CN110036562B - 用于生成、储存和分配电力的自动且可移动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生成、储存和分配电力的自动且可移动装置(1)，包括用于生成电力的装置(2)，即光伏板(20)，其搁置在至少一个支撑元件(3)(即标准化集装箱(31、32))上。该标准化集装箱封装用于存储由所述发电装置(2)生成的电力的内部装置(6)，所述支撑元件(3)还封装用于将由发电装置(2)生成的信号转换成适于向存储装置供电的信号的装置以及用于连接外部电力存储装置的至少一个电连接器(8)。所述支撑元件(3)还包括控制系统，该控制系统包括：用于管理由所述发电装置(2)生成的电力的存储和分配的装置，所述装置连接到用于测量所述装置的配备有多个元件的传感器；以及电子通信装置。

Description

用于生成、储存和分配电力的自动且可移动装置
技术领域
本发明涉及用于生成和储存电力的自动系统领域。
更具体地，本发明涉及一种既可移动又紧凑的装置，该装置一方面能够允许从太阳能发电，另一方面能够将所生成的电力存储在内部蓄电池以及外部便携式电池中，所述外部便携式电池被特别设计为可能连接到所述装置的唯一装置。
背景技术
特别地，已经开发了一种装置，该装置允许智能和自动地管理电力的生成和存储，使得在难以用电的区域中可获得并且可使用电力。
此外，该装置还可以特别允许大量用户访问电子电信网络，例如，互联网，访问冰箱以及远程管理、监控和控制其操作。
在现有技术中，传统上已知的自动系统允许获得电力，即通过可移动的热力系统，例如，发动机或涡轮机，并允许连接到现有的电力网络，以快速应对发电不足。
因此，这些装置提供了碳基发电装置，但需要电网以及现有的电力分配基础设施，而发展中国家的一些地区确实缺乏这种基础设施。
从现有技术来看，还有称为“微网络”的已知系统，包括利用光伏或风能建造发电厂并且建立将微网络的家庭连接到发电厂的简化电网。
这种装置有效地允许满足偏远地区的电力需求，但另一方面，这种装置价格昂贵，不可移动，安装需要很长时间。此外，这种装置对要实施的基础设施提出了许多挑战，同时保持必要的安全电平。
允许自我消耗电力的系统，换言之，允许自己发电和消耗电力的系统(例如，通过屋顶上的太阳能电池板)，也开始变得越来越普遍，这可能是偏远地区的一种解决办法。
然而，这些系统很难应用于发展中地区，因为这些装置的成本非常高，屋顶不合适，维护和操作需要当地的专门支持。
因此，现有技术中提供的解决方案不适用于发展中国家没有供电的地区。
在现有技术中，还已知美国专利申请US 2004/124711，其涉及一种可移动发电系统，该可移动发电系统包括耦合到可移动住所的第一发电装置，其中，还存在不同于第一发电装置的第二发电装置，例如，光伏板和用于从风能发电的装置。还提供了用于连接各种可充电装置的接口。
然而，储存提供的系统有几个缺点，即所述系统不允许为想要给其装置充电的用户保证电力的可用性。因此，根据已经在场或在现场等待的用户的数量，用户确实有可能进入发电系统，等待多少有点长的时间来连接他的装置，并且由于电力不可用，最终不能对他的一个或多个装置充电。
专利文献FR 3 011 699描述了一种能够电力自动并从自然源发电的装置。该装置还包括“硬”建筑、电力存储装置以及外部配电终端，任何类型的电气装置都可以连接到该终端，例如，电话充电器、计算机等。
该装置的一个缺点是不可移动，因此需要重型建筑施工操作以及其他已经提到的现有技术装置。
此外，对于上述美国专利申请US 2004/124711，由于建筑物是必须优先供电的元件，所以外部终端仅接收最终可用的剩余能量。因此，同样在此处，想要给便携式装置充电的用户不能保证能量的可用性，并且可能去工厂和/或等待，最终不能给他的装置充电。
发明内容
本发明试图通过提供一种紧凑的、可移动的装置来解决现有装置的各种缺点，该装置能够快速且容易地输送和安装在例如没有电力供应的区域中。该装置允许发电，并因此允许居住在该装置附近的居民访问光和/或制冷系统和/或电子电信网络。
此外，发明人已经成功地开发了一种装置，该装置除了显示上述优点之外，还自动地和智能地管理该电力的存储和分配，即取决于能够连接到该装置或者最终能够成为所讨论的装置的一部分的不同装置的产生和需求。
为此，更具体地，本发明涉及一种用于生成、储存和分配电力的自动装置，其中，所述自动装置包括用于生成电力的装置，例如，光伏板，该装置搁置在至少一个支撑元件上，例如，标准化集装箱，该标准化集装箱封装由所述发电装置生成的电力的内部存储装置，所述支撑元件还包括用于将来自发电装置的信号转换成能够向电力存储装置供电的信号转换装置；用于连接外部电力存储装置的至少一个电连接器，所述支撑元件还包括控制系统，该控制系统包括：用于管理所述发电装置生成的电力的存储和分配的装置，所述发电装置连接到用于测量所述装置的配备有多个元件的传感器；以及电子通信装置。
在用于生成、存储和分配电力的自动装置中，所述外部电力存储装置是形成装置的必需部分的可移动电池，并且包括用于由控制系统识别的装置和/或专用于所述至少一个电连接器的连接装置。
优选地，所述控制系统包括至少一个服务器，一方面控制多个微控制器，所述微控制器控制打开/关闭装置，例如，继电器，用于至少与每个电连接器相关联的电线，另一方面控制用于内部存储装置的至少一个充电和放电调节器。
关于信号转换装置，它们可以有利地包括在所述发电装置下游和电连接器上游连接的至少一个逆变器以及在发电装置的所述逆变器和内部存储装置之间连接的至少一个电荷调节器。此外，根据本发明，每个电荷调节器优选地与逆变器相关联。
在有利的示例性实施例中，在信号转换装置下游的每条电线上，至少一个仪表在继电器上游连接，断路器在其间连接。
有趣的是，就操作的实用性而言，所述支撑元件还封装有向至少一个冰箱和/或至少一个通风装置和/或至少一个照明装置供电的电线。
本发明的装置的电子电信装置还可以包括至少一个WEB服务器、WIFI路由器和互联网路由器。
根据一种可能性，所述控制系统及其用于管理电力的存储和分配的装置还包括电压、电流和能量传感器。
在特定实施例中，本发明的装置包括两个集装箱作为支撑元件，用于保持和紧固多个光伏板的结构固定到所述集装箱，所述电连接器位于两个集装箱中的至少一个的外表面上。
此外，所述支撑元件可以包括用于识别能够连接到电连接器并包括标识符的外部装置(例如，外部电力存储装置，例如，可移动电池)的装置，所述识别装置连接到允许或不允许向所述装置供电的控制系统，所述识别装置包括显示装置。
电连接器有利地包括由所述装置的控制系统管理的检测装置，例如，LED。
本发明还涉及一种用于管理由用于生成、存储和分配电力的自动装置生成的电力的方法，并且包括以下步骤：
为装置的操作所需的内部存储装置中的可用功率电平设置第一阈值S1；
为内部存储装置中可用的功率电平设置第二值S2，使得S2>S1；
当低于所述第一阈值S1时，将电子通信装置断开第一预定时间段d1，然后，在所述第一时间段d1结束时闭环控制内部存储装置中可用的功率电平，并且如果所述电平高于第二值S2，则重新连接电子通信装置；
如果所述可用功率电平仍低于第二值S2，则检测供应负载的有效阶段中的电连接器的数量，并计算其供应时间ta；
将具有最高供应时间ta的n1电连接器断开第二预定时间段d2，然后，在所述第二时间段d2结束时闭环控制内部存储装置中可用的功率电平，并且如果未达到值S2，则恢复断开阶段，同时将断开的电连接器的数量增加n2，同时保持电子通信装置断开；
注意，n1和n2可以相同或不同。
只要内部存储装置中的所述可用功率电平高于或等于第二值S2，就重新连接断开的电连接器和电子通信装置；
如果在供应负载的有效阶段中不再具有电连接器，则控制冰箱的供电线路，并且如果冰箱通电，则断开所述线路，持续第三预定时间段d3，然后，在所述第三时间段d3结束时闭环控制内部存储装置中可用的功率电平，并且只要所述电平高于第二值S2，就重新连接冰箱、所有电连接器和电子通信装置；
如果所述可用功率电平仍然低于第二值S2，则发送功率不足的警告并断开传感器，除了内部存储装置的功率传感器之外，然后，闭环控制在所述内部存储装置中可用的功率电平，只要所述功率电平高于第二值S2，就重新连接断开的元件；
在内部存储装置中检测到零功率的情况下，并且如果光伏发电为零，则服务器和装置的各个机构一旦重新供电就重新启动。
所述值S1和S2优选地根据对应于一天的时间段中的定义的时隙而变化。
在一个有利的示例中：
所述第一阈值S1在1至8kWh之间变化；
所述第二值S2高于或等于S1+1kWh，并且在2和10kWh之间变化；
所述第一预定时间段d1在2分钟至30分钟之间变化；
所述第二预定时间段d2在2分钟至30分钟之间变化；
所述第三预定时间段d3在2分钟至30分钟之间变化。
在电力管理方法中，为了外部电力存储装置的充电，可以优选地至少实施以下步骤：
由识别装置读取外部电力存储装置的标识符并记录读取时间t1和日期T；
由控制系统控制所述外部电力存储装置的充电的最后日期M；
计算时间段D＝T-M并将D与两次充电之间施加的预定时间段L进行比较；
如果D与L不同，则拒绝充电，并且由控制系统发送并在显示装置上显示指示下一个授权日期的消息；
否则，所述控制系统执行识别时间的存储，然后，分配和显示通过激活所述连接器的检测装置而分配的电连接器。
更优选地，在上述电力管理方法中，还实现以下步骤：
识别对应于所分配的电连接器的仪表并存储充电电流的计数值v1和时间t1；
在1分钟至4分钟之间的预定时间内，闭环控制充电电流v2的计数值，并与v1进行比较；
如果v2>v1，则存储时间t2和日期，作为所述外部电力存储装置的充电的最后日期M，否则，停止对电连接器的供电，而不存储充电日期；
闭环控制充电电流的值，并且一旦减小，就停止向电连接器供电并存储停止时间t3；
如果在时间t2开始的预定时间段之后，充电电流没有减小，则停止向电连接器供电，并存储停止时间t3。
此外，根据本发明，所述日期和时间由所述控制系统存储并经由所述电子通信装置发送。
最后，本发明还涉及一种用于远程管理至少一个装置的方法，如上所述，甚至是几个装置的方法，并且根据如上所述的用于管理每个装置的方法进行操作，使得所述一个或多个装置经由所述电子通信装置连接到中心站，操作参数以及由控制系统存储的日期和时间发送到所述中心站，并且能够从中心站重新参数化所述装置的操作参数的值。
本发明有许多优点。
一方面，本发明的装置允许生活在非连接地区(例如，发展中国家)的居民获得电力。因此，也便于获得光、制冷系统以及电子电信装置。
另一方面，该电力的存储和分配由集成到装置中的系统自动和智能地管理。因此，当发电量高于需求时，多余的能量可以存储在合适的存储装置中，并且当消耗高于发电量时回收。
此外，可以快速和容易地进行假装紧凑的装置的运输和安装，发电装置的支撑元件由一个或多个标准化集装箱组成，这些集装箱本身可以运输装置所包含的元件、其组装所需的设备以及外部电池和用于当地居民的照明套件。
这些集装箱符合标准尺寸，因此是易于运输的联运单元。
为了安装和最终拆卸本装置，不需要繁重的施工操作，也不需要连接到供水网络和/或电网。
附图说明
当参考附图时，根据以下对本发明的非限制性实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见，其中：
图1是本发明的特定实施例的立体示意图；
图2是用作发电装置的支撑的集装箱的俯视图以及可装入在所述集装箱内的元件的示意图；
图3A表示本发明的元件的特定实施例的示意性侧视图，示出了作为发电装置的光伏板的支撑结构的一部分，所述结构紧固到集装箱上，而图3B以放大的方式表示该支撑结构的细节，即用于将所述支撑结构紧固到集装箱上的把手；
图4表示光伏板的支撑结构的立体示意图。
具体实施方式
如附图中的图所示，特别是在图1中，本发明涉及一种用于生成、存储和分配电力的自动装置1。
本装置1包括至少一个用于生成电力的装置2，优选地由多个光伏板20组成，如图1所示。在这种情况下，在该图中示出了60块光伏板20，然而这对本发明没有任何限制。
所述发电装置2通过位于支撑元件3的上表面上的保持和紧固结构4搁置在至少一个支撑元件3(例如，集装箱)上，支撑元件3的下表面旨在直接或间接地搁置在地面上。
还可以安装用于提升支撑构件3以防止水、泥和一些爬行害虫最终停滞的螺柱系统。
在图1所示的最优选实施例中，发电装置2(例如，多个光伏板20形式的发电装置2)搁置在两个集装箱31、32上，这两个集装箱优选地彼此平行定位并且彼此间隔确定的距离，例如，几米，优选地在5至7米之间。
然而，这样的实施例不应该被认为是对本发明的限制，并且本装置1还可以包括例如单个集装箱31或者多于两个的多个集装箱，具体取决于装置1旨在植入的区域的电力需求。
然而，包括两个集装箱31、32的装置1特别有趣，因为它允许在所述两个集装箱31、32之间展开支撑结构4，以便具有足够大的光伏板20表面，用于生成足够量的电力，同时确保在这两个集装箱31、32上对所述保持和紧固结构4的最佳支撑。
支撑结构4以及更一般地整个装置1的尺寸被设计成能够承受存在于其安装目标的隔离区域中的气旋风。
在图3A、3B和4中，示出了该保持和紧固结构4的特定实施例，图3A表示连接到集装箱31的所述结构4，图3B表示细节的放大图，在这种情况下是关于所述结构4到集装箱31的紧固，图4仅表示结构4。
所述结构4有利地为倾斜金属框架41的形式，由紧固到横向构件43的多个檩条42形成，横向构件43又经由具有不同尺寸(特别是高度)的两个端柱5a、5b固定到每个集装箱31、32的上表面。
如图1和图4所示，所述柱5a、5b有利地位于每个集装箱31、32的四个角上，在那里可以观察到金属框架41形式的结构4包括四个长端柱5a，两个用于集装箱31，两个用于集装箱32，同样还有四个短端柱5b。
最优选地，每个长端柱5a经由至少一个倾斜支架44连接到其横向构件43。
如图2所示，除了其对光伏板20的支撑功能之外，装置1的支撑元件3(在这种情况下，所述集装箱31、32)还可以封装装置1的多个元件或部件。
无论如何，可以认为在集装箱31、32中具有安装和操作根据本发明的用于生成、存储和分配电力的装置1所需的所有装置，这必然导致所述装置1的运输、制造和安装成本降低。
此外，装置1包括的大部分装置将安装在工厂中，以便于现场安装，并且只有放置在一个或多个支撑元件3外部的元件将运输到所述支撑元件3内部并在现场安装。
因此，即，两个集装箱31、32中的至少一个封装至少一个由所述发电装置2生成的电力的内部存储装置6，所述存储装置6电连接到所述发电装置2。
优选地，所述内部存储装置6由多个内部蓄电池60组成，内部蓄电池允许调节正在生成的光伏能量，在相对于需求的生产过剩的情况下存储电力，以及在电力发电装置2的消耗峰值或发电不足的情况下回收该能量。
这些内部蓄电池60即能够在阳光较少的日子里补偿光伏板20发电的不足，并允许在白天使用时和晚上所述板20不再发电时提供必要的电力。
优选地，在本发明的装置1中，内部蓄电池60的操作通过集成在充电逆变器中的充电调节器10来优化，所述充电逆变器连接到发电装置2并且与每个所述蓄电池60相关联。下面将更详细地描述这些调节器10的作用和操作。
根据未示出的不同实施例，所有内部蓄电池60可以封装在两个集装箱中的一个中，例如，封装在集装箱31中，如图2所示，或者也可以分布在两个集装箱31、32之间。
除了内部蓄电池60之外，所述支撑元件3优选地具有至少一个集装箱31、32的形式，并且更优选地具有两个集装箱31、32的形式，还封装至少一个逆变器7，逆变器7电连接到发电装置2，并且能够将由光伏板20生成的直流电转换成交流电，将交流电提供给至少一个电连接器8，例如，以用于可移动电池的充电插头的形式，所述一个或多个电连接器8是本发明的装置1的一部分以及所述可移动电池。
特别地，逆变器7配备有诸如MPPT(最大功率点跟踪)等程序，该程序持续跟踪光伏板20的最大功率点。
现在关于装置1外部的可移动电池，未在图中示出。然而，可移动电池旨在委托给居住在植入本发明的装置1的地方周围的人。因此，所述可移动电池将允许向非连接区域的房屋供电。
只有这些特别适用于本发明的装置1的可移动电池可以连接到电连接器8。因此，预计属于用户的其他个人装置(例如，电话或膝上型电脑)不能连接到所述电连接器8。
这些外部可移动电池是例如锂离子技术400Wh便携式电池或等同物，其配备有USB端口，并且优选地配备有便于运输所述电池的手柄。此外，这些可移动电池可以有不同的颜色，以便于其所有者识别。
USB端口允许为照明系统(例如，基于LED(“发光二极管”)的照明系统)供电。照明系统由电连接到LED的USB电缆组成，例如，总功率至少为15W，并且具有照亮至少50m2区域的能力。可移动电池具有的其他USB端口可以允许为小型电子装置(例如，电话或膝上型电脑、平板电脑等)充电。
最优选地，旨在与本发明的装置1相关联的可移动电池的尺寸被确定为如下定义的用途：例如，每天6小时向上述照明系统供电以及每天为两个或三个小型便携式电子装置充电。可移动电池上可以放置一个数字指示器来指示其充电百分比。
返回所述可移动电池将要连接的电连接器8，电连接器被特别设计成仅给与本发明的装置1相关联的可移动电池充电。
为了仅形成本发明的装置1的一部分的可移动电池能够连接到电连接器，电连接器可以例如但不限于设置有至少一个编码销，该编码销阻止除所述外部可移动电池之外的任何电器连接。
外部可移动电池也可以或者可替换地设置有标识符，例如，条形码，其必须由所述装置1具有的识别装置命令式地识别，使得向所述可移动电池连接到的连接器8供电，以便允许所述外部可移动电池再充电。
本发明的装置1的这一特定特征(即，包括多个专用可移动电池这一事实)因此允许避免所述装置1生成的能量的另一次或不及时的使用，并保证被给予这种可移动电池的每个用户能够以规则的时间间隔对其充电，这将在下面更详细地解释。
因此，除了所述可移动电池之外，在本发明的装置1上不允许有其他负载。
有利地，旨在确保所述外部电池再充电的电连接器位于至少一个集装箱31、32的至少一个外表面上。
因此，例如，如图1、2和3所示，每个集装箱31、32包括二十个电连接器8，其分布在所述集装箱31、32的两个最长的外表面上。换言之，每个集装箱31、32的每个最长表面可以设置有十个电连接器8。
除了为了记录而经由光伏板20为其供电的所述电连接器8之外，在由至少一个逆变器7将直流信号转换成交流信号之后，或者通过存储在蓄电池60中并由实际上集成在逆变器中的至少一个电荷调节器重新分配的能量，本发明的所述装置1还可以包括至少一个额外部件。这个额外部件可以包括例如至少一个冰箱9和/或至少一个通风装置和/或至少一个电子电信装置和/或至少一个照明装置和/或至少一个用于识别外部装置(在这种情况下，可移动电池)的装置，例如，条形码读取器。
所述冰箱9(可以有利地将其访问权仅分配给授权人员)优选地具有至少0.5m3的容量，并且其功能是允许保存例如药品和/或疫苗，并且还可以用于任何类型的冷藏。
现在关于所述电子电信装置，包括至少一个WEB服务器、WIFI路由器和互联网路由器，其功能是允许出现在装置1附近并且例如来给他们分配的可移动电池充电的用户连接到互联网(下载或上传文档、电子邮件等)，并在他们的个人可移动电池充电期间等待。
此外，特别有利地，所述电子通信装置一方面能够允许远程实时传输与装置1的操作相关的各种数据，例如，电力的生成、内部蓄电池的充电状态，另一方面，允许专家远程对话和控制装置。
这为操作者和装置1的用户提供了额外的安全性，因为对各种电气、电子和计算机机构的活力进行了永久性分析。通过检查该设备操作领域的合规性，可以通过立即关闭出现故障的所述设备来预测任何故障或破损。该锁定装置是自动的，并且由位于上述中心站的远程服务器控制。
最后，为了继续装置1和管理发电/功耗对的算法的持续改进，考虑了可移动电池的连接和断开以及用户接入互联网的时间。
实际上，控制系统执行电池实际连接的准确小时和天数(电压和强度)和再充电周期以及与WIFI网络连接的小时和天数的存储。然后，通过无线电通信发送这些数据和该信息，即，用于用户行为分析的目的，这允许管理装置的发电/装置的消耗的所述对的装置算法的持续改进。
关于识别装置，将在后面的描述中详细描述其作用和操作。
无论如何，因为上述各种额外部件也需要根据AC信号的电源，所以这些部件也连接到至少一个逆变器7或蓄电池60，用于经由光伏板20或经由所述蓄电池60供电，这取决于可用的电力。
此外，应当注意，特别有利地，由于本装置的原始设计，这些元件可以封装在所述装置1的支撑元件3中。
在附图所示的有利实施例中，这些元件可以封装在用作支撑元件3的集装箱31、32中的任一个中。
此外，并且基本上，由控制系统管理将由发电装置2(换言之，由光伏板20)生成的电力分配到本发明的装置1的各种元件、蓄电池60、电连接器8等，该控制系统至少包括用于管理由所述发电装置2生成的电力的存储和分配的装置。
实际上，即，根据一天中的时间、面板20生成的电力、内部蓄电池60的充电、各种消费者(即，装置1的内部机构)的电力需求、正在充电的可移动电池、电子通信、冰箱等各不相同。
因此，控制系统的功能是管理直接生成的电力的分配，以便按优先级将其分配给不同的负载，并且对于生成的过剩容量，分配给内部蓄电池60的再充电。或者，该系统管理从蓄电池60向不同负载的电力分配，至少用于装置1的内部操作，并且当能量容量足够时，管理到不同负载(即电连接器8)的分配。
为此，在一个特别有趣的实施例中，所述用于管理控制系统的电力存储和分配的装置至少包括：
服务器，其优选地与通信盒通信，该通信盒又例如通过蓝牙从至少逆变器7的出口接收信息；
多个微控制器，这些微控制器又在所述服务器的控制下并由所述服务器控制，例如，在IP中；
每个电连接器8的继电器，继电器由微控制器控制，知道微控制器可以控制单个继电器或多个继电器。继电器允许向电连接器8供电或不供电。继电器的入口有利地安装在电气盒11中；
最后，继电器，其连接到上述装置1的每个可选的额外部件，即，例如，至少一个冰箱9和/或通风装置和/或电子电信装置和/或照明装置和/或识别装置，例如，用于可移动电池的条形码读取器；
充电和放电调节器10，用于每个内部电力存储装置6，换言之，用于每个蓄电池60，所述调节器10与逆变器充电器相关联，允许避免可能降低蓄电池60寿命的蓄电池60的过大放电。每个蓄电池60的电荷调节器10即检查所述蓄电池60出口处的电压，并管理光伏板20生成的电力的分配。调节器10及其相关联的逆变器也在IP中与服务器通信。
所述用于管理电力存储和分配的装置经由软件模块管理：
在一方面的蓄电池60和另一方面的装置1的各种内部操作机构、用于给可移动电池充电的电连接器8和/或电子通信装置和/或到额外部件(冰箱9等)的电源之间分配光伏功率；
经由电连接器8对可移动电池进行充电；
与发电、装置部件(电池、逆变器、调节器等)的操作模式以及发生故障时的任何故障相关的信息。
因此，即，当太阳能电池板20生成的电力高于装置1的总电力需求时，这表示例如装置1的内部操作(微控制器、能量计、LED、服务器等)消耗的电力和/或由不同电荷(可移动电池再充电、电子通信、冰箱、通风)汲取的电力，额外的电力存储在内部蓄电池60中。实际上，在连接器/电池和无线电通信之前，装置1本身(即，专用于其正常操作的各种内部机构)每天只为其操作消耗很大一部分电力，并且表示主要负载。
另一方面，当面板20生成的功率不足以支撑装置1的各种上述部件的负载时，内部蓄电池60介入，以便输送剩余的待供应的电力。
根据特定实施例，所述电力存储和分配管理装置包括与每个电连接器8相关联的两个能量计，在第一个能量计发生故障的情况下，这两个能量计中的一个是冗余的，所述能量计有利地电连接到服务器。
每个仪表一方面能够记录传送到与其相关联的连接器8的分布式能量、电流和电压，另一方面能够将记录的信息发送到服务器。
这允许确定连接到电连接器8的可移动电池的充电状态，因此，当所述可移动电池充电结束时，暂停对所述连接器8的供电。
此外，有利地，由仪表传输到服务器的值还允许提供关于用户行为和在给定时刻I的本发明的装置1的操作的信息，例如，可移动电池的时间和充电时间、分配给每个可移动电池的电力或者所述装置1一天中分配的总电力。所述信息由无线电通信系统实时传输。
为了管理本发明的装置1中的电力分配，控制系统将不断检查内部存储装置6的充电状态，以便向诸如电连接器8、电子电信装置、冰箱9等元件提供或不提供电力。
经由微控制器发出供电指令，这些微控制器由IP中的服务器控制并且与继电器连接，继电器与每个连接器8和装置1的其他部件相关联。
在内部存储装置6中，本发明的整个装置1的最小操作所需的电能的阈值S1必须总是全局可用的，以便能够预测光伏板20的发电量突然下降，例如，由于云经过。
存储在阈值S1的电力将允许确保向装置1的控制系统的装置(即服务器、微控制器、仪表等)供电，特别是当光伏板20不再发电时，即在夜间。
该阈值S1对应于内部蓄电池60的确定容量。可以根据一天中的小时数而变化，并且在示例性实施例中，已经通过模拟来定义：例如，从上午8点到下午3点，已经确定了阈值S1，并且从下午3点到下午6点，已经确定了高于阈值S1的阈值，例如，S1'。
控制系统因此可以根据蓄电池60的充电状态和一天中的小时数来确定要采取的行动。
例如，从上午8点到下午3点，当内部蓄电池60中可用的能量低于阈值S1时，系统进入断开状态。这种状态允许根据精确的协议断开不同的负载，以便允许蓄电池60再充电，直到达到高于阈值S1且被称为值S2的可用能量。
有利地，断开协议如下：
阶段1：服务器询问电子电信装置的电源系统，例如，Wifi/GPRS服务器，看它是否通电。如果通电，则服务器会将其断开20分钟。20分钟后，服务器询问存储装置6并检查可用电力。如果存储装置6已经达到高于阈值S1(实际上是预定值S2)的容量，则重新连接电子电信装置。如果不是这样，则电子通信装置保持断开，我们进入阶段2。要达到的S2值导致使可用的能量缓冲“区”(S2-S1)允许防止系统无意中连接和断开装置，加速设备老化。
阶段2：服务器询问电连接器8的电源系统，以便确定通电和不通电的连接器8。如果没有连接器8通电，我们进入阶段3。否则，服务器询问通电的电连接器8，并检测充电时间最长的两个连接器8(n1＝2)。这些接头8断开20分钟。20分钟后，服务器询问存储装置6并检查可用电能。如果存储装置6已经达到高于或等于S2值的容量，则连接器8以及电子通信装置重新连接。如果不是这样，则服务器通过将断开的电连接器的数量增加2(n2＝2)来恢复断开阶段2，同时只要存储装置6没有达到大于或等于值S2的容量，就保持电子通信装置断开。当达到该容量时，所有已经断开的连接器8和电子通信装置再次通电。如果没有达到所述容量，则服务器在闭环中重复断开阶段2，直到所有电连接器8在操作中关闭(即，连接到诸如可移动电池等装置)，然后，控制系统进入阶段3。
阶段3：服务器询问冰箱9的电源系统，以检查其是否通电。如果冰箱9没有通电，我们进入阶段4。如果冰箱9通电，则服务器指示冰箱9的电力系统20分钟内不再通电。20分钟后，服务器询问存储装置6。如果其容量高于S2值，则服务器再次向电子电信装置、已经断开的连接器8以及冰箱9供电。否则，冰箱9保持断开，我们进入阶段4。
阶段4：在光伏板20发电不足的情况下，存储装置6中可用的能量不足以确保向控制元件供电。服务器通过其中心站的远程控制向操作者发送警报，以便报告存储装置6中的能量不足，然后，除了存储装置6的能量传感器之外，所有传感器都断开。当能量传感器达到S2值时，所有断开的元件再次通电。
在由存储装置6中的零电力和零光伏发电导致完全断开的情况下，服务器和装置1的各种机构一旦再次被电能供电就重新启动。
此外，由于间歇的光伏发电，并且为了优化太阳能电池板20的数量和内部蓄电池60的容量，与和装置1相关联的所有可移动电池相比，每天只能对分配给居民的一部分可移动电池充电。
一整天，根据蓄电池60中可用的能量，由装置1的控制系统的管理装置来管理电连接器8的电源，从而管理与其连接的可移动电池的电荷。
如以上详细描述中定义的可移动电池的最佳使用(即，给照明系统供电并且给小型电子装置充电)允许所述可移动电池具有几天的自动性，特别是三天。
因此，控制系统有利地每三天授权通过本发明的装置1对可移动电池进行再充电。
为此，可移动电池设置有标识符，例如，条形码，并且为了记录，所述装置1设置有能够解密每个可移动电池上的标识符的至少一个识别装置，例如，条形码读取器。
有利地，所述识别装置以至少一个条形码读取器的形式设置有至少一个显示装置，例如，屏幕，位于支撑元件3上，在这种情况下，位于集装箱31、32中的至少一个上，在优选实施例中，装置1包括两个集装箱31、32，作为支撑元件3。
当可移动电池必须充电时，所述电池上的标识符在识别装置前面传递。
识别装置例如经由USB连接将可移动电池的解密标识发送到控制系统，控制系统在数据库中检查该标识符对应于例如三天前已经充电的可移动电池。
在最后一次充电发生在少于或多于三天前的情况下，控制系统发送在识别装置的屏幕上显示的错误消息，以指示拒绝充电和所讨论的可移动电池的下一次可能充电的日期。
这种拒绝也是收集并发送到服务器的数据库的信息的一部分以及识别可移动电池的日期T和精确时间t1。
然而，最后一次充电的日期保持不变。
在最后一次充电发生在三天前的情况下，控制系统在服务器的数据库中记录所识别的可移动电池的读取日期和时间，并允许对所讨论的可移动电池进行充电。
类似于内部蓄电池60的充电和放电的管理，控制系统管理对电连接器8的供电，用于经由继电器连接到的微控制器对可移动电池充电，所述微控制器由服务器在IP中控制。
优选地，为每个电连接器8分配一个数字，用于接收可移动电池进行再充电。这些数字写在支撑元件3上，例如，集装箱31、32上，连接器8位于集装箱31、32的表面上以及数据库中。
当已经授权可移动电池的充电时，服务器识别尚未通电的电连接器8，然后将信息(即，所识别的连接器8的数字)发送到显示装置，例如但不限于与识别装置相关联的屏幕，并且位于支撑元件3的一个表面上。
有利地，根据连接器8的状态，在每个电连接器8周围设置一个或多个LED，这些LED点亮或不点亮。最优选地，这些LED也由控制系统通过微控制器进行管理，微控制器由服务器在IP中控制并连接到继电器。
例如，当电连接器8分配给可移动电池时，相应的一个或多个LED闪烁，从而便于检测连接器8。
然后，服务器有利地检查为电连接器8供电的电源是否可用以及控制系统是否处于断开状态，以应对内部蓄电池60中低于阈值的不足可用电力。
这两个参数将定义是否向连接器8供电：
断开或电力不足以向连接器8供电的状态：服务器指示位于分配给可移动电池充电的电连接器8周围的LED闪烁。只要断开状态没有清除，电连接器8就不通电，LED继续闪烁，并且服务器不检索充电开始的时间。当清除断开状态时，控制程序应用如下定义的连接状态协议：
连接和电力足以向电连接器8供电的状态：服务器指示位于被分配给可移动电池充电的电连接器8周围的LED闪烁。服务器检索识别所述可移动电池的时间以及在分配给所讨论的电池的电连接器8的仪表上显示的充电电流值。在识别可移动电池的时间之后的m分钟期间，例如，1至4分钟之间，优选地，2分钟，服务器闭环询问分配给电池充电的电连接器8的仪表的充电电流值。
·如果该充电电流值高于前一个值，这意味着可移动电池已经连接到电连接器8，并且所述电池确实充电。因此，服务器将一天中的日期和时间记录为最后一次充电的日期和时间，并指示LED从闪烁状态变为开启状态。服务器将定期检查仪表，以便通过记录充电电流的减少来检查可移动电池的充电状态。当充电电流减小时，电连接器8不再通电，并且可移动电池被认为已充电。如果充电电流在有效连接(不包括断开)4小时后没有减少，则电连接器8仍然断开，并且可移动电池被认为是充电的。
·如果仪表值与前一个值相同，这意味着可移动电池尚未连接。服务器停止对电连接器8的供电，并在数据库中指示可移动电池的未连接。然而，服务器不会将该日期记录为最后一次充电的日期，而是保留前一个日期。
根据本发明的用于生成、储存和分配电力电的自动装置1是特别有利的。如在本发明的前述描述中已经证明的，这是一种完全自动的、紧凑的装置1，易于安装和使用，允许将电力带到发展中国家的以及缺乏足够发达网络的偏远地区。
更具体地，可以由易于通过陆地和/或海洋运输的集装箱31、32组成的装置1的元件(即支撑元件3)可以包括安装和操作装置1所需的所有设备。
当然，本发明不限于上面示出和描述的示例，在不脱离本发明的范围的情况下，这些示例可以有变化和修改。
因此，例如，上面详细描述的根据本发明的装置1可以设置有水处理系统，例如，反渗透型盐水处理系统。这种系统允许处理盐水，以将其转化为饮用水，并且可以安装在装置1的支撑元件3中，换言之，安装在集装箱31、32中的任一个中。
在该实施例中，水处理系统可以由光伏板20生成的太阳能和/或存储在内部存储装置6中的电力供电。此外，然后可以考虑在集装箱31、32中的任一个的外表面上提供十个抽头的斜坡设置，用于分配。
然后，本发明的装置1的控制系统将被编程，以适应电连接器8和/或水处理系统和/或冰箱和/或电子通信装置等之间的电力分配。
在另一示例中，当装置1植入陆地内部并且位于除盐水之外的取水点附近时，水处理系统被泵送装置代替。
在所有配置情况下，本发明易于在现场实施，因为集装箱大部分是预先在工厂预组装的。这允许非常小的现场组装操作，仅涉及不在工厂组装并在装置1中运输的少数元件，因此，装置1必须安装在发电现场。
还应该强调，根据本发明的装置的尺寸使得光伏发电在任何时间t覆盖所有电荷(内部机构和/或电连接器和/或电子通信装置和/或冰箱等)并允许确保与该装置相关联的(即，有资格获得标识符)并且其数量已经最大化并为每个装置预先确定的所有用户的电能。

Claims (16)

1.一种用于生成、储存和分配电力的自动装置，其中，所述自动装置包括用于生成电力的发电装置（2），所述发电装置为光伏板（20），该装置搁置在至少一个支撑元件（3）上，所述支撑元件（3）为标准化集装箱（31、32），该标准化集装箱封装用于存储所述发电装置（2）生成电力的内部存储装置（6），所述支撑元件（3）还包括用于将来自发电装置（2）的信号转换成能够向电力存储装置供电的充电和放电调节器（10）和逆变器；所述支撑元件外表面设置有用于连接外部电力存储装置的至少一个电连接器（8），所述支撑元件（3）还包括控制系统，该控制系统包括：用于管理所述发电装置（2）生成的电力的存储和分配的装置，所述发电装置（2）连接到用于测量所述自动装置（1）的配备有多个元件的传感器，以及用于发送所述控制系统存储数据的电子通信装置；所述外部电力存储装置是形成自动装置（1）的必需部分的可移动电池，并且包括用于由控制系统识别的装置和/或专用于连接所述至少一个电连接器（8）的连接装置；
所述自动装置的管理电力方法，具体包括如下步骤：
为自动装置（1）的操作所需的内部存储装置（6）中的可用功率电平设置第一阈值S1；
为内部存储装置（6）中可用的功率电平设置第二值S2，使得S2>S1；
当低于所述第一阈值S1时，将电子通信装置断开第一预定时间段d1，然后，在所述第一预定时间段d1结束时闭环控制内部存储装置（6）中可用的功率电平，并且如果所述电平高于第二值S2，则重新连接电子通信装置；
如果所述可用功率电平仍低于第二值S2，则检测供应负载的有效阶段中的电连接器（8）的数量，并分别计算所述电连接器的供应时间ta；
将具有最高供应负载充电时间ta的n1个电连接器（8）断开第二预定时间段d2，然后，在所述第二预定时间段d2结束时闭环控制内部存储装置（6）中可用的功率电平，并且如果未达到值S2，则在闭合控制闭合时又恢复断开阶段，同时将断开的电连接器（8）的数量增加n2个，同时保持电子通信装置断开；
只要内部存储装置（6）中的所述可用功率电平高于或等于第二值S2，就重新连接断开的电连接器（8）和电子通信装置；
如果在供应负载的有效阶段中不再具有电连接器（8），则控制冰箱（9）的供电线路，并且如果冰箱通电，则断开所述线路，持续第三预定时间段d3，然后，在所述第三预定时间段d3结束时闭环控制内部存储装置（6）中可用的功率电平，并且只要所述电平高于第二值S2，就重新连接冰箱（9）、所有电连接器（8）和电子通信装置；
如果所述可用功率电平仍然低于第二值S2，则发送功率不足的警告并断开除了内部存储装置(6)的功率传感器之外的所有传感器，然后，闭环控制在所述内部存储装置（6）中可用的功率电平，只要所述功率电平高于第二值S2，就重新连接断开的元件；
在内部存储装置（6）中检测到零功率的情况下，并且如果光伏发电为零，则服务器和装置（1）的各个机构一旦重新供电就重新启动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制系统包括至少一个服务器，所述服务器一方面控制多个微控制器，所述微控制器控制打开/关闭装置，打开/关闭装置为继电器，所述继电器包括至少与每个电连接器（8）相关联的电线，所述服务器另一方面控制内部存储装置（6）的至少一个充电和放电调节器（10）。
3.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述发电装置（2）下游和电连接器（8）上游连接的至少一个逆变器（7）以及在发电装置（2）的所述逆变器和内部存储装置（6）之间连接的至少一个充电和放电调节器（10）。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述下游的每条电线上，至少一个仪表在继电器上游连接，断路器在其间连接。
5.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述支撑元件（3）还封装有向至少一个冰箱（9）和/或至少一个通风装置和/或至少一个照明装置供电的电线。
6.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述电子通信装置至少包括WEB服务器、WIFI路由器和互联网路由器。
7.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述控制系统及其用于管理电力的存储和分配的装置包括电压、电流和能量传感器。
8.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述自动装置包括两个集装箱（31、32）作为支撑元件（3），所述集装箱（31、32）用于保持和紧固多个光伏板（20）的结构（4），所述电连接器（8）位于两个集装箱（31、32）中的至少一个的外表面上。
9.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述支撑构件（3）包括用于识别能够连接到电连接器（8）并包括标识符的外部装置的识别装置，所述识别装置连接到允许或不允许向外部装置供电的控制系统，所述识别装置还包括显示装置。
10.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其中，所述电连接器（8）包括由所述控制系统管理的检测装置，例如，LED。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的管理电力的方法，其中，所述第一阈值S1和所述第二值S2根据对应于一天的时间段中的定义的时隙而变化。
12.根据权利要求1或11中任一项所述的装置，其特征在于所述的管理电力的方法，其中：
所述第一阈值S1在1至8kWh之间变化；
所述第二值S2高于或等于S1+1kWh，并且在2和10kWh之间变化；
所述第一预定时间段d1在2分钟至30分钟之间变化；
所述第二预定时间段d2在2分钟至30分钟之间变化；
所述第三预定时间段d3在2分钟至30分钟之间变化。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述的管理电力的方法，其中，为了对所述外部电力存储装置充电：
由识别装置读取外部电力存储装置的标识符并记录读取时间t1和日期T；
由控制系统控制所述外部电力存储装置的充电的最后日期M；
计算时间段D=T-M并将D与两次充电之间施加的预定时间段L进行比较；
如果D与L不同，则拒绝充电，并且由控制系统发送并在显示装置上显示指示下一个授权日期的消息；
否则，所述控制系统执行识别时间的存储，然后，分配和显示通过激活所述电连接器（8）的检测装置而分配的电连接器（8）。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述的管理电力的方法中还包括如下步骤：
识别闭环控制充电时对应于所分配的电连接器（8）的仪表并存储充电电流的计数值i1和时间t1；以及在1分钟至4分钟之间的预定时间内，闭环控制充电电流i2的计数值，并与i1进行比较；如果i2>i1，则存储时间t2和日期，作为所述外部电力存储装置的充电的最后日期M，否则，停止对电连接器（8）的供电，并不存储充电日期；
如果闭环控制充电电流的值减小，则停止向电连接器（8）供电，并存储停止时间t3；
如果在时间t2开始的预定时间段之后，充电电流没有减小，则停止向电连接器（8）供电，并存储停止时间t3。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的管理电力的方法中，所述日期和时间由所述控制系统存储并经由所述电子通信装置发送。
16.一种用于远程管理根据权利要求1-15任一项所述装置的方法，其特征在于，所述一个或多个装置经由所述电子通信装置连接到中心站，操作参数以及由控制系统存储的日期和时间发送到所述中心站，并且能够从中心站重新设置所述自动装置（1）的操作参数的值。
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