ES1071806U - Aparato de control para modulos fotovoltaicos. - Google Patents
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Abstract
1. Aparato de control (1) para unos módulos fotovoltaicos (3), en el que el aparato de control (1) comprende por lo menos un sistema de conexión de entrada (2) caracterizado porque dicho sistema de conexión de entrada (2) está adaptado para conectarse a por lo menos un módulo fotovoltaico (3) y el aparato de control (1) comprende por lo menos una unidad de controlador (5) que está conectada a dicho por lo menos un sistema de conexión (2). 2. Aparato de control según la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de control (1) comprende un interruptor principal (4). 3. Aparato de control según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para recoger datos, por medio de impulsos o un puerto de comunicación serie mediante unos contadores de energía externos. 4. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar los módulos fotovoltaicos (3) y calcular la eficiencia pertinente. 5. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para verificar de manera permanente el funcionamiento correcto de los módulos fotovoltaicos (3) y está adaptada adicionalmente para alertar de un robo, de un fusible fundido, de una polaridad incorrecta y conexión. 6. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar dispositivos externos por medio de unas unidades de entrada y/o salida. 7. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de entrada (27a - 27e). 8. Aparato de control según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha por lo menos una unidad de entrada (27a - 27e) integra un fusible. 9. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de salida (29a - 29b). 10. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de medición. 11. Aparato de control según la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de medición está adaptada para medir temperatura, tensión, corriente, potencia y/o energía. 12. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a - 27e) pueden conectarse entre sí mediante un sistema de bus. 13. Aparato de control según la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a, 27b) presentan por lo menos un conector macho (33) en un primer lado y por lo menos un conector hembra (31) correspondiente en un segundo lado que está opuesto a dicho primer lado, de tal modo que dichas unidades pueden conectarse entre sí. 14. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque por lo menos una de dichas unidades comprende una ranura (35a, 35b) que se ajusta en un carril de montaje (22, 23) estándar. 15. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque dicha por lo menos una de dichas unidades (27a, 27e) incluye un dispositivo de asignación que puede asignar automáticamente una dirección o una subdirección a dichas unidades según su posición. 16. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque es adecuado como recambio que permite a las unidades sustituir los portafusibles existentes en cuadros eléctricos. 17. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el sistema es modular. 18. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque incluye unos LED multicolor adaptados para proporcionar una indicación visual inmediata del estado y nivel de los parámetros eléctricos de los módulosfotovoltaicos (3). 19. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en serie. 20. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en paralelo.
Description
Aparato de control para módulos
fotovoltaicos.
La presente invención se refiere a un aparato de
control para módulos fotovoltaicos, en el que el aparato de control
comprende por lo menos un sistema de conexión de entrada.
Un aparato de control para módulos fotovoltaicos
es conocido a partir de documento US 2007/0252716 A1. Según la
técnica anterior, se proporciona un inversor que puede conectarse a
por lo menos un generador fotovoltaico en el extremo de entrada y a
un sistema de potencia en el extremo de salida. El inversor incluye
un microcontrolador para diagnosticar el inversor. El inversor
transforma la corriente continua procedente de los módulos
fotovoltaicos en corriente alterna. El microcontrolador está
conectado al lado de corriente alterna (lado CA) del módulo
de
inversor.
inversor.
Un objetivo de la invención es proporcionar un
aparato de control que puede monitorizar y controlar varias
funciones de uno o más módulos fotovoltaicos.
Según la invención, este objetivo se alcanza
mediante el aparato de control según la reivindicación 1. El
aparato de control está caracterizado porque dicho sistema de
conexión de entrada está adaptado para conectarse a por lo menos un
módulo fotovoltaico y el aparato de control comprende por lo menos
una unidad de controlador que está conectada entre dicho por lo
menos un sistema de conexión de entrada y un interruptor principal.
Disponiendo el aparato de control de esa manera puede monitorizar y
controlar varias funciones de uno o más módulos fotovoltaicos.
Preferentemente, la unidad de controlador está
adaptada para recoger datos, por medio de impulsos o un puerto de
comunicación serie mediante contadores de energía externos.
Según un aspecto adicional de la invención, la
unidad de controlador está adaptada para controlar los módulos
fotovoltaicos y calcular la eficiencia pertinente.
Según otro aspecto adicional de la invención, la
unidad de controlador está adaptada para verificar de manera
permanente el funcionamiento correcto de los módulos fotovoltaicos y
está adaptada adicionalmente para alertar de robo, fusible fundido,
polaridad incorrecta y conexión.
Según otro aspecto adicional de la invención, la
unidad de controlador está dotada de unidades de entrada y/o salida
que permiten controlar dispositivos externos.
Según una forma de realización adicional, el
aparato de control comprende por lo menos una unidad de entrada que
preferentemente integra un fusible.
Según otro aspecto adicional de la invención, el
aparato de control comprende por lo menos una unidad de medición que
preferentemente está adaptada para medir temperatura, tensión,
corriente, potencia y/o energía.
Según otro aspecto adicional de la invención,
por lo menos dos de dichas unidades de controlador, unidad de
entrada, unidad de medición, pueden interconectarse mediante un
sistema de bus, en el que preferentemente por lo menos dos de
dichas unidades tienen por lo menos un conector macho en un primer
lado y por lo menos un conector hembra correspondiente en un
segundo lado que está opuesto a dicho primer lado, de modo que
dichas unidades pueden conectarse entre sí, sin requerir un cable
entre ellas.
Una forma de realización ventajosa adicional de
la invención prevé que por lo menos una de dichas unidades comprenda
una ranura que se ajusta en un carril de montaje estándar.
Una forma de realización ventajosa adicional de
la invención prevé que por lo menos una de dichas unidades incluya
un dispositivo de asignación que puede asignar automáticamente una
dirección o una subdirección a dichas unidades según su
posición.
Preferentemente, el aparato de control es
adecuado para su recambio permitiendo a las unidades sustituir a
portafusibles en cuadros eléctricos.
Según un aspecto adicional de la invención, el
aparato de control es modular lo que permite adaptarlo a necesidades
individuales para diferentes plantas fotovoltaicas.
Según un aspecto adicional de la invención, el
aparato de control incluye LED multicolor adaptados para dar una
indicación visual inmediata del estado y nivel de los parámetros
eléctricos de los módulos fotovoltaicos.
El aparato de control según la invención puede
usarse en conexión con módulos fotovoltaicos que están conectados en
serie y/o módulos fotovoltaicos que están conectados en
paralelo.
\newpage
La invención se explicará de manera más
detallada a título de ejemplo haciendo referencia a las figuras, en
las que
la figura 1 es un diagrama de bloques
esquemático de una planta fotovoltaica que está dotada de un aparato
de control según la invención;
la figura 2 muestra el aparato de control según
la invención;
la figura 3 muestra en una vista en perspectiva
dos módulos que pueden usarse en el aparato de control según la
invención;
la figura 4 muestra un diagrama esquemático de
una configuración de una única cadena;
la figura 5 muestra un diagrama esquemático de
una configuración de múltiples cadenas;
la figura 6 muestra un diagrama esquemático de
una configuración de cadenas en paralelo.
La planta fotovoltaica tal como se muestra en
una vista general en la figura 1 comprende un módulo fotovoltaico 3
que puede ser un generador fotovoltaico de una única cadena o de
múltiples cadenas. El módulo fotovoltaico 3 está conectado a un
aparato de control 1 a través de un sistema de conexión de entrada 2
mediante cinco cadenas en el presente ejemplo. En el lado de salida
del aparato de control 1, se proporciona un inversor 7 que
convierte la corriente CC generada por el módulo fotovoltaico 3 en
una corriente CA que puede suministrarse a la red pública. El
aparato de control 1 comprende el sistema de conexión de entrada 2,
una unidad 5 de controlador y un interruptor principal
4.
4.
El aparato de control 1 se muestra en detalle en
la figura 2. Unidos a una placa 21 inferior hay dos carriles 22 y 23
con ranuras 22a, 22b y 23a, 23b, respectivamente. El carril 22 lleva
el interruptor principal 4, un módulo protector de sobretensión 24 y
una fuente 25 de alimentación adecuada para montaje sobre carril.
Según una realización de sistema de nivel básico, el carril 23 lleva
una fila de módulos, incluyendo un módulo de visualización 26 y
cinco módulos de entrada 27a, 27b, 27c, 27d y 27e en este
ejemplo.
Estos módulos realizan la gestión de bus local
tanto para las unidades de medición como para las unidades de E/S.
Además, los módulos 27a, 27b, 27c, 27d y 27e asignan la dirección de
unidad local correcta automáticamente y reúnen todas las mediciones
locales procedentes de las unidades de medición.
Una forma de realización de un sistema ampliado
incluye módulos adicionales, como medición de temperaturas o salidas
de relé. Los módulos puede proporcionar dos salidas de relé para
gestionar alarmas y/o cargas externas (tales como un sistema de
iluminación, un sistema de lavado fotovoltaico, etc.) y dos entradas
de temperatura de panel fotovoltaico. Puede preverse una unidad de
medición de potencia CC (potencia generada por el panel
fotovoltaico), que presenta un portafusiles incorporado. Otros
módulos recogen datos medioambientales pertinentes (a través de
sensores externos) tales como la velocidad del viento, la
temperatura del aire y la irradiación solar. Por tanto, el aparato
de control puede comprobar el funcionamiento correcto de la
instalación solar y también recoger todos los datos eléctricos como
tensión, corriente, potencia, energía, con el fin de calcular
también la eficiencia de la planta. Pueden usarse hasta 16 módulos
(incluyendo un controlador maestro, módulos de medición de
temperatura, módulos de salida, módulos de entrada) y se
interconectan usando un sistema de bus que no requiere ningún cable,
que se explicará posteriormente en detalle. El usuario elige el
número y tipo de módulos según sus necesidades. Los módulos integran
un fusible. Pueden montarse fácilmente en cuadros existentes,
sustituyendo a los portafusibles que normalmente están presentes
(montaje de recambio).
Un sistema de conexión 2 que comprende cinco
conectores de zócalo, cada uno con dos polos, está conectado con un
tipo de polaridad a los módulos de entrada 27a, 27b, 27c, 27d y 27e,
mientras que los otros cinco polos de la segunda polaridad están
conectados a cinco fusibles 28a, 28b, 28c, 28d, 28e. Tras pasar por
los fusibles, la corriente llega al interruptor principal 4 que está
conectado al sistema de salida 6 que comprende dos conectores de
zócalo para conectar al inversor 7.
La figura 3 muestra en vista en perspectiva dos
módulos, tales como los módulos 27a y 27b de la figura 2, que pueden
usarse en el aparato de control según la invención. El módulo 27a
mostrado en la figura 3 tiene un entrante 31 cuadrado que está
dotado de seis clavijas 32 conductoras (sólo a modo de ejemplo). El
módulo 27b tiene en su lado mostrado en la figura 3 un saliente 33
cuadrado que está dimensionado de modo que encaja en el entrante 31
del módulo 27a. El saliente 33 del módulo 27b está dotado de
orificios 34 de clavija que se corresponden con la disposición de
las clavijas 32 de conducción. En el lado (no visible) del módulo
27a, lado que es el opuesto al lado visible en el dibujo, se prevé
un saliente que está alineado con el entrante 31 y tiene la misma
forma y la misma ubicación que el saliente 33 del módulo 27b. De
manera similar, en el lado (no visible) del módulo 27b, lado que es
el opuesto al lado visible en el dibujo, está previsto un entrante
que tiene la misma forma y la misma ubicación que el entrante 31 del
módulo 27a.
Ambos módulos 27a y 27b presentan una ranura 35a
y 35b rebajada que permite unir firmemente los módulos al carril de
montaje 23 (figura 2). Cuando los módulos 27a y 27b se montan sobre
el carril 23 (figura 2) próximos entre sí, el saliente 33 del
módulo 27b se inserta en el entrante 32 del módulo 27a y las
clavijas 32 se insertan en los orificios 34 de clavija y
proporcionan conexión eléctrica entre los dos módulos 27a y 27b sin
requerir un cable. Los módulos de este tipo pueden apilarse y
conectarse eléctricamente siempre que haya suficiente espació en el
carril 23.
La figura 4 muestra un diagrama esquemático de
una configuración de una única cadena. El polo negativo (-) del
módulo solar 3 está conectado directamente a la entrada negativa
del inversor 7. El módulo de salida 27 está conectado a tierra
mediante un bloque terminal negativo. El polo positivo (+) está
conectado al módulo de entrada 27 de la unidad de controlador. La
corriente que procede del módulo solar 3 se canaliza a través del
módulo de entrada 27 para medir parámetros tales como tensión,
corriente, potencia y energía y llega finalmente a la entrada
positiva del inversor 7.
La figura 5 muestra una configuración de
múltiples cadenas. Hay tres módulos fotovoltaicos 3. Cada uno de
los tres polos negativos de los módulos fotovoltaicos está conectado
por separado a un inversor 7 de múltiples cadenas. Los módulos de
entrada 27a, 27b y 27c están conectados a tierra a través de bloques
terminales negativos. Las conexiones positivas de los tres módulos
fotovoltaicos 3 se canalizan a través de los módulos de entrada 27a,
27b y 27c con fines de medición y control, de manera similar a la
configuración de una única cadena de la figura 4.
La figura 6 muestra una configuración de cadenas
en paralelo. Hay tres módulos fotovoltaicos 3 cuyos polos negativos
están conectados entre sí en un bloque terminal que está conectado a
la entrada negativa única del inversor 7. Las conexiones positivas
de los tres módulos fotovoltaicos 3 se canalizan a través de los
módulos de entrada 27a, 27b y 27c con fines de medición y control,
de manera similar a la configuración de la figura 5. Las salidas
positivas de los módulos de entrada 27a, 27b y 27c están conectadas
entre sí y a continuación conectadas a una entrada positiva única
del convertidor 7.
Mediante el sistema según la invención se
consiguen las siguientes ventajas:
- 1)
- El sistema es modular, un módulo maestro puede conectarse a otro, por ejemplo, hasta 15 módulos, a elección del usuario.
- 2)
- Fácil conexión, los módulos se instalan en carriles DIN estándar y pueden usarse o bien para recambio o bien para uso como panel frontal.
- 3)
- La interconexión entre los módulos es muy sencilla, puesto que usan un sistema de bus para la interconexión
- 4)
- Asignación dinámica de la dirección de comunicación. Esto significa que la dirección se asigna automáticamente a cada módulo, según su posición.
- 5)
- Sistema de subdirección. Para cada módulo, se maneja una subdirección, de modo que se pueden tener 15 (máximo número de módulos de un sistema) x 247 (máximo número de direcciones en Modbus) = 3705 direcciones totales.
- 6)
- Medición respecto a cadenas e inversores de tensión, corriente, frecuencia, potencia, energía, en lugar de sólo la medición de corriente.
- 7)
- El controlador maestro puede recoger datos de impulso mediante contadores de energía externos. Junto con otras mediciones realizadas por el sistema y los datos de temperaturas (del cuadro del entorno) disponibles a través de los módulos de entrada, estos datos se usan para calcular automáticamente la eficiencia de la planta.
- 8)
- Verificación integrada de la cadena. El sistema verifica el funcionamiento correcto de la cadena y su presencia durante el día y durante la noche. De modo que el sistema funciona también como antirrobo.
- 9)
- Posibilidad de activación cada hora de las salidas digitales, para controlar dispositivos externos, por ejemplo, iluminación o limpieza automática.
- 10)
- El sistema puede usarse como una unidad única, usando un controlador maestro y un módulo de medición, con el fin de monitorizar una cadena, así como una unidad múltiple para monitorizar hasta 15 cadenas. Además el sistema puede ampliarse como un sistema principal de registro de datos distribuidos, usando una sencilla red RS485. Si uno de los sistemas falla, no afecta a las mediciones ni a la base de datos de los otros (la capacidad de memoria se reparte en cada unidad VMU-M individual).
- 11)
- Los módulos de entrada VMU-S integran el fusible, para su uso con corrientes de hasta 16A. Esto hace que la instalación sea más sencilla. Están disponibles también sin fusibles internos, para su uso con corrientes más altas.
- 12)
- Los módulos de entrada están aislados entre sí para mediciones de cadena independientes, pero los terminales se han diseñado para la conexión en paralelo sencilla, si fuera necesario. Esto permite usarlos para generadores fotovoltaicos de múltiples cadenas (usando inversores con varias salidas aisladas) así como medición de cadenas en paralelo, o cadenas únicas.
Las ventajas conseguidas por la invención se
resumen del siguiente modo:
El aparato de control puede comprobar el
funcionamiento correcto de las instalaciones solares y también
recoger todos los datos eléctricos como tensión, corriente,
potencia, energía, con el fin de calcular también la eficiencia de
la planta. Pueden usarse hasta 16 módulos (incluyendo un controlador
maestro, módulos de medición de temperatura, módulos de salida,
módulos de entrada) y se interconectan usando un sistema de bus que
no requiere ningún cable. El usuario elige el número y tipo de
módulos según sus necesidades. Los módulos son compatibles con 1 MOD
DIN e integran el fusible de 10x38 mm. Pueden montarse fácilmente en
cuadros existentes, sustituyendo a los portafusibles que normalmente
están presentes. Un nivel activo "básico" está constituido por
un módulo de controlador maestro y uno o más módulos de entrada. Un
sistema ampliado incluye también módulos adicionales, como medición
de temperaturas o salidas de relé.
Claims (20)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Aparato de control (1) para unos módulos fotovoltaicos (3), en el que el aparato de control (1) comprende por lo menos un sistema de conexión de entrada (2) caracterizado porque dicho sistema de conexión de entrada (2) está adaptado para conectarse a por lo menos un módulo fotovoltaico (3) y el aparato de control (1) comprende por lo menos una unidad de controlador (5) que está conectada a dicho por lo menos un sistema de conexión (2). - 2. Aparato de control según la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de control (1) comprende un interruptor principal (4).
- 3. Aparato de control según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para recoger datos, por medio de impulsos o un puerto de comunicación serie mediante unos contadores de energía externos.
- 4. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar los módulos fotovoltaicos (3) y calcular la eficiencia pertinente.
- 5. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para verificar de manera permanente el funcionamiento correcto de los módulos fotovoltaicos (3) y está adaptada adicionalmente para alertar de un robo, de un fusible fundido, de una polaridad incorrecta y conexión.
- 6. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar dispositivos externos por medio de unas unidades de entrada y/o salida.
- 7. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de entrada (27a-27e).
- 8. Aparato de control según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha por lo menos una unidad de entrada (27a-27e) integra un fusible.
- 9. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de salida (29a-29b).
- 10. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de medición.
- 11. Aparato de control según la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de medición está adaptada para medir temperatura, tensión, corriente, potencia y/o energía.
- 12. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a-27e) pueden conectarse entre sí mediante un sistema de bus.
- 13. Aparato de control según la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a, 27b) presentan por lo menos un conector macho (33) en un primer lado y por lo menos un conector hembra (31) correspondiente en un segundo lado que está opuesto a dicho primer lado, de tal modo que dichas unidades pueden conectarse entre sí.
- 14. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque por lo menos una de dichas unidades comprende una ranura (35a, 35b) que se ajusta en un carril de montaje (22, 23) estándar.
- 15. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque dicha por lo menos una de dichas unidades (27a, 27e) incluye un dispositivo de asignación que puede asignar automáticamente una dirección o una subdirección a dichas unidades según su posición.
- 16. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque es adecuado como recambio que permite a las unidades sustituir los portafusibles existentes en cuadros eléctricos.
- 17. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el sistema es modular.
- 18. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque incluye unos LED multicolor adaptados para proporcionar una indicación visual inmediata del estado y nivel de los parámetros eléctricos de los módulos fotovoltaicos (3).
- 19. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en serie.
- 20. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en paralelo.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200901705U ES1071806Y (es) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Aparato de control para modulos fotovoltaicos |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200901705U ES1071806Y (es) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Aparato de control para modulos fotovoltaicos |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES1071806U true ES1071806U (es) | 2010-04-12 |
ES1071806Y ES1071806Y (es) | 2010-07-08 |
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---|---|---|---|
ES200901705U Expired - Fee Related ES1071806Y (es) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Aparato de control para modulos fotovoltaicos |
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ES (1) | ES1071806Y (es) |
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2009
- 2009-12-07 ES ES200901705U patent/ES1071806Y/es not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
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