JP2013509852A - 太陽放射を使用して電流を生成するための設備、およびそのような設備を備える建物の安全を確保するための方法 - Google Patents

太陽放射を使用して電流を生成するための設備、およびそのような設備を備える建物の安全を確保するための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、太陽放射を使用して電流を生成するための設備(20)に関し、それは、建物(1)の中に構築され、少なくとも1つの光起電発電器(22)ならびに導電性コネクタを用いて光起電発電器(22)の端子(24、26)間に短絡回路を確立し、維持するのに適した短絡スイッチ(80)を含む。短絡スイッチ(80)は、建物(1)またはそれの周囲の所定部分(60)に配置される制御手段(66)によって作動する。本発明のセキュリティー方法によると、短絡回路は、導電性コネクタを用いて光起電発電器(22)の端子(24、26)間に確立され、維持され、このようにして建物に特有の電力グリッド(4)が電流を供給され、作動したままであることを防止する。

Description

本発明は、太陽放射を使用して電流を生成するための設備に関し、そのような設備は、居住用、工業用、または商業用目的のために使用できる建物に組み込まれる。
そのような設備では、ほとんどの場合「光起電パネル」と呼ばれる、いくつかの光起電発電器が一般に、それらに達する太陽放射の一部を電流に変換するために使用される。そのような設備は、Electricite de France(EDF)などの管理者によって運営される公共配電グリッドと並行して、それが組み込まれる建物に電流を供給するために使用できる。そのような設備の余剰生産は、その余剰分を配電グリッドに再投入することによってその管理者に再販できる。
そのような建物の居住者に危険が生じた場合には、例えば火災の場合には、グリッド上でそのグリッドと建物に特有の配電回路との間の境界面にまたはその境界面の上流に位置する一般的スイッチを操作することによって建物の電流供給を公共グリッドから切ることが、周知である。そのような安全を確保する立ち入りの後も、緊急サービスが、その中の電気装置が作動していない建物で作業できると信じるときでさえ、光起電発電器は、建物に特有の電気回路で循環する電流を放出する可能性がある。これは、そのとき建物で作業している人々に、特に消防士または電気の形態であろうとガスの形態であろうとエネルギー分配管理者のための専門サービスの構成員にリスクをもたらす。
危険がある場合に光起電設備の端子に短絡回路を確立することは、特に特許文献１（DE-A-10 2005 018 173）から周知である。この技術は、電流を供給されるサイリスタおよび電子回路の電子的トリガーを使用する。光起電パネルがもはや電流を生成しない場合には、サイリスタは開き、短絡回路は、維持されず、それは、電子部品の使用が人を火災による破壊のリスクにさらすのと同じように、セキュリティー問題を引き起こす。さらに、述べられる装置は、無視できない量のエネルギーを消費する電子部品を含む。
独国特許出願公開第10 2005 018 173号明細書
本発明はより詳しくは、いったん短絡回路が確立されるとそれを維持し、電子部品の動作に依存しないことを可能にする新しい電流設備を提案することによってこれらの欠点を解決することを目指す。
この目的のために、本発明は、太陽放射を使用して電流を生成するための設備に関し、この設備は、建物の中に構築され、少なくとも1つの光起電発電器、および光起電発電器の端子間に短絡回路を確立し、維持するのに適した短絡スイッチを含む。この設備は、この短絡スイッチが、導電性コネクタブリッジを使用して短絡回路を維持するように構成されること、および短絡スイッチが、建物またはそれの周囲の所定部分に配置される制御手段によって作動することを特徴とする。
本発明のために、本発明による電力生産設備を備える建物に立ち入らなければならない緊急またはセキュリティーサービスは、彼らが建物に入るとき短絡スイッチが実際に維持されていることを確信できる。その維持が、機械的部品によって確保されていると、短絡スイッチの信頼性は、周知の機材のそれと比べて改善される。特に、温度増加は、もし人が電子部品だけを頼りにするとそうなるような、セキュリティー機器を動作しないようにするリスクとならない。
本発明の有利だが非強制的な態様によると、そのような設備は、任意の技術的に可能な組合せに従って、次の特徴の1つまたは複数を組み込むことができる。
- 建物の所定部分はまた、電流のための公共配電グリッドからの電流の供給を監視するための手段も含む。それ故に、緊急サービスは、同じ側から、公共グリッドから建物への電流の供給を監視するための手段および短絡スイッチの両方を操作することができる。
- 建物の所定部分はまた、公共ガス分配グリッドまたはタンクからのガスの供給を監視するための手段も含む。
- 設備はまた、直流電流を交流電流に変換するための変換器も含み、短絡スイッチは、導電性コネクタを使用して、光起電発電器の端子間にかつ電流変換器の端子間に短絡回路を同時に確立するまたは維持するように取り付けられる。それ故に、光起電発電器の短絡は、変換器の短絡を引き起こす。変換器によって構成される残留電圧の有力源は、このようにして除去され、潜在的に結果として生じるリスクは、除去される。
- 短絡スイッチは、建物のエネルギーグリッドとは異なるエネルギー源から作動する。これは、建物がもはやグリッドによって電流を供給されないときでさえ、短絡スイッチを操作することを可能にする。その場合には、エネルギー源は、電気的とすることができ、例えばバッテリーで構成でき、短絡スイッチは、そのエネルギー源から供給される電動アクチュエータを含むことができる。電気エネルギー源は、設備の正常動作中は光起電発電器によって電流を供給されると規定することが、特に可能である。別法として、エネルギー源は、空気圧であり、短絡スイッチは、そのエネルギー源から動力を供給される空気圧式アクチュエータを含む。
- 短絡スイッチは、前述の制御手段に接続される部材によってまたは短絡スイッチの近くで局所的に駆動できる部材によって機械的に作動する。
- 設備はまた、短絡スイッチの実施を信号で伝えるための手段も含む。この信号伝達手段は有利には、建物の所定部分に配置される。別法として、この信号伝達手段は、短絡スイッチの近くに配置される。
本発明はまた、上で述べたような設備を備える建物の安全を確保するための方法にも関し、より具体的には、太陽放射から電流を生成するための設備を備える建物の安全を確保するための方法に関し、この設備は、少なくとも1つの光起電発電器を含む。この方法は、導電性コネクタブリッジを使用して、光起電発電器の端子間に短絡回路を確立することおよび維持することから成るステップを含むことを特徴とする。
いったん本発明による方法が実施されると、光起電発電器はもはや、その発電器にまたはその発電器を含む電気回路に通常接続される機材のための電流源を構成せず、その結果これらの機材は、作動せず、建物が安全を確保された後にそれに立ち入る人々にとって危険の原因を構成するリスクとならない。
単に例として提供され、添付の図面を参照してなされる、電流を生成するための設備の4つの実施形態およびそれの原理に従って建物の安全を確保するための方法の次の記述を考慮すると、本発明は、よりよく理解されることになり、それの他の利点は、より明らかに見えることになる。
本発明による設備を備える建物の図式的原理説明図である。 図1の設備の一部分の透視図での図式的原理説明図である。 本発明の第2の実施形態による設備のための、図2に似た図である。 本発明の第3の実施形態による設備のための、図2に似た図である。 本発明の第4の実施形態による設備のための、図2に似た図である。
図1で示される個人の家屋1は、フランスのEDFなどの管理者によって運営される公共電流分配グリッド2から電流を供給される。グリッド2は、接続箱3まで延び、その中にとりわけグリッド2と家屋に特有のグリッド4との間の電気的接続を遮断することを可能にする断路スイッチ5が配置され、その接続箱は、配電ピラー50を介して、白熱電球6および洗濯機8などのいくつかの電気量を供給する。
家屋1は、太陽放射を使用する電力生産設備20を備える。設備20は、各々がそれらに達する放射の一部を電流に変換するのに適したモジュール23を備えるパネル22の形をとる光起電発電器を含む。発電器22のさまざまなモジュール23は、発電器22の2つの端子24および26で互いに電気的に接続され、その端子から2つの導電性トラック34および36が、トラック34および36を流れる直流電流を交流電流に変換するのに適した電流変換器42の入口端子44および46の所まで延び、その交流電流は、配電ピラー52を介してグリッド4に再投入できる。
制御筐体60は、家屋1に提供され、例えば火災の場合に家屋1の安全確保の間使用できる制御手段を含む。筐体60は有利には、家屋1の外部からアクセスできる。別法として、もし家屋1が、壁で囲まれた地所上に位置しているならば、筐体60は、それらの壁の1つに組み込むことができる。
制御手段62は、筐体60の中に取り付けられ、任意の適切な手段、例えば電気的接続によって伝送される信号S5を介して断路スイッチ5を監視する。それ故に、家屋1での実際のまたは差し迫った事故の場合には、手段62および断路スイッチ5を使用してグリッド2と4との間の電気的接続を切ることが、可能である。第2の制御手段64は、筐体60に組み込まれ、家屋1の天然ガス供給パイプ70に取り付けられたバルブ7を制御することを可能にする。パイプ70は、公共ガス分配グリッドまたは家屋1の庭で地面から離れてもしくは地下に位置決めされたタンクなどのタンクから延びてもよい。手段64によって送出される信号S7は、任意の適切な手段、特に電気配線を使用してバルブ7に伝送される。ここで再び、手段64は、家屋1でガスの到着を切ることによって火災のリスクを制限することを可能にする。
筐体60は、短絡スイッチ80を制御する第3の制御手段66を含み、この短絡スイッチは、もし必要ならば、端子24および26の近くでトラック34および36を短絡するために提供される。
短絡スイッチ80は、ブラシレス電気モーター82を含み、その出力軸84は、導電性コネクタブリッジ90に固定されるラック88と係合するピニオン86を備える。それ故に、モーター82を駆動することによって、コネクタブリッジ90を図2での二重矢印F1の方向に、すなわちトラック34および36に垂直に動かすことが可能であり、その結果コネクタブリッジ90に属する2つのシュー94および96は、選択的にかつ同時にトラック34および36と接触しまたはそれから離れることができる。シュー94および96が、トラック34および36と接触しているとき、それらは、発電器22の出力端子24と26との間に短絡回路を形成する。それらの条件下では、少なくとも第一近似では電流発生器と考えることができる発電器22からの電流は、変換器42の方へトラック34および36を進むことなく、コネクタ90を通って流れる。
安全上の理由で、コネクタブリッジ90のシュー94および96とトラック34および36との間の接触は、発電器22の端子24および26から短い距離dでなされる。これは、短絡スイッチ80を実施した後になお電流を供給されるトラック34および36の部分を最小限にすることを可能にする。実際には、距離dは、20cmよりも短い。
いったん短絡回路が確立されると、外部からの立ち入りが、電流の経路を再確立するために必要であり、その結果コネクタブリッジ90は、自動的にトラック34および36と接触した状態に保たれる。
モーター82は、手段66によって送出された制御信号S8を短絡スイッチ80に伝送するために電気導体98が接続される制御プレート83を備える。別法として、手段66と短絡スイッチとの間の信号S5の伝送は、無線接続、例えばラジオリンクを通じて行うことができる。この手法は、筐体60と短絡スイッチ80との間に電気配線を引く必要を避けるので、人が既存の建物に本発明による設備を備えるときに好まれる。
バッテリー100は、電気配線102によってプレート83に接続され、モーター82のための電気エネルギー源を構成する。設備20の正常動作中は、バッテリー100は、発電器22の端子24および26から2線式配線106によって電流を供給され、それは、このバッテリーが、モーターを駆動しなければならないときに直流電圧をモーター82に配送できる点まで絶えず充電されることを確実にする。従って、バッテリー100は、モーター82のためにグリッド2および4とは異なるエネルギー源を構成する。
筐体60は、緊急サービスが知り、彼らが立ち入り前に家屋の安全を確保するためにアクセスできる家屋の一部分を含むという点において、家屋1の所定部分を構成する。家屋1のそのような所定部分は、家屋1の火災安全地図上で識別されかつ/または特定の容易に認識できる色もしくは標識を備えたドアによって識別される。それの場所は、特に消防訓練中に、立ち入り前に識別されているので、一般にセキュリティーサービスには周知である。
動作は次の通りであり、家屋1が、例えば火災の場合に安全を確保する必要があるとき、制御筐体60にアクセスする消防士または警備員は、制御手段62、64および66を作動させて家屋1をグリッド2から電気的に絶縁し、ガス供給を切り、光起電発電器22の端子24および26を短絡することができる。このようにして、電流が電気グリッド4で循環しないことを保証することが可能であり、それは、家屋1に立ち入らなければならない消防士または他の人々がさらされるリスクを制限する。短絡回路は、機械的部品によって確保され、電子部品によってではないから、短絡回路の維持は、外部からの立ち入りが、コネクタブリッジ90とトラックとの間の接触を除去することによって、トラック34および36での電流の循環を再確立しない限り保障され、偶発的作動停止または電子部品の破壊を通じての作動停止のリスクは、低い。
ハンドル104は、ピニオン86に固定され、それはまた、特に家屋1で進行中の事故が、モーター82が正しく動作するのを妨げるまたは手段66とプレート83との間での制御命令の伝送を妨げる場合には、コネクタブリッジ90を手動で操作することも可能にする。
筐体60へのアクセスは、ロックによって制御され、それのキーは、緊急要員が利用できるだけである。
バッテリー100は、今では配線106のために充電されているので、断路スイッチ5によるグリッド4への電力の切断後を含み、モーター82を操作することが、可能である。
短絡スイッチ80が実施され、建物が安全を確保されたことをセキュリティーサービスに知らせるために、信号が、筐体60およびハンドル104に確立される。ラック88の近くに設置された動き検出器116は、筐体60に置かれたインジケーター61にラック88の動きを表す電気信号S9を送ることができる。短絡スイッチ80の実施中は、ライトとすることができる警告が、インジケーター61によって表示され、建物が安全を確保されたことを立ち入るサービスに示す。
機械的信号もまた、ハンドルに形成された色つきのゾーン105を使用してハンドル104で実施される。ハンドル104が、コネクタブリッジ90の低い位置に対応する低い位置に達するとき、ゾーン105は、短絡スイッチ80を含むカバー110に形成された窓108を通じて目に見え、設備が安全を確保されたことを示す。
図3から5で示される本発明の第2、第3および第4の実施形態では、第1の実施形態のそれらに似た要素は、同じ参照番号を持つ。これらの実施形態は一般に、前述と同じように動作し、以下では、述べられるのは主に、それらを第1の実施形態から区別するものである。
図3の実施形態では、短絡スイッチ80は、バルブ201を備える圧縮空気のボトル200によって形成される加圧空気源によって動力を供給される空気圧シリンダー182によって制御される導電性コネクタブリッジ90を含む。シリンダー182に取り付けられた排気バルブ183は、第1の実施形態のそれに似た、制御筐体60に配置される手段66から制御される。2つの電気導体98は、制御信号S8を手段66からバルブ183および201に伝送する。ボトル200のバルブ201が開き、空気が、シリンダーのロッドを高い位置に保つので、シリンダー182は、正常動作中は、高い位置にある。この第2の実施形態の設備20を備える家屋1が、安全を確保される必要があるとき、制御手段66は、バルブ183を開き、バルブ201を閉じるように作動し、その結果スプリング(図示されず)の作用の下で、シリンダー182は、光起電発電器22の出力端子24および26を電流変換器42の入力端子44および46に接続する導電性トラック34および36の上にコネクタブリッジ90のシュー94および96を押し付ける。シリンダー182は、動力を供給されないとき、コネクタが低い位置にあるように取り付けられる。
ボトル200は、シリンダー182のための独立したエネルギー源を構成する。それは、家屋に特有の電気グリッドが公共電力グリッドから絶縁されているときを含み、動作可能である。ボトル200が空である場合には、シリンダー182のロッドは、圧縮空気によって高い位置に保たれないので、短絡スイッチ80は自動的に、発電器22の端子24および26に短絡回路を確立する。
図4で示される本発明の第3の実施形態では、短絡スイッチ80は、光起電発電器の出力端子24および26と電流変換器42の入力端子44および46との間に延びる導電性トラック34および36の上に導電性コネクタブリッジ90のシュー94および94を押し付けることを可能にする発火装置282を含む。装置282の点火装置283は、もし必要ならば装置282を駆動してコネクタブリッジ90をトラック34および36に押し付けることを可能にする制御信号S8を伝送する導体98によって制御手段66に接続される。手段66は、第1の実施形態のそれに似た制御筐体60に位置している。
図5で示される本発明の第4の実施形態では、導電性コネクタブリッジ90は、発電器22の出力端子24および26と変換器42の入力端子44および46との間に延びるトラック34および36の上にシュー94および96を押し付けるそのブリッジに遠くから力F2を及ぼすことを可能にする絶縁スティック382により作動する。その場合には、ロッド382の下端は、このようにして形成される短絡スイッチ80のための制御手段66を構成する。有利にはハンドル68を持つこの端部66は、第1の実施形態のそれに似た筐体60の中または近くに位置する。
図3から5の実施形態では、第1の実施形態のハンドル104に匹敵する手動制御手段はまた、緊急制御として実施されてもよい。
図で例示される実施形態にかかわらず、短絡スイッチ80による光起電パネル22の端子の短絡および短絡回路の維持は、導電性コネクタブリッジ90による電流変換器42の端子の同時の短絡および短絡回路の維持を引き起こし、その結果その変換器の内部静電容量は、放電され、それは、それらの静電容量が家屋1に立ち入っている緊急サービスにとって潜在的な危険の源を構成することを防止する。
短絡スイッチ80を制御するために使用される手段66は、スイッチ、マグネト発電機またはそれの機能に適合する任意の他の種類の形をとることができる。
本発明は、設備20が単一の光起電パネル22を含む場合で示された。実際には、設備20は、いくつかのそのようなパネルを含むことができ、その数は、所望の電力に依存する。
上で述べた異なる実施形態の技術的特徴は、本発明との関連で組み合わせることができる。特に、手段61および/または105と同等な信号伝達手段、ならびに距離dは、本発明の異なる実施形態に適用可能である。
本発明は、コネクタ90が導電性トラック34および36に対して平行移動可能である場合で述べられた。別法として、コネクタブリッジ90とトラック34および36との間の接触は、トラック34および36に対するコネクタブリッジ90の回転運動によってなされてもよい。そのような運動は、例えば、導電性トラック34および36の軸に平行なまたは垂直な軸に沿ってなされてもよい。
1 家屋
2 公共配電グリッド
3 接続箱
4 家屋に特有のグリッド
5 断路スイッチ
6 白熱電球
7 洗濯機、バルブ
20 電力生産設備
22 光起電パネル、光起電発電器
23 モジュール
24 発電器の端子
26 発電器の端子
34 導電性トラック
36 導電性トラック
42 電流変換器
44 電流変換器の入力端子
46 電流変換器の入力端子
50 配電ピラー
60 制御筐体
61 インジケーター
62 制御手段
64 制御手段
66 制御手段
68 ハンドル
70 天然ガス供給パイプ
80 短絡スイッチ
82 ブラシレス電気モーター
83 制御プレート
84 出力軸
86 ピニオン
88 ラック
90 コネクタブリッジ
94 シュー
96 シュー
98 電気導体
100 バッテリー
102 電気配線
104 ハンドル
105 色つきのゾーン
106 2線式配線
108 窓
110 カバー
116 動き検出器
182 空気圧シリンダー
183 排気バルブ
200 ボトル
201 バルブ
282 発火装置
283 点火装置
382 絶縁スティック

Claims (13)

  1. 太陽放射を使用して電流を生成するための設備(20)であって、この設備は、建物(1)の中に構築され、少なくとも1つの光起電発電器(22)、および前記発電器(22)の端子(24、26)間に短絡回路を確立し、維持するのに適した短絡スイッチ(80)を含み、この短絡スイッチ(80)が、導電性コネクタブリッジ(90)を使用して前記短絡回路を維持するように構成されること、および前記短絡スイッチ(80)が、前記建物(1)またはそれの周囲の所定部分(60)に配置される制御手段(66)によって作動することを特徴とする、設備(20)。
  2. 前記建物の前記所定部分(60)はまた、電流のための公共配電グリッド(2)からの電流の供給を監視するための手段(62)も含むことを特徴とする、請求項1に記載の設備(20)。
  3. 前記建物の前記所定部分(60)はまた、公共ガス分配グリッドまたはタンクからのガスの供給を監視するための手段(64)も含むことを特徴とする、請求項1または2の一項に記載の設備。
  4. 前記設備はまた、直流電流を交流電流に変換するための変換器(42)も含むこと、ならびに前記短絡スイッチ(80)は、前記導電性コネクタブリッジ(90)を使用して、前記光起電発電器(22)の前記端子(24、26)間にかつ前記電流変換器の端子(44、46)間に前記短絡回路を同時に確立するまたは維持するように取り付けられることを特徴とする、請求項1から3の一項に記載の設備。
  5. 前記短絡スイッチ(80)は、前記建物(1)のエネルギーグリッド(4)とは異なるエネルギー源(100、200)から作動することを特徴とする、請求項1から4の一項に記載の設備。
  6. 前記エネルギー源(100)は、電気的であり、前記短絡スイッチ(80)は、そのエネルギー源から動力を供給される電動アクチュエータ(82)を含むことを特徴とする、請求項5に記載の設備。
  7. 前記電気エネルギー源(100)は、前記設備の正常動作中は前記光起電発電器(22)によって電流を供給されることを特徴とする、請求項6に記載の設備。
  8. 前記エネルギー源(200)は、空気圧であり、前記短絡スイッチ(80)は、そのエネルギー源から動力を供給される空気圧式アクチュエータ(182)を含むことを特徴とする、請求項7に記載の設備。
  9. 前記短絡スイッチ(80)は、前述の制御手段(66、68)に接続される部材(382)によってまたは前記短絡スイッチの近くで局所的に駆動できる部材(104)によって機械的に作動することを特徴とする、請求項1から8の一項に記載の設備。
  10. 前記短絡スイッチ(80)の実施を信号で伝えるための手段(61、105)を含むことを特徴とする、請求項1から9の一項に記載の設備。
  11. 前記信号伝達手段(61)は、前記建物の前記所定部分(60)に配置されることを特徴とする、請求項10に記載の設備。
  12. 前記信号伝達手段(105)は、前記短絡スイッチ(80)の近くに配置されることを特徴とする、請求項10または11の一項に記載の設備。
  13. 少なくとも1つの光起電発電器(22)を含む、太陽放射から電流を生成するための設備(20)を備える建物(1)の安全を確保するための方法であって、導電性コネクタブリッジを使用して、前記光起電発電器(22)の端子(24、26)間に短絡回路を確立することおよび維持することから成るステップを含むことを特徴とする、方法。
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