CN102630345A - 用于利用太阳辐射产生电流的设备以及用于保护配备有该设备的建筑物的方法 - Google Patents

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CN102630345A CN2010800526303A CN201080052630A CN102630345A CN 102630345 A CN102630345 A CN 102630345A CN 2010800526303 A CN2010800526303 A CN 2010800526303A CN 201080052630 A CN201080052630 A CN 201080052630A CN 102630345 A CN102630345 A CN 102630345A
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Abstract

本发明涉及一种用于利用太阳辐射产生电流的设备(20)，该设备(20)被构造在建筑物(1)中并且包括至少一个光电发生器(22)以及短路开关(80)，该短路开关(80)适于通过导电的连接器建立和维持跨接在光电发生器(22)的端子(24，26)上的短路电路。该短路开关(80)通过设置在所述建筑物(1)或所述建筑物(1)周围的预定部分(60)中的控制装置(66)来激励。根据本发明的保护方法，通过导电的连接器建立和维持跨接在所述光电发生器(22)的所述端子(24，26)上的短路电路，从而使得专用于所述建筑物的电网(4)不再供应有电流且不工作。

Description

用于利用太阳辐射产生电流的设备以及用于保护配备有该设备的建筑物的方法
技术领域
本发明涉及一种用于利用太阳辐射产生电流的设备，这样的设备被集成在能被用来居住、工业或者商业目的的建筑物中。
背景技术
在这样的设备中，几个光电发生器(经常被叫做“光电板”)通常被用于将到达其上的部分太阳辐射转换为电流。这样的设备能被用来为其中集成有这样的设备的建筑物提供电流，该设备并行于由操作员管理的公共配电网络，比如法国电力公司(Electricitéde France，EDF)。该设备剩余的产物能通过将其再注入到配电网而再出售给该操作员。
如果这样的建筑物中的居住者发生危险，例如火灾的情况，公知的处理办法是：通过操纵位于电网和专用于该建筑物的配电电路之间的接口上或该电网上该接口上游的通用开关，从公共电网中切断该建筑物的电流供应。虽然在这样的安全干预之后，即使紧急服务人员相信他们能在其中的电力装置失效的建筑物中工作，但是光电发生器还能释放在专用于该建筑物的电路中循环的电流。因此，这对于工作在该建筑物中的人员来说将导致危险，特别是消防员或者专门服务于能量配电操作员中的成员，不论是以电的形式还是以气的形式。
尤其从文献DE-A-102005018173中可以知道，在发生危险时，在光电设备的端子处建立短路。该技术使用晶闸管的电子触发和供应电流的电子电路。在光电板不再产生电流的情况下，晶闸管打开并且短路电路不再被维持，这将引起安全问题，同样地，电子元件的使用揭露了一个由火灾破坏的风险。进一步地，上述装置包括其所消耗的能量是不可忽视的电子元件。
发明内容
本发明的目的特别是通过提出一种新的电流设备来克服这些缺点，所述电流设备能够使短路电路一旦被建立即被维持，并且不依靠于电子元件的操作。
为了达到这一目的，本发明涉及一种用于利用太阳辐射产生电流的设备，该设备被构造在建筑物中并且包括至少一个光电发生器以及短路开关，所述短路开关适于建立和维持跨接在所述光电发生器的端子上的短路电路。该设备的特征在于：该短路开关适于利用导电的连接器桥来维持所述短路电路，以及该短路开关通过设置在所述建筑物或所述建筑物周围的预定部分中的控制装置来激励。
归功于本发明，紧急或安全服务人员能确定当他们进入到建筑物时该短路开关的确已被维持，所述紧急或安全服务人员必须介入装配有根据本发明的电力产物设备的建筑物。该维持通过机械部分被确保，从而相对于公知材料的可靠性来说，短路开关的可靠性提高了。特别地，温度升高并不会有使该安全装置不可操作的风险，如果仅仅依靠电子元件将会出现这样的情况。
根据本发明的有利的但非强制性的方面，这样的设备可根据任意技术上的可能组合来合并以下特征中的一种或多种：
所述建筑物的所述预定部分还包括用于监视来自电流的公共配电网的电流供应的装置。从而，所述紧急服务人员能从同样的站点来操控用于监视从所述公共电网到所述建筑物的电流供应的所述装置和所述短路开关。
所述建筑物的所述预定部分还包括用于监视来自公共气体分配网或存储罐的气体供应的装置。
所述设备还包括用于将直流电转换为交流电的变换器，并且所述短路开关被安装，使得利用所述导电的连接器同时建立或维持跨接在所述光电发生器的所述端子上和跨接在所述电流变换器的所述端子上的所述短路电路。因此，所述光电发生器的短路引起所述变换器的短路。由所述变换器组成的可能的剩余电压源从而被排除且所导致的潜在的危险也被排除。
所述短路开关被与所述建筑物的能量网不同的能量源驱动。这使得即使当所述建筑物不再由所述电网提供电流时操作所述短路开关也是可能的。如果是这样的话，所述能量源可以是电，例如由电池组成，并且所述短路开关可包括由该能量源供电的电动致动器。特别地，所述电能量源在所述设备的正常操作期间由所述光电发生器供应电流是可能的。可选地，所述能量源是气动的并且所述短路开关包括由该能量源提供动力的气动致动器。
该短路开关由连接到前述控制装置的构件或者由靠近所述短路开关的、可本地被驱动的元件来机械驱动。
该设备还包括用于执行所述短路开关的发送信号的装置。该发送信号的装置有利地被设置在所述建筑物的所述预定部分中。可选地，该发送信号的装置靠近所述短路开关被设置。
本发明还涉及一种用于保护配置有如上所述的设备的建筑物方法，更具体地，涉及一种用于保护配置有用于利用太阳辐射产生电流的设备的建筑物的方法，该设备包括至少一个光电发生器。该方法的特征在于：该方法包括由利用导电的连接器桥建立和维持跨接在所述光电发生器的端子上的短路电路组成的步骤。
一旦实施根据本发明的所述方法，所述光电发生器不再构成这些材料的电流源，这些材料通常被连接在该发生器或者包含该发生器的电路上，使得这些材料不处于使用状态并且在所述建筑物被保护之后对于介入所述建筑物中的人员来说不具有构成危险源的风险。
附图说明
根据用于产生电流的设备和根据其原理保护建筑物的方法的四个实施例的如下描述，本发明将被更好地理解并且本发明的其他优点将更加清晰地显现，所述实施例是仅作为示例而给出的并且是通过参考附图而进行说明的，其中：
图1为配置有根据本发明的设备的建筑物的概略原理图；
图2为图1中所述设备的部分的透视图中的概略原理图；
图3为根据本发明第二实施例的设备的、类似图2的视图；
图4为根据本发明第三实施例的设备的、类似图2的视图；以及
图5为根据本发明第四实施例的设备的、类似图2的视图。
具体实施方式
图1中所示的单个房屋1提供有电流，该电流来自于由操作员管理的公共电流配电网2，比如法国的EDF。电网2延伸到接线盒3，在该接线盒3中被设置了断路开关5和其他的事物，断路开关5能够中断电网2和专用于该房屋的电网4之间的电连接，并且电网4通过配电箱50为几种电负荷(例如白炽灯泡6和洗衣机8)供电。
房屋1配置有利用太阳辐射的发电设备20。所述设备20包括光电发生器22，所述光电发生器22假设为配置有模块23的面板的形式，每一模块23适于将到达其上的部分辐射转换为电流。发生器22的各个模块23在发生器22的两个端子24和26处被相互电连接，两个导电的轨道34和36从两个端子24和26处延伸并且延伸至电流变换器42的入口端子44和46，该电流变换器42适于将所述轨道34和36中流动的直流电转换为交流电，该交流电通过配电箱52再注入到电网4上。
在房屋1中提供有控制壳体60，并且控制壳体60包含可在房屋1的保护期间(例如发生火灾的情况)使用的控制元件。有利地，从房屋1的外面容易接近壳体60。可选地，如果房屋1处于由墙包围的不动产上，那么壳体60可以被集成在这些墙中的其中一个内。
在壳体60中安装有控制元件62，并且所述控制元件62通过由任何合适的装置(比如电连接装置)传送的信号S5监视断路开关5。因此，在房屋1中已经出现或者将要出现事故的情况下，可利用元件62和断路开关5切断电网2和4之间的电连接是可能的。在壳体60中集成有第二控制元件64，并且所述第二控制元件64能够控制安装在房屋1中的天然气供应管道70上的阀7。管道70可从公共配气网或存储罐(比如被设置在远离房屋1的院子中的地面或在其地下的存储罐)处延伸。由元件64发出的信号S7利用任何合适的装置被传送到阀7，尤其利用电线被传送到阀7。此外，元件64使通过切断气体使其不到达房屋1中而限制火灾的风险成为可能。
壳体60包括控制短路开关80的第三控制元件66，如果有必要的话，该短路开关被用于使靠近端子24和26的轨道34和36短路。
短路开关80包括无刷电动机82，所述无刷电动机82的输出轴84配备有与齿条88咬合的小齿轮86，所述齿条88固定在导电的连接器桥90上。从而，通过驱动该电动机82，在图2中的双箭头F1的方向(即垂直于轨道34和36的方向)上移动连接器桥90是可能的，使得属于连接器桥90的两个极靴94和96有选择地且同时地接触到轨道34和36或离开轨道34和36。当极靴94和96与轨道34和36接触时，极靴94和96在发生器22的输出端子24和26之间形成短路电路。在这些条件下，来自发生器22的电流朝向变换器42流过连接器90，不进入轨道34和36，所述发生器22可被认为是至少根据初步近似的电流发生器。
为了安全起见，连接器桥90的极靴94和96与轨道34和36之间的连接被设置在距离发生器22的端子24和26较小的距离d处。这使得在实施短路开关80之后仍然提供电流的轨道34和36的部分最小化成为可能。在实际中，距离d小于20cm。
一旦短路电路被建立，必须通过外部干预才能重建电流的通道，所以连接器桥90自动保持与轨道34和36连接。
电动机82配置有控制盘83，导电体98连接到该控制盘83上用于将元件66发出的控制信号S8传送到短路开关80。可选地，元件66和所述短路开关之间的信号S5的传送可通过无线连接(例如无线电链路)来进行。当使用根据本发明的设备配备到现有的建筑物中时，该方法是有利的，因为避免了必须在壳体60和短路开关80之间拉电线。
电池100通过电线102连接到盘83，并且组成电动机82的电源。在设备20的正常操作期间，电池100通过双线106从发生器22的端子24和26被供应电流，这确保了电池被持续充电到其可传递直流电压到电动机82的程度，当后者必须被激励时。电池100因此组成了用于电动机82的不同于电网2和4的能量源。
壳体60组成了房屋1的预定部分，其中壳体60涉及紧急服务人员了解的该房屋的一部分，并且他们可在介入之前接近该部分以保护该房屋。房屋1的这样的预定部分被标识在房屋1的消防安全图上和/或通过具有特别容易识别的颜色或符号的门来标识。预定部分的位置通常被安全服务人员所了解，因为在介入之前它已经被标识出来，特别是在消防训练期间已经被标识出来。
该操作如下：当房屋1需要被保护，例如在火灾的情况下，接近控制壳体60的消防员或者保安员能驱动控制元件62、64和66以将房屋1与电网2电隔离，切断天然气供应并且使光电发生器22的端子24和26短路。这样，可确保没有电流在电网4中循环，这限制了必须介入到房屋1的消防员和其他人员暴露在危险中。因为该短路电路是通过机械部分而不是电子元件加以保证的，所以只要外部干预不通过消除连接器桥90和轨道之间的接触而重新建立轨道34和36中的电流循环，该短路电路的维护是有保证的，并且意外的失效或者通过电气元件的损坏的失效的风险降低。
手柄104被固定到小齿轮86，这也使手动操纵连接器桥90成为可能，特别是在这种情况下：房屋1中正发生的事故阻止电动机82正确操作或阻止在元件66和盘83之间的控制命令的传输。
通过锁来控制通向壳体60的入口，该锁的钥匙仅在紧急应对中使用。
由于电池100因线路106现在被充电，因此操纵电动机82是可能的，包括在通过断路开关5切断电网4的电源之后。
为通知安全服务人员短路开关80已经被实施并且建筑物已经被保护，在壳体60和手柄104处建立了信号。安装在齿条88附近的运动检测器116可向设置在壳体60中的指示器61发送表示齿条88的运动的电信号S9。在短路开关80的实施期间，由指示器61显示警报来指示介入服务人员建筑物已经被保护，所述警报可能是灯光。
在手柄104处利用形成在该手柄上的有色的区域105也实现机械信号。当手柄104到达与连接器桥90的低位对应的低位时，区域105通过形成于包含短路开关80的盖110之中的窗口108是可见的，指示该设备已经被保护。
在图3至图5所示的本发明的第二、第三和第四实施例中，与第一实施例的元件相同的元件具有相同的参考标记。这些实施例通常以与前面相同的方式操作，并且在下文中主要描述区别于第一实施例的内容。
在图3的实施例中，短路开关80包括由气缸182控制的导电的连接器桥90，该气缸182通过配置有阀201的压缩气体瓶200形成的受压空气源来提供动力。安装在气缸182上的排气阀183由设置在控制壳体60的元件66来控制，所述元件66与第一实施例中的相同。两个导电体98从元件66传送控制信号S8到阀183和201。气缸182在正常操作期间处于高位，因为瓶200的阀201是打开的并且空气使气缸的杆保持在高位。当配备有第二实施例的设备20的房屋1需要被保护时，控制元件66被驱动以打开阀183并关闭阀201，如此，在弹簧(未示出)的作用下，气缸182将连接器桥90的极靴94和96按压在导电的轨道34和36上，所述导电的轨道34和36将光电发生器22的输出端子24和26连接到电流变换器42的输入端子44和46。气缸182被安装成使得当该气缸不被提供动力时该连接器处于低位。
瓶200构成气缸182的独立的能量源。这是可操作的，包括当专用于该房屋的电网已经从公共电网中隔离时。在瓶200是空的情况下，短路开关80在发生器22的端子24和26处自动建立短路电路，因为气缸182的杆没有通过压缩空气被保持在高位。
图4所示的本发明的第三实施例中，短路开关80包括烟火装置282，其使将导电的连接器桥90的极靴94和96按压在导电的轨道34和36上成为可能，所述导电的轨道34和36在光电发生器的输出端子24、26与电流变换器42的输入端子44、46之间延伸。装置282的点火器283通过传送控制信号S8的导体98被连接到控制元件66，使需要时激励装置282以推动连接器桥90抵靠在轨道34和36上成为可能。元件66设置在与第一实施例相同的控制壳体60中。
图5所示的本发明的第四实施例中，导电的连接器桥90因绝缘棒382被驱动，该绝缘棒382能够在远处施加力F2到所述桥上，所述力F2将导电的连接器桥90的极靴94和96按压到在光电发生器22的输出端子24、26与变换器42的输入端子44、46之间延伸的导电的轨道34和36上。这样，杆382的较低端构成了用于由此形成的短路开关80的控制元件66。该末端66被设置在与第一实施例相同的壳体60之中或附近，有利地，所述末端66具有手柄68。
在图3至图5的实施例中，当紧急控制时，与第一实施例中的手柄104相当的手动控制装置也可被实施。
不论这些图中示意的实施例如何，利用短路开关80在光电板22的端子的短路电路中形成短路并维持该短路会引起利用导电的连接器桥90在电流变换器42的端子的短路电路中同时形成短路并维持该短路，使得该变换器的内部电容被放电，这防止了这些电容构成对于介入房屋1中的紧急服务人员的潜在危险源。
用于控制短路开关80的元件66可以假设是开关、磁发电机的形式或者任何适于其功能的其他形式。
本发明已经示出了设备20包括单个光电板22的情况。实际上，设备20可以包括数个这样的光电板，其数量取决于所需的电源。
上面所提的不同实施例的技术特征可在本发明的情况下被组合。特别地，发送信号的装置等同于装置61和/或装置105，并且，距离d适用于本发明的不同实施例。
本发明已经描述了连接器90可相对于导电轨道34和36平移的情况。可选地，连接器桥90和轨道34和36之间的接触可通过连接器桥90相对于轨道34和36的旋转运动来实现。这样的运动例如可沿着与导电的轨道34和36的轴平行和垂直的轴来实现。

Claims (13)

1.一种用于利用太阳辐射产生电流的设备(20)，所述设备被构造在建筑物(1)中并且包括至少一个光电发生器(22)以及短路开关(80)，所述短路开关(80)适于建立和维持跨接在所述光电发生器(22)的端子(24，26)上的短路电路，其特征在于，所述短路开关(80)适于利用导电的连接器桥(90)来维持该短路电路，以及所述短路开关(80)通过设置在所述建筑物(1)或所述建筑物(1)周围的预定部分(60)中的控制装置(66)来激励。
2.根据权利要求1所述的设备(20)，其特征在于，所述建筑物的所述预定部分(60)还包括用于监视来自提供电流(2)的公共配电网(2)的电流供应。
3.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述建筑物的所述预定部分(60)还包含用于监视来自公共配气网或存储罐的气体供应的装置(64)。
4.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于将直流电转换为交流电的变换器(42)，并且，所述短路开关(80)被安装成使得利用所述导电的连接器桥(90)同时建立和保持跨接在所述光电发生器(22)的所述端子(24，26)上以及跨接在所述电流变换器的所述端子(44，46)上的所述短路电路。
5.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述短路开关(80)被与所述建筑物(1)的所述能量网(4)不同的能量源(100，200)驱动。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述能量源(100)是电，所述短路开关(80)包括由该能量源供电的电动致动器(82)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述电能量源(100)在所述设备的正常操作期间由所述光电发生器(22)提供电流。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述能量源(200)是气动的，所述短路开关(80)包括由该能量源提供动力的气动致动器(182)。
9.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述短路开关(80)由连接到前述控制装置(66，68)的元件(382)机械驱动，或者由靠近所述短路开关的、可被本地驱动的元件(104)机械驱动。
10.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于发送信号来指示所述短路开关(80)实施的装置(61，105)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述发送信号的装置(61)被设置在所述建筑物的所述预定部分(60)中。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述发送信号的装置(105)靠近所述短路开关(80)被设置。
13.一种用于保护配置有用于利用太阳辐射产生电流的设备(20)的建筑物(1)的方法，所述设备(20)包括至少一个光电发生器(22)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：利用导电的连接器桥建立和维持跨接在所述光电发生器(22)的端子(24，26)上的短路电路。
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