CN102037469A

CN102037469A - 具有受保护太阳能电池模块的供能系统

Info

Publication number: CN102037469A
Application number: CN2008801282826A
Authority: CN
Inventors: R·德卢卡
Original assignee: ESMOLO Ltd
Current assignee: ESMOLO Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2011-04-27
Also published as: JP2011515769A; RU2010138051A; EP2105856A1; US20110050002A1; WO2009118068A1; AU2008353322A1; CA2718186A1; EP2260428A1

Abstract

一种供能系统包括具有至少一个光伏电池(10)和连接到开关模块(112)的本地控制单元(11)的至少一个受保护太阳能电池模块(1)，其是以这样一种方式可控的即使得电能经由电力线(3)的第一和第二导线(31、32)从光伏电池(10)到负载(4)的传输在能够由所述本地控制单元(11)执行的验证过程已提供否定结果的情况下可中断。根据本发明，为每个或为多个太阳能电池模块(1)提供具有电子模块(221)的芯片卡(22)，电子模块(221)包括对应于存储在存储单元(114、114₁)中的第二访问代码的第一访问代码，并且提供读卡器(21)，用读卡器(21)，第一访问代码可从所述电子模块(221)传输到包含在所述本地控制单元(11)中的存储单元(114、114₂)，所述本地控制单元(11)包括允许执行验证过程的程序模块(OP-代码)，所述验证过程涉及单次地或反复地将已被传输到所述存储单元(114、114₂)的第一访问代码与预设第二访问代码相比较。

Description

具有受保护太阳能电池模块的供能系统

技术领域

本发明涉及具有受保护太阳能电池模块(solar module)的供能系统，特别地涉及用于防止受保护太阳能电池模块的未授权使用的供能系统、太阳能电池模块和用于操作所述供能系统的方法。

背景技术

太阳能电池模块用于接收太阳能并将其转换成可以提供给本地或公共电力网的电能。用于收集太阳能并提供电能的供能系统可以包括仅一个或多个太阳能电池模块。

此类太阳能电池模块包括光伏电池：将落在其上面的太阳能直接转换成电的魔力(magic)硅条。光伏电池在房屋的屋顶上或在连接到公共电网的大片区域中用于发电的大规模应用前景广阔，并且提供对当前发电方法的清洁、安全且在策略上可靠的替代。

诸如增加的环境污染和上升的化石燃料成本等许多因素已促进太阳能在重要性上显著增加这一事实。特别地，装配有光伏电池的更强大且更高效的太阳能电池模块的开发正在利用在大规模应用中可能的再生太阳能。

然而，虽然此类供能系统的优点令人信服，但重要的是请注意这些供能系统、特别是包括许多太阳能电池模块的大规模供能系统的实现要求相当多的投资。

如[1]，US 6′650′031B 1中所描述的，常常发生太阳能电池模块被盗或被未授权第三方利用的事。用于防止太阳能电池模块的未授权使用或盗窃的已知装置一般由与坚固的锁相结合的固体外壳组成。然而，这些保护装置具有容易被用力破开的缺点，另外，需要被配置得沉重且坚固以进行有效的保护。更进一步地，太阳能电池模块可能在其制造商的基地处或在被递送给消费者时被盗。

这里，在[1]中，描述了另一种解决方案，其提供可靠地防止未授权使用的提供针对太阳能电池模块的未授权使用或盗窃的保护。在根据该解决方案工作的供能系统中，当太阳能电池模块所在的禁用设备在已经由电力线向用电设备所在的(consumer-sited)启用设备发送第一信号之后在第一预定义时间内未能经由电力线接收到第二信号时，电力输出中断。因此，如果已接近或盗窃太阳能电池模块的未授权用户将用电设备连接到太阳能电池模块，则太阳能电池模块所在的禁用设备发送第一信号并在其未能在第一预定义时间内接收到第二信号时禁用电力输出。因此，太阳能电池模块只能在其被安装的地方和系统可以提供第二信号的地方使用，并且如果被安装在用电设备所在的启用设备不能提供第二信号的地方，则是无价值的。如进一步描述的，太阳能电池模块所在的禁用设备和用电设备所在的启用模块包括用于使电力线的导线短路以禁用电力传输或分别生成上述信号的开关设备。

因此，用在[1]中提供的解决方案，保证包括被盗太阳能电池模块的供能系统由于还用于在太阳能电池模块所在的禁用设备与用电设备所在的启用设备之间交换消息的短路的电力线导线而完全不工作。

因此，用在[1]中描述的措施，被盗太阳能电池模块如果被安装在未提供第二特定信号的位置则是无价值的。然而，这些措施在各种实例中还导致不期望的结果。

例如，如果在分发或安装过程中，太阳能电池模块已在制造商的基地内被错误地交换，则安装者面临不工作且不提供关于供能系统的停机原因的任何信息的供能系统。如果在面板之一中发生多功能，结果禁用设备激活纵横开关(crossbar switch)，则供能系统被所述的安全措施关机，虽然不存在安全问题。更进一步地，在太阳能电池模块所在的禁用设备与用电设备所在的启用设备之间交换的消息或代码的匹配可能由于代码的不正确处理或分配而失败。

结果，可能出现多种情况，其不是安全相关的，并且其中，负责安装或维护的人员面临受阻或无响应系统。为了解决该问题，负责安装或维护的人员实际上仅具有一个选择，即从电力线逐个地去除太阳能电池板，直至短路消失为止。然而，此过程涉及相当多的时间和工作量。

此外，在[1]中描述的解决方案的重要缺点是代码的不安全处理。必须将代码输入到用电设备所在的启用设备并因此使其可用于服务人员，存在使得信息可能可被第三方获得的风险。此外，处理并输入代码是繁琐的且可能导致错误。此外，如果太阳能电池模块被转移，则必须再次使代码可用。在这种情况下，必须注意所检索的代码正确地对应于太阳能电池模块，这很可能将产生困难。

另外重要的是在[1]中描述的解决方案要求用电设备所在的启用设备并因此在其中中央控制单元不可用的配置中不适用。例如，在使用太阳能电池模块来向远程电信系统、测量系统或照明系统提供能量的远程区域中，中央控制单元的要求可能是不期望的。

另外，鉴于在此系统的太阳能电池模块所在部分与用电设备所在部分之间交换的信息，该风险导致此信息可能被第三方检测并使用以激活且非法地再使用被盗太阳能电池模块。在[1]中公开的用电设备所在启用设备可以包括包括相应控制处理器的芯片卡读卡器、用于启用计量电力输出的数字输入小键盘、通过遥控或类似控制系统来检测启用代码的无线检测器。由于借助于第一和第二信号，可以在太阳能电池模块所在的部分与用电设备所在的部分之间交换多个信息信号，所以因此可以用计量例如传送的电力。

此外，可以例如借助于上述芯片卡来立即实现对应于计量的消费电力的对用户的芯片卡的记入。因此，芯片卡被专用于借记目的。

因此，本发明基于提供以下目的：具有受保护太阳能电池模块的改进供能系统、以及用于操作所述供能系统和改进的受保护太阳能电池模块的改进方法。

发明内容

本发明的以上及其它目的由分别如权利要求1、权利要求7和权利要求11所述的供能系统、受保护太阳能电池模块和用于操作所述供能系统的方法来实现。

该供能系统包括具有至少一个光伏电池且具有连接到开关模块的本地控制单元的至少一个受保护太阳能电池模块，其是以这样一种方式可控的即使得电能经由电力线的第一和第二导线从光伏电池到负载的传输在能够由所述本地控制单元执行的验证过程已提供否定结果的情况下可中断。

根据本发明，为每个或为多个太阳能电池模块提供具有电子模块、即“芯片”的芯片卡，其包括对应于存储在存储单元的第一位置中的第二访问代码(access code)的第一访问代码，并且提供读卡器，用该读卡器，第一访问代码可从所述电子模块传输到包含在所述本地控制单元中的存储单元的第二位置，所述本地控制单元还包括允许执行验证过程的程序模块，所述验证过程涉及单次地(singularly)或反复地将已被传输到所述存储单元的第一访问代码与预设第二访问代码相比较。优选地，从所述芯片卡读取第一访问代码并将其存储在所述本地控制单元的非易失性存储器中，以便只须执行传输和验证过程一次。

因此，本发明的太阳能电池模块只能在芯片卡可用于系统的初始化、即用于验证目的时操作。然而，由于芯片卡被太阳能电池模块的所有者持有，所以只有芯片卡的持有者能够激活太阳能电池模块。所述访问代码被存储在芯片卡内，以便第三方、维修人员乃至太阳能电池模块的所有者不可访问此代码。因此，访问代码被公开地传输且可能被意外透漏给可能具有欺诈意图的人是不可能的。此外，除非使用特殊硬件，否则不能克隆芯片卡。因此，如果存储在芯片卡中的相关访问代码不可用，则太阳能电池模块的未授权去除是无益的。因此，分别地存储芯片卡还保护太阳能电池模块，可以在其上面标记警告，诸如“NOTE：INOPERABLE WITHOUT CHIP-CARD(注意：没有芯片卡不可操作)”。

可以有利地在包括装配有芯片卡读卡器的中央控制单元的系统中应用本发明的解决方案。在这些实施例中，所述中央控制单元从芯片卡检索第一访问代码并将其传输到太阳能电池模块。

此外，在优选实施例中，提供了一种允许借助于无线电信号或光学信号以无线方式将访问代码传输到太阳能电池模块的移动读卡器。因此，可以将太阳能电池模块的电子电路封装在透明玻璃、塑料或特殊胶内，其针对机械撞击或水对电路进行保护。此外，优选地以这样的方式来安装电子电路，即除非毁坏太阳能电池模块，否则不能例如在太阳能电池模块的玻璃层下面访问该电子电路。

然而，即使在不存在中央单元的情况下，芯片卡也允许保护太阳能电池模块。在这种情况下，读卡器可连接到或被集成在太阳能电池模块中。可以例如以用于连接到本地控制单元的芯片卡的接收机的组合来实现读卡器，所述接收机包括用于读卡器的软件。本实施例对于其中将太阳能电池模块安装在远程位置处的独立安装而言特别有利。

在另一优选实施例中，例如加速度传感器的运动传感器被连接到本地控制单元，其被设计为每当由运动传感器用信号通知太阳能电池模块的移动时，优选地通过擦除存储在本地控制单元的存储单元、优选地为非易失性存储器中的第一访问代码来对太阳能电池模块的功能进行去激活(deactivate)。因此，在太阳能电池模块在安装之前或之后被移动的情况下，将优选地通过自动地擦除本地控制单元的存储单元中的第一访问代码来对太阳能电池模块进行去激活。因此，不仅到在客户端处安装时的时间点为止针对未授权去除保护太阳能电池模块，而且以后也可以进行保护。在此后出于任何目的去除已被安装且被适当地识别的太阳能电池模块的情况下，运动传感器将递送将超过预设阈值的信号。在接收到此运动信号时，本地控制单元将例如通过擦除已从芯片卡检索的本地控制单元中的存储器内容来自动地对太阳能电池模块进行去激活。为了检测存储器内容的变化，由本地控制单元来反复地、例如周期性地执行验证过程，并且不仅在初始安装过程期间，而且在从芯片卡读取第一访问代码时。因此，必须借助于相关芯片卡再次对已被去激活的太阳能电池模块进行初始化。为了避免访问代码的错误擦除，提供了必须被运动传感器的输出信号超过的阈值。由雨或冰雹的撞击引起的运动传感器的输出信号将不引起去激活。

将第一访问代码存储在非易失性存储器提供仅在安装期间执行激活过程一次的优点。因此，在稍后的操作期间，第一访问代码将绝不会被传输到太阳能电池模块，并因此不能被随后可以去除、在另一个地方重新安装并激活太阳能电池模块的第三方检测到。

在优选实施例中，本地控制单元被设计为优选地通过只有在已经检测到指示太阳能电池模块从系统电断开的运动传感器的信号和/或阻抗的变化时擦除第一访问代码来对太阳能电池模块进行去激活。可以以多种方式来检测阻抗的此变化。在负载与太阳能电池模块断开的情况下，则太阳能电池模块的输出电压可以超过给定阈值，这促使逻辑电路的输出信号被设定。因此，可能由于地震而引起的强机械撞击将不会引起太阳能电池模块的去激活。然而，作为阻抗测量的替代，所述本地控制单元还可以感测由中央控制单元传送的控制信号。如果在特定时间段内未检测到该控制信号，太阳能电池模块将被去激活。

本发明的另一重要方面是可以容易地确立芯片卡与相关太阳能电池模块的对应关系。因此，本发明解决方案明显有利于太阳能电池模块的后勤(logistics)。制造商可以连同相关芯片卡一起递送太阳能电池模块。然而，还可以在单独的通道上递送芯片卡。出于识别目的，为相应的太阳能电池模块和芯片卡提供相同的标记或相同的序号。

在本发明的另一实施例中，其中至少一个太阳能电池模块的本地控制单元经由电力线或经由专用控制线连接到中央控制单元，光伏电池的第一连接导线被连接到第一电力线导线，光伏电池的第二连接导线经由开关模块连接到第二电力线导线。因此，如果本地控制单元未成功地验证太阳能电池模块到供能系统的附着，通过控制开关模块，可以将光伏电池连接到电力线和与电力线断开。用这些措施，避免了电力线导线上的短路，因此始终可以建立安装的太阳能电池模块的本地控制单元与中央控制单元之间的通过电力线的通信信道。因此，虽然可以禁用来自安装的太阳能电池模块的电能传输，但仍可以保持中央控制单元与本地控制单元之间的通信。在本发明的供能系统出现故障的情况下，特别是在安装过程期间，维护人员仍可以访问安装的太阳能电池模块并从本地控制单元中检索出所有相关数据。然后可以发现一个或多个太阳能电池模块不属于安装的供能系统，或者发生了故障，虽然所有安装的太阳能电池模块正确地与供能系统相关。因此，维护人员可以采取适当的步骤以修正该故障。然而，如果需要，还可以通过使太阳能电池模块的输出线短路来抑制电能的传输。

为了保持要求的通信，本地控制单元和中央控制单元优选地通过电力线通信。然而，还可以通过专用通信线来建立通信信道。

此外，通过避免电力线上的短路和通过避免太阳能电池的连接导线之间的短路，在一个模块未适当工作的情况下，仍可以利用由太阳能电池产生的电能。另一方面，还可以为可能经由电力线导线连接到太阳能电池的连接导线的本地控制单元提供电能，因此即使在验证过程已失败之后，仍可以执行其功能。

更进一步地，在验证过程已失败的情况下，可以向信令模块提供由太阳能电池提供的电能，其指示太阳能电池模块的状态。例如，信令模块可以生成光学和/或声学信号。基于这些信号，维护人员可以容易地对有缺陷的太阳能电池模块或不属于安装的供能系统的太阳能电池模块进行定位。

优选地，由太阳能电池提供的电能被存储在储能单元中，该储能单元在太阳能电池不能递送能量时向本地控制单元提供能量。

在优选实施例中，所述中央控制单元和所述本地控制单元包括通信单元，该通信单元被设计为将二进制数据转换成调制信号，反之亦然。作为中断电力传输的替代，如[1]所描述的，在控制单元之间交换调制信号。通过这些措施，避免了电力传输的中断和相关能量损耗。此外，这些措施允许例如通过使用联网协议而使用具有很少通信工作量的多个太阳能电池模块。优选地，每个太阳能电池模块包括序号，其用于分别对太阳能电池模块进行定址。用这些措施，对于所有安装的太阳能电池模块而言，可以在验证期间或在所有验证过程已完成之后有利地收集状态消息。当对太阳能电池模块的状态和条件感兴趣时，这些措施还可以有益于稍后的维护工作。

为了进一步促进维护工作，各个太阳能电池模块的位置(例如屋顶上或墙壁上的相关位置)被存储在中央控制单元中。因此，在出现故障的情况下，可以容易地对相关太阳能电池模块进行定位和替换。

附图说明

已经陈述了本发明的某些目的和优点，当连同附图一起考虑以下说明时，其它目的和优点将明了，在附图中：

图1示出具有受保护太阳能电池模块1的本发明的供能系统；

图2示出优选实施例中的图1的太阳能电池模块1；以及

图3示出太阳能电池模块1的另一优选实施例。

具体实施方式

图1示出具有中央控制单元2和受保护太阳能电池模块1的本发明的供能系统，其包括将太阳能转换成可以通过电力线3传输到负载4的电能的太阳能电池10，所述负载4诸如为例如连接到本地或公共网络的蓄电池(accumulator)或功率转换器(power converter)。

太阳能电池模块1被以符号方式示为部分地被另一太阳能电池模块1′或屋顶瓦覆盖的屋顶瓦。然而，太阳能电池模块1可以具有任何其它形式或形状，并且还可以是覆盖建筑物的墙壁的壁构件(wallmember)。此外，每个太阳能电池模块可以包括每个设置在所述瓦或壁构件的外表面上的一个或多个太阳能电池。

太阳能电池模块1可以可选地包括至少在太阳能电池10所在的所述瓦或壁构件的区域下面的通路(passageway)。太阳能电池模块的主体优选地由诸如金属等导热材料制成。因此，通过该通路引导的诸如水等液体可以收集热能。因此，本发明的供能系统不仅可以递送电能，而且可以递送可以用于加热或其它目的的热能。此外，从太阳能电池模块去除热能保护太阳能电池和电子电路，其随后可以在低温下更高效地工作。例如在[2]，EP 0 335 261 B1中描述了具有包括太阳能电池和通路的太阳能电池模块的供能系统。

太阳能电池10包括两个连接导线101、102。第一连接导线101被连接到电力线3的第一导线31。第二连接导线102被连接到开关模块112，开关模块112被连接到电力线3的第二导线32。太阳能电池模块1还包括连接开关模块112到并以这样的方式控制开关模块112的本地控制单元11即在涉及中央控制单元2与本地控制单元11之间的数据交换的验证过程已证明太阳能电池模块1不属于供能系统的情况下，可以中断从光伏电池10到负载4的电能传输。

在图1中，优选地通过电力线导线31、32来执行数据的交换，本地控制单元11经由导线103和104且中央控制单元2通过导线9连接到所述电力线导线31、32。由于在验证过程失败的情况下，电力线31和32不是如在[1]中所描述的系统那样交叉(cross-barred)，仍可以经由电力线3来执行通信。可以替换地通过将本地控制单元11直接与中央控制单元2相连的单独通信线90建立通信信道900。

此外，本地控制单元11连接到太阳能电池10的连接导线101和102，太阳能电池10即使在验证过程已失败的情况下也提供电能。因此，本地控制单元11始终被保持在工作条件下并能够通过电力线3或在单独的通信线90处与中央控制单元2交换数据。

特别地，在安装过程期间，当发生问题的根源未知时，有利的是中央控制单元2可以分别地访问所有太阳能电池模块1并建立用于供能系统及其所有模块的完整状态报告。例如，可以测量电力线的条件。可以分析验证过程的失败，以便确定是太阳能电池模块1不属于供能系统还是已发生错误。中央控制单元2可以从太阳能电池模块1下载优选地全局唯一的序号SN。然后可以将所获得的序号SN发送到制造商的数据处理系统8，数据处理系统8将报告的序号SN与寄存器或数据库81中的条目相比较。此数据库81优选地包括被出售且报告被盗的太阳能电池模块1的序号和相关数据。因此，在几分钟内，不仅可以识别本发明的供能系统的状态，而且可以识别所有太阳能电池模块的完整状态。数据库81还可以包含可以用来完成验证过程的与太阳能电池模块1有关的数据，诸如访问代码。然而，优选地不以这种方式使访问代码可用于维护人员。另外或作为替换，还可以将太阳能电池模块1的状态报告给报警系统。

作为替代，最优选地，为每个或多个太阳能电池模块1提供具有电子模块221的芯片卡22。所述“芯片”、即电子模块221包括第一访问代码，其对应于被存储在存储单元114的第一位置114₁中的第二访问代码，所述存储单元114被包含在本地控制单元11(参见图3)中。为了激活太阳能电池模块11中，必须将芯片卡22插入读卡器21中，读卡器21读取第一访问代码并将其传输到如图1所示的中央控制单元2或直接到包含在如图3所示的本地控制单元11中的存储单元114的第二位置114₂。然后，本地控制单元11执行如上所述的验证过程并装配有被设计为用于该目的的程序模块(参见图3，OP-代码)。

因此，用本实施例，太阳能电池模块只能在相应的芯片卡22可用时操作。因此，如果未提供对芯片卡22的访问，则太阳能电池模块的未授权去除是无益的。如图1所示，优选地在太阳能电池模块1上标记相应的警告标志，诸如“NOTE：INOPERABLE WITHOUTCHIP-CARD”。此信息将阻止第三方获得受保护的太阳能电池模块1。

此外，优选地为太阳能电池模块1和芯片卡22提供容易地允许太阳能电池模块1相互分配的相同标记或序号(UNIT XY)。因此，本发明的重要方面是可以在不考虑验证过程将需要的访问代码的情况下容易地自/向安装地点或在安装地点之间转移本发明的太阳能电池模块1。由于连同相关芯片卡22一起转移太阳能电池模块1，所以不需要识别并单独地转移相关访问代码。更进一步地，同样在第一安装期间，人员仅要求芯片卡22，而没有进一步的管理负担。在优选实施例中，制造商还可以将公共事业(utility)和通信程序存储在芯片卡22上，以便甚至可以容易地建立制造商对供能系统的远程访问。也可以将诸如产品信息等其它信息存储在芯片卡22上。

芯片卡22、22′可以仅覆盖例如具有序号XY的一个太阳能电池模块1或例如具有序号XA、XB、...、XZ的多个太阳能电池模块1。

芯片卡读卡器21可以附着于中央控制系统2、太阳能电池模块1中的本地控制系统11，或者可以是由人员出于安装和维护目的手提的便携式单元。移动读卡器21包含蓄电池或电池和输入设备211、显示单元2150和诸如光学收发机的至少一个通信设备。在这种配置中，读卡器21被增强至独立控制面板，用该独立控制面板可以执行激活和维护过程。因此，维护人员可以接近相关的太阳能电池模块1并执行激活和维护过程，诸如每当需要时上传第一访问代码并下载状态和维护信息，例如由太阳能电池模块供应的最大和平均功率、以及诸如来自太阳能电池模块1的序号等识别信息。

具有如图1所示作为便携式控制面板的一部分的读卡器21的实施例提供其它优点。维护人员可以将芯片卡22、22′引入读卡器21中并将找到所述信息，特别是显示器2150上的相关太阳能电池模块1的状态信息。由于芯片卡22、22′、...被明确地分配给相关太阳能电池模块1，维修人员可以快速且可靠地询问太阳能电池模块1并执行所需测试。在显示器2150上，可以示出并根据需要登记故障、识别号码和操作状态，特别是当前电力输出。

图2示出太阳能电池模块1，特别是优选实施例中的图1的本地控制单元11。其示出本地控制单元11包括连接到存储单元114(优选地包括只读存储器)的处理单元115，在其中存储编程代码、优选地唯一的序号SN XY、以及访问代码A-CODE。还示出了用于根据传输方向来转换数字和模拟信号的单元117和用于根据传输方向来调制并相应对输入信号进行解调的单元118。作为示例，由处理器115提供的数据可以被转换成模拟信号，用该模拟信号，可以调制施加于电力线3的载波频率。可以应用诸如调频等任何适当调制方法。在太阳能电池模块1使用不同载波频率的情况下，则可以并行地进行中央控制单元2与多个本地控制单元11之间的通信。或者，如果使用相同的载波频率，则可以应用任何适当的多路访问协议(multiple accessprotocol)。此外，各个本地控制单元11可以在专用时隙内与中央控制单元2通信。

或者，本地控制单元11包括单片计算机，该单片计算机甚至可以包括执行单元117和118的功能的模拟电路。

在图2中，还示出本地控制单元11分别通过两个控制线112s、113s与第一和第二开关模块112、113的控制输入端相连。如上所述，第一开关模块112用于在已经适当地识别太阳能电池模块1的情况下将太阳能电池10的第二连接导线102连接到第二电力线导线102。在验证过程已失败的情况下，第一开关模块112保持断开，同时第二开关模块113被闭合，以便将太阳能电池10的第二连接导线102连接到无线信令模块116，其例如通过诸如光学、声学或无线电信号等信号的发射来指示验证过程的失败。

图2还示出被连接到太阳能电池10的电源模块119并在太阳能电池10未提供电能的时间期间向本地控制单元11提供电源电压。电源模块119可以是电容器或蓄电池等等。

如图2所示，可以以无线方式或绑定于本地控制模块115的电缆来传输激活代码。为了进行无线通信，本机控制模块115包括收发机121，其被设计为与移动读卡器21交换数据。无线通信优选地基于诸如红外信号等光学信号的交换，其可以通过覆盖在太阳能电池模块1中提供的电路的透明保护层。

图3示出本发明的太阳能电池模块1的另一重要实施例，其包括连接到在中央控制单元11中提供的处理单元115的运动传感器6和读卡器21。处理单元115将从芯片卡22检索的访问代码存储在存储单元114中，在存储单元114中，已将预设访问代码、优选地为唯一的序号和优选地操作程序的代码预先优选地存储在存储单元114的非易失性部中。或者，还可以至少部分地在芯片卡22上存储用于操作太阳能电池模块1的程序。因此，为了太阳能电池模块1的初始化，将要求访问代码和至少一个程序代码模块的传输。

图3还示出连接到太阳能电池10的电源模块119并向本地控制单元11提供电源电压。因此，一旦安装了太阳能电池模块1，则立即用要求的电源电压向本地控制单元11供电。然而，在开关模块112闭合并通过电力线导线31、32来传输电能之前，由处理单元115实现的操作系统等待包含在芯片卡22上的访问代码的进入。在芯片卡22被插入读卡器21中之后，检索访问代码并将其存储在存储单元114中。随后，将检索的访问代码与预先存储的访问代码相比较并在代码匹配的情况下激活开关单元112。反复地、例如周期性地执行此比较以便检查存储的值是否仍然匹配。在太阳能电池模块1未被安装并从安装地点去除的情况下，则运动传感器6将相应的信号转送到处理单元115，处理单元115将接收信号的水平与预先存储的阈值相比较并在超过该阈值的情况下对太阳能电池模块1进行去激活。因此，存储在存储单元114中的值在执行下一次比较或测试循环时将不匹配，以便使开关单元112复位并中断通过电力线导线32进行的电能传输。因此，当重新安装太阳能电池模块1时，必须将芯片卡22重新插入读卡器21中，以便再次执行初始化。因此，如果已在没有授权的情况下去除太阳能电池模块1，则重新安装将是不可能的，因此太阳能电池模块1将对当前持有者没有价值。因此，可以安装太阳能电池模块1并甚至在仅向有权所有者提供服务的远程位置处以高水平的保护自主地操作。

此外，当本地控制模块11已检测到太阳能电池模块1与系统断开时，还可以执行太阳能电池模块的去激活。优选地，本地控制模块11观察在太阳能电池模块1断开时将发生的阻抗变化。此外，可以观察从中央控制单元2发送且一旦太阳能电池模块1断开则不再被接收到的控制信号的接收。

最优选地，只有当存在来自运动传感器的信号的存在和太阳能电池模块1的断开的检测两个条件时对太阳能电池模块1进行去激活。

为了促进该过程，可以提供显示单元1150，其指示太阳能电池模块1的状态或其它数据，诸如序号或产品信息。

此外，为了减少太阳能电池模块1的平均停机时间，优选地检测并抑制激活电路的电气故障，以便其保持对系统没有影响。例如，如果在太阳能电池模块1上提供的处理器出现故障，则太阳能电池模块优选地仍被激活。

在另一实施例中，太阳能电池模块1可以包括每当已发生指示太阳能电池模块1的失窃的情况时被激活的发送机。可以由运动传感器6来触发发送机，该发送机可以是控制模块11的一部分(例如，无线信令单元116)。在本实施例中，被盗太阳能电池模块1甚至可以保持可操作，但可以通过在最近已安装太阳能电池模块的区域中的测试驱动的同时检测发送机信号而被容易地找到。然而，发送机信号可以出发外部报警系统，其可以是报警安保人员。此外，还可以由便携式读卡器、集中式数据处理系统8、81和/或报警系统来接收并处理由无线信令单元116发射的信号。

上文已描述的仅仅说明本发明的原理。在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下，本领域的技术人员可以实现其它布置。特别地，所公开的实施例的特征可以在相互之间传递。例如，可以在图3的实施例中使用在图2中公开的开关模块112的布置，反之亦然。

当然，芯片卡也可以用于其它目的。无疑有利的是将信用卡的功能集成到芯片卡中以便太阳能电池模块的所有者不需要附加卡并在单个卡上具有集中的重要价值和资产。

参考文献

[1]US 6′650′031B1

[2]EP 0335261B1

Claims

1.一种供能系统，包括具有至少一个光伏电池(10)和连接到开关模块(112)的本地控制单元(11)的至少一个受保护太阳能电池模块(1)，其是以这样一种方式可控的即使得电能经由电力线(3)的第一和第二导线(31、32)从光伏电池(10)到负载(4)的传输在能够由所述本地控制单元(11)执行的验证过程已提供否定结果的情况下可中断，其特征在于为每个或为多个太阳能电池模块(1)提供具有电子模块(221)的芯片卡(22)，电子模块(221)包括对应于存储在存储单元(114、114₁)中的第二访问代码的第一访问代码，并且特征在于提供读卡器(21)，用读卡器(21)，第一访问代码可从所述电子模块(221)传输到包含在所述本地控制单元(11)中的存储单元(114、114₂)，所述本地控制单元(11)包括允许执行验证过程的程序模块(OP-代码)，所述验证过程涉及单次地或反复地将已被传输到所述存储单元(114、114₂)的第一访问代码与预设第二访问代码相比较。

2.如权利要求1所述的供能系统，其特征在于

a)读卡器(21)被连接到中央控制单元(2)；或

b)读卡器(21)被可拆卸地或牢固地连接到或集成到本地控制单元(11)中并优选地是太阳能电池模块(1)的一部分；或者

c)装配有输入和输出设备(211、2150)和发送机或收发机(121)的便携式读卡器(21)允许借助于诸如红外信号等无线电信号或光学信号进行访问代码的无线传输，所述信号优选地可以通过覆盖在太阳能电池模块1中提供的电路的透明保护层。

3.如权利要求1或2所述的供能统，其特征在于运动传感器(6)被连接到本地控制单元(11)，本地控制单元(11)被设计为优选地每当运动传感器(6)用信号通知太阳能电池模块(1)的移动时通过擦除存储在存储单元(114、114₂)中的第一访问代码来对太阳能电池模块的功能进行去激活。

4.如权利要求1～3中的一项所述的供能系统，其特征在于光伏电池(10)的第一连接导线(101)连接到第一电力线导线(31)，光伏电池(10)的第二连接导线(102)经由开关模块(112)连接到第二电力线导线(32)，并且本地控制单元(11)一方面连接到光伏电池(10)的第一和第二连接导线(101、102)且另一方面经由第一和第二电力线导线(31、32)或经由单独的通信线(9)连接到中央控制单元(2)。

5.如权利要求1～4中的一项所述的供能系统，其特征在于在中央控制单元(2)和本地控制单元(11)中提供通信单元(113、213)，通过通信单元(113、213)，可通过电力线导线(31、32)来交换调制信号。

6.一种用于如权利要求1～5中的一项所述的供能系统的太阳能电池模块(1)，包括至少一个光伏电池(10)、连接到第一开关模块(112)的本地控制单元(11)，其是以这样一种方式可控的即使得电能经由第一和第二电力线导线(31、32)从光伏电池(10)到负载(4)的传输在能够由所述本地控制单元(11)执行的验证过程已提供否定结果的情况下可中断，其特征在于提供具有电子模块(221)的芯片卡(22)，电子模块(221)包括对应于存储在存储单元(114、114₁)中的第二访问代码的第一访问代码，并且特征在于提供用于容纳芯片卡(22)的读卡器(21)，用读卡器(21)，第一访问代码可从所述电子模块(221)传输到包含在所述本地控制单元(11)中的存储单元(114、114₂)，所述本地控制单元(11)包括允许执行验证过程的程序模块(OP-代码)，所述验证过程涉及单次地或反复地将已被传输到所述存储单元(114、114₂)的第一访问代码与预设第二访问代码相比较。

7.如权利要求6所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于读卡器(21)被可释放地或牢固地连接到或集成到本地控制单元(11)中并优选地是太阳能电池模块(1)的一部分。

8.如权利要求6或7所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于运动传感器(6)连接到本地控制单元(11)，本地控制单元(11)被设计为优选地每当运动传感器(6)用信号通知太阳能电池模块(1)的移动时通过擦除存储在存储单元(114、114₂)中的第一访问代码来对太阳能电池模块(1)的功能进行去激活。

9.如权利要求6、7或8所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于存储第一访问代码的至少存储单元(114、114₂)是非易失性存储器。

10.如权利要求7或8所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于本地控制单元(11)被设计为优选地每当运动传感器(6)用信号通知太阳能电池模块(1)的移动和/或检测到太阳能电池模块(1)从系统断开时通过擦除存储在存储单元(114、114₂)中的第一访问代码来对太阳能电池模块(1)的功能进行去激活。

11.如权利要求6至10中的一项所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于光伏电池(10)的第一连接导线(101)连接到第一电力线导线(31)，光伏电池(10)的第二连接导线(102)经由开关模块(112)连接到第二电力线导线(32)，并且本地控制单元(11)一方面连接到光伏电池(10)的第一和第二连接导线(101、102)且另一方面经由第一和第二电力线导线(31、32)或经由单独的通信线(9)连接到中央控制单元(2)。

12.如权利要求6至11中的一项所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于本地控制单元(11)直接地或经由储能单元(115)连接到光伏电池(10)的第一和第二连接导线(101、102)和/或在中央控制单元(11)中提供通信单元(113)，通过通信单元(113)，可通过电力线(3)与中央控制单元(2)交换调制信号。

13.如权利要求6～12中的一项所述的太阳能电池模块(1)，其特征在于本地控制单元(11)可以激活无线信令单元(116)，无线信令单元(116)被设计为在验证过程已提供否定结果的情况下发射信号，诸如声学、光学或无线电信号；优选地通过经由第二开关模块(113)将光伏电池(10)的第二连接导线(102)连接到无线信令单元(116)来进行。

14.一种用于操作如权利要求1所述的供能系统和如权利要求6所述的受保护太阳能电池模块(1)的方法，受保护太阳能电池模块(1)包括至少一个光伏电池(10)、连接到开关模块(112)的本地控制单元(11)，其以这样的方式被控制即电能经由第一和第二电力线导线(31、32)从光伏电池(10)到负载(4)的传输在将由所述本地控制单元(11)执行的验证过程已提供否定结果的情况下中断，其特征在于具有电子模块(221)的芯片卡(22)被置入读卡器(21)，该电子模块(221)包括对应于存储在存储单元(114、114₁)中的第二访问代码的第一访问代码，读卡器(21)从电子模块(221)读取第一访问代码并将第一访问代码传输到包含在所述本地控制单元(11)中的存储单元(114、114₂)，本地控制单元(11)使用用于执行验证过程的程序模块(OP-代码)，所述验证过程涉及单次地或反复地将已被传输到所述存储单元(114、114₂)的第一访问代码与预设第二访问代码相比较。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于运动传感器(6)连接到本地控制单元(11)，本地控制单元(11)优选地每当运动传感器(6)用信号通知太阳能电池模块(1)的移动时通过擦除存储在存储单元(114、114₂)中的第一访问代码来对太阳能电池模块(1)进行去激活。

16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于在验证失败的情况下，所述至少一个光伏电池(10)与电力线导线(31、32)断开，但不与本地控制单元(11)断开，对于本地控制单元(11)而言，通过电力线导线(31、32)的通信信道仍至少保持达周期性地发生的时隙，以便维护人员可经由中央控制单元(2)访问所有安装的太阳能电池模块(1)，即使在一个或多个太阳能电池模块(1)的验证已失败的情况下。

17.如权利要求14～16中的一项所述的方法，其特征在于所述至少一个太阳能电池模块(1)包括序号，该序号优选地用于对太阳能电池模块(1)进行定址，并且对于其而言，优选地太阳能电池模块(1)的位置被存储在中央控制单元(11)中，并且对于所有安装的太阳能电池模块(1)，在验证期间或在所有验证过程都已完成之后收集状态消息。

18.如权利要求14～17中的一项所述的方法，其特征在于安装的太阳能电池模块(1)的状态和识别数据被下载到便携式读卡器(22)和/或集中式数据处理系统(8、81)，诸如制造商的数据处理系统，或者其中，太阳能电池模块(1)的状态优选地被无线信令单元(116)传送到便携式读卡器(22)和/或集中式数据处理系统(8、81)和/或报警系统(8)。