ITMI20081555A1 - Dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaici - Google Patents

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ITMI20081555A1
ITMI20081555A1 IT001555A ITMI20081555A ITMI20081555A1 IT MI20081555 A1 ITMI20081555 A1 IT MI20081555A1 IT 001555 A IT001555 A IT 001555A IT MI20081555 A ITMI20081555 A IT MI20081555A IT MI20081555 A1 ITMI20081555 A1 IT MI20081555A1
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Sara Costa
Mario Resadi
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Description

Descrizione
“Dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaiciâ€
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaici.
Stato della tecnica
Un parco solare à ̈ tipicamente costituito da migliaia di moduli fotovoltaici montati al livello del suolo, che ricoprono vaste aree geografiche esposte al sole.
Non essendo semplice disporre di un’efficace sorveglianza, esiste un elevato rischio di furto dei moduli fotovoltaici principalmente in orari notturni quando il modulo non emette energia elettrica.
Inoltre esiste un mercato nero di moduli fotovoltaici ricliclati in particolare nei paesi in cui non esistono controlli severi e dove la richiesta di questi componenti à ̈ elevata.
Allo stato attuale non esiste la possibilità di identificare un modulo fotovoltaico rubato tramite un sistema anagrafico centralizzato^ sebbene ogni modulo comprende un numero di serie, che spesso à ̈ applicato con etichette adesive e che dunque facilmente asportato.
Un altro problema legato ai moduli fotovoltaici discende dal fatto che quando uno di essi, connesso in serie in stringa con altri analoghi moduli, risulta danneggiato, tutta la stringa risente del malfunzionamento. Rilevato il guasto sulla stringa, risulta necessario testare i moduli singolarmente per individuare quello danneggiato.
Sommario dell’invenzione
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaici atto a risolvere il suddetto problema evitando il furto e riciclaggio di moduli fotovoltaici.
E’ oggetto della presente invenzione un dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaici, conformemente alla rivendicazione 1, comprendente una prima coppia di morsetti di ingresso suscettibile di essere collegata ai morsetti ad una sorgente di energia elettrica, una seconda coppia di morsetti atta ad erogare l’energia elettrica prodotta da detta sorgente di energia elettrica, un interruttore elettronico atto ad abilitare o interrompere detta erogazione di energia elettrica e mezzi di elaborazione atti a controllare detto interruttore elettronico.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di presentare un procedimento di funzionamento di un dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaico, conformemente alla rivendicazione 8.
Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di fornire un modulo fotovoltaico o solare comprendente un dispositivo di controllo e segnalamento atto a risolvere il suddetto problema del furto e riciclaggio di moduli fotovoltaici.
Dunque, Ã ̈ pure oggetto della presente invenzione un modulo fotovoltaico o solare, comprendente un dispositivo di controllo e segnalamento conformemente alla rivendicazione 9.
Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire una architettura di trasmissione di dati atta a garantire il funzionamento di un modulo fotovoltaico comprendente un dispositivo di controllo e segnalamento.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell’invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.
Breve descrizione delle Figure
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaici, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:
la Fig. 1 rappresenta uno schema a blocchi di un dispositivo di controllo e segnalamento;
la Fig. 2 rappresenta uno schema di una rete di comunicazione organizzata in cui il dispositivo di figura 1 Ã ̈ atto a funzionare;
la Fig. 3 rappresenta un ulteriore schema a blocchi del dispositivo di controllo e segnalamento di figura 1 atto ad assumere un ruolo di supervisore di una rete wireless;
la Fig. 4 rappresenta un diagramma di flusso del metodo di funzionamento del dispositivo riportato di figura 1 integrato in una di rete organizzata di comunicazione.
Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.
Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione Una centrale solare secondo il presente trovato comprende una pluralità di moduli comprendenti, ciascuno, un dispositivo di controllo e segnalamento.
Un dispositivo di controllo e segnalamento viene descritto con l’aiuto dello schema a blocchi riportato in figura 1.
Il simbolo Vin rappresenta la tensione generata dal modulo fotovoltaico che può essere sezionata prima di essere fornita come Vout ai morsetti di uscita del modulo fotovoltaico da un interruttore elettronico cosiddetto Electronic switch. Mezzi di controllo rappresentati dal blocco uController controllano il funzionamento di detto Electronic switch. Detti mezzi di controllo sono atti a interfacciarsi con una interfaccia, preferibilmente wireless, rappresentata dal blocco RF. Inoltre, detti mezzi di controllo comprendono una memoria non volatile.
Durante il normale funzionamento del modulo fotovoltaico, l’Electronic switch à ̈ costantemente in conduzione permettendo alla corrente generata dal modulo di essere erogata.
Dunque, detto dispositivo di controllo e segnalamento comprende una prima coppia di morsetti di ingresso Vin suscettibile di essere collegata ai morsetti ad una sorgente di energia elettrica, una seconda coppia di morsetti Vout atta ad erogare l’energia elettrica prodotta da detta sorgente di energia elettrica, un interruttore elettronico Electronic switch atto ad abilitare o interrompere detta erogazione di energia elettrica e mezzi di elaborazione uController atti a controllare detto interruttore elettronico.
In una realizzazione preferita si prevede, opzionalmente, un elemento funzionale rappresentato dal blocco con l’etichetta PS_Regulator, interposto tra l’alimentazione dei diversi blocchi fin qui descritti e l’alimentazione di ingresso del dispositivo di controllo e segnalamento svolge, come supervisione dell’hardware, le seguenti funzioni:
1. regola l’alimentazione, Regulated Supply, della circuiteria elettronica rappresentata dai summenzionati blocchi, a partire da una soglia minima (THRESHOLD) di tensione erogata dal modulo fotovoltaico, garantendo condizioni di operatività del congegno affidabili;
2. al raggiungimento della soglia minima, il PS_Regulator emette una veloce transizione di reset che inizializza il uController;
3. se il uController non continua a pulsare l’ingresso WDI, il PS_Regulator scatena il reset (RST) forzando una nuova inizializzazione del uController a scopo di evitare un possible blocco del uController, detta anche funzionalità di watchdog. Secondo una realizzazione preferita, detta interfaccia RF comprende un’antenna ricavata sul circuito stampato sul quale sono collegati i circuiti elettronici definenti i summenzionati blocchi.
Almeno detto Electronic switch, inoltre, si preferisce che venga ubicato in una posizione nascosta del modulo fotovoltaico in modo da impedirne una facile manomissione e/o riparazione ed, eventualmente, in modo da costringere a tale scopo ii massimo danno fisico al modulo fotovoltaico.
Un campo fotovoltaico, comprendente una pluralità di moduli fotovoltaici, definisce una rete di nodi connessi via wireless e rappresentati dàlia dicitura RFD nella figura 2.
L’architettura di rete preferita à ̈ di tipo gerarchico, prevedendosi il raggruppamento di alcuni nodi vicini a formare celle (cluster). Le trasmissioni di dati ed il funzionamento dei moduli fotovoltaici di ciascuna cella à ̈ coordinato da un coordinatore di rete (clusterhead), indicato con la lettera C nella figura 2.
I nodi RFD comunicano prevalentemente col coordinatore della cella a cui appartengono.
Sia i nodi RFD che C comprendono un dispositivo di controllo e segnalamento conforme a quanto sopra descritto con l’aiuto della figura 2.
Ai vertici di detta architettura gerarchica, vi à ̈ almeno un supervisore di rete indicato con la dicitura WPAN atto a mantenere comunicazioni dirette con i coordinatori di rete delle diverse celle definenti la rete wireless allo scopo di controllare il funzionamento della rete stessa.
Un supervisore WPAN comprende anch’esso un dispositivo di controllo e segnalamento conforme a quanto sopra descritto con l’aiuto della figura 1 e comprende ulteriori mezzi di elaborazione, quale un computer, ai quali à ̈ atto a interfacciarsi a mezzo di una porta tipo RS232 oppure USB oppure RJ45 e comprende, inoltre, una interfaccia di tipo Machine-to-Machine, indicata per brevità con M2M nelle figure, cioà ̈ una interfaccia atta a dialogare con un modulo GSM/GPRS/UMTS al fine di trasmettere dati ad un’altra macchina. Un tipico esempio à ̈ il controllo remoto tramite modem gsm e telefono deirimpianto di riscaldamento.
Detto WPAN, può o meno essere integrato in un modulo fotovoltaico.
Dunque, un supervisore comprende la medesima elettronica integrata in ciascun modulo fotovoltaico, oltre ad una seconda memoria di tipo volatile in cui vengono memorizzate chiavi di sblocco dei moduli definenti la rete e parametri di funzionamento. A tale scopo una alimentazione costante viene garantita a mezzo di una apposita sorgente esterna nota in sé al fine di preservare i dati contenuti in detta seconda memoria volatile. Si preferisce l’impiego di una memoria volatile per questioni di sicurezza.
L’eventuale modulo M2M à ̈ atto a rendere possibile il monitoraggio remoto della rete tramite l’invio di messaggi dal WPAN ad un computer o un terminale mobile compatibile.
Dopo la posa dei moduli fotovoltaici di almeno un campo fotovoltaico definente un impianto solare conforme al presente trovato, viene configurata la struttura logica della rete che meglio si adatta all’area occupata, essendo ì coordinatori strutturalmente identici agli altri moduli.
Durante la normale attività, il supervisore WPAN distribuisce delle chiavi segrete inviando delle stringhe di dati crttografati ai dispositivi di controllo e segnalamento a bordo dei moduli fotovaltici, i quali comparano tali dati con quelli salvati nella propria memorie non volatili preferibilmente compresa nel rispettivo uController. Nel caso almeno una chiave segreta inviata dal WPAN risulta compatibile con una chiave memorizzata in un dispositivo di controllo e segnalamento associato ad un modulo fotovoltaico, questo viene mantenuto attivo erogando corrente elettrica. Inoltre, detto dispositivo monitora costantemente i parametri di tensione erogata dal modulo a cui à ̈ associato ed eventualmente della singola stringa a cui il modulo fotovoltaico à ̈ connesso.
Il monitoraggio può essere pianificato come un'attività di routine oppure può essere demandato al singolo dispositivo di controllo e segnalamento a nordo di ciascun modulo fotovoltaico che, quando si verifica un’anomalia, viene inviato al WPAN attraverso un coordinatore un messaggio di richiesta di servizio di manutenzione (autodiagnostica).
Dunque, in orario notturno o quando i moduli fotovoltaici non sono operativi, le chiavi segrete sono comunque custodite nel modulo fotovoltaico in detta memoria compresa da detti dispositivi di controllo e segnalamento.
Il supervisore WPAN, sempre attivo, può, dunque, essere connesso ad un dispositivo di comunicazione wireless del tipo Machine-to-Machine attraverso cui inviare allarmi in remoto sotto forma di SMS oppure attraverso una connessione internet.
Possono essere gestite varie tipologie di allarme per:
- richiedere interventi di manutenzione;
- segnalare il danneggiamento di un modulo fotovoltaico;
- la disconnessione o furto di un modulo fotovoltaico.
Per mantenere il massimo livello di sicurezza della rete, i dati sono crittografati e la chiave di crittografia può essere generata con algoritmi proprietari.
Ogni modulo fotovoltaico può essere configurato con soglie di sensibilità adeguate a prevenire falsi allarmi.
Se si tenta di riutilizzare un modulo rubato, dopo la riaccensione, quest’ultimo cessa l’erogazione di energia dopo aver riconosciuto una condizione di manomissione (tamper). In particolare un modulo fotovoltaico che sia stato rimosso dalla propria rete di comunicazione mantiene nella propria memoria non volatile del dispositivo di controllo e segnalamento, una chiave di sblocco relativa alla propria identificazione nella rete. Pertanto nel caso in cui venga reinstallato in una rete diversa, lo stesso non ricevendo detta stringa contenete detta almeno una chiave di sblocco, non riesce più a validare la proprie almeno una chiave di sblocco memorizzata, dunque, trascorso un certo time out, l’erogazione della corrente elettrica viene inibita. Il dispositivo di controllo e segnalamento à ̈ atto a mantenere permanentemente memorizzato il numero di serie univoco del modulo fotovoltaico al quale à ̈ associato ed eventuali dati storici inerenti.
Solo il produttore del modulo fotovoltaico può recuperare e ripristinare la funzionalità di un modulo fotovoltaico rubato e ritrovato.
Di seguito viene descritto un metodo di funzionamento di un dispositivo di controllo e segnalamento conforme al presente trovato, quando il modulo fotovoltaico ad esso associato à ̈ collocato correttamente in un campo fotovoltaico.
Quando l’energia erogata dallo stesso modulo risulta superare un certa predefinita soglia si esegue il passo 1, allora il modulo eroga energia elettrica in rete; al passo 2 si esegue un tentativo di ricerca e connessione ad una rete wireless, tipicamente con la rete generata e controllata dal WPAN (supervisore) che à ̈ sempre attivo; al passo 3 si verifica il successo dell'operazione di connessione alla rete; se la verifica da esito positivo, al passo 4 si inizializza il TAMPER TIMER ed al successivo passo 5 inizia un ciclo indefinito di lavoro, in cui come si legge di seguito si effettua l’autodiagnostica, il controllo antifurto ed eventualmente la gestione di richieste di informazioni.
Al passo 51 si misurano alcuni parametri di funzionamento, quali per esempio la tensione prodotta, e al passo 52 si verifica che essi siano rispettati, altrimenti al passo 53 si provvede ad inviare un messaggio di guasto al WPAN; se i parametri rientrano nei limiti fissati, allora si va al passo 54 in cui si verifica che ci sia una eventuale richiesta remota di informazioni; in caso affermativo allora, al passo 55, viene inviato un messaggio con le informazioni richieste, altrimenti si va al passo 56 in cui si verifica che sia stata ricevuta dal WPAN (Supervisore) una chiave di sblocco. Al passo 57 si verifica che detta chiave di sblocco sia corretta, dunque, se à ̈ corretta, al passo 58 si azzera detto TAMPER TIMER e si riprende dal passo 51, altrimenti si va al passo 59 in cui si incrementa detto TAMPER TIMER e al passo 60 in cui si verifica che esso non abbia superato una certa soglia TAMPER TIMEOUT. Se detta soglia non à ̈ stata superata si riprende dal passo 51, altrimenti si va al passo 8 in cui si cancella detta almeno una chiave di sblocco dalla memoria non volatile del dispositivo e al passo 9 si inibisce l’erogazione della corrente al modulo fotovoltaico.
Se la verifica operata al passo 3, invece, Ã ̈ negativa allora si va al passo 6 in cui si incrementa il TAMPER TIMER e al passo 7 in cui se detto TAMPER TIMER risulta essere minore della soglia TAMPER TIMEOUT, allora si riprende dal passo 2, altrimenti si va ai passi 8 e 9 sopra descritti.
Vale la pena evidenziare che a seguito della cancellazione della chiave di sblocco dalla memoria non volatile del dispositivo di controllo e segnalamento il modulo fotovoltaico non può riprendere a funzionare come descritto se non opportunamente ripristinato dal produttore per esempio tramite un apposito segnale radio oppure tramite una almeno parziale riprogrammazione dello stesso dispositivo attraverso una connessione diretta via cavo.
Si preferisce che detto dispositivo di controllo e segnalamento venga installato vantaggiosamente nella scatola contenente la morsettiera del modulo fotovoltaico, comunemente denominata in lingua anglosassone junction box.
Sono chiari i vantaggi derivanti dall’applicazione della presente invenzione:
un modulo integrante un dispositivo conforme al presente trovato non può essere rubato, in quanto, superato un certo lasso di tempo, l’erogazione dell’energia elettrica risulta definitivamente inibita. Il ripristino, inoltre, può essere operato, senza danno per il modulo, solo dal produttore del modulo.
Il dispositivo, inoltre, consente di effettuare l’autodiagnostica su ciascun modulo, evitandosi di dover rilevare il guasto su una stringa e dover testare i moduli singolarmente.
Inoltre le caratteristiche hardware di un dispositivo di controllo e segnalamento che svolge il ruolo di RFD e/o C e/o WPAN possono essere uguali o differenziate in relazione alle opportunità di impiego.
Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite possono essere combinate senza peraltro uscire dall’ambito di protezione della presente domanda.
I modi particolari di realizzazione qui descritti non limitano il contenuto di questa domanda che copre tutte le varianti dell'invenzione definite dalle rivendicazioni. (ORF)

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di controllo e segnalamento per moduli fotovoltaici comprendente una prima coppia di morsetti di ingresso (Vin) suscettibile di essere collegata ai morsetti ad una sorgente di energia elettrica, una seconda coppia di morsetti (Vout) atta ad erogare l’energia elettrica prodotta da detta sorgente di energia elettrica, un interruttore elettronico (Electronic switch) atto ad abilitare o interrompere detta erogazione di energia elettrica e mezzi di elaborazione (uController) atti a controllare detto interruttore elettronico.
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, ulteriormente comprendente una prima interfaccia di comunicazione (RF) collegata con detti mezzi di elaborazione atta a ricevere un messaggio; essendo detti mezzi di elaborazione atti a controllare il funzionamento di detto interruttore elettronico sulla base del contenuto di detto messaggio.
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui detta prima interfaccia di comunicazione (RF) Ã ̈ di tipo wireless.
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, ulteriormente comprendente primi mezzi di memorizzazione non volatile atti a memorizzare un secondo messaggio; essendo detti mezzi di elaborazione atti a verificare la concordanza tra detto primo messaggio e detto secondo messaggio per controllare i! funzionamento di detto interruttore elettronico.
  5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, ulteriormente comprendente secondi mezzi di memorizzazione di tipo volatile atti a contenere un numero di messaggi almeno uguale ad un numero di ulteriori dispositivi di controllo e segnalamento ai quali à ̈ atto a trasmetterli.
  6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, ulteriormente comprendente una sorgente di alimentazione atta ad alimentare almeno detti secondi mezzi di memorizzazione di tipo volatile.
  7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, un elemento funzionale (PS_Regulator), interposto tra detta coppia di morsetti di ingresso (Vin) e i morsetti di alimentazione degli altri componenti quali l'interruttore elettronico, detti mezzi di elaborazione e detti mezzi di interfaccia; essendo detto elemento funzionale atto a realizzare: - la regolazione dell’alimentazione degli altri componenti garantendo condizioni di operatività affidabili degli stessi; - la emissione di una transizione di reset per inizializzare detti mezzi di elaborazione (uController), anche quando detti mezzi di elaborazione risultano in blocco.
  8. 8. Metodo di funzionamento di un dispositivo di controllo e segnalamento, particolarmente adatto ad essere integrato in un modulo fotovoltaico, comprendente una prima coppia di morsetti di ingresso (Vin) suscettibile di essere collegata ai morsetti ad una sorgente di energia elettrica, quale un modulo fotovoltaico, una seconda coppia di morsetti (Vout) atta ad erogare l’energia elettrica prodotta da detta sorgente di energia elettrica, un interruttore elettronico (Electronic switch) atto ad abilitare o interrompere detta erogazione di energia elettrica e mezzi di elaborazione (uController) atti a controllare detto interruttore elettronico e una prima interfaccia di comunicazione (RF) collegata con detti mezzi di elaborazione atta a ricevere un primo messaggio e mezzi memorizzazione atti a contenere un secondo messaggio; detto metodo comprendendo un passo in cui quando l’energia erogata dallo stesso modulo fotovoltaico supera una predefinita soglia (passo 1), allora il modulo eroga energia elettrica; allora (passo 2) si esegue un tentativo di ricerca e connessione ad una rete wireless; allora (passo 3) se la ricerca e connessione ad una rete wireless va a buon fine, (passo 4) si inizializza un timer (TAMPER TIMER) ed poi (passo 5) inizia un ciclo indefinito di lavoro; in detto ciclo indefinito di lavoro (passo 51) si misurano alcuni parametri di funzionamento, quali la tensione ai capi di detti morsetti di ingresso (Vin), poi (passo 52) si verifica che essi siano rispettati, altrimenti (passo 53) si provvede ad inviare un messaggio di guasto; se invece detti parametri rientrano in limiti fissati, allora (passo 54) si verifica che ci sia una eventuale richiesta remota di informazioni; in caso affermativo allora (passo 55) viene inviato un messaggio con le informazioni richieste, altrimenti (passo 56) si verifica che sia stato ricevuto un primo messaggio; (passo 57) si verifica che detto primo messaggio sia compatibile con detto secondo messaggio, dunque, se così à ̈, (passo 58) si azzera detto timer (TAMPER TIMER) e si riprende dall’inizio il ciclo indefinito di lavoro (passo 51), altrimenti (passo 59) si incrementa detto timer (TAMPER TIMER) e (passo 60) si verifica che esso non abbia superato una certa soglia (TAMPER TIMEOUT); se detta soglia non à ̈ stata superata si riprende dall'inizio il ciclo indefinito di lavoro (passo 51), altrimenti (passo 8) si cancella detto secondo messaggio da detti mezzi di memorizzazione e (passo 9) si interrompere detta erogazione di energia; se la ricerca e connessione ad una rete wireless non va a buon fine (passo 3), allora (passo 6) si incrementa detto timer (TAMPER TIMER) e (passo 7) se esso risulta essere minore di detta soglia (TAMPER TIMEOUT), allora si esegue nuovamente un tentativo di ricerca e connessione ad una rete wireless (passo 2), altrimenti (passo 8) si cancella detto secondo messaggio da detti mezzi di memorizzazione e (passo 9) si interrompere detta erogazione di energia.
  9. 9. Modulo fotovoltaico o solare comprendente un dispositivo di controllo e segnalamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7.
  10. 10. Modulo fotovoltaico o solare secondo la rivendicazione 9, atto ad operare secondo il metodo conforme alla rivendicazione 8.
  11. 11. Architettura di trasmissione di dati comprendente una pluralità di dispositivi secondo una rivendicazione da 1 a 7, organizzata gerarchicamente in celle (cluster), ciascuna controllata da un dispositivo facente funzione di coordinatore di rete tipo clusterhead (C), detto coordinatore di rete atto a comunicazione con un supervisore di rete (WPAN).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110090089A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 Yuhao Luo Method and apparatus for detecting a fault in a solar cell panel and an inverter
DE102011106221B4 (de) 2011-06-07 2023-06-15 Viamon Gmbh Verfahren zur Diebstahlüberwachung von Solarmodulen und Solaranlage mit einer Vielzahl von Solarmodulen zur Durchführung des Verfahrens
AT512993B1 (de) * 2012-06-12 2017-08-15 Fronius Int Gmbh Wechselrichter einer Photovoltaik-Anlage und Verfahren zum Betrieb desselben
EP2959726B1 (en) * 2013-02-22 2019-07-10 Intel IP Corporation Systems and methods for access network selection and traffic routing
EP3676956A4 (en) * 2017-09-01 2020-10-07 Jain Irrigation Systems Limited ANTI-THEFT PROTECTION SYSTEM FOR SOLAR PANEL

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19844977A1 (de) * 1998-09-30 2000-04-13 Siemens Solar Gmbh Schutzsystem für ein Solarmodul

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1946418A2 (en) * 2005-10-24 2008-07-23 Conergy AG Switch-fuse with control management for solar cells

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19844977A1 (de) * 1998-09-30 2000-04-13 Siemens Solar Gmbh Schutzsystem für ein Solarmodul

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREAS LIST: "Diebstahlschutz durch intelligentes Sensornetzwerk", 9 February 2006 (2006-02-09), pages 1 - 1, XP002535883, Retrieved from the Internet <URL:http://www.innovations-report.de/html/berichte/informationstechnologie/bericht-55036.html> [retrieved on 20090707] *
ANONYMOUS: "robo?Safe macht Schluss mit dem Modul-Diebstahl", 29 August 2006 (2006-08-29), XP002535947, Retrieved from the Internet <URL:http://www.meteocontrol.de/cms/db/index.php?template=article_detail.html&pageID=115&article:oid=a859> [retrieved on 20090808] *
HARALD JUNG: "Diebstahlsicherung für Solarmodule: Unautorisierter Abbau deaktiviert Funktionsfähigkeit der Panele", 26 May 2008 (2008-05-26), pages 1 - 1, XP002535882, Retrieved from the Internet <URL:http://www.innovations-report.de/html/berichte/interdisziplinaere_forschung/bericht-110710.html> [retrieved on 20090707] *

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