JP2002527018A - ソラーモジュール用の保護システム - Google Patents

ソラーモジュール用の保護システム

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    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells

Abstract

(57)【要約】 本発明は、窃盗又は権限のない負荷による権限のない利用からソラーモジュールを保護するためのシステムに関しており、ソラーモジュール側の遮断装置と負荷側のイネーブル装置とを有しており、その際、負荷側のイネーブル装置はソラーモジュール側の遮断装置に、電力線路を介して第１の信号を送信し、ソラーモジュール側の遮断装置が第１の所定時間内で負荷側のイネーブル装置からの第２の信号を電力線路を介して受信しない場合に、ソラーモジュールを用いて形成された電力が電力線路を介して負荷に電力伝送されるのが遮断される。それにより、ソラーモジュールを確実且つコスト上有利に保護することができる。と言うのは、本発明により保護されたソラーモジュールは、第２の所定の信号を知らないと無価値であるからである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、殊に、負荷によって権限なしに利用されないように保護するための
、ソラーモジュール用の保護システム、ソラーモジュールから負荷への電力伝送
用の方法、ソラーモジュールの電力送出を遮断するための遮断装置、並びに、ソ
ラーモジュールから負荷への電力伝送をイネーブル状態にするためのイネーブル
装置に関する。
【０００２】 環境汚染の増大によって、再生電力、例えば、太陽エネルギ利用の意義が大き
くなっている。殊に、常に性能の良いソラーモジュールによって、再生太陽エネ
ルギを広範囲の用途に利用することができる。電力給電網によって電力を自給す
る平均的な負荷迄の比較的小さな負荷では、ソラーモジュールは、その高性能、
メンテナンスフリー及び簡単な使用可能性によって使用されている。しかし、一
般的に監視し難い個所、例えば、電力給電網からかなり離れている道路標識板の
電力給電用の、又は、例えば、キャンピングカーの屋根に設けられたソラーモジ
ュールは、盗まれたり、権限のないユーザが利用したりすることが屡々ある。
【０００３】 権限がないのに利用されたり、盗まれたりしないように保護するための昨今の
通常の装置は、一般的に、強力な鍵が付けられた頑丈なケーシングから構成され
ている。しかし、この安全装置の欠点は、機械的な手段によって容易にこじ開け
ることができ、更に、有効に保護し難く、頑丈に構成する必要がある点である。
【０００４】 ドイツ連邦共和国特許出願第３６４１２３０号公報からは、装置、殊に、オー
トラジオ装置の盗難防止用の方法及び回路装置が公知である。この際、自動車に
は、第１モジュールＡがオートラジオ内に収容されており、第２モジュールＢが
、自動車内のアクセス不可能な別の個所に収容されている。モジュールＡは、固
定時間間隔後、モジュールＢ内で、記憶された基準コードと比較される安全コー
ドについて問い合わせる。両者が一致すると、ラジオは、直ぐ次の問い合わせ迄
作動準備状態のままである。コードが一致しないと、ラジオは遮断される。この
ようにして、アクセス不可能なモジュールＢなしにはラジオは機能しないので、
泥棒にとって、ラジオを盗むのは何ら有益なことでなくなる。
【０００５】 ドイツ連邦共和国特許出願第４１２３６６６号公報からは、盗まれやすいモー
ビル装置対象、例えば、車両用の保護システムが公知である。この際、点火キー
に記憶されたコードとＣＰＵ内に記憶されたコードとのコード比較が行われて、
車両の盗難にとって重要な所定装置がイネーブルされるかどうか判定される。
【０００６】 従って、本発明が基づく技術的な課題は、簡単且つコスト上有利に構成される
ソラーモジュールを、権限なしに利用されないように保護することができるにも
拘わらず、権限なしの利用又は泥棒から比較的確実に保護することができるよう
にすることである。
【０００７】 本発明によると、この課題は、請求項１記載の保護システムによって、請求項
５記載の方法、請求項８記載の遮断装置及び請求項１４記載のイネーブル装置に
より解決される。
【０００８】 本発明の有利な実施例は、従属請求項から得られる。
【０００９】 本発明の保護システムは、第１の信号を消費側のイネーブル装置に電力線路を
介して送信した後第１の所定時間内に、ソラーモジュール側の遮断装置が第２の
信号を電力線路を介して受け取らない場合に、有利に、電力送出を停止する。権
限のないユーザが、ソラーモジュールを権限なしに取り出そうとしたり、又は、
盗んだり、ソラーモジュールに負荷を接続したりした場合に、ソラーモジュール
側の遮断装置は、第１の信号を送信し、所定の第１の時間内に第２の信号を遮断
装置が受信しない場合に電力給電が遮断される。従って、ソラーモジュールは、
第２の信号を知っている権限のあるユーザによってしか利用可能でなく、第２の
信号を知らない権限のないユーザにとっては何の価値もない。
【００１０】 本発明によると、保護システムを簡単に構成することができる。と言うのは、
何れにせよ必要な電力線路以外に、ソラーモジュールと負荷との間に何ら接続を
必要としないからである。
【００１１】 本発明の保護システムの有利な実施例では、第１及び第２の信号は、電力伝送
の遮断によって電力線路を介して形成された、各々少なくとも１つのプラス極を
有している。
【００１２】 本発明の保護システムの別の有利な実施例では、ソラーモジュール側の遮断装
置と負荷側のイネーブル装置とは、電力線路の短絡のために各々１つの切換装置
を有しており、その際、電力伝送が遮断、乃至、上述の信号が形成される。
【００１３】 こうすることによって、有利に、分路方式で作動する負荷として充電調整器を
有するバッテリ充電装置を具備したソラーモジュールを使用する際に、保護シス
テムを簡単に構成することができる。と言うのは、この充電調整器内には、既に
、保護システムによっても利用することができる短絡回路装置が設けられている
からである。そうすることによって、回路構成を著しく簡単にすることができる
。
【００１４】 本発明の方法によると、有利に、ソラーモジュールの許容し得ない利用に対し
て統合的に（インテグラルに）保護することができる。と言うのは、権限付与コ
ード乃至第２の信号を知らずに電力伝送は可能でないからである。
【００１５】 本発明の遮断装置によると、有利に、簡単且つコスト上有利に製造して、ソラ
ーモジュールの許容されない利用又は盗難に対して保護することができる。
【００１６】 特に有利な実施例では、遮断装置は、ソラーモジュールと一緒に集積化して構
成される。
【００１７】 この装置構成により、有利に、本発明の遮断装置を、簡単な操作によって作動
するようにすることはできないようにすることができる。遮断装置は、例えば、
プラス導体とマイナス導体との間の面グループとしてソラーモジュールのラミネ
ート内、又は、ラミネートから導体を直接引き出す際には端子ボックス内又は端
子ボックスの下側に配設することができる。
【００１８】 本発明のイネーブル装置は、有利には、簡単な構造を有しており、そうするこ
とによって、コスト上有利に製造することができる。
【００１９】 以下、本発明について図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【００２０】 その際、 図１は、ソラーモジュール側の遮断装置と負荷側のイネーブル装置を有する本発
明の保護システムの実施例を示し、その際、負荷として、バッテリと負荷を有す
る充電調整器が示されており、 図２は、本発明のソラーモジュール側の遮断装置の実施例を有する２つのソラー
セルアレイを有するソラーモジュールを示し、 図３は、図２のソラーモジュール側の遮断装置の回路構成を示し、 図４は、負荷側のイネーブル装置を有するソラーモジュール用の本発明の保護シ
ステムの負荷側の部分を示し、その際、負荷として、負荷抵抗が示されており、 図５は、ソラーモジュール側の遮断装置を有する本発明の保護システムのソラー
モジュール側の部分の別の実施例を示し、 図６は、負荷側のイネーブル装置を有するソラーモジュール用の保護システムの
負荷側の部分の別の実施例を示し、その際、負荷として充電調整器が示されてお
り、 図７ａは、図５及び図６に指示が記載された保護システムでの、権限のある負荷
に電力を送出する際の、時間に亘っての電圧経過特性を示すダイアグラム、 図７ｂは、図５及び図６に指示が記載された保護システムでの、負荷がない、又
は、権限のある負荷がない場合の、時間に亘っての電圧経過特性を示す図 である。
【００２１】 図の以下の説明では、同一又は相応の構成要素は、種々異なる図で同じ参照番
号で示されており、その結果、この構成要素について繰り返して説明しないよう
にする。
【００２２】 図１には、本発明のソラーモジュール用の保護システムの実施例の構成略図が
示されている。図１の参照番号１は、ソラーセルアレイ２と、ソラーモジュール
側の遮断装置３とを有するソラーモジュールを示している。ソラーセルアレイ２
は、１つ以上のソラーセルを有しており、相互に接続されて、所定の出力電圧乃
至所定の出力電流を形成することができる。ソラーモジュール側の遮断装置３は
、ソラーセルアレイ２に対して並列にソラーセルアレイ２の出力線路４と５との
間に接続されている。出力線路４及び５は、電力伝送線路６及び７と接続されて
おり、この電力伝送線路を介して、電力を負荷側に伝送することができる。負荷
側には、負荷として、充電調整器８が示されており、この充電調整器には、バッ
テリ９と負荷抵抗１０が接続されている。負荷側のイネーブル装置１１は、充電
調整器８の各入力側間に接続されており、つまり、電力伝送線路６と７との間に
接続されている。
【００２３】 以下、図１に示された保護システムの作動について説明する。ソラーセルアレ
イ２が、例えば、夜間に電力を発生しない場合、ソラーモジュール側の遮断装置
３の各入力側には、電圧は形成されない。ソラーモジュール側の遮断装置３は、
この状態では、電力給電されず、作動しない。
【００２４】 以下、ソラーセルアレイ２が電力を生成する場合について説明する。その際、
ソラーモジュール側の遮断装置３には、ソラーセルアレイ２の出力線路４及び５
によって電圧が給電され、第１の信号乃至第１のコードを負荷側のイネーブル装
置に送信する。図１に示されているように、参照番号６及び７で示された電力伝
送線路を介して送信することができる。有利には、第１の信号は、電力伝送の遮
断により、電力伝送線路６及び７を介して形成され、即ち、１つ以上のパルスに
よって形成される。信号によって示されるコードは、パルスの形状、長さ及び個
数によって示すことができる。
【００２５】 負荷側のイネーブル装置１１は、第１の信号を検出又は受信し、第２の信号を
ソラーモジュール側の遮断装置３に送信する。図１に示されているように、これ
は、電力伝送線路６及び７を介して行うことができる。しかし、他の伝送経路、
例えば、別個の線路又は無線を介しての伝送経路も可能である。負荷側のイネー
ブル装置１１によって送信される第２の信号は、第１の信号と同様に、電力伝送
の遮断によってソラーセルアレイ２から電力伝送線路６及び７を介して負荷８，
９及び１０に向かって、即ち、１つ以上のパルスによって形成することができる
。
【００２６】 第１及び第２のコードを、所望のように、又は、適切に形成することができる
点に注意すべきである。最も簡単な場合、２つの固定して設定された信号にして
もよく、その際、この信号は、例えば、簡単な回路要素（コンデンサ、インダク
タンス、等）によって特定されるが、マイクロプロセッサ及び暗号化方法によっ
て得られた信号を用いてもよい。同様に、離れた所から無線、又は制御線路を介
して変えてもよい。
【００２７】 ソラーモジュール側の遮断装置３は、予め決められた時間内に、負荷側のイネ
ーブル装置１１の、送信された第１の信号への相応の応答を受信しない場合、即
ち、負荷側のイネーブル装置によって第２の信号が受信されない場合に、ソラー
セルアレイ２を用いて形成された、負荷８，９及び１０への、電力伝送線路６及
び７を介しての電力伝送が遮断される。これは、例えば、負荷、及び、負荷側の
イネーブル装置１１もソラーモジュールに接続されていない場合、又は、負荷８
，９及び１０が負荷側のイネーブル装置１１を有していない場合に生じる。
【００２８】 最初に応答する場合は、問題はない。と言うのは、これは、ソラーモジュール
が無負荷であるからである。第２の場合、即ち、負荷８，９及び１０が、負荷側
のイネーブル装置１１なしに、ソラーモジュール１を利用しようとする場合、予
め決められた第１の所定期間経過後即座に、ソラーモジュール側の安全回路３が
第１の信号を送信した後、伝送線路６及び７を介しての負荷８，９及び１０への
電力伝送が遮断される。
【００２９】 従って、ソラーモジュール１が許可なく利用されるのを、有効に阻止すること
ができる。
【００３０】 図１に示されているように、ソラーモジュール側の遮断装置３は、ソラーモジ
ュール１内に収容され、有利には、ソラーモジュール１と共に集積化して構成さ
れている。このために、ソラーモジュール側の遮断装置３は、例えば、ソラーセ
ルアレイ乃至接続されたソラーセルの装置構成の出力線路５及び６の間に接続さ
れていて、ソラーモジュール１のラミネート内に収容されている面状の構成群と
して構成することができる。同様に、ソラーモジュール側の遮断装置３は、端子
ボックス内又は端子ボックスの下側に、ソラーセルアレイ２の出力線路４及び５
がソラーモジュールのラミネートから出る個所に直接設けてもよい。つまり、有
利には、遮断装置３の距離を、ソラーモジュール１を利用できないように、例え
ば、遮断装置の距離を、不可避的にモジュール内の電流線路の数分の一となるよ
うに、遮断装置３を、ソラーモジュール１と接続するとよい。
【００３１】 以下、図２を用いて、本発明の保護システムのソラーモジュール側の部分につ
いて説明する。
【００３２】 図２に示されているように、ソラーモジュール側の遮断装置３を多数のソラー
セルアレイ２用に設けてもよい。図２には、２つの直列接続されたソラーセルア
レイ２が図示されている。
【００３３】 図２に示されたソラーモジュール側の遮断装置３は、送信装置２０を第１の信
号の送信用に有している。送信装置２０には、シンボリックなスイッチとして図
示されている切換装置２２の制御用の制御装置２１が設けられている。この切換
装置は、ソラーセルアレイ２の出力線路４及び５間に接続されている。切換装置
２２が閉じられている場合、ソラーセルアレイ２の出力線路４及び５、従って、
ソラーモジュール１の各出力側は短絡される。
【００３４】 更に、図２に示されたソラーモジュール側の遮断装置３は、図２には図示され
ていない負荷側のイネーブル装置１１によって、ソラーモジュール１の各出力側
と接続された電力伝送線路６及び７を介して伝送される第２の信号の受信用の受
信装置２３を有している。
【００３５】 以下、本発明の保護システムの、図２に示されたソラーモジュール側の部分の
作動について説明する。
【００３６】 ソラーセルアレイ２が電圧を形成しない場合、ソラーモジュール側の遮断装置
３は電力給電されず、従って、作動しない。ソラーモジュール２が電圧を形成す
る場合、送信装置２０は、第１の信号を送信する。この第１の信号が送信される
のは、送信装置２０が相応の信号を制御装置２１に送出して、切換装置２２が、
第１の信号に相応するパルス列が形成されるように制御して行われる。このパル
ス列は、電力線路上の、少なくとも１つの、有利には、複数の順次連続する短絡
パルスから形成される。これは、前述のように、切換装置２２を閉じたり、開い
たりして形成される。このようにして、第１の信号を用いて、種々の情報を伝送
することができ、その際、この情報は、例えば、一連の短絡パルスと休止期間（
ＰＰＭ変調）を用いて伝送される。第１の信号がこのようにして送信された場合
、ソラーモジュール側の遮断装置又は安全回路３は、第１の所定の時間の間待機
状態となる。第２の信号の受信用の受信装置２３は、第２の信号を第１の所定期
間中受信すると、権限の付与された負荷、即ち、負荷側のイネーブル装置１１を
有する負荷がソラーモジュール１と接続される。従って、電力送出が遮断される
。
【００３７】 第２の信号の受信用の受信装置２３が、第１の所定時間中、第２の信号を受信
しない場合、受信装置２３は、相応の信号を、制御装置２１に出力し、その結果
、制御装置２１は、切換装置２２を制御して、電力送出が遮断されるようにする
。このために、ソラーモジュール２の出力線路４及び５は短絡される。
【００３８】 以下、図３を用いて、有利なソラーモジュール側の遮断装置又は保護装置３の
回路ダイヤグラムについて説明する。図３に示された遮断装置は、ソラーセルア
レイ２の出力線路４及び５の間に接続されている。
【００３９】 図３では、電力蓄積器として使われるダイオードＤ１及びコンデンサＣ１が直
列接続され、ソラーモジュール２の出力線路４及び５間に接続されている。ダイ
オードＤ１とコンデンサＣ１との接続点から構成されたノードＫは、モノフロッ
プ３２，アンドゲート３３及びメモリ素子３４（以下、ＲＳフリップフロップと
も呼ばれる）の電流給電入力側と接続されている。第１のトランジスタＴ１のゲ
ートは、抵抗Ｒ１を介してノードＫと接続されており、抵抗Ｒ２を介して出力線
路５と接続されている。トランジスタＴ１のドレインは、モノフロップ３２の入
力側と接続されており、モノフロップ３２の入力側は、抵抗Ｒ３を介してノード
Ｋと接続されている。トランジスタＴ１のソースは、出力線路５と接続されてい
る。モノフロップ３２、アンドゲート３３及びＲＳフリップフロップのアース端
子は、各々出力線路５と接続されている。モノフロップ３２の反転出力側は、ア
ンドゲート３３の一方の入力側３５と接続されている。ＲＳフリップフロップの
Ｑ出力側は、アンドゲートの他方の入力側３６と接続されている。アンドゲート
３３の出力側３７は、ＲＳフリップフロップ３４のセット入力側Ｓ及びトランジ
スタＴ２のゲートと接続されており、トランジスタＴ２は、出力線路４及び５間
に接続されている。ＲＳフリップフロップのリセット入力側Ｒは、出力線路４と
接続されている。この回路では、出力線路４は、単数又は複数のソラーセルアレ
イ２の正の出力線路であるものとする。
【００４０】 以下、上述の、遮断装置の実施例回路の作動について説明する。
【００４１】 ＲＳフリップフロップの出力側Ｑは、初期状態ＨＩＧＨであるものとする。線
路４及び５に接続されたソラーセルアレイが電圧を形成する場合、コンデンサＣ １ は、ダイオードＤ１を介して充電される。ノードＫの電位が構成素子の電力給
電にとって十分なものとなると即座に、トランジスタＴ２はスイッチオンされる
。と言うのは、モノフロップ３２の反転出力側はＨＩＧＨであり、従って、ＨＩ
ＧＨ信号がアンドゲート３３の入力側３５に供給され、別のＨＩＧＨ信号がアン
ドゲート３３の第２の入力側３６に接続される（ＲＳフリップフロップの出力側
ＱはＨＩＧＨであるからである）。従って、短絡パルスは上述のような、電力伝
送線路６及び７と接続可能な線路４及び５に作用する。
【００４２】 第１の信号に相応する、この第１の短絡パルスの長さは、Ｒ１／Ｒ２の比を用
いて特定される。Ｒ１／Ｒ２の比を用いて特定されたコンデンサＣ１を介して電
圧の所定値が決められる場合、トランジスタＴ１は遮断され、そうすることによ
って、モノフロップ３２の入力側３８は、ＨＩＧＨ電位になり、乃至、正の側縁
となる。
【００４３】 この正の側縁では、モノフロップ３２は、所定期間のＬＯＷパルスをアンドゲ
ート３３の入力側３５に出力する。それに続いて、アンドゲート３３は、出力側
３７にＬＯＷ信号を出力する。
【００４４】 従って、トランジスタＴ２は、モノフロップ３２のＬＯＷパルスの期間中スイ
ッチオフされる。
【００４５】 ＲＳフリップフロップ３４のセット入力側Ｓは、アンドゲート３３の出力側３
７と接続されているので、ＲＳフリップフロップ３４のセット入力側Ｓには、同
様にＬＯＷ信号が供給される。
【００４６】 負荷側の保護回路又はイネーブル回路１１からの応答短絡パルスが、トランジ
スタＴ２がスイッチオフされている期間中、即ち、モノフロップ３２のＬＯＷパ
ルスの期間中、線路４及び５上で受信されない場合、トランジスタＴ２は、ＬＯ
Ｗパルスの終端で再度スイッチオンされ、従って、線路４及び５が短絡される。
【００４７】 線路４及び５は短絡されるので、コンデンサＣ１は放電される。電圧が、コン
デンサＣ１を介して所定値に低下する場合、トランジスタＴ１はスイッチオフさ
れ、トランジスタＴ１のドレインはＬＯＷになり、そうすることによって、モノ
フロップ３２の入力側３８には、ＬＯＷ信号が供給される。
【００４８】 ノードＫの電位が、構成素子への電力給電値を下回ると、トランジスタＴ２は
スイッチオフされる。従って、コンデンサＣ１が所定値迄放電されると、つまり
、電力蓄積器Ｃ１が「空」になると即座に、トランジスタＴ２、有利には電力ト
ランジスタはスイッチオフされ、従って、線路４及び５は短絡状態ではなくなる
。従って、回路全体は基本状態に戻り、最初の状態から作動開始する。
【００４９】 負荷側の保護回路又はイネーブル回路１１が、モノフロップ３２の出力側がＬ
ＯＷである期間及びトランジスタＴ２がスイッチオフされている期間中、第２の
信号に相応する応答短絡パルスを、線路４及び５と接続されている電力伝送線路
６及び７を介して送信する場合、ＲＳフリップフロップ３４のリセット入力側Ｒ
にＬＯＷパルスが供給され、そうすることによって、ＲＳフリップフロップ３４
はリセットされる。従って、ＲＳフリップフロップ３４のＱ出力側はＬＯＷとな
り、トランジスタＴ２は、モノフロップ３３のＬＯＷパルス後再度スイッチオン
されない。従って、負荷側のイネーブル回路１１が適切な第２の信号を短絡パル
スの形式でソラーモジュール側の遮断装置又は保護回路３に送信した場合に電力
が伝送される。
【００５０】 図４には、本発明の保護システムの負荷側の部分の実施例が示されている。図
４に示されているように、負荷側のイネーブル装置１１は、各電力給電線路６及
び７間に接続されており、図１に示されているように、ソラーモジュール１に接
続されている。負荷として、図４には、負荷抵抗４８が図示されている。負荷側
のイネーブル装置１１は、電力伝送線路６及び７で伝送されるソラーモジュール
の第１の信号乃至コードの受信用に適している負荷側の受信装置４５を有する。
負荷側の受信装置４５は、負荷側の送信装置４６に接続されており、送信装置４
６は、負荷側の切換装置４７と接続されていて、この切換装置を開いたり閉じた
りする。
【００５１】 負荷側の切換装置４７は、電力伝送線路６及び７間に接続されている。
【００５２】 以下、本発明の保護システムの、図４に示された負荷側の部分の作動状態につ
いて説明する。
【００５３】 本発明の保護システムの、図４に示された負荷側の部分がソラーモジュールと
接続されていないか、又は、電力を生成しないソラーモジュールと接続されてい
る場合、負荷側のイネーブル装置１１は休止状態となる。
【００５４】 電力伝送線路６及び７に電圧が給電されると、負荷側のイネーブル装置１１に
作動電力が給電される。前述のように、ソラーモジュール側の遮断装置３は、例
えば、短絡パルス及び休止期間からなる第１の信号を送信する。負荷側の受信装
置４５が、この第１の信号乃至第１のコードを検出すると、相応の信号が負荷側
の送信装置４６に出力されて、切換装置４７が制御され、その際、例えば、短絡
パルス及び休止期間を用いて、第２の信号が第１の信号への応答として電力伝送
線路６及び７を介してソラーモジュールに伝送されるように制御される。
【００５５】 第２の信号が個別短絡パルスであるとすると、イネーブル装置１１は、モノフ
ロップを用いて構成することができ、このモノフロップは、切換装置として使用
されるトランジスタを制御する。
【００５６】 以下、図５及び６を用いて、本発明の保護システムの別の実施例について説明
する。図５には、保護システムのソラーモジュール側の部分が示されており、図
６には、負荷側の部分が示されている。
【００５７】 図５に示されているソラーモジュール１は、直列に接続された複数のソラーセ
ル２を有している。ソラーモジュールの出力線路４及び５は、ソラーモジュール
１の各出力側で電力伝送線路６及び７と接続されている。図５に示されているソ
ラーモジュール側の保護回路又は遮断装置３は、電力蓄積器５０（ここでは、コ
ンデンサとして構成されている）を有しており、この電力蓄積器は、ダイオード
５１と直列にソラーモジュール２の出力線路４及び５間に接続されている。コン
デンサ５０とダイオード５１との接続点を用いて形成されたノードＰは、マイク
ロプロセッサ装置５２の電圧給電端子ＶＣＣと接続されている。マイクロプロセ
ッサ装置５２のデータ入力側Ｄａｔａ Ｉｎは、ソラーモジュール２の一方の出
力線路４と接続されており、マイクロプロセッサ装置５２のアース端子ＧＮＤは
、ソラーセルアレイ２の他方の出力線路５と接続されている。マイクロプロセッ
サ装置５２は、更に出力端子Ｏｕｔを有しており、この出力端子は、ソラーセル
アレイ２の出力線路４及び５間に接続された切換装置５３と接続されている。
【００５８】 切換装置５３は、有利には、ゲートがマイクロプロセッサ装置５２の出力端子
Ｏｕｔと接続された電力トランジスタである。
【００５９】 図６に示された、本発明の保護システムの負荷側の部分は、電力伝送線路６及
び７に接続された充電調整器８を示す。図１に示されたバッテリ及び負荷抵抗１
０は、ここでは分かり易くするために省略されている。
【００６０】 図６に示された負荷側のイネーブル装置１１は、負荷の各電力入力線路間に接
続された負荷側の切換装置４７を有している。図６に示された装置構成では、負
荷の電力入力側は、電力伝送線路６及び７である。
【００６１】 負荷側の切換装置４７は、有利には、電力トランジスタとして構成されており
、この電力トランジスタのゲートは、負荷側のマイクロプロセッサ装置５５の出
力側Ｏｕｔと接続されている。負荷側のマイクロプロセッサ装置５５のデータ入
力側Ｄａｔａ Ｉｎ及び負荷側のマイクロプロセッサ装置の電圧給電入力側ＶＣ Ｃ は、一方の電力伝送線路６と接続されており、負荷側のマイクロプロセッサ装
置５５のアース端子ＧＮＤは、他方の電力伝送線路７と接続されている。
【００６２】 図５に示された、保護システムのソラーモジュール側の部分の、ソラーモジュ
ール側の遮断装置３での作動、及び、図６に示された、負荷側の部分の、負荷側
の保護装置又はイネーブル装置１１での作動について、以下、図７ａ及び７ｂを
用いて説明する。
【００６３】 図７ａには、図５及び６を用いて説明した保護システムでの、権限を付与され
た負荷に電力を給電する際の時間に亘っての電圧経過特性を示すダイアグラムが
示されている。
【００６４】 ソラーセルアレイ２が電圧を生成する際、コンデンサ５０は、ダイオード５１
を介して充電される。ダイオード５１とコンデンサ５０との接続点の電位が、ソ
ラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２の電力給電を行う所定値を超過
した場合、ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２は、信号を出力側
Ｏｕｔで切換装置５３に出力して、短絡パルスシーケンスと時点ｔ０での休止期
間とを用いて、第１の信号が電力伝送線路６及び７を用いて保護システムの負荷
側の部分に伝送することができる。図７ｂには、このパルスシーケンスが多数の
非常に短い短絡パルスを用いて示されている。パルスシーケンスは、暗号化方法
を用いてマイクロプロセッサ装置５３で暗号化することができ、第１の信号の他
に、例えば、ソラーモジュールの当該の識別データも含まれているようにするこ
とができる。
【００６５】 ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２のＶＣＣ入力側は、ソラー
モジュール側のマイクロプロセッサ装置５２のリセット入力側と接続されている
ので、所定の初期状態にすることができる。
【００６６】 負荷側のイネーブル装置１１では、負荷側のマイクロプロセッサ装置５５が、
入力側Ｄａｔａ Ｉｎを介して、電力伝送線路６及び７を介して伝送される第１
の信号を検出する。この第１の信号の受信への応答として、負荷側のイネーブル
装置１１は、相応の第２の信号を伝送線路６及び７を介してソラーモジュールに
返送する。これは、負荷側のマイクロプロセッサ装置５５が切換装置４７を制御
し、その結果、この切換装置が第２の信号に相応する短絡パルスシーケンスと時
点ｔ１での休止期間とを電力伝送線路６及び７に形成するようにして行われる。
【００６７】 第２の信号は、各負荷に対して決定された識別信号にするとよい。負荷側のイ
ネーブル装置１１は、更に、相応の制御プロセッサを有するチップカードリーダ
、数字入力用、所定電力量イネーブル用のキー、イネーブルコードを遠隔制御し
て受信するための無線受信機、又は同様の制御システムを有している。第１及び
第２の信号を用いて、多数の情報をソラーモジュール側部分と負荷側部分とで交
換することができるので、例えば、伝送される電力量を制限することができる。
更に、例えば、前述のチップカードリーダを用いて、消費された電力量に相応す
るユーザのチップカードの金額量を即座に口座から引き落とすことができる。
【００６８】 ソラーモジュール側の遮断装置３に設けられたソラーモジュール側のマイクロ
プロセッサ装置５２は、電力伝送線路５及び６を介して伝送された第２の信号を
検出し、第２の信号が、第１の信号の送信後又は装置のスイッチオン後の期間ｔ ｗ 内の所定時点ｔ２で検出された場合、切換装置５３を相応に制御する。
【００６９】 第２の信号が、既述の実施例のように、負荷の権限付与コードを検出すると、
ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２は、その負荷が権限を付与さ
れているかどうかチェックする。その負荷が権限を付与されていて、権限付与コ
ードが有効である場合、負荷側への電力伝送は遮断されない。権限付与コードの
有効性をチェックするために、この権限付与コードは、例えば、ソラーモジュー
ル側のマイクロプロセッサ装置５２で基準コードと比較され、この基準コードは
、ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２のメモリ（図示していない
）に記憶されている。
【００７０】 第２の信号が、例えば、負荷に伝送すべき電力量に関する指示を有している場
合、図７ａに示されているように、期間ｔａの間、相応の電力量が出力される。
この電力量は、上述のように、例えば、負荷特有に決定することができる。期間
ｔａ後、ソラーモジュール側の遮断装置３は、ソラーモジュールに再度第１の信
号を送信し、第２の信号の受信を待機する。
【００７１】 図７ｂに示されているように、ソラーモジュール側の遮断装置３は、時点ｔ０ での第１の信号の送信後、所定期間ｔｗ内に適切な信号を受信しない場合、即ち
、第２の信号が受信されないか、又は、有効でない権限付与コードの第２の信号
を受信した場合、切換装置５３は、電力伝送を遮断するか、又は、ソラーモジュ
ール２の出力線路４及び５を短絡するように制御される。
【００７２】 この短絡は、所定期間ｔｂの間維持される。この期間ｔｂは、ダイオード５１
とコンデンサ５０とのノードＰの電位が、ソラーモジュール側のマイクロプロセ
ッサ装置５２の電力給電にとって十分でない限り、コンデンサ５０が放電される
期間に相応している。そうすることによって、期間ｔｂの間、ソラーモジュール
２の各出力線路４及び５を切換装置５３によって短絡することによって電力伝送
が遮断される。電力伝送が遮断される期間ｔｂは、コンデンサ５０に蓄積される
電力によって決められる。
【００７３】 ダイオード５１とコンデンサ５０とのノードＰの電位が所定値より下に低下す
ると、即ち、コンデンサ５０が、ダイオード５１とコンデンサ５１との電位が、
ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２の作動に必要な給電電圧を下
回った場合に、ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置５２はスイッチオ
フされ、そうすることによって、ソラーモジュール側のマイクロプロセッサ装置
５２の出力側Ｏｕｔは、低レベルに低下し、従って、ソラーモジュール側の切換
装置５３は再度遮断され、即ち、線路４と５とが短絡状態ではなくなる。
【００７４】 従って、システムは初期状態に戻り、初めから再度作動される（上述の通り）
。
【００７５】 本発明は、特に、ソラーセルアレイがモジュラー構成されているような装置構
成で有利である。例えば、個別ソラーモジュールを、安全装置を有する「スタン
ドアローン」モジュールとして構成することができる（相互に並列してもよい）
。本発明の安全装置の機能は、個別ソラーモジュールの並列接続によって損なわ
れることはない。更に、モジュラー構成を用いると、１つの装置に簡単に統合す
ることが可能である（ソラーファーム）。
【００７６】 僅かな量の各回路を達成するために、この回路は、有利には１チップ構成（Ｐ
ＩＣマイクロチップ）で構成される。更に、本発明は、スマートＦＥＴを用いて
構成してもよく、その際、有利には、電力トランジスタ内にインテリジェント制
御用のスペースがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ソラーモジュール側の遮断装置と負荷側のイネーブル装置を有する本発明の保
護システムの実施例を示し、その際、負荷として、バッテリと負荷を有する充電
調整器
【図２】 本発明のソラーモジュール側の遮断装置の実施例を有する２つのソラーセルア
レイを有するソラーモジュール
【図３】 図２のソラーモジュール側の遮断装置の回路構成
【図４】 負荷側のイネーブル装置を有するソラーモジュール用の本発明の保護システム
の負荷側の部分
【図５】 ソラーモジュール側の遮断装置を有する本発明の保護システムのソラーモジュ
ール側の部分の別の実施例
【図６】 負荷側のイネーブル装置を有するソラーモジュール用の保護システムの負荷側
の部分の別の実施例
【図７】 図５及び図６に指示が記載された保護システムでの、権限のある負荷に電力を
送出する際、及び、負荷がない、又は、権限のある負荷がない場合の、時間に亘
っての電圧経過特性を示す図

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ソラーモジュール（１）用の保護システムにおいて、 前記ソラーモジュール側の遮断装置（３）と負荷側のイネーブル装置（１１）と
    を有しており、その際、負荷側のイネーブル装置（１１）は前記ソラーモジュー
    ル側の遮断装置（３）に第１の信号を送信し、前記ソラーモジュール側の遮断装
    置が第１の所定時間（ｔｗ）内で前記負荷側のイネーブル装置（１１）から第２
    の信号を受信しない場合に、前記ソラーモジュールを用いて生成された電力が電
    力線路（６，７）を介して負荷に伝送されるのが遮断され、その際、前記第１及
    び第２の信号は、前記電力線路（６，７）を介して伝送される ことを特徴とする保護システム。
  2. 【請求項２】 ソラーモジュール側の遮断装置（３）と負荷側のイネーブル
    装置（１１）とは、電力線路（６，７）の短絡のために各々１つの切換装置（２
    ２，Ｔ２，５３；４７）を有しており、その際、遮断装置（３）の切換装置によ
    る電力線路（６，７）の短絡状態は、第１の信号の形成又は電力伝送の遮断に使
    用される請求項１記載の保護システム。
  3. 【請求項３】 ソラーモジュール側の遮断装置（３）は、電力蓄積器（Ｃ２
    ，５０）を有しており、ソラーモジュール側の遮断装置（３）の切換装置（２２
    ，Ｔ２，５３）を用いてのソラーモジュール（１）の電力送出は、前記電力蓄積
    器（Ｃ１，５０）が空になる迄行われる請求項１又は２記載の保護システム。
  4. 【請求項４】 ソラーモジュール側の遮断装置（３）は、ソラーモジュール
    （１）と共に集積化して構成されている請求項１から３迄の何れか１記載の保護
    システム。
  5. 【請求項５】 ソラーモジュール（１）から負荷（８，９，１０；４８）へ
    の電力伝送用の方法において、以下の各ステップ： −第１の信号を負荷（８，９，１０；４８）に送信し； −前記第１の信号への応答の際、第２の信号をソラーモジュール（１）に送信し
    、その際、前記第２の信号は、前記負荷の権限付与コードであり； −負荷（８，９，１０；４８）がソラーモジュール（１）から電力を取り出す権
    限が付与されているかどうか判定するために第２の信号を検査し； −前記第２の信号が第１の所定時間（ｔｗ）内で受信され、且つ、前記負荷（８
    ，９，１０；４８）が電力を取り出す権限を付与されている場合、電力伝送をイ
    ネーブルし； −第２の信号が第１の所定時間（ｔｗ）内で受信されず、又は、負荷（８，９，
    １０；４８）が電力を受け取る権限を付与されていない場合、前記電力伝送を遮
    断し、その際、前記第１及び第２の信号は、前記ソラーモジュール（１）と前記
    負荷（８，９，１０；４８）との間に電力伝送のパルス状の遮断によって形成さ
    れる； ことを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 電力伝送及び／又は信号形成を、ソラーモジュール（１）と
    負荷（８，９，１０；４８）との間の電力伝送線路（６，７）の短絡によって遮
    断する請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 第２の信号が第１の所定時間（ｔｗ）内で受信されず、又は
    、負荷（８，９，１０；４８）に、電力取り出しの権限が付与されていない場合
    、電力伝送を、第２の所定時間（ｔｂ）の間遮断する請求項５又は６記載の方法
    。
  8. 【請求項８】 ソラーモジュール（１）の電力出力側に設けられた前記ソラ
    ーモジュール（１）の電力送出を遮断するための遮断装置（３）において、 −電力線路を介して第１の信号を送信するための送信装置（２０，５２）； −第２の信号を前記電力線路を介して受信するための受信装置（２３，５２）：
    −ソラーモジュール（１）の電力送出を遮断するための切換装置（２２，５３）
    ： −前記切換装置（２２，５３）の制御用の制御装置（２１，５２）は、受信装置
    （２３，５２）が第１の所定時間（ｔｗ）の間、第２の信号を受信しない場合に
    電力送出が遮断されるように構成されている遮断装置（３）。
  9. 【請求項９】 第１の信号及び第２の信号は、ソラーモジュール（１）の電
    力送出の遮断によって形成されたプラス極を有している請求項８記載の遮断装置
    （３）。
  10. 【請求項１０】 電力蓄積器（Ｃ１，５０）が、電力量の蓄積のために設け
    られており、前記電力量は、第２の所定時間（ｔｂ）の間電力送出を遮断するよ
    うに制御装置（２１，５２）を用いて切換装置（２２，５３）を制御するのに十
    分な量である請求項８又は９記載の遮断装置（３）。
  11. 【請求項１１】 ソラーモジュール（１）の電力送出の遮断用の切換装置（
    ２２，５３）は、前記ソラーモジュール（１）の電力出力を短絡する請求項８か
    ら１０迄の何れか１記載の遮断装置（３）。
  12. 【請求項１２】 遮断装置（３）は、ソラーモジュール（１）と共に集積化
    して構成されている請求項８から１１迄の何れか１記載の遮断装置（３）。
  13. 【請求項１３】 遮断装置（３）は、ソラーモジュール（１）のラミネート
    内に設けられている請求項１２記載の遮断装置（３）。
  14. 【請求項１４】 ソラーモジュール（１）から負荷（８，９，１０；４８）
    への電力伝送のイネーブルのために、電力線路（６，７）を介してソラーモジュ
    ール（１）に接続可能な負荷（８，９，１０；４８）の電力入力側に設けられた
    イネーブル装置（１１）において、 −電力線路を介してソラーモジュール（１）から第１の信号を受信するのに適し
    た受信装置（４５，５５）； −前記受信装置（４５，５５）が、前記電力線路を介して第１の信号を受信する
    場合、前記ソラーモジュール（１）に第２の信号を送信する送信装置（４６，５
    ５） を有するイネーブル装置（１１）。
  15. 【請求項１５】 第１の信号及び第２の信号は、ソラーモジュール（１）か
    らの電力伝送の遮断によって形成される少なくとも１つのプラス極を有する請求
    項１４記載のイネーブル装置（１１）。
  16. 【請求項１６】 第２の信号の形成用の負荷（８，９，１０；４８）の電力
    入力側を短絡する切換装置（４７）が設けられている請求項１４又は１５記載の
    イネーブル装置（１１）。
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