BRPI0807833A2

BRPI0807833A2 - " aparelho compreendendo uma fonte de potência de voltagem baixa ".

Info

Publication number: BRPI0807833A2
Application number: BRPI0807833-5A
Authority: BR
Inventors: Taco Wijnand Neeb; Ramon Phillippe Van Der Hilst
Original assignee: Tendris Solutions Bv
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2014-08-05
Also published as: AU2008209775A1; IL200147A0; EP1950873A1; CN101652918A; WO2008092870A3; US20090283135A1; WO2008092870A2; EG25769A; AU2008209775B2; ZA200905596B

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO COMPREENDENDO UMA FONTE DE POTÊNCIA DE VOLTAGEM BAIXA".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um aparelho para acionamento de uma carga elétrica com uma fonte de potência de baixa voltagem. Mais especificamente, a presente invenção se refere ao acionamento de uma carga elétrica com uma fonte de potência que gera uma voltagem que é muito 10 mais baixa do que a voltagem requerida pela carga elétrica. O aparelho aumenta a voltagem até o ponto de trabalho da carga elétrica, sem perdas significativas na energia elétrica.

2. Descrição da Técnica Relacionada

Devido ao alto custo de combustíveis fósseis e à preocupação 15 quanto ao aquecimento global causado pela produção de dióxido de carbono na combustão de combustíveis fósseis, há um interesse crescente em fontes de potência que operem com energia renovável. Os exemplos incluem células fotovoltaicas, células termovoltaicas, células de combustível de hidrogênio, células de biocombustíveis e similares.

Muitas destas fontes de potência produzem potência elétrica a

uma voltagem baixa, frequentemente da ordem de 1 Volt ou menos. As células fotovoltaicas provêem, por exemplo, uma voltagem de 0,35 a 0,65 V, tipicamente de em torno de 0,45 V. Para a maioria das aplicações, a potência elétrica precisa ser provida a uma voltagem muito mais alta, por exemplo, de 25 12 V de corrente contínua, ou de 110 ou 230 Volts CC. Uma razão para isso é que, para uma certa quantidade de energia elétrica, a corrente está inversamente relacionada à voltagem, tornando impraticável transportar energia elétrica à baixa voltagem por longas distâncias. A corrente alta requer cabos muito espessos, e está associada a um alto risco de superaquecimento e 30 incêndio.

Portanto, é costumeiro prover um conjunto no qual um número significativo de fontes de potência de baixa voltagem é conectado em série, de modo a se prover uma voltagem adequadamente mais alta nos terminais do conjunto. Para uma pluralidade de fontes de potência de baixa voltagem conectadas em série, a performance do conjunto é governada pelo elo mais fraco na corrente. Um conjunto como esse apenas funcionará de forma óti5 ma se todas as unidades individuais proverem uma performance idêntica. Na prática, isto nunca é o caso. Por exemplo, a performance de enzimas em uma célula de biocombustível difere de células para células. As células fotovoltaicas em um conjunto podem diferir na saída elétrica. Uma tolerância de fabricação de 5% é comum, o que significa que mesmo células recebendo 10 quantidades idênticas de radiação solar podem ter saídas diferentes de energia elétrica. Além disso, células em um conjunto podem receber quantidades diferentes de radiação solar, por exemplo, como resultado de uma sombra ou sujeira cobrindo algumas das células. Esses eventos podem reduzir a saída de um conjunto de células fotovoltaicas conectadas em série 15 de 30 a 70%. Até algum ponto, esta perda pode ser reduzida pela incorporação de diodos de bypass, de modo que células funcionando de forma ruim possam ser desviadas.

Por esta razão, sempre há células mais fracas em um conjunto de células conectadas em série. Estas células mais fracas reduzem a performance do conjunto, porque elas atuam como cargas no sistema, ao invés de como contribuintes para sua performance.

É um objetivo da presente invenção elevar a voltagem de uma fonte de potência de baixa voltagem para a voltagem requerida de uma carga elétrica, sem as desvantagens dos sistemas existentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um aparelho para acionamento de uma carga elétrica com uma fonte de potência de baixa voltagem, o referido aparelho compreendendo:

a) uma fonte de potência de baixa voltagem provendo uma voltagem de saída Vp;

b) um primeiro acumulador de energia elétrica, conectado em série à fonte de potência de baixa voltagem e operando em uma primeira voltagem V1;

c) um segundo acumulador de energia elétrica, conectado em paralelo ao acumulador, e operando em uma segunda voltagem V2; em que V1 + Vp = V2.

Os exemplos de fonte de potência de baixa voltagem incluem

células fotovoltaicas, células termovoltaicas, células de combustível de hidrogênio e células de biocombustível.

Os exemplos de acumuladores de energia elétrica para uso no aparelho da presente invenção incluem volantes, capacitores e baterias químicas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 apresenta uma representação diagramática de uma primeira modalidade do aparelho da presente invenção.

A Figura 2 apresenta uma representação diagramática de uma segunda modalidade do aparelho da presente invenção.

A Figura 3 apresenta uma representação diagramática de uma terceira modalidade do aparelho da presente invenção.

A Figura 4 apresenta uma representação diagramática de uma quarta modalidade do aparelho da presente invenção, que combina os recursos das segunda e terceira modalidades.

A Figura 5 apresenta uma representação diagramática de uma quinta modalidade do aparelho da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS

A presente invenção se refere a um aparelho para acionamento de uma carga elétrica com uma fonte de potência de baixa voltagem, o referido aparelho compreendendo:

a) uma fonte de potência de baixa voltagem provendo uma voltagem de saída Vp;

b) um primeiro acumulador de energia elétrica, conectado em série à fonte de potência de baixa voltagem e operando em uma primeira

voltagem V1;

c) um segundo acumulador de energia elétrica, conectado em paralelo ao primeiro acumulador, e operando em uma segunda voltagem V2; em que V1 + Vp = V2.

A fonte de potência de baixa voltagem para uso no aparelho da presente invenção pode ser qualquer fonte de potência produzindo uma vol5 tagem Vp que seja mais baixa do que a voltagem requerida para acionamento da carga elétrica. A fonte de potência de baixa voltagem pode ser acionada por um combustível fóssil, ou por um combustível não-fóssil, preferencialmente por uma fonte de energia renovável. Os exemplos preferidos incluem células fotovoltaicas, células termovoltaicas, células de combustível de 10 hidrogênio e células de biocombustível.

A invenção será adicionalmente ilustrada para modalidades do aparelho no qual a fonte de potência de baixa voltagem compreende pelo menos uma célula fotovoltaica. Será entendido que os princípios ilustrados por estas modalidades podem ser aplicados a qualquer outra fonte de po15 tência de baixa voltagem.

É mostrada na figura 1 uma primeira modalidade de um aparelho

1 que compreende uma fonte de potência fotovoltaica 2. A fonte de potência fotovoltaica 2 pode consistir em uma única célula fotovoltaica ou em uma pluralidade de células fotovoltaicas. No caso em que a fonte de potência fo■20 tovoltaica 2 consiste em uma pluralidade de células fotovoltaicas, as células individuais podem ser conectadas em série ou em paralelo, ou podem consistir em um número m de subconjuntos de células fotovoltaicas, cada subconjunto contendo n células fotovoltaicas conectadas em série. Na prática, n é um inteiro que varia de 1 a 20, preferencialmente de 1 a 10 e, mais prefe25 rencialmente, de 1 a 5. O valor do inteiro m é determinado pela seleção do valor de n, e o número de células fotovoltaicas que o conjunto é capaz de acomodar. O número total de células fotovoltaicas é η χ m.

A fonte de potência fotovoltaica 2 é conectada em série com um primeiro acumulador de energia elétrica 3. O segundo acumulador de ener30 gia elétrica 4 é conectado em paralelo ao primeiro acumulador de energia elétrica 3. Preferencialmente, o primeiro acumulador 3 e o segundo acumulador 4 são de projeto igual, mas será entendido que o aparelho funcionará apropriadamente se os dois acumuladores forem de projeto diferente.

O primeiro acumulador 3 provê uma primeira voltagem V1. A fonte de potência fotovoltaica 2 provê uma voltagem de saída Vp. A voltagem pelo segundo acumulador 4 é dada pela equação:

V2 = V1 + Vp (1)

Será entendido que, na prática, o valor de V2 pode ser ligeiramente mais baixo do que o valor provido pela equação (1), devido a perdas no circuito, em particular quando componentes adicionais forem acrescentados ao circuito, conforme exemplificado nas modalidades discutidas aqui abaixo.

Os terminais 5 e 6 são providos para conexão de uma carga elétrica externa, a qual é para ser acionada pelo aparelho 1. Quando nenhuma carga externa é conectada aos terminais 5 e 6, a potência elétrica gerada pela fonte de potência fotovoltaica 2 é usada para carregamento do segundo 15 acumulador 4. Quando uma carga é conectada aos terminais 5 e 6, que retira menos potência do que é gerada pela fonte de potência 2, qualquer potência em excesso é usada para carregamento do acumulador 4. Quando a carga externa conectada aos terminais 5 e 6 consome mais potência do que está sendo gerado pela fonte de potência 2, uma potência adicional é provi20 da para a carga pelo acumulador 4.

Os acumuladores 3 e 4 podem ser qualquer tipo de dispositivo capaz de armazenar energia elétrica. Os exemplos incluem formas tradicionais, tais como baterias e capacitores e formas não-tradicionais, tais como volantes providos com geradores elétricos.

O termo "bateria" conforme usado aqui significa um dispositivo

capaz de converter energia elétrica em energia química e de converter energia química em energia elétrica. Este tipo de bateria também é referido como bateria secundária ou bateria recarregável. Os exemplos incluem baterias de chumbo - ácido, por exemplo, baterias a úmido, baterias com gel e baterias 30 de manta de vidro absorvente; baterias de íon de lítio; baterias de polímero de íon de lítio; baterias de NaS; baterias de níquel - ferro; baterias de níquel

- hidreto de metal; baterias de níquel - cádmio; baterias de níquel - zinco; e baterias de sal fundido.

Os exemplos de capacitores que podem ser usados como acumuladores de energia elétrica incluem capacitores convencionais (capacitores de filme de metal; capacitores de mica; capacitores de papel; capacitores 5 de vidro; e capacitores de cerâmica); capacitores eletrolíticos; e, em particular, os assim denominados supercapacitores.

Os supercapacitores às vezes também referidos como ultracapacitores podem ser feitos de aerogel de carbono, nanotubos de carbono ou materiais de eletrodo altamente porosos. Eles são bem conhecidos por sua 10 capacidade extremamente alta, e estão sendo avaliados como alternativas para baterias recarregáveis. São particularmente preferidos ultracapacitores com um dielétrico de titanato de bário, o qual tem uma alta energia específica.

A Figura 2 descreve uma representação diagramática de uma segunda modalidade do aparelho da presente invenção. Esta modalidade difere da modalidade da figura 1 pela presença de um controlador 7. O papel do controlador 7 é monitorar a saída da fonte de potência 2 e otimizar sua performance. O controlador 7 pode monitorar a performance da fonte de potência 2 diretamente, por exemplo, pela monitoração da voltagem suprida pela fonte de potência 2 em função da corrente no sistema. O controlador 7 também pode monitorar parâmetros externos que influenciam a performance da fonte de potência 2. Isto é ilustrado pelo elemento de detecção de Iuz 10, o qual é colocado em grande proximidade com a fonte de potência fotovoltaica 2. O elemento de detecção de Iuz 10 é conectado ao controlador 7 através da conexão 11. A conexão 11 pode ser uma conexão com fio, ou a comunicação do elemento de detecção 10 para o controlador 7 pode ser sem fio, tal como por um sinal de infravermelho ou de frequência de rádio. Para uma monitoração indireta como essa, o controlador 7 pode ser provido com um dispositivo de memória contendo dados que correlacionam a performance da fonte de potência 2 com o valor do parâmetro medido pelo elemento de detecção 10. Por exemplo, o controlador 7 pode usar dados históricos para o cálculo da potência extraída da fonte de potência 2 em função da intensidade de Iuz detectada pelo elemento de detecção 10.

Em uma modalidade preferida, o controlador 7 é capaz de monitorar e controlar as respectivas condições de carga dos acumuladores 3 e 4. Por exemplo, se o acumulador 4 estiver plenamente carregado, e a fonte de 5 potência 2 produzir mais potência do que é requerido por uma carga conectada aos terminais 5 e 6, o controlador 7 desviará a energia elétrica para carregamento do acumulador 3.

A Figura 3 representa um diagrama de uma terceira modalidade do aparelho da presente invenção. Nesta modalidade, um terceiro acumula10 dor de energia elétrica 9 é incluído no aparelho. A natureza e o projeto do acumulador 9 podem ser os mesmos ou diferentes da natureza e do projeto dos acumuladores 3 e 4. Por exemplo, os acumuladores 3 e 4 podem ser baterias recarregáveis, ao passo que o acumulador 9 pode ser um capacitor. O controlador 8 monitora a produção de potência pela fonte de potência 2 e 15 a compara com a demanda de qualquer carga conectada aos terminais 5 e

6. Quando a fonte de potência 2 produz mais energia elétrica do que é requerido pela carga, o controlador 8 desvia a energia elétrica em excesso para o acumulador 9.

Quando a demanda de uma carga conectada aos terminais 5 e 6 20 excede à produção de potência da fonte de potência 2, o controlador 8 pode retirar potência do acumulador 9. Esta modalidade é particularmente adequada para suprimento de potência para uma carga tendo necessidades de potência flutuando rapidamente. As mudanças rápidas nas necessidades de potência podem ser acomodadas por um acumulador 9, em particular se o 25 atuador 9 for um capacitor. Os acumuladores 3 e 4, os quais podem ser baterias químicas, são mais adequados para responderem a flutuações nas necessidades de potência que sejam de duração mais longa.

A modalidade da figura 4 combina os recursos das figuras 2 e 3. Além disso, o controlador 7 é equipado com um circuito de partida 13. O circuito de partida 13 é projetado para a criação e a manutenção de uma carga mínima predeterminada nos acumuladores 3 e 4. Especificamente, se, por alguma razão, os valores de carga dos acumuladores 3 e 4 caírem abaixo de um valor mínimo predeterminado, o circuito de partida 13 usará a potência da fonte de potência 2 para restauração das cargas para os valores mínimos requeridos, antes de a potência ser provida para os terminais 5 e 6.

A modalidade da figura 5 é similar à modalidade da figura 4. Os 5 controladores 7 e 8 da figura 4 foram integrados no controlador 12, o qual monitora a operação da fonte de potência 2, a posição de carga dos acumuladores 3 e 4, a divisão de potência para o acumulador 9, e a voltagem suprida para os terminais 5 e 6. Também é descrito o elemento de detecção externo 10, o qual provê uma entrada para o controlador 12 através da co10 nexão 11. A conexão 11 pode ser um fio, ou pode ser uma conexão sem fio, tal como um sinal de infravermelho ou de rádio.

Será claro a partir do precedente que o aparelho da presente invenção é capaz de prover uma voltagem para uma carga elétrica que é muito mais alta do que a voltagem gerada pela fonte de potência de baixa 15 voltagem. Por esta razão, não é necessário que a fonte de potência de baixa voltagem seja conectada a outras dessas fontes de potência em série. Em uma modalidade preferida, o aparelho compreende uma pluralidade de células fotovoltaicas agrupadas em uma matriz de unidades conectadas em paralelo. As células fotovoltaicas convenientemente podem ser conectadas em ■20 paralelo pela montagem das células em uma folha unitária de material de condução. Preferencialmente, a folha unitária de material de condução é feita de um metal. Os metais preferidos são aqueles que têm uma alta condutividade para eletricidade e calor, e são adequadamente resistentes à corrosão. Os exemplos de metais adequados incluem cobre, níquel, alumínio, 25 ouro e ligas dos mesmos. Embora o ouro seja preferido em termos de condutividade e resistência à corrosão, seu preço é proibitivo para muitas aplicações. Portanto, em muitos casos, o cobre é o metal preferido para uso na folha unitária.

A montagem de células fotovoltaicas de forma condutiva em uma folha de metal unitária oferece várias vantagens. Antes de tudo, elimina a necessidade de conexões com fio entre os eletrodos correspondentes das células fotovoltaicas individuais, o que reduz a complexidade e o custo da fabricação de um conjunto de célula fotovoltaica. Além disso, devido ao fato de as células serem conectadas em paralelo, não há necessidade de diodos de bypass, conforme frequentemente é incluído em redes de célula fotovoltaica que têm as células conectadas em série. Ainda uma outra vantagem é 5 a dissipação melhorada de calor através da folha unitária de material de condução. Em uso, as células fotovoltaicas geram calor como um subproduto. Isto é indesejável, porque a efetividade de células fotovoltaicas cai conforme a temperatura das células sobe. Ter as células montadas em uma folha de metal torna possível prover um resfriamento pela conexão térmica do 10 material de condução a um meio de resfriamento. Isto pode ser realizado, convenientemente, pela provisão de uma serpentina de resfriamento à superfície da folha oposta à superfície na qual as células fotovoltaicas são montadas. A serpentina de resfriamento pode ser conectada a uma bomba de calor, de modo que a temperatura das células fotovoltaicas seja mantida 15 em um ponto ótimo ou próximo dele. A energia térmica pode ser recuperada a partir do meio de resfriamento e pode ser usada para fins de aquecimento, por exemplo, para aquecimento de um suprimento de água.

Conforme mencionado aqui acima, é vantajoso minimizar o número de células fotovoltaicas que são conectadas em paralelo e minimizar 20 da mesma forma o número de células fotovoltaicas que são conectadas em série. Isto reduz a necessidade de diodos de bypass. Assim sendo, a fonte de potência de baixa voltagem preferencialmente contém menos do que dois diodos de bypass para cada 10 células fotovoltaicas presentes na fonte de potência de baixa voltagem e, preferencialmente, a fonte de potência de bai25 xa voltagem é livre de diodos de bypass.

Uma outra vantagem de conexão das células fotovoltaicas em paralelo é que um número pequeno de células fotovoltaicas, cada uma tendo uma grande área superficial, pode ser usado. Em uma modalidade preferida,

o aparelho compreende uma fonte de potência de baixa voltagem a qual compreende pelo menos uma célula fotovoltaica tendo a área superficial de mais do que 400 centímetros quadrados (cm2), preferencialmente de mais de 600 cm2, ainda mais preferencialmente de mais do que 1000 cm2. Conforme mencionado anteriormente, não é necessário que a fonte de potência de baixa voltagem proveja uma voltagem de saída Vp suficiente para acionamento da carga elétrica externa. Portanto, é possível prover uma fonte de potência de baixa voltagem tendo uma voltagem de saída d 5 menos de 20 Volts, preferencialmente de menos de 10 Volts, e mais preferencialmente de menos de 5 Volts. Da mesma forma, a voltagem externa Ve provida para a carga elétrica é tal que Ve seja igual a pelo menos duas vezes Vp, preferencialmente pelo menos dez vezes Vp, e mais preferencialmente pelo menos 100 vezes Vp.

As células de combustível quentes expandem quando em uso, o

que causa problemas quando as células são conectadas em série. Materiais exóticos foram propostos para limitação desta expansão térmica, de modo que as células de combustível possam ser colocadas proximamente em conjunto. A presente invenção permite que as células de combustível sejam co15 nectadas em paralelo, de modo que elas não precisem ser colocadas rigorosamente juntas, e a expansão térmica não cause problemas.

Será claro que a carga elétrica pode ser qualquer carga, ou uma combinação de cargas elétricas. Por exemplo, ela pode ser uma fonte de Iuz única, tal como um diodo emissor de luz, ou pode ser a combinação de car-20 gas elétricas, conforme pode estar presente em uma casa ou um prédio. Um uso particularmente atraente do aparelho da presente invenção é a conexão dele a uma rede elétrica. Isto requer que o aparelho seja conectado a um conversor para conversão da energia elétrica gerada pelo aparelho em uma corrente alternada a uma voltagem compatível com aquela da rede. Este 25 arranjo torna possível vender potência para a rede, quando o aparelho produzir mais potência do que for necessário para uso interno, e suplementar a potência com potência da rede nos momentos em que a demanda for maior do que a quantidade de potência produzida pelo aparelho.

Assim, a invenção foi descrita com referência a certas modalidades discutidas acima. Será reconhecido que estas modalidades são suscetíveis a várias modificações e formas alternativas bem conhecidas por aqueles versados na técnica.

Claims

1. Aparelho para acionamento de uma carga elétrica com uma fonte de potência de baixa voltagem, o referido aparelho compreendendo: a) uma fonte de potência de baixa voltagem provendo uma voltagem de saída Vp; b) um primeiro acumulador de energia elétrica, conectado em série à fonte de potência de baixa voltagem e operando em uma primeira voltagem V1; c) um segundo acumulador de energia elétrica, conectado em paralelo ao primeiro acumulador, e operando em uma segunda voltagem V2; em que V1 + Vp = V2.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, que ainda compreende um primeiro controlador para otimização da operação da fonte de potência de baixa voltagem.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, que ainda compreende um terceiro acumulador de energia elétrica, e um segundo controlador para desvio da energia elétrica para o referido terceiro acumulador, em resposta a um desequilíbrio na disponibilidade de e na demanda por energia elétrica.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, em que o segundo controlador é integrado com o primeiro controlador.

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o primeiro acumulador e o segundo acumulador são baterias químicas.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, em que o primeiro acumulador e o segundo acumulador são baterias de sulfato de chumbo.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o primeiro acumulador e o segundo acumulador são capacitores ou volantes.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, em que o primeiro acumulador e o segundo acumulador são supercapacitores.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a . 8, em que a fonte de potência de baixa voltagem compreende uma célula fotovoltaica, uma célula termovoltaica ou uma célula de combustível.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, em que a fonte de potência de baixa voltagem compreende uma célula fotovoltaica.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, em que a fonte de potência de baixa voltagem compreende uma pluralidade de células fotovoltaicas agrupadas em uma matriz de unidades conectadas em paralelo.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que as referidas unidades são conectadas em paralelo a cada outra, como resultado de serem montadas de forma condutiva em uma folha unitária de material de condução.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, em que a folha unitária de material de condução é feita de um metal.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, em que o metal é selecionado a partir de cobre, níquel, alumínio, ouro e ligas dos mesmos.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, em que o metal é cobre.

16. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, em que a folha de material de condução é termicamente conectada a um meio de resfriamento.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, em que, quando o aparelho está em uso, o meio de resfriamento absorve calor gerado nas células fotovoltaicas, e transporta o calor para longe das células fotovoltaicas.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que o calor é recuperado a partir do meio de resfriamento e usado para fins de aquecimento.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, em que o calor recuperado é usado para aquecimento de um suprimento de água.

20. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, em que a fonte de potência de baixa voltagem contém menos do que 2 diodos de bypass para cada 10 células fotovoltaicas.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, em que a fonte de potência de baixa voltagem é livre de diodos de bypass.

22. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações10 a 21, em que a fonte de potência de baixa voltagem compreende pelo menos uma célula fotovoltaica tendo uma área superficial de mais de 400 cm2.

23. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, em que Vp é menor do que 20 Volts.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, em que Vp é menor do que 10 Volts.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, em que Vp é menor do que 5 Volts.

26. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, em que provê uma voltagem externa para a carga de Ve, onde Ve é de pelo menos 2 x Vp.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, em que Ve é de pelo menos 10 χ Vp.

28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 27, em que Ve é de pelo menos 100 χ Vp.

29. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 28, que ainda compreende um conversor para conversão da energia elétrica gerada pelo aparelho em uma corrente alternada.

30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 29, o qual é conectado a uma rede elétrica.