在電力/通信整合連接器408處與幹線406連接。在此實例中，該網路包括兩個幹線406，例如，該等幹線與圖3A中之幹線306類似。幹線406之額定值可為約8A或更少。用戶引入線407在用戶引入線連接器420處與幹線406連接，藉此向個別窗控制器409提供電力及控制資訊。輔助電力插入電纜403在電力插入連接器430處與幹線406連接。載運1類電力之主要電力插入電纜402及輔助電力插入電纜403可各自具有特定長度，例如，直至約200呎或直至約350呎。在某些情況中，比此長度長之電力插入電纜可能會導致實質線路損失。為清楚起見，在圖4中僅標示單個用戶引入線407、窗控制器409、電力/通信整合連接器408、用戶引入線連接器420及電力插入連接器430。 雖然在圖式中未示出，但應理解，窗控制器409中之每一者與至少一個電致變色窗連接。另外，雖然圖4僅示出每段幹線406兩個窗控制器409 (該等段被界定在相鄰電力插入點或電力插入連接器之間)，但在每一段中可設有許多額外窗控制器/窗。在某些實施方案中，例如，1類電力分配網路上每段之窗控制器/窗的數目可為至少約10個、至少約20個或至少約30個。在各種情況中，如圖4中表明，在幹線之每一段上，1類電力分配網路可具有直至約96個窗控制器，每一窗控制器控制一或多個窗。 應將特殊因素考慮在內以確保1類電力分配網路之安全操作。舉例而言，載運1類電力之各種電力插入線、幹線及/或用戶引入線可設置於導管內或金屬管道中，及/或其可被提供為1類額定電纜。在一些情況中，電力分配網路之不同部分以不同方式滿足1類安全措施，例如，該網路之一個部分可使用1類額定電纜，而該網路之另一部分可使用導管或管道來保護非1類額定電纜。在某些實施方案中，1類電力分配網路中之電力插入線及/或幹線之額定值可為約15A及600V。在一些情況中，電力插入線及/或幹線可被視為TC-ER (托盤式電纜-暴露鋪設)。在某些情況中，功率限制托盤式電纜(PLTC)可用於電力插入線及/或幹線。 出於各種原因，實施為1類功率限制電路之電力分配網路可為有益的。舉例而言，可使用1類功率限制電路來最小化將要被安裝來向該網路上之所有窗提供足夠電力的接線之總長度。雖然實施為1類功率限制電路之電力分配網路應滿足在NEC中陳述之安全資格(例如，對於載運1類電力之電纜，使用1類額定電纜或使用導管或管道來鋪設非1類額定電纜)，但在一些實施例中，可特別容易滿足此等資格。舉例而言，在一組電致變色窗設置於簾牆中之情況下，其中相鄰窗藉由空心豎框及/或橫框分隔，此類豎框/橫框可提供管道或導管，在該管道或導管中，可安全地鋪設非1類額定電纜。換言之，可使用簾牆基礎設施自身來提供在NEC中陳述之安全標準，至少關於在簾牆基礎設施內鋪設之電纜。豎框及橫框通常為鋁，但此並非必要的。用於框起相鄰窗之其他材料及空心結構可按此相同方式使用。關於未位於簾牆基礎設施內之電纜(例如，上游電纜，諸如電力插入電纜、幹線的未位於簾牆中之部分等)，可使用其他1類保護裝置，諸如導管、管道或1類額定電纜。 在一個實例中，幹線406可載運1類功率限制電路，但未被視為1類電纜，因為其封閉在金屬管道中。幹線406可藉由將幹線406鋪設通過形成簾牆之金屬豎框及橫框來在非1類額定電纜上安全地載運1類電力。在此類實施例中，電力插入線402及403可被視為1類功率限制電路(在此種情況中，不需要額外安全措施)，或其可被視為非1類(在此種情況中，電力插入線可鋪設通過導管或金屬管道以確保安全操作)。其中相鄰窗藉由空心結構分隔的簾牆或類似結構之存在使1類電力分配網路之使用特別有用，因為非1類額定電纜可容易地且安全地用於載運1類電力。1類額定電纜更昂貴、更大且因此安裝起來比類似之非1類額定電纜更具挑戰性。 請注意，在幹線406可用作專用通信線且與電力插入線402及403分開提供(使得幹線406不載運電力)之情況下，無需向幹線406提供特定安全措施。換言之，幹線406無需為1類額定電纜，或其無需設於導管或金屬管道中。 在其中電致變色窗安裝於一組沖孔開口中(而非一起安裝於簾牆中)的另一實例中，1類額定電纜可用於電力插入線402及403。在另一實施例中，電力插入線402及403及幹線406中之任一者可為設置於適當之導管或管道中之非1類額定電纜。在特定實例中，幹線406可為非1類額定電纜，而是設置於用於安裝於相鄰之沖孔開口中的窗之相鄰窗控制器之間的導管或管道中。 圖5A呈現亦可用作通信網路之電力分配網路的實施例。此處，該電力分配網路實施為2類電路。2類控制面板501連接至兩個幹線506。未示出單獨之通信線路，且控制資訊可在幹線506、在單獨之通信網路(未圖示)上載運或無線地載運。窗控制器509經由用戶引入線507與幹線506連接。用戶引入線507在用戶引入線連接器520處與幹線506連接。幹線506可為2類額定電纜。在一些情況中，幹線506之額定值可為約4 A或更少。歸因於圖5A中之電力分配網路的2類性質，可安裝在幹線506之每一段上的網路控制器之數目比該網路為1類時之情況更有限。若窗控制器/窗之數目超過可藉由幹線506自身提供之電力，則如圖5B中所示，可設置額外電力插入線。在此實例中，在每一幹線上可安裝直至約32個窗控制器，每一窗控制器控制一或多個窗。 圖5B呈現亦可用作通信網路之電力分配網路的另一實施例。在此實例中，該網路實施為2類電路。2類控制面板501連接至8個單獨電纜，包括兩個幹線506及六個輔助電力插入線503。此處，幹線506一直延伸至控制面板501，且未設置單獨之通信線路或主要電力插入線。可在幹線506上、或經由無線方式、或經由單獨之通信網路(未圖示)來傳送通信資訊。因而，不需要電力/通信整合連接器，諸如圖4中之連接器408。在類似實施例中，可設置單獨之主要電力插入電纜及通信電纜來將電力及通信資訊帶到幹線，如圖4中所示。用戶引入線507在用戶引入線連接器520處將窗控制器509連接至幹線506。輔助電力插入線503在電力插入連接器530處與幹線506連接。 由於圖4中之電力分配網路實施為2類電路，因此如與實施為1類功率限制電路之類似電力分配網路相比，該網路之每一段可對較少窗控制器/窗供電。雖然圖5B僅示出每一段上之單個窗控制器509 (該等段被界定在相鄰電力插入點之間或在電力插入點與幹線506之末端之間)，但在各種情況中每段可設置許多額外窗。在一些實例中，2類電力分配網路可具有每段至少約10個或至少約15個窗控制器及相關聯電致變色窗。在某些實施方案中，如圖5B中所表明，該網路之每段可安裝直至約32個窗控制器(WC)，每一窗控制器控制一或多個相關聯之光學可切換窗。 雖然每段之窗數目可為有限的，但出於其他原因，2類電力分配網路可為有利的。舉例而言，因為該網路被實施為2類電路，因此無一電纜需要滿足1類功率限制電路之安全要求。換言之，該等電纜可為非1類額定電纜，且可在不使用導管或金屬管道之情況下鋪設。在其中窗安裝於沖孔開口構造(例如，如與簾牆相比)之情形中，此類2類電力分配網路可特別有用。在典型沖孔開口構造中，單獨之窗(或在一些情況中窗之小集合)安裝於建築物之構造中的單獨開口中。相鄰窗(或窗之小集合)通常藉由組成建築物自身之混凝土或其他材料分隔。換言之，建築物構造包括窗(或窗之集合)安裝於其中的大量單獨開口。相比之下，就簾牆而言，許多窗一起安裝在建築物之構造中的大開口中。視窗之佈局而定，相鄰窗藉由豎框及/或橫框之框架系統分隔。雖然可使用豎框/橫框來提供用於實施1類電力分配網路之1類安全措施(例如，豎框/橫框提供金屬管道，如上文關於圖4來描述，非1類額定導線在安全地載運1類電力時可鋪設在金屬管道中)，但在建築物中之相鄰沖孔開口之間通常不存在此類習知框架系統。因此，在其中多個電致變色窗安裝於若干單獨沖孔開口中之某些實施例中，將電力分配網路實施為2類電路可為有利的。 在一些實施例中，輔助電力插入線503及幹線506之額定值可為約4A或更少。在一些實施例中，載運2類電力之電力插入線可限於特定長度，例如，不超過約350呎。 如關於圖3C所示，本文中描述之電力分配網路中之任一者可進一步包括一或多個補充電源面板及補充電力插入線。此類特徵可併入至1類與2類電力分配網路中。 另外，本文中描述之電力分配網路中之任一者可進一步包括一或多個局部電力儲存單元。不斷電供應系統供應器(「UPS」)或能量井可儲存於電力分配網路上之各種位置。在一些情況中，UPS包括在向一或多個控制面板遞送電力的系統(例如，圖6中之電池組605)中。在一些情況中，能量井放置於控制面板處、補充控制面板處、沿著幹線放置、沿著用戶引入線放置、或放置於窗控制器處。能量井可提供電力以驅動一或多個窗上之光學轉變。能量井有效地增加可供系統遞送之峰值電力，因為可同時自控制面板與能量井遞送能量。當在網路上有過量電力可用時(例如，當窗不改變著色狀態時，諸如在夜晚，或當用於驅動窗之電力小於可藉由控制面板或其他電源供應器遞送之電力時)，可對能量井再充電。類似地，藉由電力分配網路中之能量井，由於來自能量井之擴增電源供應，對於饋至系統之進入電力，需要較少之總電力。因此，用於分配網路之接線可較少或較小規格及/或較低功率要求及/或使原本可能為必要之重複或冗餘較少。 在一些情況中，可使用能量井來增加可位於下游組件之每一段上的電致變色窗之數目。舉例而言，有20個窗安裝於單個段上之幹線可能無法同時對所有20個窗上之轉變供電。雖然網路很少同時轉變所有窗，但該網路應被設計成處理此類情況。當接收到轉變所有20個窗之命令時，大多數電力可藉由控制面板及/或補充電源面板提供。若該控制面板/補充電源面板可僅提供足以驅動15個窗上之轉變的電力，則轉變其餘5個窗所需之電力可藉由一或多個能量井提供。能量井在需要時可放電以提供電力，且接著在窗控制器/窗需要之電力減少時可經由電力分配網路再充電。 在習知電致變色窗網路中，輸入至該網路中之電力在時間及大小上與藉由該網路遞送之電力緊密對應。輸入至該網路中之電力係指該網路自主電源供應器(例如，經由控制面板或設施內之其他源)汲取之電力。藉由該網路遞送之電力係指提供給個別窗/窗控制器(及任何相關組件)來驅動該等窗上之光學轉變的電力。在習知電致變色窗網路中，此等情況大致相同(除了歸因於(例如)線路損失而發生損失之外)。因而，可遞送給窗之最大電力受限於可自電源輸入至該系統中之最大電力。然而，能量井之使用允許此等電力傳送在某一程度上脫耦。以此方式，遞送給窗之最大電力可超過輸入至該系統中之最大電力。因此，利用能量儲存井之網路可達成比不利用此類能量井之類似網路高之峰值遞送電力。 使用能量井之一個優點為電致變色窗網路可被設計成以比原本需要之峰值輸入電力低的峰值輸入電力來操作。峰值輸入電力在此類情況中可低於使該網路上之所有電致變色窗同時著色或脫色所需之電力，同時峰值輸出電力仍可高到足以使所有窗同時著色或脫色。 任何類型之局部能量儲存裝置可用於能量井。實例包括超級電容器及電池。該等能量井可提供足夠電力來驅動一或多個窗中之一或多個光學轉變。在一些情況中，該等能量井可提供足夠電力來同時驅動多達約1、2、3、5、7、10或12個窗中之光學轉變。能量井可按足以驅動其範圍中之相關窗中的光學轉變之速率來放電。能量井可能夠提供足以驅動相關窗中之光學轉變的特定電壓。在各種情況中，能量井可在約24V之電壓下放電。在許多情況中，提供給能量井之電力可為DC電力。在一些實施例中，能量井可包括用於增加或減小提供給能量井之電壓的電壓轉換器。在其他情況中，能量井在與其接收到之電壓相同的電壓下輸出電力。在某些情況中，能量井可被視為1類或2類裝置。 可如本文中描述般使用之能量井的一個實例為超級電容器。在某些實施例中，用作能量井之超級電容器具有足夠之能量及電力來驅動相關聯電致變色窗上之單個光學轉變。能量井可整合至相關聯電致變色窗中，例如，作為個別窗控制器之部分。在一些其他情況中，能量井可與窗及窗控制器分開，位於沿著電力分配網路之某點(或多個點)，處在一位置處，在該位置處能量井可用於向該網路上之一或多個窗提供電力。超級電容器可被部署成在某些情形中放電，在該等情形中，需要高電力但相對較低之電容，諸如驅動大面積電致變色窗(例如，尺寸至少約50吋之電致變色窗)中之完整轉變。在一些情況中，將電池與超級電容器一起使用來補充彼此。電池通常遞送比相當大小之超級電容器多的能量但遞送較少電力。在各種實施例中，超級電容器可在約4分鐘內再充電。 可控制再充電以平衡系統之需要。舉例而言，若網路目前使用大量可用電力來驅動該等窗中之光學轉變，則能量井可保持未充電，直至有足夠之過量電力可用於對能量井再充電時為止。另外，若可用電力之量相對較低，則可按相對較低之速率或增量來對能量井再充電。換言之，可控制再充電之速度及定時以促進電致變色窗之最佳功能性。以此方式，使用者可在希望時按需操作該等窗，且可在將不會加重系統負荷之時對能量井再充電。 特定網路中所用之能量井的數目可視許多因素而定，該等因素包括，例如，藉由控制面板提供之最大電力、每控制面板之窗數目、驅動光學轉變之速度、將控制面板連接至窗之接線的長度、用於連接至所有窗的導線之數目、能量井之電力容量等。一般而言，能量井中可儲存且供應之能量愈多，需要來自控制面板之電力輸出愈少。然而，控制面板應具有足以在需要時對能量井再充電之輸出電容。 在一些實施方案中，為該網路上之每一窗或實質上為該網路上之每一窗提供一能量井。此類能量井可實施為電致變色窗之部分。換言之，能量井可整合至窗中，例如，整合至IGU中。在一些實施例中，能量井可包括在窗控制器中，該窗控制器可能會或可能不會整合至窗中。在另一實施方案中，單個能量井可為一組窗供應電力。舉例而言，可為該網路上之每n個窗提供至少一個能量井，其中n係在約2與約100之間，或其中n係在約5與約50之間，或其中n係在約10與約30之間。在標題為「POWER MANAGEMENT FOR ELECTROCHROMIC WINDOW NETWORKS」、在2016年7月6日提交之P.C.T.專利申請案第PCT/US16/41176號(公佈為P.C.T.專利申請公開案第2017/007841號) (代理人案號VIEWP080WO)中進一步描述能量井，該申請案特此以引用方式整體併入。 在一些實施方案中，電力分配網路亦可為通信網路。在一些實施方案中，通信網路可共用電力分配網路之某些組件。通信網路經組態以向每一窗控制器(或主控制器或網路控制器)提供有線及/或無線通信及控制資訊以控制EC窗之著色狀態及轉發資訊。如之前所提及，在標題為「POWER DISTRIBUTION NETWORKS FOR ELECTROCHROMIC DEVICES」、在2016年11月30日提交之美國專利申請案第15/365,685號(代理人案號VIEWP085X1)中進一步描述電力分配網路，該申請案特此以引用方式整體併入。 在配備有一或多個PV陣列之建築物中，代替依賴於主建築物電源供應器來經由電力分配網路向控制面板且最終向窗控制器供應電力，PV陣列可向控制面板及電力分配網路供應電力來控制電致變色窗網路。另外，如下文所討論，PV產生之輻照度資料可與來自其他感測器之明光資料一起使用來幫助進行電致變色窗著色決策以便最大化能量節約。 在設計負載計算已完成以判定PV陣列及電池組之適當大小後，除了對電致變色窗網路供電之外，具有PV電力產生能力之建築物亦可利用已安裝電致變色窗網路之電力分配網路來對其他系統供電。舉例而言，可藉由PV陣列經由電致變色窗電力分配網路對照明系統、HVAC系統及其他「物聯網」系統(諸如感測器或娛樂系統)供應電力。藉由用PV產生之電力經由電致變色窗電力分配網路對此等附屬系統供電，簡化了建築物中之電力接線基礎設施，因為無需整合電力分配網路與來自此等不同系統之所需接線基礎設施。此類系統整合亦允許相互關聯之建築物設定(諸如，窗著色水平、照明水平及溫度水平)共同工作以無縫地最大化能量節約及佔用人舒適度。 光伏電力分配及電力分配網路 圖6繪示電網輔助或混合太陽能之PV-EC系統600組態的實施方案。在電網輔助或混合太陽能系統中，電力不會被饋送回到電網中；而是，在有足夠之太陽能對電池組充電時，該系統不會自電網汲取電力，或在無足夠之太陽能來使EC系統運作(例如，以轉變EC窗著色狀態或允許電池組自PV系統充電)時，該系統自電網汲取電力。 PV陣列601包括複數個PV面板602。PV陣列601自太陽光產生DC電力。如所提及，PV面板通常以16%至20%之效率產生在240W至350 W之間的峰值(8A 36V之DC)，且以使得最小化DC導體中之IR損失的方式來佈置，且進行數量選擇以允許電池組605充電(例如)一天。收集藉由每一PV面板602產生之DC電力且經由PV組合器603進行組合以便將引至電壓調整器/充電器604 (有時被稱作電壓管理器)之接線減至最短，但在較小型裝置中可能不需要PV組合器603。接著向電壓調整器/充電器604 (例如，脈寬調變(「PWM」)充電器)供應DC電力，該電壓調整器/充電器在對電池組605充電時調整來自PV陣列601之DC電流且防止電池組605過度充電。電池組605由一或多個電池組成，該一或多個電池被設計用於深循環應用，諸如為PV系統儲存及放出能量。利用電池組605來儲存能量，該能量可用於(例如)允許EC窗在黎明或黃昏之前或在PV電力產生可能較低的、具有可變雲量之日子裏轉變，因此最小化自電網607汲取之能量。應理解，電池組605無需為電化學電池，而是可為用於儲存能量之任何裝置。在一些情況中，電池組605為一或多個電池之組合、一或多個電容器之組合、一或多個超級電容器之組合或其任何組合。藉由在(例如)不產生太陽能及/或電網斷供時提供所儲存之電力，電池組605可用作窗網路之不斷電供應系統供應器(「UPS」)。因為電致變色窗(諸如View, Incorporated之動態玻璃窗)在著色狀態之間轉變可能僅需要幾伏特，且維持任何特定著色狀態可能需要更少電壓，因此電池組605可足以使電致變色窗系統運作多天，而無需來自光伏系統之能量輸入。一個實施例為如本文中描述之此類系統，其中該電池組經組態以獨自供應窗系統之電力需要達約1天與約30天之間、或約1天與約14天之間、或約1天與約7天之間。 變流器607自電壓調整器/充電器604取得DC電力且將其變為AC電力，通常為24 V至600 V DC變為120/240 V AC。變流器607經設定大小以實現峰值電極汲取且包括自動開關以在電池組605中之電池未完全充電時使用來自電網608之電力。若需要，則電網608經由變流器607向PV-EC系統600提供AC電力以允許電池組605充電及/或提供電力來進行窗轉變。此在多種情形中可為有用的，諸如當連著多日陰天阻礙了PV電力產生時。將來自變流器607之AC電力供應給分配面板609，該分配面板將變流器AC電力輸出安全地分配到子電路中以饋送至個別控制面板606。控制面板606具有將來自分配面板609之AC電力變為DC電力(例如，24V)之切換模式電源供應器(「SMPS」)，該等切換模式電源供應器接著將此DC電力經由電力分配網路最終饋送至窗控制器。 在別處參看圖3A-3C、圖4及圖5A-5B來描述自控制面板至窗控制器之電力分配拓撲的實例。在一些實施方案中，PV-EC系統600可用於向其他建築物系統提供PV產生之AC電力，且在一些情況中，可將電力饋送回電網608中，例如，當電源供應器超過電力需求且電池組605處於滿電荷狀態時。 在一些實施方案中，電壓調整器/充電器604、電池組605、變流器607及PV監測器610可被統稱為電力管理模組611。PV監測器610經由乙太網、串行或其他通信介面來觀察及收集下文討論之即時PV資料，諸如太陽輻照度資料、PV電力產生資料及感測器資料，接著藉由容納於控制面板內之主控制器來讀取及處理該PV資料。電力管理模組611提供該系統自下文討論之PV電力產生及感測屋頂組件經由驅動系統運作之控制邏輯至EC窗網路之端對端整合，因為其在建築物中之熱及眩光源處(建築物立面)一整天減輕熱及眩光。 圖7繪示PV-EC系統700之實施方案，該PV-EC系統將來自PV陣列之DC電力直接連接至EC窗網路之電力分配網路，允許低電壓DC分配給EC窗網路控制組件。PV-EC系統700被視為「無電網的」，表示其不依賴於電網607來獲得任何電力。 PV-EC系統700與PV-EC系統600類似地操作，除了代替向變流器607供應DC電力，電壓調整器704可將DC電力直接提供給一或多個控制面板706及/或電池組705。在較大型系統中，可使用DC分配面板709來將電力分配給複數個面板。電壓調整器704可為最大功率點追蹤「MPPT」電荷管理器，諸如Schneider Electric製造之Conext MPPT 80-600，該MPPT電荷管理器將高電壓及低電流之信號轉換成低電壓及高電流之信號以最佳化可將太陽能儲存於電池組705中之效率。藉由PV陣列701產生之電壓可視多個因素而變，該等因素諸如一天中之時間、一年中之時間、環境氣溫及PV陣列之溫度。類似地，用於對電池組705充電之最佳電壓可基於多個因素而變，該等因素諸如電荷狀態及電池組之品質狀況。MMPT電荷管理器檢查藉由PV模組產生之電壓及電池組705之電壓以判定將導致最大電流被傳送至電池組705的最好充電電壓。MMPT電荷管理器亦可用於提供藉由DC分配面板709、控制面板706及/或其他聯網系統使用之指定電壓。在一些實施例中，MMPT電荷管理器可將24V DC直接提供給控制面板706，接著將該24V DC投送至一或多個窗控制器。不同於可將120V AC轉換為24V DC之控制面板606，向控制面板706提供DC，且控制面板706無需執行AC至DC轉換。 在與PV-EC系統600相比時，PV-EC系統700避免了電力損失，在PV-EC系統600中，變流器607將來自電壓調整器/充電器604之DC電力變為AC電力且此時控制面板606將來自分配面板609之AC電力變為DC電力。藉由消除變流器607處之此等DC-AC轉換及控制面板606處之AC-DC轉換，在整個系統中能量損失少了約20%，其中每一轉換約10%之能量損失。由於不必在該系統中之任何點處對電力進行變流或整流，系統安裝後勤簡化，無需將變流器607安裝於PV-EC系統700中或將SMPS安裝於控制面板706中，且藉由PV陣列701產生之最大電力可用於系統操作。PV監測器710及電力管理模組711以與其在圖6中之對應部分類似之方式操作，除了PV監測器710現在僅需要自MPPT電荷管理器704收集資訊之外。在一些實施例中，PV監測器710可與MMPT電荷管理器704共用至少一些電路。 經由天花板電網電力分配在建築物內分配24 V DC變成愈來愈受歡迎，因為此為對其他系統(諸如，例如，照明系統及感測器)供電之更有效方式。例如，目前市售之低DC電壓分配系統，諸如Berwyn, Pennsylvania之TE Connectivity Corporation製造的Ceiling Grid PowerTM 及Lancaster, Pennsylvania之Armstrong World Industries, Inc.製造的DC Flexzone GridTM ，使用房間之天花板作為低電壓DC電力之分配點。此等系統可能並未總是會考慮被設計用於對建築物之外牆(例如，EC窗網路)供電的分配系統，因此PV-EC系統可用作替代；另外，天花板電網可與PV-EC系統(例如，PV-EC系統700)協同使用以對EC窗網路、照明系統及其他建築物系統供電。如所述，在一些實施方案中，PV-EC系統可用於對天花板電網供電，該等天花板電網將電力分配至內部照明系統及其他燈具，諸如，例如，安裝於房間之天花板上的彼等燈具。藉由用PV-EC系統(諸如，例如，PV-EC系統700)對現有之低電壓天花板電力網供電，天花板電網可脫離AC電網。在此等實施方案中，電力可來自(例如)PV陣列(直接地)、電池組或下文中討論的分散式能量儲存系統中之分散式能量井。 或者，在一些實施方案中，可使用明光能向EC窗遞送電力。舉例而言，明光能可經由雷射光束成束通過光纖或空間且進入明光能轉換器中，該明光能轉換器將光能轉化成電力，使用該電力經由窗控制器使EC窗轉變。在標題為「PHOTONIC-POWERED EC DEVICES」、在2013年8月23日提交之美國專利申請案第14/423,085號(公佈為美國專利公開案第2015/0219975號) (代理人案號VIEWP048)中進一步描述此類系統，該申請案特此以引用方式整體地且出於所有目的併入。 能量儲存 圖6及圖7繪示了用於整個建築物或PV-EC系統位點之非分散式能量儲存系統，表示儲存來自PV-EC系統之電力及向PV-EC系統提供電力之所有電池大體上位於該系統之一個區域中。可用於對建築物之全部或相當大之部分(例如房屋)供電的大型能量儲存系統可被視為不斷電供應系統供應器(「UPS」)，因為其提供了所儲存能量之緩衝器以在PV電力不可用及/或存在輪流停電時提供電力。併入充電器或電壓調整器、呈鋰離子電池形式之儲存器及變流器的UPS (諸如Tesla之Powerwall ® 2)為可用於家用或商用之非分散式能量儲存系統的實例。具有6 kW PV陣列位於屋頂上且兩個14 kWh Powerwall ®通常一起居中地位於車庫或其他未佔用空間中的典型3臥室之房屋在某些地理位置可實質上完全無電網運作。屋頂太陽能在商業建築物中變得更普遍，以實現「負載分配」來在能量成本最高之高峰時段期間減少消耗。此等商業建築物PV陣列中之一些PV陣列為250 kW或更大且覆蓋建築物之整個屋頂。淨零能耗建築物將能量儲存與屋頂PV電力產生一起增添至該系統中以在未產生太陽能時為照明系統及HVAC系統提供電力；此類系統可具有250 kW PV系統及100 kWh能量儲存系統。儲存系統通常經設定大小以支持建築物之整夜消耗以最小化所需電池之大小及費用。 在分散式能量儲存系統中，能量井可在電力分配網路中定位且用於幫助在電力分配網路上遞送電力。能量井(例如，位於補充電源面板(諸如圖3中之340)內)可用於增加可用於電力分配網路之峰值電力及可在電力分配網路上遞送電力之最大速率。能量井可在有過量電力在該網路上可用時再充電且被設計成具有高到足以對相關聯EC窗上之至少單個著色狀態改變供電的電容及放電速率。能量井亦允許電力分配網路以較低之峰值輸入電力操作，同時仍滿足峰值電力需求(例如，使網路中之所有EC窗同時著色或變清透所需之電力)。 在分散式能量儲存系統中，亦可使用不斷電供應系統供應器(「UPS」)來在電力資源有限時向一或多個EC窗網路提供能量，確保在電力資源有限時段期間向該一或多個EC窗網路提供電力。舉例而言，在完全或部分電網斷電期間(其中在一連串陰天期間對電池組進行汲取)或在對節能措施之需求回應期間，在電網輔助之PV-EC系統中，電力可能有限。在一些實施方案中，分散式能量儲存系統替代了對大型中央電池或電池組之需要。能量井可在實體上位於其在電力分配網路中之相關聯窗控制器附近且可與其各別窗控制器或多個窗控制器電通信。當窗控制器(或主控制器或網路控制器)接收到向其告知電力資源有限之觸發信號時，該窗控制器進入智慧斷電(「IPO」)模式。IPO模式期間之控制及著色操作被設計成延長有限電力資源之使用時間，諸如在UPS或專用能量井中可用之彼等電力資源，同時最大化建築物之佔用人的舒適度及/或安全。一般而言，窗控制器保持在IPO模式，直至在主電源供應器恢復其供應後可開始標準操作模式為止。在標題為「CONTROL METHODS AND SYSTEMS FOR NETWORKS OF OPTICALLY SWITCHABLE WINDOWS DURING REDUCED POWER AVAILABILITY」、在2015年6月30日提交之美國專利申請案第15/320,725號(代理人案號VIEWP063)中進一步描述UPS，該申請案特此以引用方式整體併入。 作為輻照度感測器之光伏陣列 除了經由PV-EC系統及電力分配網路向EC窗網路中之窗控制器提供電力之外，如本文中使用之PV面板及因此陣列亦可用作太陽輻照度感測器。太陽輻照度為自太陽接收到之每單位面積能量之量測，通常按W/m2 計。太陽輻照度量測可包括來自電磁波譜之IR、可見光及/或紫外光(「UV」)部分的貢獻。可利用太陽輻照度來(例如)判定PV產生之電力、入射太陽能得熱、天氣預報及氣候建模。可藉由控制面板來監測變流器處、電壓調整器/充電器處或MPPT電荷管理器(參見圖6至圖7)處之PV資料，諸如太陽輻照度資料及PV電力產生資料。該PV資料可經由乙太網、串行或其他通信介面來傳輸，接著藉由容納於控制面板內之主控制器讀取及處理。藉由入射於建築物之特定立面或屋頂上之太陽輻照的全光譜及藉由下文討論之環形感測器提供的定向資訊，PV-EC系統可經由通信網路(上文關於電力分配網路所討論)最佳化EC窗著色狀態邏輯及控制，以實現某些目標，諸如最大化建築物佔用人舒適度及能量節約。圖8A繪示PV面板801及光譜回應802，示出了非晶形、多晶及單晶類型之PV面板的光譜回應。在標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」、在2012年4月17日提交之美國專利申請案第13/449,235號(公佈為美國專利申請公開案第2013/0271812號) (代理人案號VIEWP035)中進一步描述作為感測器之PV電池，該申請案特此以引用方式整體地且出於所有目的併入。 與點感測器或其他小型感測器相比，PV面板較不易於由於感測器被積聚之灰塵及碎屑遮蓋及/或鄰近樹木或結構遮擋而導致讀取錯誤。此外，因為針對PV電力產生而不斷地監測PV面板及陣列，因此可容易地監測PV電池之品質，且在判定測得之太陽輻照度時，可考慮一或多個PV電池中之任何惡化。舉例而言，在一段時間內未預料到之電力產生減少可表明作為感測器之PV陣列或面板之效能降級而不僅係接收到之太陽輻照度減小。在一些情況中，藉由考慮電池之減小效能，可校準所產生能量與太陽輻照度之間的關係。 PV陣列之大小可按所安裝PV-EC系統之大小及位置的需要而變化，但對於約250,000 ft2 的典型中等大小之辦公建築物而言，所需PV陣列為500 ft2 。對於少於50,000 ft2 之小型低矮辦公樓，PV陣列將為約70 ft2 。可使用多個PV陣列來在極大之區域內(諸如，例如，在大屋頂之不同區域內)感測太陽輻照度。在一些情況中，PV面板或陣列可隔開顯著距離以提供在不同窗處接收到的更精確之太陽輻照及/或增加所捕獲之太陽能。 太陽輻照度之方向性 被設計成判定太陽輻射之源方向的感測器亦可與PV陣列輻照度感測器一起使用來輔助控制邏輯判定EC窗著色狀態及最大化PV電力產生。舉例而言，可使用多感測器裝置，諸如光感測器沿著環形之外部環狀地定位的定向獨立之環形感測器，來精確地判定太陽方向性、太陽輻照度及在一些情況中判定照度(按流明/m2量測的、人眼感知到之光強度的單位)。在一個實施例中，環形感測器中使用之光感測器中的一或多者為對人類敏感之光的波長作出回應及/或具有波長特定敏感性的明光感測器，該波長特定敏感性至少部分以人類視覺之方式變化。舉例而言，感測器可僅對光之選定波長作出回應，使得藉由感測器使能之控制可與人類對光之感知相關。在某些實施例中，感測器被設計或組態成藉由向該等感測器施加適當塗層而具有此類敏感性。此等環形感測器可放置於結構之外部上，例如，在屋頂上，或沿著 PV陣列旁邊或與PV陣列分開之建築物立面放置。圖8B繪示了環形感測器811及其光譜回應822。在標題為「MULTI-SENSOR」、在2015年10月6日提交之美國專利申請案第14/998,019號(代理人案號VIEWP081)及標題為「MULTI-SENSOR」、在2016年10月6日提交之美國專利申請案第15/287,646號(代理人案號VIEWP081X1)中進一步描述環形感測器，該等申請案特此以引用方式整體併入。 如藉由窗控制器(或主控制器或網路控制器)執行的用於判定EC窗著色狀態之View Intelligence ®或控制邏輯軟體可將輻照度與照度量測值組合以對局部化太陽條件(諸如移動之雲、陰天或明朗之晴天)作出回應。因為PV電力產生亦不僅受可見光光譜顯著影響，因此Intelligence ®使用即時PV電力產生資料來在與來自環形感測器之定向可見光照度資料配對時用作整個天空全光譜輻照度之量測，因此實現最佳動態EC窗著色。 除了最大化能量節約及佔用人舒適度之外，PV-EC系統亦可利用定向照度資料及太陽輻照度PV資料來最佳化PV電力產生。可用此類資料對PV陣列之位置及定向(包括其相對於水平面之角度及其方位角)進行重新佈置以使PV電力產生增加。在一些實施方案中，PV陣列之位置及定向亦要考慮到感測功能。舉例而言，具有多個PV陣列之建築物可使該等PV陣列朝不同之方位角方向成角度，諸如一個向南傾斜、一個向東傾斜且一個向西傾斜。此外，在其中可在機械上對PV陣列之定向重定位的實施方案中，可使用定向照度資料來更改PV陣列之排列，使得歸因於PV陣列重定位其方位角及/或水平傾斜而導致最大之PV電力產生。 另外，在一些實施方案中，PV面板無需像其習知上定位般被定位來最佳化電力產生。在某些實施方案中，PV面板經佈置以平衡電力產生與感測器能力。在一些實施方案中，電力產生與感測器能力均可得到最大化。在一些實施方案中，電力產生可足以在未針對電力產生而最佳化之情況下使系統運作或對系統充電，且可藉由對PV面板定位來最佳化感測器功能，例如，將該等PV面板繞屋頂上之較大區域且按某些角度來分散，該等角度可能不同於僅將其用於PV電力產生及分配時之情況。 如圖9中所示，在一些實施例中，PV面板可與拱肩瓦及/或拱肩玻璃整合或耦接，拱肩玻璃在下文被稱作光伏拱肩玻璃。拱肩玻璃並非為了透視，而是在建築物中一般用於遮住結構特徵(例如，柱子、地板及牆壁)及/或在建築物中產生所要之審美效果。舉例而言，大型辦公建築物及摩天大樓通常使用拱肩玻璃來產生無縫且均一之外觀。圖9示出具有電致變色窗920及光伏拱肩玻璃之建築物的部分剖視圖，該拱肩玻璃可位於(例如)一樓層上之房間之間的牆壁空間922或樓層之間的空間924中。窗控制器926如圖所示與每一窗相鄰，但情況無需如此。在一些實施例中，建築物上之PV拱肩玻璃組成在電網支持或混合太陽能系統(例如，繪示於圖6中)中或在OTG太陽能系統(例如，繪示於圖7中)中使用之PV陣列的至少一部分。在一些情況中，可將光伏拱肩玻璃、屋頂PV陣列及其他PV系統分開到不同系統中，其中每一者向(例如)控制面板(302，圖3C)、補充控制面板(340，圖3C)或電網提供電力。如本文中別處所描述，在一些情況中，除了產生電力之外，光伏拱肩玻璃亦可用於量測太陽輻照度。在一些情況中，在控制一窗之著色狀態時，智慧可考慮藉由非常接近於該窗之光伏拱肩玻璃提供的輻照度資料。 在一些實施例中，光伏拱肩包括將一或多個PV電池或陣列之表面遮蓋在下面的建築玻璃(例如，與附近之窗的外觀匹配之玻璃)。在一些情況中，光伏拱肩玻璃由全為固態及無機之層狀玻璃結構組成。在一些情況中，光伏拱肩玻璃包括自不可見波長之光獲得太陽能之透明PV電池。在一些情況中，光伏拱肩玻璃可僅為在外觀上可被建築物擁有者接受之PV面板。對於(例如)其中用電致變色窗網路對建築物升級之翻新應用，光伏拱肩玻璃之使用可為理想的。在此類情況中，可用光伏拱肩玻璃來代替拱肩玻璃，光伏拱肩玻璃可至少部分地共用本文中描述之電力分配網路的接線基礎設施。 Intelligence ®可基於各種因素來作出使EC窗著色之決策。舉例而言，Intelligence ®可利用來自PV陣列之即時輻照度值、來自環形感測器之太陽位置、一天中之時間及日期、EC窗之當前太陽得熱係數(「SHGC」) (太陽得熱係數量測穿過窗之太陽熱傳輸)及窗性質(諸如窗尺寸及在建築物中之定向)來判定何種適當之EC窗著色水平能藉由減少進入房間之太陽光或眩光及太陽熱量來最大化建築物中之房間佔用人之舒適度。舉例而言，若太陽能電力產生接近或滿足季節性最大或設計容量，則Intelligence ®可假定天空晴朗且無需超控。然而，在太陽能電力產生減小到季節性或設計最大值以下時，Intelligence ®可相應地作出回應。在以下各案中進一步描述Intelligence ®：標題為「MULTIPURPOSE CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS」、在2011年3月16日提交之美國專利第9,454,055號(代理人案號VIEWP007)；標題為「MULTIPURPOSE CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS」、在2015年11月4日提交之美國專利申請案第14/932,474號(公佈為美國專利申請公開案第2016/0054634號) (代理人案號VIEWP007C2)；標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」、在2014年1月24日提交之美國專利申請案第14/163,026號(公佈為美國專利申請公開案第2014/0268287號) (代理人案號VIEWP035C1)；標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」、在2014年11月6日提交之美國專利申請案第14/535,080號(公佈為美國專利申請公開案第2015/0060648號) (代理人案號VIEWP035C2)；標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」、在2016年1月22日提交之美國專利申請案第14/993,822號(公佈為美國專利申請公開案第2016/0124283號) (代理人案號VIEWP035C3)；標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」、在2015年11月3日提交之美國專利申請案第14/931,390號(公佈為美國專利申請公開案第2016/0054633號) (代理人案號VIEWP035X1)；標題為「CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS」、在2013年2月21日提交之美國專利申請案第13/772, 969號(公佈為美國專利申請公開案第2014/0236323號) (代理人案號VIEWP049)；標題為「CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS」、在2016年11月19日提交之美國專利申請案第15/347,677號(代理人案號VIEWP049X1)；標題為「CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS」、在2016年12月15日提交之美國專利申請案第62/434,826號(代理人案號VIEWP049X2)；標題為「METHODS OF CONTROLLING MULTI-ZONE TINTABLE WINDOWS」、在2016年9月30日提交之P.C.T.專利申請案第PCT/US16/55005號(代理人案號VIEWP077WO)；以及標題為「CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS」、在2016年7月7日提交之P.C.T.專利申請案第PCT/US16/41344號(公佈為P.C.T.專利申請公開案第2017/007942號) (代理人案號VIEWP086WO)，以上各案特此以引用方式整體地且出於所有目的併入。 PV-EC系統亦可藉由任何網路介面(諸如，例如，有線連接、無線連接或經由雲端計算)與其他PV-EC系統位點共用位點監測資料，諸如定向照度資料及太陽輻照度資料。藉由將來自多個PV-EC系統位點之資料彙集在一起，PV-EC系統可獲知如何更好地產生及節約能量、預測天氣模式且對天氣模式作出回應，及從不同位點監測系統組件之完整性。在標題為「MONITORING SITES CONTAINING SWITCHABLE OPTICAL DEVICES AND CONTROLLERS」、在2015年3月5日提交之美國專利申請案第15/123,069號(代理人案號VIEWP061)中進一步描述位點監測系統，該申請案特此以引用方式整體地且出於所有目的引入。
100‧‧‧電致變色裝置102‧‧‧基板104‧‧‧導電層(CL)106‧‧‧電致變色層(EC)108‧‧‧離子傳導層或區(IC)110‧‧‧相對電極層(CE)114‧‧‧導電層(CL)116‧‧‧電壓源120‧‧‧電致變色堆疊200‧‧‧通信網路系統202‧‧‧主窗控制器203‧‧‧主窗網路控制器205‧‧‧中間網路控制器207‧‧‧EC窗210‧‧‧葉或端窗控制器290‧‧‧壁開關301‧‧‧上游組件302‧‧‧控制面板305‧‧‧下游組件306‧‧‧幹線307‧‧‧用戶引入線308‧‧‧連接器309‧‧‧窗控制器311‧‧‧窗321‧‧‧上游組件322‧‧‧控制面板325‧‧‧下游組件326‧‧‧幹線329‧‧‧窗控制器333‧‧‧中間電纜335‧‧‧電力插入線336‧‧‧電力插入點/電力插入連接器337‧‧‧電力插入線338‧‧‧電力插入點/電力插入連接器340‧‧‧補充電源面板350‧‧‧源401‧‧‧1類控制面板402‧‧‧電纜403‧‧‧電纜406‧‧‧電纜407‧‧‧用戶引入線408‧‧‧電力/通信整合連接器409‧‧‧窗控制器420‧‧‧用戶引入線連接器430‧‧‧電力插入連接器501‧‧‧2類控制面板503‧‧‧輔助電力插入線506‧‧‧幹線507‧‧‧用戶引入線509‧‧‧窗控制器520‧‧‧用戶引入線連接器530‧‧‧電力插入連接器600‧‧‧PV-EC系統601‧‧‧PV陣列602‧‧‧PV面板603‧‧‧PV組合器604‧‧‧電壓調整器/充電器605‧‧‧電池組606‧‧‧控制面板607‧‧‧電網608‧‧‧電網609‧‧‧分配面板610‧‧‧PV監測器611‧‧‧電力管理模組700‧‧‧PV-EC系統701‧‧‧PV陣列704‧‧‧電壓調整器705‧‧‧電池組706‧‧‧控制面板709‧‧‧DC分配面板710‧‧‧PV監測器711‧‧‧電力管理模組801‧‧‧PV面板802‧‧‧光譜回應811‧‧‧環形感測器812‧‧‧光譜回應920‧‧‧電致變色窗922‧‧‧牆壁空間924‧‧‧空間926‧‧‧窗控制器
圖1示出根據某些實施例之電致變色裝置的截面圖。 圖2呈現用於控制建築物中之一個或多個可著色窗之功能的通信網路之組件的方塊圖。 圖3A、圖3B及圖3C示出在電力分配網路之不同實施例中的上游及下游組件。 圖4繪示亦用作通信網路之1類電力分配網路的一個實施例之示意圖。 圖5A繪示可或不可亦用作通信網路之2類電力分配網路的一個實施例之示意圖。 圖5B繪示利用多個輔助電力插入線之2類電力分配網路的另一實施例之示意圖。 圖6繪示電網支持或混合太陽能之光伏-電致變色系統的實例。 圖7繪示作為無電網(「OTG」)之光伏-電致變色系統的實例。 圖8A繪示PV面板及其光譜回應之實例。 圖8B繪示環形感測器及其光譜回應之實例。 圖9繪示光伏-電致變色系統之實例。
920‧‧‧電致變色窗
922‧‧‧牆壁空間
924‧‧‧空間
926‧‧‧窗控制器

Claims (34)

  1. 一種用於向一建築物中之複數個光學可切換窗提供電力之系統，該系統包括：一光伏監測器，該光伏監測器與包括一或多個光伏面板之一光伏陣列耦接，該光伏監測器經組態以自該一或多個光伏面板收集(gather)輻照度(irradiance)資料；及一網路，該網路經組態以控制該複數個光學可切換窗之著色(tint)狀態，其中該網路包括一主控制器，該主控制器經組態以向一或多個窗控制器發出用於控制該複數個光學可切換窗之該等著色狀態的指令，其中該等指令至少部分基於該收集到之輻照度資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包括一電壓調整器及與該光伏陣列及該電壓調整器耦接之一光伏組合器，該電壓調整器經組態以自該光伏陣列接收電力且向一能量儲存裝置施加一電荷信號，及使用該能量儲存裝置中儲存之電力及/或來自該光伏陣列之電力來產生一直流(DC)輸出信號，且該光伏組合器經組態以將引至該電壓調整器之接線減至最短。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該主控制器進一步經組態以自一或多個感測器接收明光資料及/或定向照度(lux)資料，且其中該等所發出之指令進一步部分基於該接收到之明光資料及/或該定向照度資料。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該一或多個感測器位於一單獨建 築物中。
  5. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該一或多個感測器包括一環形感測器。
  6. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該主控制器經組態以接收定向照度資料，且其中該定向照度資料用以將該光伏陣列中之該等光伏面板重定位到大致最大化電力產生之一方向及定向。
  7. 一種用於向一建築物中之複數個光學可切換窗提供電力之系統，該系統包括：一光伏陣列，該光伏陣列包括一或多個光伏面板，其中該一或多個光伏面板中之至少一者與拱肩(spandrel)玻璃耦接，且其中該光伏陣列經組態以產生電力；一能量儲存裝置；一電壓調整器，該電壓調整器經組態以：自該光伏陣列接收電力且向該能量儲存裝置施加一電荷信號，及使用該能量儲存裝置中儲存之電力及/或來自該光伏陣列之電力來產生一直流(direct current,DC)輸出信號；一或多個窗控制器，該一或多個窗控制器經組態以控制該複數個光學可切換窗之著色狀態；以及一或多個控制面板，該一或多個控制面板經組態以自該直流輸 出信號接收電力且向一或多個窗控制器提供電力。
  8. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其中該光伏陣列包括至少兩個光伏面板，該至少兩個光伏面板對光之波長具有一不同的選擇性，且其中該至少兩個光伏面板之不同的選擇性用以判定或估計該建築物接收到之太陽輻照度的一全光譜。
  9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該等光伏面板基於其帶隙能量或一光學濾波器而對光之波長具有一不同的選擇性。
  10. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其進一步包括一直流分配面板，該直流分配面板經組態以自該電壓調整器接收該直流輸出信號及將電力分配給該一或多個控制面板。
  11. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該直流分配面板進一步經組態以將電力遞送給一或多個非電致變色窗系統。
  12. 如申請專利範圍第11項之系統，其進一步包括用於將電力遞送給該一或多個控制面板及/或該一或多個非電致變色系統的一24伏特直流(DC)分配網。
  13. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其進一步包括一變流器，該變流器經組態以與一電力網相互作用且將該直流輸出信號轉換成一交流 (AC)輸出。
  14. 如申請專利範圍第13項之系統，其進一步包括耦接至該變流器之一交流(alternating current,AC)分配面板，該交流分配面板經組態以將該交流輸出分割且分配給一或多個控制面板，其中該一或多個控制面板經組態以自該交流分配面板接收電力且將交流電力轉換成直流電力。
  15. 如申請專利範圍第13項之系統，其中該變流器與該電力網之間的該相互作用包括該變流器將電力饋送回該電力網中且該電力網向該變流器提供電力。
  16. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其中該電壓調整器為一脈寬調變(PWM)控制器。
  17. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其中該電壓調整器為一最大功率點追蹤(MPPT)控制器。
  18. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其中該能量儲存裝置包括針對深循環應用而組態之一或多個電池。
  19. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該電壓調整器經組態以防止該一或多個電池過度充電。
  20. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該一或多個電池包括位於該建築物之不同區域中的至少兩個電池。
  21. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該一或多個電池中之至少一者位於該一或多個控制面板中之一者處。
  22. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其中該能量儲存裝置包括一電容器或一超級電容器。
  23. 如申請專利範圍第1項或第7項之系統，其中該一或多個窗控制器中之至少一者具有一局部能量儲存裝置。
  24. 一種用於提供電力之建築物立面(facade)，該立面包括：複數個光學可著色窗；一光伏陣列，該光伏陣列包括一或多個光伏面板，其中該一或多個光伏面板耦接至該建築物外部上之拱肩玻璃，且其中該光伏陣列經組態以產生電力；一能量儲存裝置；以及複數個控制器，該複數個控制器經組態以：使用該產生之電力對該能量儲存裝置充電；使用自該能量儲存裝置及/或該光伏陣列提供之電力來控制該複數個光學可著色窗之著色狀態；以及向一或多個建築物系統及/或一都市電力網提供電力，其中電力 係自該能量儲存裝置及/或該光伏陣列提供。
  25. 一種建築物，其包括：一或多個光學可著色窗；一光伏陣列，該光伏陣列包括一或多個光伏面板，其中該一或多個光伏面板耦接至該建築物之外表面上的拱肩玻璃，且其中該光伏陣列經組態以產生電力；一光伏組合器，該光伏組合器與該光伏陣列耦接，該光伏組合器經組態以藉由組合來自該光伏陣列之該所產生電力而產生一第一直流(DC)信號；一能量儲存裝置；一電壓調整器，該電壓調整器經組態以：自該光伏陣列接收電力且向該能量儲存裝置施加一電荷信號，及使用該能量儲存裝置中儲存之電力及/或來自該光伏陣列之電力來產生一直流輸出信號；一或多個窗控制器，該一或多個窗控制器經組態以控制該一或多個光學可著色窗之著色狀態；以及一或多個控制面板，該一或多個控制面板經組態以自該直流輸出信號接收電力且向該一或多個窗控制器提供電力，其中該一或多個控制面板未經組態以自一都市(municipal)電力網接收電力。
  26. 如申請專利範圍第25項之建築物，其進一步包括進一步包括與該光 伏陣列及該電壓調整器耦接之一光伏組合器，該光伏組合器經組態以將引至該電壓調整器之接線減至最短。
  27. 一種控制一建築物中之一或多個光學可切換窗的方法，該方法包括：監測藉由一光伏陣列產生之電力，該光伏陣列包括一或多個光伏面板；基於藉由該一或多個光伏面板產生之該電力來判定輻照度資料；以及向一或多個窗控制器發出用於調整該一或多個光學可切換窗之光學狀態的指令，該等指令至少部分基於該輻照度資料。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該一或多個光伏面板中之至少一者與該建築物之外部上的拱肩玻璃耦接。
  29. 如申請專利範圍第27項之方法，其中判定該輻照度資料包括基於該一或多個光伏面板之定向來判定定向照度資料。
  30. 如申請專利範圍第27項之方法，其進一步包括自一或多個感測器接收明光資料及/或定向照度資料，其中該等所發出之指令係至少部分基於該明光資料及/或該定向照度資料。
  31. 如申請專利範圍第30項之方法，其中該一或多個感測器包括一環形 感測器。
  32. 如申請專利範圍第30項之方法，其中該一或多個感測器包括位於一不同建築物中之一感測器。
  33. 如申請專利範圍第30項之方法，其進一步包括：將該光伏陣列中之該等光伏面板重定位到大致最大化電力產生之一方向及定向。
  34. 如申請專利範圍第27項之方法，其中調整該一或多個光學可切換窗之該光學狀態係使用藉由該一或多個光伏面板產生之電力來執行。
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