JP2015522235A

JP2015522235A - Ａｃ太陽電池パネルシステム

Info

Publication number: JP2015522235A
Application number: JP2015519369A
Authority: JP
Inventors: メーメットバハッティンダログル; メーメットイゼットオザイディン
Original assignee: サンレゴエネルジシステムレリサナイヴェティジャーレットアノニムシルケティ
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2015-08-03
Also published as: WO2014006460A1; EP2870635A1; WO2014006461A1

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（ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｎｅｔｗｏｒｋ）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１は、本発明の太陽電池パネルシステムの斜視図である。図２は、本発明の太陽電池パネルシステムの断面図である。図３は、本発明の太陽電池パネルシステム内に提供される光起電性パネルの詳細図である。図４は、本発明の太陽電池パネルシステム内に提供されるフレームの詳細図である。図５は、本発明の太陽電池パネルシステムの実施形態の斜視図である。図６は、本発明の太陽電池パネルシステムの実施形態の断面図である。

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

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。

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

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）。