JP2015522235A - Ac太陽電池パネルシステム - Google Patents
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Abstract
AC太陽電池パネルシステム。本発明は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、交流を出力として提供する、AC太陽電池パネルシステム(1)に関する。本発明のAC太陽電池パネルシステム(1)は、太陽エネルギーを直流電気に変換する光起電性パネル(4)と、光起電性パネル(4)を安全に囲むフレーム(7)と、フレーム(7)内に配置され、光起電性パネル(4)によって生成された直流を交流に変換する直流−交流インバータ(8)と、を含む。生成されたエネルギーを蓄積することも所望される場合、複数のバッテリ(10)が、インバータ(8)と共に充電制御部材(11)をフレーム(7)内に有する光起電性パネル(4)に、電気的に接続される。
Description
本発明は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する、太陽発電機システムであって、エネルギーをそれ自体に蓄積することも可能であり、かつ、交流(AC)を出力として直接提供する、太陽発電機システムに関する。
最近、化石燃料源が使い果たされはじめたことから、河川、波、バイオマス、地熱、太陽、及び水素エネルギーなどの、再生可能エネルギー源の重要性が高まり始めた。太陽エネルギーは、上記再生可能エネルギー源のうち、最も一般的に使用されるものの1つである。電気エネルギーは、太陽エネルギーから、太陽電池パネルを用いて得られる。
太陽電池パネルは、基本的に、複数の光起電性セルを、ガラスの下の搬送テーブル上で一緒にまとめて、端をフレームによって結合することからなる構成を有する。前記光起電性セルは、太陽光線中のエネルギーを、直流(DC)に変換する。しかし、前記直流は、電力網(electricity network)に送られることができないという事実に起因して、太陽電池パネルの出力において、直流を交流に変換するインバータを通過させることによって使用される。前記インバータは、太陽電池パネルによって生成された電気を、交流に変換し、それを、電力網に提供する。
多数の太陽電池パネルが一緒にまとめられ、それらは、直列に、又は並列に接続される。形成された直流は、次に、一般的な直流−交流インバータに送られ、交流に変換される。前記インバータの選択は、システム効率において重要な役割を果たす。システム内で、好適でない、不適切なインバータが使用された場合、システムのエネルギー生成容量は、著しく減少する。加えて、直列に接続された複数のパネルのうちの任意のものが、日光が遮られている、又は壊れていることに起因して、他のパネルより低い電圧を生成する場合、インバータ内のドミナント電圧は、最も低い電圧であるため、システムは、多くの設備において、期待されるより少ないエネルギーを生成する。さらに、パネルから分離したインバータの技術的選択を行い、それを取り付けるためには、エキスパート支援が必要とされる。そしてこれは、取り付けコストの増加をもたらし、システムの初期設置コストが増加する。
これらの理由により、マイクロインバータの使用が、最近、増加し始めた。マイクロインバータは、一般に、各光起電性パネルに等しい電力容量において製造される。1つずつ受け入れられるパネルに対して、マイクロインバータは、チャネル上へのネジ留め、摺動ロック、あるいは、パネルの背後への、又はパネルフレームの4つの端のいずれかへの接着、という方法のうちの1つを使用して、現場で、又はパネル生産ラインの最後において、パネルの好適な部分に取り付けられる。インバータが現場で取り付けられる場合、システムの総設置時間は長くなる。
国際公開第2009/143253号パンフレットでは、集熱がより少なく、比較的低温の条件下で動作可能な、直流−交流インバータを有する、交流光起電性パネルが開示されている。上記光起電性パネルは、直流光起電性モジュールと、直流−交流インバータとを含む。直流光起電性モジュールは、太陽エネルギーを、直流に変換し、インバータは、直流を、交流に変換する。国際公開第2009/143253号パンフレットに記載されている発明では、インバータは、パネル生産が完了した後で、パネルを保持しているフレームの外部に取り付けられる。上記国際公開第2009/143253号パンフレットでは、光起電性パネルとインバータとは、別個のボックス内に製造され、それらは後で組み合わされ、両方のユニットは別個のフレーム又はボックス内にある。
本発明の一目的は、交流を出力として直接提供する、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の別の目的は、組み立ての期間及びコストを減少させることを可能にする、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の別の目的は、電力網がない場所(オフグリッドエリア)において、電気の必要性を太陽から容易に満たすことを可能にする、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の別の目的は、電力網がない場所(オフグリッドエリア)に容易に移送される事が可能であり、それらの場所における、電気の必要性を満たすことを可能にする、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の別の目的は、交流(AC)を直接生成する、AC太陽電池パネルシステムであって、好適なエネルギーをそれ自体において蓄積することが可能であり、すぐに取り付け及び使用が可能な状態の、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の別の目的は、専門知識のない人によって、プラグ接続のプロセスのみによって動作させられることが可能、及び、昼間及び夜間に220Vの電圧において直接利用可能な、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の別の目的は、全体として移送されることが可能な、AC太陽電池パネルシステムであって、この中には、充電制御ユニット、バッテリ、及びインバータが存在し、プラグ接続された場合に、直接、交流で、所望される電圧においてシステムを作動させる、AC太陽電池パネルシステムを実現することである。
本発明の目的を満たすために実現される「AC太陽電池パネルシステム」は、添付の図面に示されている。
図面内に示されている構成要素は、個別に番号が付けられており、番号は、以下を意味する。
1.AC太陽電池パネルシステム
2.セル
3.コネクタ
4.光起電性パネル
5.チャネル
6.チャンバ
7.フレーム
8.直流−交流インバータ
9.プラグ
10.バッテリ
11.充電制御回路
1.AC太陽電池パネルシステム
2.セル
3.コネクタ
4.光起電性パネル
5.チャネル
6.チャンバ
7.フレーム
8.直流−交流インバータ
9.プラグ
10.バッテリ
11.充電制御回路
本発明のAC太陽電池パネルシステム(1)は、
太陽光線中のエネルギーを直流電気に変換する複数のセル(2)と、電流がそこから出ることを可能にする少なくとも1つのコネクタ(3)とを有する、少なくとも1つの光起電性パネル(4)と、
光起電性パネル(4)を囲み、光起電性パネル(4)に面するその表面において光起電性パネル(4)が安全に保持されることを可能にするチャネル(5)と、それ自体内の空のチャンバ(6)と、を有する、少なくとも1つのフレーム(7)と、
フレーム(7)内に提供されるチャンバ(6)内に配置され、コネクタ(3)に接続され、コネクタ(3)から受け取った直流を交流に変換する、少なくとも1つの直流−交流インバータ(8)と、を備える。
太陽光線中のエネルギーを直流電気に変換する複数のセル(2)と、電流がそこから出ることを可能にする少なくとも1つのコネクタ(3)とを有する、少なくとも1つの光起電性パネル(4)と、
光起電性パネル(4)を囲み、光起電性パネル(4)に面するその表面において光起電性パネル(4)が安全に保持されることを可能にするチャネル(5)と、それ自体内の空のチャンバ(6)と、を有する、少なくとも1つのフレーム(7)と、
フレーム(7)内に提供されるチャンバ(6)内に配置され、コネクタ(3)に接続され、コネクタ(3)から受け取った直流を交流に変換する、少なくとも1つの直流−交流インバータ(8)と、を備える。
本発明のAC太陽電池パネルシステム(1)内に提供されるフレーム(7)上には、直流−交流インバータ(8)によって形成された交流が、パネル(1)の外部のシステムに供給されることを可能にする、直流−交流インバータ(8)と関連付けられた少なくとも1つのプラグ(9)が存在する。電力網の線、又は使用される装置が、前記プラグ(9)に直接接続されてもよい。
本発明のAC太陽電池パネルシステム(1)では、光起電性パネル(4)上に位置するセル(2)は、太陽エネルギーを、直流電気に変換する。上記直流電気は、コネクタ(3)から、直流−交流インバータ(8)に伝送される。そして、直流−交流インバータ(8)は、コネクタ(3)から受け取った直流を交流に変換することによって、太陽電池パネル(1)から交流を直接提供することを可能にする。従って、この太陽電池パネルを購入した後、ユーザは、直流−交流インバータ(8)を別個に選択して、これをパネルに、ユーザがAC太陽電池パネルシステム(1)を購入した後で取り付ける必要はない。
本発明の好ましい実施形態では、フレーム(7)上に位置するチャネル(5)であって、その中に光起電性パネル(4)が配置される、チャネル(5)は、C字形状を有する。
本発明の好ましい実施形態では、光起電性パネル(4)は、矩形形状を有する。この実施形態では、AC太陽電池パネルシステム(1)は、相互に独立した4つのフレーム(7)を含み、これらは、同一の形状であり、前記光起電性パネル(4)を、その各端から、安全に保持することを可能にする。この実施形態では、直流−交流インバータ(8)は、光起電性パネル(4)内に提供されるコネクタ(3)に最も近い、フレーム(7)内に位置する、チャンバ(6)内に配置される。
本発明の一実施形態では、AC太陽電池パネルシステム(1)は、フレーム(7)内に提供されるチャンバ内に位置する、少なくとも1つのバッテリ(10)を含み、これは、その一方の端から、直流−交流インバータ(8)に電気的に接続され、その他方の端から、光起電性パネル(4)に接続され、そして、セル(2)によって生成された直流を蓄積することを可能にする。上記バッテリ(10)は、太陽電池パネルシステム(1)に接続されたシステムが、夜間に、又は、曇天などの、太陽光線が不十分な時に、給電されることを可能にする。上記実施形態では、AC太陽電池パネルシステム(1)は、フレーム(7)内に提供されるチャンバ(6)内に配置される、少なくとも1つの充電制御回路(11)も含み、これは、光起電性パネル(4)の電圧を調整することによって、バッテリ(10)が制御されたやり方で充電されることを可能にし、かつ、その一方の端から、バッテリ(10)に電気的に接続される。バッテリ(10)の充電−放電状態を制御することによって、充電制御回路(11)は、バッテリ(10)が過剰に充電及び放電されることを防止し、これにより、バッテリ(10)の寿命が延びる。本発明のこの実施形態を使用すれば、ユーザは、電力網が長い間存在していない地方で、容易に電気を入手し、電気的に作動する装置を使用することが可能になる。
本発明の一実施形態では、AC太陽電池パネルシステム(1)は、相互に電気的に接続された、複数のバッテリ(10)を含む。前記実施形態では、相互接続されたバッテリ(10)のうち、直流−交流インバータ(8)に最も近い端に位置するバッテリ(10)は、直流−交流インバータ(8)に接続され、他方の端に位置するバッテリ(10)は、光起電性パネル(4)に電気的に接続される。
相互に独立した4つのフレーム(7)を含む、本発明の説明された実施形態の実施において、バッテリ(10)は、フレーム(7)内に位置するチャンバ(6)であって、直流−交流インバータ(8)が内部に存在しない、チャンバ(6)内に配置される。
AC太陽電池パネルシステム(1)内の光起電性パネル(4)のフレーム(7)内に配置された、充電制御回路(11)、インバータ(8)、及びバッテリ(10)を用いることによって、インバータ(8)のみを有する、又は、充電制御回路(11)及びインバータ(8)の両方を有する、太陽電池パネルシステム(1)は、エンドユーザがすぐに使える状態になっている。
本発明の「AC太陽電池ペーンシステム(1)」の様々な実施形態を発展させることが可能であり、本発明の「AC太陽電池ペーンシステム(1)」は、本明細書中で開示された例に限定されず、特許請求の範囲に本質的に従う。
Claims (9)
- 太陽光線中のエネルギーを直流電気に変換する複数のセル(2)と、電流がそこから出ることを可能にする少なくとも1つのコネクタ(3)とを有する、少なくとも1つの光起電性パネル(4)と、
前記光起電性パネル(4)を囲み、前記光起電性パネル(4)に面するその表面において前記光起電性パネル(4)が安全に保持されることを可能にするチャネル(5)と、それ自体内の空のチャンバ(6)とを有する、少なくとも1つのフレーム(7)と、
を備える、AC太陽電池パネルシステム(1)であって、
前記フレーム(7)内に提供される前記チャンバ(6)内に配置され、前記コネクタ(3)に接続され、かつ、前記コネクタ(3)から受け取った前記直流を交流に変換する、少なくとも1つの直流−交流インバータ(8)、
を特徴とする、AC太陽電池パネルシステム(1)。 - 前記直流−交流インバータ(8)と関連付けられ、前記直流−交流インバータ(8)によって形成された前記交流が、前記パネル(1)の外部のシステムに供給されることを可能にする、少なくとも1つのプラグ(9)、を特徴とする、請求項1に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 前記フレーム(7)上に位置され、中に前記光起電性パネル(4)が配置される、C字形状を有する前記チャネル(5)、を特徴とする、請求項1又は2に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 矩形形状を有する前記光起電性パネル(4)を特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 同一の形状であり、前記光起電性パネル(4)を、その各端から安全に保持することを可能にする、互いに独立した4つのフレーム(7)、を特徴とする、請求項4に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 前記直流−交流インバータ(8)は、前記光起電性パネル(4)内に提供される前記コネクタ(3)に最も近い前記フレーム(7)内に位置する前記チャンバ(6)内に配置される、ことを特徴とする、請求項5に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 前記フレーム(7)内に提供される前記チャンバ内に位置され、その一方の端から前記直流−交流インバータ(8)に電気的に接続され、その他方の端から前記光起電性パネル(4)に接続され、夜間に、又は曇天等の太陽光線が不十分な時に、前記太陽電池パネルシステム(1)に接続されたシステムに給電するために、前記セル(2)によって生成された前記直流を蓄積することを可能にする、少なくとも1つのバッテリ(10)、を特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 前記フレーム(7)内に提供される前記チャンバ(6)内に配置され、前記光起電性パネル(4)の電圧を調整することによって、前記バッテリ(10)が制御されたやり方で充電されることを可能にする、かつ、その一方の端から前記バッテリ(10)に電気的に接続される、少なくとも1つの充電制御部材(11)、を特徴とする、請求項7に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
- 互いに電気的に接続され、前記直流−交流インバータ(8)に最も近い端に位置する1つは、前記直流−交流インバータ(8)に接続され、他方の端に位置する他方の1つは、前記光起電性パネル(4)に電気的に接続される、複数のバッテリ(10)、を特徴とする、請求項6又は7に記載のAC太陽電池パネルシステム(1)。
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