JP2019534660A - 温度制御容器システムを含む冷蔵デバイスと共に使用するためのデバイス及び方法 - Google Patents

温度制御容器システムを含む冷蔵デバイスと共に使用するためのデバイス及び方法 Download PDF

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Abstract

一般に、本開示は、利用可能な電力を、温度安定化および／または温度制御された貯蔵容器などのメインデバイスに優先順位付けまたは方向づける方法に関する。一実施形態では、この方法は、メインデバイスに電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力を測定するステップと、利用可能な電力に基づいてメインデバイスによって引き出される電力を調節するステップとを含むことができる。メインデバイスによって使用されない利用可能な電力は、１つ以上のセカンダリデバイスに転送されてもよい。

Description

発明の詳細な説明
優先権出願のすべての発明特定事項、および優先権主張による（直接的または間接的に）優先権主張に関連するすべての出願のすべての発明特定事項（本出願の出願日現在、なされた優先権主張およびその中に参考として援用される発明特定事項を含む）は、そのような発明特定事項が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。
〔背景〕
温度制御されたデバイスおよびシステムは、温度に敏感であり得る様々な製品のために、内部貯蔵領域を適切な温度に維持することができる。例えば、温度に敏感な製品は、その温度が上限閾値温度を超えて上昇した場合、または下限閾値温度を下回った場合に、劣化または故障することがある。ワクチンなどの薬の中には、一定の期間、一定の温度以上、一定の温度以下に保たれた場合には使用できなくなるものがある。いくつかの温度制御されたデバイスおよびシステムは、電力を供給される。いくつかの実施例では、農村地域などで、または温度制御された装置およびシステムが太陽光発電モジュールアレイに直接接続される場合、温度制御された装置およびシステムへの電力は、断続的、不整合、または可変であり得る。
したがって、温度制御されたデバイスおよびシステムの製造業者およびユーザは、その改善を求め続けている。
〔発明の概要〕
一般に、本開示の実施形態は、温度安定化されるかまたは温度制御される貯蔵容器を含む冷蔵デバイスと共に使用するためのデバイスおよび方法に関する。１つ以上の実施形態では、電力を様々なデバイスに優先順位付けるまたは方向づける様々な方法が開示される。以下で詳細に説明するように、情報またはデータは、太陽光発電モジュールアレイなどの電源から利用可能な電力に関して取得される。そのような情報またはデータを使用して、前記太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力は、定量化され、取り付けられた機器にリアルタイムで優先順位付けされる。例えば、利用可能な電力が複数のデバイスに電力を供給するのに不十分である状況では、本開示は、利用可能な電力をより高い効率で「収集」するための様々な方法を提供する。より具体的には、利用可能な電力は、冷蔵デバイスなどのメインデバイスの内部の、選択されたまたは適切な温度範囲を冷却および／または維持するように、メインデバイスによる使用のために優先順位付けされ得る。前記メインデバイスによって使用されない利用可能な電力は、もしあれば、前記利用可能な電力を「収集」するように他の装置に転送(divert)されてもよい。前記冷蔵デバイスは、冷蔵デバイスの内部空間内の温度を制御するように動作可能な温度制御システムを含むことができる。例えば、前記温度制御システムは、前記冷蔵デバイスの内部空間を適切な又は選択された温度又は温度範囲まで冷却し、装置内部の選択された又は適切な温度を維持することができる。より具体的には、いくつかの実施形態では、前記温度制御システムは、熱電池を凍結することができ、熱電池は、次に、前記冷蔵デバイスの内部空間を、それらの間の熱伝達システムを介して冷却する。そのようなものとして、温度制御された貯蔵容器は、その中に格納された温度感受性アイテム（例えば、医薬品、ワクチン、食品など）の適切な温度を維持し得る。
一実施形態は、電力を１つ以上のデバイスに方向づける方法を含む。この方法は、メインデバイスに電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力を連続的に測定するステップと、前記利用可能な電力に基づいて前記メインデバイスによって引き出される電力を調節するステップとを含む。
一実施形態は、複数のデバイス間で電力に優先順位を付ける方法を含む。この方法は、電源から利用可能な電力をメインデバイスおよび１つ以上のセカンダリデバイスの電力ニーズと比較するステップと、利用可能な電力を前記メインデバイスに方向づけるステップと、未使用の利用可能な電力を前記１つ以上のセカンダリデバイスに転送するステップとを含む。電源は、前記メインデバイスに電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイを含む。
一実施形態は、利用可能な電力に基づいて１つ以上のデバイスによって引き出される電力を調節するように構成された制御アセンブリを含む。前記制御アセンブリは、電源から利用可能な電力を連続的に測定するように構成された監視モジュールと、前記利用可能な電力に基づいて前記１つ以上のデバイスに電力を選択的に方向づけるように構成された制御モジュールとを含む。前記制御モジュールは、前記利用可能な電力に関する前記１つ以上の装置の所要電力に基づいて、どの負荷をオンにするかを選択する。
一実施形態は、冷蔵デバイスアセンブリを含む。前記冷蔵デバイスアセンブリは、太陽光発電モジュールアレイと、前記太陽光発電モジュールアレイに電気的に結合された冷蔵デバイスと、前記太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力を連続的に測定するように構成された監視モジュールと、利用可能な電力に基づいて前記太陽光発電モジュールアレイから１つ以上の負荷によって引き出される電力を調節するように構成された制御モジュールとを含む。前記制御モジュールは、前記利用可能な電力に関する前記１つ以上の負荷の所要電力に基づいて、どの負荷をオンにするかを選択する。
開示された実施形態のいずれかからの特徴は、限定することなく、互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、本開示の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を考慮することによって、当業者に明らかになるであろう。
前述の概要は、例示に過ぎず、決して限定することを意図するものではない。上述の例示的な態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴は、図面および以下の詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。
〔図面の簡単な説明〕
図１は、一実施形態に係る、電力制御システムの概要を示すブロック図である。
図２は、図１の電力制御システムの簡略化された模式図である。
図３は、太陽光発電モジュールアレイ試験から測定された利用可能な電力を示す図である。
図４は、個々の試験負荷の組合せがオンにされたときの、電源における電圧および電流の例示的なプロットを示す図である。
図５は、電源からの利用可能な電力に関する例示的な電力割り当てチャートである。
図６は、一実施形態に係る、制御アセンブリの簡略化されたブロック図である。
図７は、一実施形態に係る、冷蔵デバイスの断面図である。
図８は、一実施形態に係る、冷蔵デバイスアセンブリの模式図である。
図９は、一実施形態に係る、電力を１つ以上のデバイスに方向づける方法を示すフローチャートであり、図１０は、一実施形態に係る、複数のデバイス間で電力を優先順位付けする方法を示すフローチャートである。
〔詳細な説明〕
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面において、文脈上別段の指示がない限り、同様の記号は、典型的には、同様の構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載される例示的な実施形態は、限定することを意味しない。他の実施形態を利用することができ、また、ここに提示される主題の精神または範囲から逸脱することなく、他の変更を行うことができる。
一般に、本開示の実施形態は、温度安定化または温度制御された貯蔵容器を含む冷蔵デバイスと共に使用するためのデバイスおよび方法に関する。一実施形態では、電源（例えば、太陽光発電モジュールアレイ）の性能データが、電源の利用可能な電力を決定するように取得される。得られたデータを使用して、太陽光発電モジュールアレイからの利用可能な電力が定量化され、取り付けられた機器またはデバイスにリアルタイムで優先順位付けされる。例えば、利用可能な電力が全ての取り付けられたデバイスに電力を供給するのに不十分である状況では、本開示は、利用可能な電力をより高い効率で「収集」するための様々な方法を提供する。より具体的には、利用可能な電力は、その中の選択されたまたは適切な温度範囲を冷却および／または維持するように、冷蔵デバイスなどのメインデバイスによる使用のために優先順位付けされ得る。メインデバイスによって使用されない利用可能な電力は、もしあれば、利用可能な電力を「収集」するように他の装置に転送されてもよい。本明細書に記載される実施形態のいくつかは、冷蔵デバイスに関するが、本開示は、冷蔵デバイス及びシステムに限定されず、以下に記載される方法およびシステムは、とりわけ、任意のタイプの健康クリニック機器を含む、任意のタイプの取り付けられた機器とともに利用され得る。
図１は、一実施形態による電力制御システム１００の概略ブロック図であり、図２は、電力制御システム１００の簡略ブロック図である。図１および図２を参照すると、電力制御システム１００は、電源１０２と、制御アセンブリ１０４と、電源１０２から電力を引き出すように構成された１つ以上の負荷またはデバイス１０６とを含むことができる。１つ以上のデバイス１０６は、直接的または間接的のいずれかで、制御アセンブリ１０４と電気的に通信し得る。制御アセンブリ１０４はまた、電源１０２と電気的に連通していてもよい。電気通信は、１つ以上のデバイス１０６が電源１０２から電力を引き出すことを可能にし得る。いくつかの実施形態では、電気通信は、電力制御システム１００の様々な要素が、様々な要素間で情報（例えば、データ）を共有し、伝送することを可能にし得る。例えば、制御アセンブリ１０４は、様々な要素間の電気通信を介して、電源１０２から、および／または１つ以上のデバイス１０６から、（例えば、以下で説明するように、とりわけ、利用可能な電力および／または電力使用などの）データを受信することができる。制御アセンブリ１０４はまた、それに接続された様々な要素との間で、データ、命令、またはコマンドを送信および／または受信してもよい。例えば、制御アセンブリ１０４は、例えば、１つ以上のデバイス１０６に動作を開始させるように、制御アセンブリ１０４と１つ以上のデバイス１０６との間の電気通信を介して、データ、命令、および／またはコマンドを１つ以上のデバイス１０６に送信することができる。
電源１０２は、実質的に、電力を提供するように動作可能な任意のタイプのデバイスまたはシステムであり得る。例えば、電源１０２は、バッテリ、太陽光発電モジュールアレイ、専用AC電流供給源（例えば、地方自治体または私設施設／電気グリッドからのもの）、または発電機、とりわけ、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。特定の用途に応じて、電源１０２から利用可能な電力は変化し得る。例えば、電源１０２は、複雑でない、または古くなった電気グリッドを有する遠隔地など、信頼性が低く、安定していない場合がある。いくつかの実施形態では、利用可能な電力は、天候条件、時刻、地理、季節などに応じて変化し得る。これは、電源１０２が太陽光発電モジュールアレイを含む実施形態において特に適用可能である。現在のソーラーパネル技術と一致して、太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力は、必然的に、太陽光発電モジュールアレイによって受け取られる光の強度によって変化する。例えば、図３は、平成２９年３月３０日にワシントン州ベルビューにある太陽光発電モジュールアレイの試験から測定された利用可能電力を示しており、これは、同一の場所または他の場所にある他の太陽光発電モジュールアレイの利用可能電力曲線に典型的であり得る。示されるように、利用可能な電力は、典型的な日には約２０ワットから約２００ワットまで変化し得、様々なうねりが一日を通して生じる。
以下でより完全に説明するように、電力制御システム１００（例えば、制御アセンブリ１０４）は、電源１０２からの電力の変化を考慮する。例えば、１つ以上のデバイス１０６によって引き出される電力は、電源１０２から利用可能な電力に基づいて、上下に調節され得る。より詳細には、１つ以上のデバイス１０６によって引き出される電力は、引き出される総電力が電源１０２から利用可能な電力を超えないように調節され得る。加えて、または代替として、電力制御システム１００（例えば、制御アセンブリ１０４）は、利用可能な電力が所要電力を超えるときに、過剰な電力を「収集する」ことができる。例えば、電力制御システム１００（例えば、制御アセンブリ１０４）は、利用可能な電力が、以下に説明するように、一次装置またはメインデバイス１１２によって使用される（または要求される）電力を超える場合に、１つ以上のセカンダリデバイス１１０に過剰な電力を方向づけることができる。１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって消費される電力は、セカンダリデバイス１１０において（１つ以上のセカンダリデバイス１１０との直接通信などを介して）制御されてもよく、または、１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって引き出される電力を、収集可能であるとリアルタイムで計算される電力よりも低く維持するよう、「収集可能」利用可能電力および１つ以上のセカンダリデバイス１１０のインピーダンスの両方の変化に応答して、電源の電圧を動的に調節することによって制御されてもよい。このようにして、電力制御システム１００は、任意のデバイスによって使用されない電力の量を制限することによって、より高い効率で利用可能な電力を利用することができる。
特定の用途に応じて、電源１０２は、制御アセンブリ１０４および／または１つ以上のデバイス１０６（標準的な都市電気グリッドなど）から離れて配置された集中型電源であってもよく、または電源１０２は、制御アセンブリ１０４および／またはデバイス１０６のうちの１つに直接関連付けられてもよい。例えば、電源１０２（例えば、太陽光発電モジュールアレイ、バッテリなど）は、電源１０２およびメインデバイス１１２が１つのユニットまたはデバイスとみなされ得るように、デバイス１０６（例えば、メインデバイス１１２）のうちの少なくとも１つと関連付けられ得る。上記実施形態では、電源１０２は、スタンドアロンベースで、または以下で説明するように、それに接続された他のデバイス１０６（１つ以上のセカンダリデバイス１１０など）と選択的に組み合わせて、メインデバイス１１２に電力を供給することができる。次に、制御アセンブリ１０４についてより詳細に説明する。
制御アセンブリ１０４は、電源１０２からの利用可能な電力を監視し、利用可能な電力に基づいて、１つ以上の負荷またはデバイス１０６によって引き出されるか、または他の方法で提供される電力を調節する。図１および図２に示すように、制御アセンブリ１０４は、監視モジュール１２０および制御モジュール１２２を含む。監視モジュール１２０は、電源１０２から利用可能な電力を測定する。例えば、以下に説明するように、監視モジュール１２０は、電源１０２に選択された負荷を印加し、電源１０２で得られた出力特性（例えば、電圧、電流など）を測定することによって、利用可能な電力を連続的に測定することができる。
いくつかの実施形態では、電力制御システム１００（例えば、監視モジュール１２０）は、電源１０２および／または１つ以上のデバイス１０６の性能を監視することができる。例えば、以下でより完全に説明するように、監視モジュール１２０は、初期設置時、アドホックベース、または継続的なベースで、電源１０２の出力特性を監視することができる。したがって、監視モジュール１２０は、電源１０２の正しい設置を検証するように、電源１０２および／または１つ以上のデバイス１０６のアドホック診断テストまたは手順を実行するように、または、とりわけ、電源１０２の性能を連続的に監視して、とりわけ、電源１０２の損傷、盗難、または、電源１０２を取り巻く環境条件の変化を検出するために、利用されてもよい。電力制御システム１００の性能データは、解析または監視のために、サーバ１２４などに格納されてもよい。例えば、電源１０２から利用可能な電力、および１つ以上のデバイス１０６によって消費される電力は、リモートまたはオンサイトのいずれかで、サーバ１２４にログ記録され、格納され得る。いくつかの実施形態では、データは、遠隔地からユーザがアクセス可能であってもよい。例えば、データは、リモートサーバ１２４に格納されてもよく、リモートサーバ１２４は、データのダウンロード／閲覧のためにユーザがアクセスすることもできる。このようにして、ユーザは、電力制御システム１００が効率的に動作しているかどうか、全容量で動作しているかどうか、またはさらなる現場調査を保証する問題が存在するかどうかに遠隔的にアクセスすることができる。
図１および図２を参照すると、監視モジュール１２０は、監視アセンブリ１３０および負荷アセンブリ１３２を含むことができる。監視アセンブリ１３０は、電源１０２における出力特性（例えば、電圧、電流など）を監視することができる任意の装置又はシステムを含むことができる。例えば、監視アセンブリ１３０は、電源１０２における電圧および電流を別々にまたは同時に測定または計量するように構成された１つ以上の電気回路、装置、またはマイクロコントローラを含むことができる。例えば、監視アセンブリ１３０は、エネルギー計量用途のために設計された１つ以上のアナログ−デジタル変換器（ADC）または検知抵抗器を含み得る。
負荷アセンブリ１３２は、分析または試験のために電源１０２に短時間負荷をかけるように構成された任意の装置又はシステムであってもよい。例えば、負荷アセンブリ１３２は、個別に、または互いに組み合わせて、電源１０２を横切って配置された複数の抵抗器からなる抵抗器バンク(bank)を含み得る。一実施形態では、負荷アセンブリ１３２は、電源１０２の電圧（および電流）応答を測定するように電源１０２に１つ以上の人工的負荷または試験負荷を生成するように、電源１０２を分路することができる１組の可変抵抗器を含む。負荷アセンブリ１３２は、任意の適切な構成で構成されてもよい。例えば、負荷アセンブリ１３２は、約２倍のような、増加する抵抗における複数の（例えば、６つの）異なる抵抗負荷を含み得る。一実施形態では、負荷アセンブリ１３２は、２オーム、４オーム、８オーム、１６オーム、３３オーム、および６６オームなどの６つの抵抗の２進加重（またはほぼそのような）アレイを含む。上記実施形態では、負荷アセンブリ１３２は、６４の試験負荷の組合せを提供することができるが、負荷アセンブリ１３２は、特定の用途に応じて、より多くのまたはより少ない試験負荷の組合せを含むことができる。
図４は、個々の試験負荷の組合せがオンにされたときの電源１０２における電圧および電流の例示的なプロットを示す。電源１０２の利用可能な電力を決定するように、監視モジュール１２０は、マイクロコントローラによって制御される１つ以上の電界効果トランジスタ（FET）などによって、負荷アセンブリ１３２の任意の試験負荷組み合わせをオンにすることができる。一旦、電源１０２が負荷アセンブリ１３２によって負荷をかけられる（loaded down）と、監視アセンブリ１３０は、電源１０２における電圧および電流を測定する。特定の用途に応じて、負荷アセンブリ１３２は、電源１０２の電圧に対する利用可能な電力の曲線を構築するように、（ランダムに、または一連の増加または減少する抵抗のいずれかで）複数のテスト負荷の組合せを介してステップすることができる。例えば、負荷アセンブリ１３２は、電力消費が、電源１０２から利用可能な最大瞬間電力を示す最大値に達するまで、電源１０２に増加する試験負荷を適用し得る。一実施形態では、負荷アセンブリ１３２は、システム電圧を、様々な負荷またはデバイス１０６を維持することができない場所まで引き下げないように、最大電力点を過ぎて試験負荷を印加しなくてもよい。特定の用途に応じて、負荷アセンブリ１３２は、各試験負荷組み合わせ（例えば、可能な６４の試験負荷組み合わせの各々）を通り抜けることができ、または選択された数の試験負荷組み合わせを通り抜けることができる。例えば、負荷アセンブリ１３２は、各試験負荷の組合せを毎回１ステップずつ増分することによって踏み込んでもよいし、異なる試験負荷の組合せを毎回１ステップよりも大きく増分することによって踏み込んでもよい。いくつかの実施形態では、負荷アセンブリ１３２は、ステップスルーする試験負荷の組合せの量を低減するように、最小値よりも大きい負荷で開始することができる。
いくつかの実施形態では、監視モジュール１２０は、各試験負荷での電圧および電流の安定化を確実にするように、ある期間にわたって負荷アセンブリ１３２を電源１０２に印加することができる。例えば、監視モジュール１２０は、１kHzで収集されたサンプルを用いて各試験負荷をオンにし、負荷アセンブリ１３２の各試験負荷設定の間に約７０msの遅延を伴って、約２６msを費やすことができるが、他の適切な構成も考えられる。いくつかの実施形態では、負荷アセンブリ１３２の各試験負荷を安定させるのにある程度の時間がかかることがある。例えば、特定の負荷の組合せに応じて、試験負荷が安定するのに約４ms〜約１４msかかることがある。したがって、いくつかの実施形態では、監視アセンブリ１３０は、各試験負荷設定の後半の間に電源１０２における電圧および電流をサンプリングするだけでよい。例えば、監視アセンブリ１３０は、各試験負荷組合せの最後の１２〜２２msの間（例えば、平均して各試験負荷組合せの最後の１６msの間）、電源１０２における電圧および電流をサンプリングすることができる。
監視モジュール１２０は、電源１０２から利用可能な電力を連続的に監視することができる。本明細書で説明するように、「連続的に」は、監視が停止することなく行われるか、または、定義された期間にわたる定義された回数など、監視が断続的に行われる状況を含む。例えば、監視モジュール１２０は、１０〜２０秒毎に利用可能な電力をサンプリングすることができる。いくつかの実施形態では、監視モジュール１２０は、利用可能な電力をより頻繁に、またはより少ない頻度でサンプリングすることができる。例えば、監視モジュール１２０は、電源１０２から利用可能な電力がより頻繁に変動する場合に、利用可能な電力をより頻繁にサンプリングすることができる。一方、監視モジュール１２０は、電源１０２が比較的安定している場合には、より少ない頻度で利用可能な電力をサンプリングすることができる。監視モジュール１２０はまた、監視モジュール１２０（例えば、負荷アセンブリ１３２）の過熱を低減するように、ならびに１つ以上のデバイス１０６に十分な電力を提供するように、利用可能な電力をあまり頻繁にサンプリングしなくてもよい。
図５は、電力割当チャートの一例である。図２および図５を参照すると、制御モジュール１２２は、利用可能な電力（監視モジュール１２０によって決定される）に基づいて、１つ以上のデバイス１０６に電力を選択的に方向づける。例えば、制御モジュール１２２は、利用可能な電力に関する１つ以上のデバイス１０６の所要電力に基づいて、どのデバイス１０６をオンにするかを選択することができる。例えば、制御モジュール１２２は、利用可能な電力が、メインデバイス１１２を動作させるための最小電力閾値を超えると、メインデバイス１１２に電力を方向づけることができる。より具体的には、図５に示すように、任意の時点で、利用可能な電力は、メインデバイス１１２によって要求される電力よりも少なくてもよく、または少なくともメインデバイス１１２の動作を開始するのに要求される電力よりも少なくてもよい。上記時間の間、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２に方向づけられる電力を制限することができ、および／または他のデバイス１０６または外部用途に電力を利用可能にすることができる。利用可能な電力がメインデバイス１１２の所要電力を超えると、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２に電力を方向づけることができる。
図２を参照すると、制御アセンブリ１０４は、利用可能な電力に基づいて様々なデバイス１０６に電力を選択的に方向づけるように、トランジスタまたは他の電気回路などの複数の電気スイッチを含むことができる。図２に示すように、電気スイッチは、メインデバイス１１２を電源１０２に選択的に接続するように動作可能な第１のスイッチ１３４、および１つ以上のセカンダリデバイス１１０を電源１０２に選択的に接続するように動作可能な１つ以上の第２のスイッチ１３６など、電源１０２と各デバイス１０６との間の電気的接続を選択的に遮断または生成することができる。上記実施形態では、制御アセンブリ１０４は、第１および第２のスイッチ１３４、１３６を選択的にイネーブルにするように、ワイヤレスまたは他のいずれかで、対応する信号経路を含む。例えば、図２に示すように、複数のイネーブル信号経路１３８が、制御モジュール１２２と第１および第２のスイッチ１３４、１３６との間に延在してもよく、それに沿って、制御モジュール１２２は、第１および第２のスイッチ１３４、１３６に制御信号を送り、メインデバイス１１２および／または１つ以上のセカンダリデバイス１１０にそれぞれ電力を選択的に方向づける。より具体的には、利用可能な電力がメインデバイス１１２の所要電力を超えると、制御モジュール１２２は、制御モジュール１２２と第１のスイッチ１３４との間のイネーブル信号経路１３８を介して１つ以上の制御信号を送り、メインデバイス１１２に電力を方向づけることができる。メインデバイス１１２によって使用されない電力を「収集」するように、制御モジュール１２２は、制御モジュール１２２と１つ以上の第２のスイッチ１３６との間のイネーブル信号経路１３８を介して１つ以上の制御信号を送信して、電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に方向づけることができる。図２は、電源１０２と１つ以上のセカンダリデバイス１１０との間の電気的接続を選択的に遮断または生成するためのスイッチ１３６を示しているが、制御アセンブリ１０４は、他の適切な構成を含むことができる。例えば、制御アセンブリ１０４は、各セカンダリデバイス１１０に接続された１つ以上の集積回路１４０を含み得る。上記実施形態では、制御モジュール１２２は、（例えば、イネーブル信号経路１３８を介して）集積回路１４０に１つ以上の制御信号を送信して、セカンダリデバイス１１０に方向づけられる電力量を制御することができる。例えば、制御モジュール１２２は、１つ以上の制御信号を送信して集積回路１４０をオンにし、集積回路１４０は、次に、それぞれの回路内のパワートランジスタのパルス幅調節スイッチングを開始して、セカンダリデバイス１１０のそれぞれに方向づけられる電力量を制御することができる。
引き続き図２および図５を参照すると、メインデバイス１１２が電源１０２から電力を引き出しているとき、制御モジュール１２２は、利用可能な電力に基づいてメインデバイス１１２の所要電力を調節することができる。例えば、電源１０２から利用可能な電力が変動または変化する実施形態では、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２によって引き出される電力が利用可能な電力を超えないように、メインデバイス１１２によって引き出される電力の量を調節（例えば、増加および減少）する。例えば、図２に示すように、制御アセンブリ１０４は、制御モジュール１２２とメインデバイス１１２との間に延び、制御モジュール１２２がメインデバイス１１２に制御信号を送ってメインデバイス１１２によって引き出される検出力を調節する、無線またはその他の制御信号経路１４２を含むことができる。
いくつかの実施形態では、制御モジュール１２２は、利用可能な電力の増加および減少に適合するように、メインデバイス１１２によって引き出される電力の量を調節し得る。そのような実施形態では、制御モジュール１２２は、低減された電力消費レベルにもかかわらず、メインデバイス１１２を動作させ続けながら、メインデバイス１１２が電源１０２から利用可能な電力を超える電力を引き出すことを制限することができる。図５に示すように、バッファマージン１４６は、メインデバイス１１２によって消費される電力と、推定瞬間利用可能電力との間に維持され、利用可能電力が急激に低下した場合に、メインデバイス１１２が電源１０２から持続不可能な電力を引き出すことを制限することができる。バッファマージン１４６は、一定値であってもよいし、履歴データまたは予想(projections)に基づいて（自動的になど）調整されてもよい。
本開示の１つ以上の実施形態とは異なり、いくつかの従来の制御回路は、電気装置によって引き出される電力を、利用可能な電力によって持続可能でない点までランプアップし、その点で、電気装置は完全に遮断される。加えて、または代替として、利用可能な電力が（雲が太陽光発電モジュールアレイ上を通過することなどによって）設定電力レベル未満に低下した場合、いくつかの従来の制御回路は、装置によって引き出される電力をランプダウンして装置を動作状態に維持することを試みるのではなく、電気装置を完全に遮断する。このような従来の制御装置では、利用可能な電力は、依然として、装置を動作させるのに必要な最小電力よりも大きい可能性があるが、従来の制御装置は、装置を不必要に遮断する。
いくつかの実施形態では、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２によって使用されない電力を「収集する」ように構成されてもよい。１つのアプリケーションでは、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２によって使用されない利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に方向づけることができる。例えば、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２が電力を引き込んでいないときに、少なくとも１つのセカンダリデバイスに電力を方向づけることができる。さらに、制御モジュール１２２は、メインデバイス１１２が最大負荷で動作している場合であっても、利用可能な電力がメインデバイス１１２によって引き出される電力を超える場合に、過剰な電力を少なくとも１つのセカンダリデバイスに方向づけることができる。このようにして、電力制御システム１００は、メインデバイス１１２および１つ以上のセカンダリデバイス１１０など、１度に２つ以上の負荷に電力を供給することができる。別の用途では、制御モジュール１２２は、利用可能な電力が、メインデバイス１１２を動作させるための最小電力閾値を超えるまで、１つ以上のセカンダリデバイス１１０に電力を方向づけることができ、その後、制御モジュール１２２は、利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０からメインデバイス１１２に転送する。このようにして、制御モジュール１２２は、未使用の利用可能な電力をまだ収集している間に、メインデバイス１１２に対して利用可能な電力に優先順位を付けることができる。
一実施形態では、制御モジュール１２２はまた、利用可能な電力に基づいて、１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって引き出されるか、または１つ以上のセカンダリデバイス１１０に提供される電力の量を調節することができる。例えば、制御モジュール１２２は、１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって引き出される電力が、単独で、またはメインデバイス１１２と組み合わせて、利用可能な電力を超えないように、１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって引き出される電力の量を調節（例えば、増加または減少）し得る。例えば、データ接続１４４は、制御モジュール１２２と１つ以上のセカンダリデバイス１１０との間に、無線で、またはその他の方法で延在することができる。上記実施形態では、制御モジュール１２２は、１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって引き出される電力量を調節するように、１つ以上の制御信号を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に送信することができる。さらに、制御モジュール１２２は、１つ以上のセカンダリデバイス１１０に供給される電力の電圧／電流を制御して、１つ以上のセカンダリデバイス１１０が「収集可能」として動的に計算されるものよりも大きな電力を引くことを許されないようにしてもよい。例えば、１つ以上のセカンダリデバイス１１０は、スイッチ１３６または集積回路１４０などを介して、電力が経時的に変化するにつれて、１つ以上のセカンダリデバイス１１０に方向づけられる電力量を制御する制御モジュール１２２によって、ある電力範囲内で動作することができる。
図６は、一実施形態による制御アセンブリ１０４の簡略化されたブロック図である。図６を参照すると、制御アセンブリ１０４は、１つ以上のデバイスまたは要素を含むことができる。例えば、制御アセンブリ１０４は、１つ以上の処理電気回路１５０、１つ以上のメモリ部品１５２（memory component）、電源１５４、および１つ以上の通信インターフェース１５６などを含むことができる。上記に列挙された構成要素は、網羅的ではなく、制御アセンブリ１０４はまた、１つ以上のセンサおよび１つ以上の入力／出力インターフェースなどの、コンピューティングシステムおよび回路アセンブリにおいて典型的に見出される他の構成要素を含み得る。制御アセンブリ１０４の各要素は、１つ以上のシステムバス１５８（図２参照）を介して、無線などで通信することができる。いくつかの実施形態では、制御アセンブリ１０４の様々な要素は、１つ以上のプリント回路基板（PCB）を介して互いに接続することができる。制御アセンブリ１０４の各要素は、以下で順に説明される。
１つ以上の処理電気回路１５０は、命令を処理、受信、および／または送信することができる実質的に任意のタイプの電子デバイスを含むことができる。例えば、１つ以上の処理電気回路１５０は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含むことができる。さらに、制御アセンブリ１０４の選択された構成要素は、第１の処理要素によって制御されてもよく、他の構成要素は、第２の処理要素によって制御されてもよく、第１および第２の処理電気回路１５０は、互いに通信してもよく、または通信しなくてもよいことに留意されたい。加えて、または代替として、選択動作は、異なる処理電気回路によって実行される他のステップとともに、処理電気回路の１つの構成要素または要素によって実行されてもよく、異なる処理構成要素または要素は、互いに通信してもよく、または通信しなくてもよい。
１つ以上のメモリ部品１５２は、制御アセンブリ１０４によって使用される電子データを格納して、処理要素に対する命令を格納するとともに、電源１０２および／または１つ以上のデバイス１０６の性能に関する情報またはデータを格納する。例えば、１つ以上のメモリ部品１５２は、様々なアプリケーションに対応するデータファイル、オーディオファイル、ビデオファイルなど（ただし、これらに限定されない）のデータまたはコンテンツを格納することができる。１つ以上のメモリ部品１５２は、光磁気ストレージ、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、消去可能プログラマブルメモリ、フラッシュメモリ、または１つ以上のタイプのメモリ部品または他のメモリ電気回路の組合せとすることができる。１つ以上のメモリ部品１５２は、電力ニーズの優先順位または階層に関する命令を含むことができる。例えば、電源１０２から受け取った電力が、すべての素子または構成素子に電力を供給するのに不十分である場合、１つ以上の処理電気回路１５０は、優先命令を使用して、他の素子または構成素子よりも優先順位が高いと示された素子または構成素子に電力を供給するように制御モジュール１２２に方向づけることができる。例えば、プロセッサは、１つ以上のセカンダリデバイス１１０を介してメインデバイス１１２に電力を供給することに優先権を与えることができる。
電源１５４は、制御アセンブリ１０４に電力を供給する。特定の用途に応じて、電源１５４は、バッテリ、電源コード、または制御アセンブリ１０４の構成要素に電力を伝達するように構成された任意の他の要素であってもよい。電源１５４は、電源１０２とは異なっていてもよい。
１つ以上の通信インターフェース１５６は、電源１０２、演算装置（例えば、ラップトップ、スマートフォン、タブレットなど）、１つ以上のデバイス１０６の様々な構成要素、または任意の他の装置もしくはシステムとの間の通信など、制御アセンブリ１０４との間の通信を提供する。１つ以上の通信インターフェース１５６は、Wi−Fi（登録商標）、イーサネット（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）などを介して動作することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の通信インターフェース１５６は、ユニバーサルシリアルバス（USB）ポート／ケーブルなどの１つ以上の通信コンポーネントを含むことができる。電力制御システム１００の性能データは、１つ以上の通信インターフェース１５６を介して、無線などでサーバ１２４に送信することができる。パフォーマンスデータは、１つ以上の通信インターフェース１５６からサーバ１２４に直接送信されてもよく、または別個の演算装置（例えば、スマートフォン）などを介して間接的にサーバ１２４に送信されてもよい。一実施形態では、パフォーマンスデータは、（セルラー無線などを介して）クラウドベースのサーバ１２４に送信することができ、クラウドベースのサーバ１２４では、パフォーマンスデータをユーザによって分析することができる。
一実施形態では、データおよび／または制御信号は、１つ以上の通信インターフェース１５６を介して制御アセンブリ１０４に送信され得る。例えば、情報は、様々なデバイス１０６への利用可能な電力の優先順位付けに使用するように、制御アセンブリ１０４に送信されてもよい。より具体的には、制御アセンブリ１０４は、とりわけ、天気データをダウンロードし、そのような情報を使用して、電力分配アルゴリズムによりよく知らせることができる。例えば、晴れた状態が短い期間持続すると予測される場合、制御アセンブリ１０４は、短い晴れた状態ウィンドウを利用するように、より長い期間、および／またはより低い電力しきい値または所要電力で、メインデバイス１１２への電力を優先することができる。一方、晴れた状態が長期間持続すると予測される場合、制御アセンブリ１０４は、晴れた状態が継続する可能性が高いことを知っている１つ以上のセカンダリデバイス１１０に、より多くの電力を収集するように、より短い期間、および／またはより高い電力しきい値または所要電力で、メインデバイス１１２への電力を優先することができる。
制御アセンブリ１０４は、所望の特性を提供するように、様々な他の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態では、制御アセンブリ１０４は、一体化された電力保護電子機器を含むことができる。上記実施形態では、制御アセンブリ１０４の回路電子機器は、制御アセンブリ１０４、メインデバイス１１２、１つ以上のセカンダリデバイス１１０、またはそれらの任意の組合せを、電気サージから、または過電圧／不足電圧から保護することができる。
ここで、１つ以上のデバイス１０６をより詳細に説明する。メインデバイス１１２は、電力の転送が優先される、主要なまたは重要性がより高い任意の装置であってもよい。例えば、メインデバイス１１２は、とりわけ、冷蔵デバイス、細胞培養インキュベータ、酸素濃縮装置、又は医療試験機を含むことができる。しかし、参照を容易にするために、以下の説明は、冷蔵デバイスに関する。しかし、以下に説明する概念は、任意の種類のメインデバイスに適用することができる。
図７は、一実施形態による例示のための冷蔵デバイス１８０の断面図である。図７を参照すると、電力制御システム１００は、冷蔵デバイス１８０に関連付けることができる。冷蔵デバイス１８０は、実質的に任意の方法で配置することができる。例えば、冷蔵デバイス１８０は、米国特許に開示された装置と同様に配置されてもよい。９,３６６,４８３ B２； ９，４３５，５７８ B２； ９，５２３，５２２B２；または９，７２６，４１８ B２（これらの開示は、すべての目的のために、それらの全体が本明細書中に援用される）。図７を参照すると、冷蔵デバイス１８０は、液体不透過性容器１８４を含む上部領域１８２と、熱制御貯蔵領域１８８を含む下部領域１８６とを含むことができる。容器１８４は、中空内部２０２を有する水蒸気不透過性の構造の第１のグループを含む１つ以上の壁２００によって画定されてもよい。同様に、貯蔵領域１８８は、中空内部２１２を有する水蒸気不透過性の構造の第２のグループを含む１つ以上の壁２１０によって画定することができる。容器１８４は、以下に説明するように、貯蔵領域１８８内の温度を熱的に制御するように、相変化材料２２０（例えば、水、氷など）をその中に保持することができる。例えば、容器１８４を画定する１つ以上の壁２００は、冷蔵デバイス１８０の使用中に相変化材料２２０を容器１８４内に維持するのに適するように、封止された縁部を含むことができる。
容器１８４および貯蔵領域１８８は、それらの間に熱伝達システムを画定するように熱的に接続されてもよい。例えば、容器１８４の中空内部２０２は、凝縮器２３０を形成することができる。貯蔵領域１８８の中空内部２１２は、蒸発器２３２を形成することができる。上記実施形態では、コネクタ２３４は、容器１８４の凝縮器２３０と貯蔵領域１８８の蒸発器２３２とを熱的に接続する。熱サイホンと呼ばれるコネクタ２３４は、容器１８４の中空内部２０２と貯蔵領域１８８の中空内部２１２との間に液体および蒸気の流路を形成する。例えば、コネクタ２３４は、容器１８４と貯蔵領域１８８との間の受動的な熱交換を可能にして、容器１８４と貯蔵領域１８８との間の温度勾配に起因して貯蔵領域１８８を冷却することができる。一実施形態では、容器１８４と貯蔵領域１８８との間の熱伝達は、周囲温度が１０〜４３℃で変化する場合であっても、貯蔵領域１８８内に比較的一貫した２〜８℃の温度を提供することができる。以下に説明するように、コネクタ２３４によって提供される受動的な熱交換は、電力が長期間にわたって冷蔵デバイス１８０に利用可能でない場合であっても、貯蔵領域１８８内に選択された又は適切な温度を提供することができる。
容器１８４および貯蔵領域１８８は、実質的に任意の形状を含むことができる。例えば、容器１８４及び貯蔵領域１８８は、とりわけ、長方形、円錐形、又は円筒形の構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、容器１８４および貯蔵領域１８８は、同一の内部形状を含んでもよく、または熱およびサイズの要求または制限に応じて異なる形状であってもよい。さらに、容器１８４および貯蔵領域１８８は、実質的に任意の材料から形成されてもよい。例えば、容器１８４および貯蔵領域１８８は、とりわけ、プラスチックまたは金属材料から製造されてもよい。いくつかの実施形態では、容器１８４および貯蔵領域１８８は、腐食防止、ガルバニック防止、および／またはイオン化防止コーティングを含むように作製されてもよい。
引き続き図７を参照すると、冷蔵デバイス１８０は活性冷蔵ユニット２５０を含む。冷蔵ユニット２５０は、１組以上の蒸発コイル２５２、コンプレッサ２５４（図２参照）等のようなシステムで日常的に利用される構成要素を含むことができる。一実施形態では、冷蔵ユニット２５０は、コネクタ２３４を介して貯蔵領域１８８を効果的に冷却するように、熱電池を凍結するか、でなければ冷却するように動作可能であってもよい。例えば、図７に示すように、蒸発コイル２５２は、容器１８４の内部２０２内に配置されて、その中に配置された相変化材料２２０を冷却することができる。一実施形態では、蒸発コイル２５２は、容器１８４内の相変化材料２２０を凍結するように動作可能であってもよい。いくつかの実施形態では、冷蔵ユニット２５０は、相変化材料２２０を完全に凍結状態に保つために、１日当たり約１時間〜約４時間の電力しか要求しない場合がある。相変化材料２２０を容器１８４内で凍結状態に維持することにより、貯蔵領域１８８（したがって、貯蔵領域１８８内に配置された内容物）が冷却される。より具体的には、容器１８４とコネクタ２３４によって提供される貯蔵領域１８８との間の受動的な熱交換は、貯蔵領域１８８が凍結相変化材料２２０に格納された「冷却」にアクセスすることを可能にする。このようにして、コンプレッサ２５４の動作は、貯蔵領域１８８の冷却から直接効果的に切り離すことができる。例えば、容器１８４内の凍結相変化材料２２０は、冷蔵ユニット２５０を作動させるのに利用可能な電力がない場合に、貯蔵領域１８８を効果的に冷却することができる。いくつかの実施形態では、凍結相変化材料２２０は、複数日間（例えば、２日間、３日間、４日間、５日間など）、貯蔵領域１８８内で選択された温度または適切な温度を維持し得る。
容器１８４内の相変化材料２２０は、電源１０２から利用可能な十分な電力があるときはいつでも、標準的な蒸気圧縮冷蔵サイクルによって機会的に（opportunistically）凍結することができる。例えば、電源１０２から利用可能な電力が冷蔵ユニット２５０を動作させるのに十分である場合、電力は冷蔵デバイス１８０に転送されてもよい。利用可能な動力の変動に対処するように、冷蔵ユニット２５０のコンプレッサ２５４は、（制御モジュール１２２などの）制御装置からの制御信号に基づいてユニットの速度を変化させる可変速度コンプレッサであってもよい。例えば、コンプレッサ２５４の速度（例えば、RPM）は、利用可能な電力の変化に応答してその電力消費を調節するように、制御信号経路１４２に沿って送信される制御信号などを介して変化（例えば、増加または減少）されてもよい。このようにして、冷蔵ユニット２５０は、容器１８４内の相変化材料２２０を冷却するようにコンプレッサ２５４を作動させ続けながら、できるだけ多くの電力を電源１０２から引き出すように（電源１０２から利用可能な瞬間電力をオーバーシュートすることなく、冷蔵ユニット２５０の動作パラメータ内で）調整（例えば、上昇または下降）することができる。
図８は、冷蔵デバイスアセンブリ３００の模式図である。図８を参照すると、冷蔵デバイス１８０は、冷蔵デバイスアセンブリ３００の一部であってもよい。図示のように、冷蔵デバイスアセンブリ３００は、太陽光発電モジュールアレイ３０２と、太陽光発電モジュールアレイ３０２に電気的に結合された冷蔵デバイス１８０と、監視モジュール１２０と、制御モジュール１２２とを含む。太陽光発電モジュールアレイ３０２は、単にソーラーパネルアレイと呼ぶことができ、任意の適切な構成を含むことができる。例えば、太陽光発電モジュールアレイ３０２は、とりわけ、所望の量の電力を提供し、および／またはサイズおよびスペースの要求を満たすような、単一のパネル／モジュールアレイまたは複数のパネル／モジュールアレイであってもよい。特定の用途に応じて、冷蔵デバイス１８０、監視モジュール１２０、および制御モジュール１２２は、単一のユニットとして定義されてもよく、または監視モジュール１２０および／または制御モジュール１２２は、冷蔵デバイス１８０から分離されてもよい。同様に、太陽光発電モジュールアレイ３０２は、冷蔵デバイス１８０の一部として形成されてもよく、または冷蔵デバイス１８０から分離されてもよい。制御モジュール１２２は、太陽光発電モジュールアレイ３０２から１つ以上の負荷によって引き出される電力を調節することができ、制御モジュール１２２は、利用可能な電力に関する１つ以上の負荷の所要電力に基づいて、どの負荷をオンにするかを選択する。
図２を参照すると、１つ以上の負荷は、少なくとも１つの内部負荷３１０および少なくとも１つの外部負荷３１２を含むことができる。少なくとも１つの内部負荷３１０は、コンプレッサ２５４、ファン３１４等からのような、冷蔵デバイス１８０自体の内部の負荷であってもよい。同様に、少なくとも１つの外部負荷３１２は、バッテリ充電器、電源コンセント、取り付けられた冷凍庫、または他のアクセサリ（取り付けられているか、そうでないかのいずれか）など、冷蔵デバイス１８０の外部の負荷であってもよい。上記実施形態では、制御アセンブリ１０４（例えば、制御モジュール１２２）は、内部負荷３１０に対して利用可能な電力に優先順位を付ける。例えば、制御モジュール１２２は、利用可能な電力が最小電力閾値を超えると、内部負荷３１０を動作させるように、電力を内部負荷３１０に方向づけ、コンプレッサ２５４を始動させる、および／または冷蔵デバイス１８０の様々な構成要素（例えば、負荷アセンブリ１３２、コンプレッサ２５４など）を冷却するためにファン３１４を動作させるなど、をすることができる。制御モジュール１２２はまた、内部負荷３１０によって使用されない利用可能な電力を外部負荷３１２に方向づけることができる。例えば、制御モジュール１２２は、上記で説明したように、太陽光発電モジュールアレイ３０２から利用可能な電力を「収集」するように、未使用の電力を外部負荷３１２に方向づけることができる。監視モジュール１２０によって得られた電圧および電流データが、十分な過剰電力が存在する可能性が高いことを示す場合、外部負荷３１２を起動することができる。
図９は、一実施形態による、メインデバイス１１２および１つ以上のセカンダリデバイス１１０など、１つ以上のデバイス１０６に電力を方向づける方法４００を示すフローチャートである。図９を参照すると、方法４００は、メインデバイス１１２に電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイ３０２から利用可能な電力を連続的に測定するステップ（ブロック４０２）と、利用可能な電力に基づいてメインデバイス１１２によって引き出される電力を調節するステップ（ブロック４０４）とを含む。いくつかの実施形態では、メインデバイス１１２は、太陽光発電モジュールアレイ３０２から直接電力を引き出すことができる。いくつかの実施形態では、メインデバイス１１２によって引き出される電力を調節するステップは、利用可能な電力の対応する増加および減少に適合するように、メインデバイス１１２によって引き出される電力を増加および減少させるステップを含み得る。例えば、利用可能な電力が太陽光発電モジュールアレイ３０２から増加するにつれて、メインデバイス１１２によって引き出される電力は、それに応じて増加し得るか、またはその逆であり得る。上記実施形態では、メインデバイス１１２によって引き出される電力は、メインデバイス１１２によって引き出される電力が利用可能な電力を超えないように調節されてもよい。
いくつかの実施形態では、方法４００は、利用可能な電力を、メインデバイス１１２によって要求される電力と比較するステップを含み得る（ブロック４０６）。方法４００はまた、利用可能な電力がメインデバイス１１２によって要求される電力を超えると、メインデバイス１１２に電力を方向づけるステップを含むことができる（ブロック４０８）。例えば、利用可能な電力がメインデバイス１１２の最小電力閾値を超えると、電力は、太陽光発電モジュールアレイ３０２からメインデバイス１１２に方向づけられてもよい。特定の用途に応じて、ブロック４０６および４０８は、メインデバイス１１２によって引き出される電力を調節する前に行うことができる。
引き続き図９を参照すると、方法４００は、メインデバイス１１２によって引き出されない利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に方向づけるステップを含むことができる（ブロック４１０）。例えば、動作のためにメインデバイス１１２によって要求されない電力、またはメインデバイス１１２を動作させるのに不十分な電力など、メインデバイス１１２によって使用されない、または必要とされない過剰な電力は、１つ以上のセカンダリデバイス１１０に方向づけられ得る。メインデバイス１１２は、冷蔵デバイス（例えば、冷蔵デバイス１８０）、細胞培養インキュベーター、酸素濃縮装置、又は医療試験機を含むことができる。１つ以上のセカンダリデバイス１１０は、メインデバイス１１２から分離されていてもよい。一実施形態では、方法４００は、利用可能な電力に基づいて、１つ以上のセカンダリデバイス１１０によって引き出される電力を調節するステップを含むことができる（ブロック４１２）。別の実施形態では、方法４００は、メインデバイス１１２に対して利用可能な電力に優先順位を付けるステップを含むことができる（ブロック４１４）。例えば、メインデバイス１１２に対して利用可能な電力に優先順位を付けるステップは、利用可能な電力がメインデバイス１１２の所要電力を超えるときはいつでも、利用可能な電力をメインデバイス１１２に方向づけるステップと、メインデバイス１１２によって使用されない利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に転送するステップとを含むことができる。一実施形態では、メインデバイス１１２に対して利用可能な電力に優先順位を付けるステップは、制御アセンブリ１０４にダウンロードされた気象データに基づいて、利用可能な電力をメインデバイスまたは１つ以上のセカンダリデバイスに分配するステップを含むことができる。
引き続き図９を参照すると、方法４００は、太陽光発電モジュールアレイ３０２から利用可能な電力およびメインデバイス１１２によって消費される電力に対応するデータをサーバ１２４上に格納するステップを含み得る（ブロック４１６）。いくつかの実施形態では、サーバ１２４に格納されたデータは、遠隔地からユーザがアクセス可能であってもよい。いくつかの実施形態では、方法４００は、太陽光発電モジュールアレイ３０２の性能を監視するステップを含むことができる（ブロック４１８）。例えば、太陽光発電モジュールアレイ３０２は、（正しい設置を検証するように）設置直後に、または（例えば、損傷にアクセスするため、盗難にアクセスするため、太陽光発電モジュールアレイ３０２の太陽光状態を変更するため、または太陽光発電モジュールアレイ３０２を連続的に監視するように）継続的に、サーバ１２４上に格納されたデータを使用して、例えば、遠隔地から監視されてもよい。
図１０は、一実施形態による、メインデバイス１１２と１つ以上のセカンダリデバイス１１０との間など、複数のデバイス１０６間の電力に優先順位を付ける方法５００を示すフローチャートである。図１０を参照すると、方法５００は、電源１０２から利用可能な電力を、メインデバイス１１２および１つ以上のセカンダリデバイス１１０の電力ニーズと比較するステップ（ブロック５０２）、利用可能な電力をメインデバイス１１２に方向づけるステップ（ブロック５０４）、および未使用の利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に転送するステップ（ブロック５０６）を含む。いくつかの実施形態では、電源１０２は、メインデバイス１１２に電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイ３０２を含む。いくつかの実施形態では、利用可能な電力をメインデバイス１１２に方向づけるステップは、利用可能な電力がメインデバイス１１２を動作させるための最小電力閾値を超える場合にのみ、メインデバイス１１２に電力を方向づけるステップを含み得る。いくつかの実施形態では、未使用の利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に転送するステップは、メインデバイス１１２によって引き出される電力を超える利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に転送するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、未使用の利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に転送するステップは、電源１０２から利用可能な電力が、メインデバイス１１２を動作させるための最小電力閾値を超えるまで、利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイス１１０に転送するステップを含むことができ、その後、利用可能な電力は、１つ以上のセカンダリデバイス１１０からメインデバイス１１２に転送される。
引き続き図１０を参照すると、方法５００は、電源１０２から利用可能な電力を連続的に測定するステップを含むことができる（ブロック５０８）。電源１０２から利用可能な電力を連続的に測定するステップは、電源１０２に試験負荷を印加するステップと、試験負荷の両端の電圧および電流を測定するステップと、測定された電圧および電流から電力を計算するステップとを含み得る。
最新技術は、ハードウェア、ソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として機能する高レベルコンピュータプログラム）、および／またはシステムの態様のファームウェア実装の間にほとんど区別が残されていない点まで進歩しており、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの使用は、一般的に（しかし、特定の状況では、ハードウェアとソフトウェアとの間の選択が重要になり得るという点で、必ずしもそうではないが）、コスト対効率のトレードオフを表わす設計選択である。本明細書で説明されるプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術を実施することができる様々な車両（たとえば、ハードウェア、ソフトウェア（たとえば、ハードウェア仕様として働く高レベルコンピュータプログラム）、および／またはファームウェア）があり、好ましい車両は、プロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が展開される状況によって変わることになる。例えば、実装者が、速度および精度が最も重要であると判断した場合、実装者は、主にハードウェアおよび／またはファームウェアビークルを選択することができ、あるいは、柔軟性が最も重要である場合、実装者は、主にソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として働くハイレベルコンピュータプログラム）実装を選択することができ、あるいは、さらに代替的に、実装者は、３５ U．S．C．§１０１の下で特許可能な主題に限定される、１つ以上のマシン、組成物、および製造物におけるハードウェア、ソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として働くハイレベルコンピュータプログラム）のいくつかの組合せを選択することができる。したがって、本明細書で説明されるプロセスおよび／またはデバイスおよび／または他の技術を実施することができるいくつかの可能な車両があり、そのいずれも、利用される任意の車両が、車両が展開されることになる状況および実装者の特定の関心事（たとえば、速度、柔軟性、または予測可能性）に応じた選択であるという点で、他のものよりも本質的に優れておらず、そのいずれも、様々であり得る。
本明細書で説明するいくつかの実装形態では、論理および同様の実装形態は、コンピュータプログラムまたは他の制御構造を含むことができる。電子回路は、例えば、本明細書に記載されるような様々な機能を実施するように構築され、配置された電流の１つ以上の経路を有してもよい。いくつかの実装形態では、１つ以上のメディアは、上記メディアが、本明細書で説明されるように実行するように動作可能なデバイス検出可能命令を保持または送信するときに、デバイス検出可能実装形態を担持するように構成され得る。いくつかの変形例では、たとえば、実施態様は、本明細書で説明される１つ以上の動作に関連して１つ以上の命令の受信または送信を実行することなどによって、既存のソフトウェア（たとえば、ハードウェア仕様として働く高レベルコンピュータプログラム）またはファームウェア、あるいはゲートアレイまたはプログラム可能なハードウェアの更新または修正を含むことができる。代替的にまたは追加的に、いくつかの変形例では、実装形態は、専用ハードウェア、ソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として働く高レベルコンピュータプログラム）、ファームウェアコンポーネント、および／または専用コンポーネントを実行するか、またはそうでなければ専用コンポーネントを呼び出す汎用コンポーネントを含むことができる。仕様または他の実施態様は、本明細書で説明される有形の伝送媒体の１つ以上のインスタンスによって、任意選択でパケット伝送によって、または他の方法で、様々な時間に分散媒体を通過することによって、伝送することができる。
代替的にまたは追加的に、実施態様は、本明細書で説明される実質的に任意の機能動作の１つ以上の発生を可能にする、トリガする、調整する、要求する、またはそうでなければ引き起こすために、専用命令シーケンスを実行すること、または回路を呼び出すことを含むことができる。いくつかの変形形態では、本明細書の動作または他の論理記述は、ソースコードとして表現され、コンパイルされるか、または実行可能命令シーケンスとして呼び出され得る。いくつかの文脈では、例えば、実施態様は、C＋＋などのソースコード、または他のコードシーケンスによって、全体的にまたは部分的に提供され得る。他の実装形態では、当技術分野で市販されているおよび／または技法を使用して、ソースまたは他のコード実装形態をコンパイル／実装／翻訳／変換して、高水準記述子言語にすることができる（たとえば、最初にCまたはC＋＋プログラミング言語で説明した技術を実装し、その後、プログラミング言語実装形態を論理合成可能言語実装形態、ハードウェア記述言語実装形態、ハードウェア設計シミュレーション実装形態、および／または他の上記同様の表現へ変換可能である）。例えば、論理式（例えば、コンピュータプログラミング言語実装）の一部または全部は、Verilogタイプのハードウェア記述（例えば、ハードウェア記述言語（HDL）および／または超高速集積回路ハードウェア記述言語（VHDL）を介して）、またはハードウェアを有する物理的実装（例えば、特定用途向け集積回路）を作成するために使用され得る他の回路モデルとして表され得る。
前述の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、および／または例の使用を介して、装置および／またはプロセスの様々な実施形態を説明した。上記ブロック図、フローチャート、および／または実施例が、１つ以上の機能および／または動作を含む限り、上記ブロック図、フローチャート、または実施例内の各機能および／または動作は、３５ U．S．C．１０１の下で特許可能な主題に限定される、広範囲のハードウェア、ソフトウェア（たとえば、ハードウェア仕様として働く高レベルコンピュータプログラム）、ファームウェア、または実質的にそれらの任意の組合せによって、個別におよび／または集合的に実装され得ることが理解されよう。一実施形態では、本明細書で説明される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、デジタル信号プロセッサ（DSP）、または他の集積フォーマットを介して実装され得る。しかし、本明細書で開示される実施形態のいくつかの態様は、１つ以上のコンピュータ上で実行される１つ以上のコンピュータプログラムとして（たとえば、１つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で実行される１つ以上のプログラムとして（たとえば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で実行される１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、またはそれらの事実上任意の組合せとして、３５ U．S．C．１０１の下で特許可能な主題に限定されて、回路の設計および／またはソフトウェアのコードの書き込み（たとえば、ハードウェア仕様として働く高レベルコンピュータプログラム）および／またはファームウェアとして、本開示の理解の中におけるスキルを有する当業者の１人によって、全体的にまたは部分的に、集積回路において、等価に実装され得る。本明細書で説明される主題の機構は、様々な形態でプログラム製品として配布することができ、本明細書で説明される主題の例示的な実施形態は、配布を実際に実行するために使用される信号担持媒体の特定のタイプにかかわらず適用される。信号担持媒体の例には、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（CD）、デジタルビデオディスク（DVD）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどの記録可能なタイプの媒体、ならびにデジタルおよび／またはアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波路、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信論理、受信論理など）などの伝送タイプの媒体）が含まれるが、これらに限定されない。
一般的な意味で、広範囲のハードウェア、ソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として働く高レベルコンピュータプログラム）、ファームウェア、および／またはそれらの任意の組合せによって、個別におよび／または集合的に実装され得る本明細書で説明される様々な態様は、様々なタイプの「電気回路」から構成されると見なすことができる。したがって、本明細書で使用される「電気回路」は、少なくとも１つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成される汎用コンピューティングデバイスを形成する電気回路（例えば、本明細書で説明されるプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成される汎用コンピュータ、または本明細書で説明されるプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されるマイクロプロセッサ）、メモリデバイスを形成する電気回路（例えば、メモリの形態（例えば、ランダムアクセス、フラッシュ、読み出し専用など）、および／または通信デバイスを形成する電気回路（例えば、モデム、通信スイッチ、光学電子機器、など））を含み、しかしそれに限定されない。本明細書で説明される主題は、アナログまたはデジタル方式、またはそれらの何らかの組合せで実装され得る。
本明細書で説明される主題は、異なる他の構成要素内に含まれるか、または異なる他の構成要素と接続される異なる構成要素を示すことがある。そのように描かれたアーキテクチャは、単に例示的なものであり、実際には、同一の機能を達成する多くの他のアーキテクチャを実装することができることを理解されたい。概念的な意味では、同一の機能性を達成するための構成要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように、効果的に「関連付けられる」。したがって、特定の機能を達成するために本明細書で組み合わされる任意の２つのコンポーネントは、アーキテクチャまたは中間コンポーネントに関係なく、所望の機能が達成されるように、互いに「関連付けられる」と見なすことができる。同様に、そのように関連する任意の２つの構成要素はまた、所望の機能を達成するために、互いに「動作可能に接続される」、または「動作可能に結合される」と見なすことができ、そのように関連することができる任意の２つの構成要素はまた、所望の機能を達成するために、互いに「動作可能に結合可能」であると見なすことができる。動作可能に結合可能な具体例としては、物理的に材料可能な、および／または物理的に相互作用するコンポーネント、および／または無線で相互作用可能な、および／または無線で相互作用するコンポーネント、および／または論理的に相互作用可能な、および／または論理的に相互作用可能なコンポーネントが挙げられるが、これらに限定されない。
場合によっては、１つ以上のコンポーネントは、本明細書では、「構成される」、「構成される」、「構成可能な」、「動作可能な／動作可能な」、「適合可能な／適合可能な」、「適合可能な」、「適合可能な／適合した」などと呼ばれることがある。当業者は、そのような用語（例えば、「構成される」）が、文脈上別段の要求がない限り、一般に、アクティブ状態構成要素および／または非作動状態構成要素および／またはスタンバイ状態構成要素を包含することを認識するであろう。
本明細書で説明される構成要素（例えば、動作）、装置、物体、およびそれらに付随する説明は、概念を明確にするために例として使用され、様々な構成変更が企図される。したがって、本明細書で使用されるように、記載された特定の例および付随する議論は、それらのより一般的なクラスの代表であることが意図される。一般に、任意の特定の標本の使用は、そのクラスの代表であることが意図され、特定の構成要素（例えば、動作）、装置、およびオブジェクトの非包含は、限定的に解釈されるべきではない。
本明細書で参照される上記の米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許公開のすべては、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。
様々な態様および実施形態が本明細書で開示されてきたが、他の態様および実施形態は、当業者には明らかであろう。本明細書で開示される様々な態様および実施形態は、図の目的のためであり、限定することを意図するものではなく、真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。
一実施形態に係る、電力制御システムの概要を示すブロック図である。 図１の電力制御システムの簡略化された模式図である。 太陽光発電モジュールアレイ試験から測定された利用可能な電力を示す図である。 個々の試験負荷の組合せがオンにされたときの、電源における電圧および電流の例示的なプロットを示す図である。 電源からの利用可能な電力に関する例示的な電力割り当てチャートである。 一実施形態に係る、制御アセンブリの簡略化されたブロック図である。 一実施形態に係る、冷蔵デバイスの断面図である。 一実施形態に係る、冷蔵デバイスアセンブリの模式図である。 一実施形態に係る、電力を１つ以上のデバイスに方向づける方法を示すフローチャートである。 一実施形態に係る、複数のデバイス間で電力を優先順位付けする方法を示すフローチャートである。

Claims (32)

  1. 電力を１つ以上のデバイスに方向づける方法であって、
    メインデバイスに電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力を連続的に測定するステップと、
    前記利用可能な電力に基づいて前記メインデバイスによって引き出される前記電力を調節するステップと、を含む方法。
  2. 前記利用可能な電力を前記メインデバイスによって要求される電力と比較するステップと、
    前記利用可能な電力が前記メインデバイスによって要求される前記電力を超えると、電力を前記メインデバイスに方向づけるステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記メインデバイスによって引き出される前記電力を調節するステップは、利用可能な電力の対応する増加および減少に適合させるように前記メインデバイスによって引き出される電力を増加および減少させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記メインデバイスによって引き出される前記電力は、前記メインデバイスによって引き出される前記電力が前記利用可能な電力を超えないように調節される、請求項３に記載の方法。
  5. 前記メインデバイスによって引き出されない利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイスに方向づけるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記利用可能な電力に基づいて、前記１つ以上のセカンダリデバイスによって引き出されるか、またはセカンダリデバイスに提供される前記電力を調節するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記メインデバイスに対して利用可能な電力に優先順位を付けるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
  8. 前記メインデバイスに対して利用可能な電力に優先順位を付けるステップは、
    前記メインデバイスの所要電力を前記利用可能な電力が超える任意のときに利用可能な電力を前記メインデバイスに方向づけるステップと、
    前記メインデバイスによって使用されない利用可能な電力を前記１つ以上のセカンダリデバイスに転送するステップと、を含む請求項７に記載の方法。
  9. 前記メインデバイスに対して利用可能な電力に優先順位を付けるステップは、制御アセンブリにダウンロードされた気象データに基づいて、前記メインデバイスまたは前記１つ以上のセカンダリデバイスに利用可能な電力を分配するステップを含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記メインデバイスは、冷蔵デバイス、細胞培養インキュベータ、酸素濃縮装置、または医療試験機を含み、
    前記１つ以上のセカンダリデバイスは、前記メインデバイスから分離されている、請求項５に記載の方法。
  11. 前記太陽光発電モジュールアレイから利用可能な前記電力と、前記メインデバイスによって消費される電力とに対応するデータを、サーバ上に格納するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  12. 前記サーバに格納された前記データは、遠隔地からユーザにアクセス可能である、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記メインデバイスは、前記太陽光発電モジュールアレイから直接電力を引き出す、請求項１に記載の方法。
  14. 前記太陽光発電モジュールアレイの性能を監視するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  15. 前記太陽光発電モジュールアレイの性能を監視するステップは、前記太陽光発電モジュールアレイの前記性能を連続的に監視するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 複数のデバイス間で電力を優先順位付けする方法であって、
    電源から利用可能な電力を、メインデバイスの電力需要および１つ以上のセカンダリデバイスの電力需要と比較するステップであって、前記電源は、前記メインデバイスに電気的に結合された太陽光発電モジュールアレイを含むステップと、
    利用可能な電力を前記メインデバイスに方向づけるステップと、
    未使用の利用可能な電力を前記１つ以上のセカンダリデバイスに転送するステップと、を含む方法。
  17. 利用可能な電力を前記メインデバイスに方向づけるステップは、前記利用可能な電力が前記メインデバイスを動作させるための最小電力閾値を超える場合にのみ前記メインデバイスに電力を方向づけるステップを含み、未使用の利用可能な電力を前記１つ以上のセカンダリデバイスに転送するステップは、前記メインデバイスによって引き出される電力を超える利用可能な電力を前記１つ以上のセカンダリデバイスに転送するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記１つ以上のセカンダリデバイスに未使用の利用可能な電力を転送するステップは、前記電源から利用可能な前記電力が前記メインデバイスを動作させるための最小電力閾値を超えるまで、前記１つ以上のセカンダリデバイスに利用可能な電力を転送するステップを含み、その後、利用可能な電力が、前記１つ以上のセカンダリデバイスから前記メインデバイスに転送される、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記電源から利用可能な電力を連続的に測定するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記電源から利用可能な電力を連続的に測定するステップは、
    前記電源に試験負荷を加えるステップと、
    前記試験負荷の両端の電圧および電流を測定するステップと、
    前記測定された電圧および電流から電力を計算するステップと、を含む請求項１９に記載の方法。
  21. 利用可能な電力に基づいて、１つ以上のデバイスによって引き出される電力を調節するように構成された制御アセンブリであって、前記制御アセンブリは、
    電源から利用可能な電力を連続的に測定するように構成された監視モジュールと、
    前記利用可能な電力に基づいて前記１つ以上のデバイスに電力を選択的に方向づけるように構成された制御モジュールであって、前記制御モジュールは、前記利用可能な電力に関する前記１つ以上のデバイスの所要電力に基づいて、どの負荷をオンにするかを選択する制御モジュールと、を備える制御アセンブリ。
  22. 前記制御モジュールは、メインデバイスに、前記利用可能な電力が前記メインデバイスを動作させるための最小電力閾値を超えると、電力を方向づける、請求項２１に記載の制御アセンブリ。
  23. 前記制御モジュールは、前記メインデバイスによって使用されない利用可能な電力を１つ以上のセカンダリデバイスに方向づける、請求項２２に記載の制御アセンブリ。
  24. 前記メインデバイスは冷蔵デバイスであり、
    前記１つ以上のセカンダリデバイスは、前記冷蔵デバイスから分離されている、請求項２３に記載の制御アセンブリ。
  25. 前記制御モジュールは、前記利用可能な電力に基づいて、前記メインデバイスの前記所要電力を調節する、請求項２２に記載の制御アセンブリ。
  26. 前記制御モジュールは、前記利用可能な電力が、前記メインデバイスを動作させるための最小電力閾値を超えるまで、電力を１つ以上のセカンダリデバイスに向け、その後、前記制御は、前記１つ以上のセカンダリデバイスから前記メインデバイスに利用可能な電力を転送する、請求項２１に記載の制御アセンブリ。
  27. 太陽光発電モジュールアレイと、
    太陽光発電モジュールアレイに電気的に結合された冷蔵デバイスと、
    前記太陽光発電モジュールアレイから利用可能な電力を連続的に測定するように構成される監視モジュールと、
    利用可能な電力に基づいて、前記太陽光発電モジュールアレイから１つ以上の負荷によって引き出される電力を調節するように構成される制御モジュールであって、前記利用可能な電力に関連する前記１つ以上の負荷の所要電力に基づいて、どの負荷をオンにするかを選択する前記制御モジュールと、を備える冷蔵デバイスアセンブリ。
  28. 前記１つ以上の負荷は、少なくとも１つの内部負荷および少なくとも１つの外部負荷を含む、請求項２７に記載の冷蔵デバイスアセンブリ。
  29. 前記少なくとも１つの内部負荷は、コンプレッサおよびファンを含む、請求項２８に記載の冷蔵デバイスアセンブリ。
  30. 前記少なくとも１つの外部負荷は、バッテリ充電器を含む、請求項２９に記載の冷蔵デバイスアセンブリ。
  31. 前記制御モジュールは、前記利用可能な電力が、前記少なくとも１つの内部負荷を動作させるための最小電力閾値を超えると、前記少なくとも１つの内部負荷に電力を方向づける、請求項２７に記載の冷蔵デバイスアセンブリ。
  32. 前記制御モジュールは、前記少なくとも１つの内部負荷によって使用されない利用可能な電力を前記少なくとも１つの外部負荷に方向づける、請求項３１に記載の冷蔵デバイスアセンブリ。

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