JP3260858B2 - 太陽電池装置 - Google Patents
太陽電池装置Info
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- JP3260858B2 JP3260858B2 JP29317692A JP29317692A JP3260858B2 JP 3260858 B2 JP3260858 B2 JP 3260858B2 JP 29317692 A JP29317692 A JP 29317692A JP 29317692 A JP29317692 A JP 29317692A JP 3260858 B2 JP3260858 B2 JP 3260858B2
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- solar
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- cell device
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば家屋や車両の屋
根などに複数の太陽電池を直並列接続した太陽電池装置
に関する。
根などに複数の太陽電池を直並列接続した太陽電池装置
に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】家屋や車両等の屋根などに設
置される太陽電池装置は、ほぼ同一の出力を有する太陽
電池の複数を縦横に並べ、直列及び並列に接続してアレ
イを組み立てる。これら太陽電池の出力は図６に示すよ
うに温度に依存するので、特に日射が強い場合には太陽
電池の温度がかなり上昇し、その出力が低下する。そこ
で、例えば太陽電池の裏面側を空冷したりや水冷するな
どして、太陽電池の温度の上昇を防止している。
置される太陽電池装置は、ほぼ同一の出力を有する太陽
電池の複数を縦横に並べ、直列及び並列に接続してアレ
イを組み立てる。これら太陽電池の出力は図６に示すよ
うに温度に依存するので、特に日射が強い場合には太陽
電池の温度がかなり上昇し、その出力が低下する。そこ
で、例えば太陽電池の裏面側を空冷したりや水冷するな
どして、太陽電池の温度の上昇を防止している。
【０００３】ところが、冷却媒体の入口に近い太陽電池
と出口に近い太陽電池では温度差が生じる。すなわち、
冷却媒体が温度の高い太陽電池によって温められ、冷却
媒体の出口に近い太陽電池ほど温度が高いので、それぞ
れの太陽電池の出力特性に差異が生じることになる。
と出口に近い太陽電池では温度差が生じる。すなわち、
冷却媒体が温度の高い太陽電池によって温められ、冷却
媒体の出口に近い太陽電池ほど温度が高いので、それぞ
れの太陽電池の出力特性に差異が生じることになる。
【０００４】例えば、図７に示すように、４枚の太陽電
池Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を直並列に接続した太陽電池
装置Ｓを考える。冷却媒体の通路等の関係で温度の高い
太陽電池群Ａと、温度の低い太陽電池群Ｂが生じたとす
る。このときに、温度の高い太陽電池Ａ１，Ａ２どう
し、及び温度の低い太陽電池Ｂ１，Ｂ２どうしを直列接
続し、これら２つの太陽電池群Ａ，Ｂを並列接続すれ
ば、温度差により発生電圧に差が生じる。このため、図
８に示すように、各太陽電池群の電圧−電流特性は破線
のようになり、太陽電池装置全体の電圧−電流特性はそ
れらの合成となる実線で示すごとく肩だれの生じた歪な
出力カーブとなり、最大出力点ｐは肩だれの生じない太
陽電池装置の最大出力点ｐ′より低くなる。
池Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を直並列に接続した太陽電池
装置Ｓを考える。冷却媒体の通路等の関係で温度の高い
太陽電池群Ａと、温度の低い太陽電池群Ｂが生じたとす
る。このときに、温度の高い太陽電池Ａ１，Ａ２どう
し、及び温度の低い太陽電池Ｂ１，Ｂ２どうしを直列接
続し、これら２つの太陽電池群Ａ，Ｂを並列接続すれ
ば、温度差により発生電圧に差が生じる。このため、図
８に示すように、各太陽電池群の電圧−電流特性は破線
のようになり、太陽電池装置全体の電圧−電流特性はそ
れらの合成となる実線で示すごとく肩だれの生じた歪な
出力カーブとなり、最大出力点ｐは肩だれの生じない太
陽電池装置の最大出力点ｐ′より低くなる。
【０００５】このように、従来、ほぼ同一出力を有する
太陽電池の複数を縦横に並べ、直列及び並列に接続して
アレイを組み立てて、これら太陽電池を冷却するような
太陽電池装置においては、その配線は単に配線のしやす
さのみに考慮が払われていたため、その最大出力が低い
ものであった。
太陽電池の複数を縦横に並べ、直列及び並列に接続して
アレイを組み立てて、これら太陽電池を冷却するような
太陽電池装置においては、その配線は単に配線のしやす
さのみに考慮が払われていたため、その最大出力が低い
ものであった。
【０００６】
【発明の目的】そこで、本発明は複数の太陽電池を適切
に直並列接続することによって、常に最大出力の高い信
頼性の優れた太陽電池装置を提供することを目的とす
る。
に直並列接続することによって、常に最大出力の高い信
頼性の優れた太陽電池装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の太陽電池装置は、裏面に通気用ダクトを形
成した太陽電池の複数を一列に直列接続した太陽電池群
を並列に接続して成るとともに、各太陽電池の通気用ダ
クトに通す空気の流通方向に対し、一方向へ前記太陽電
池群を直列接続して、各太陽電池群を同一に冷却するよ
うにしたことを特徴とする。
に、本発明の太陽電池装置は、裏面に通気用ダクトを形
成した太陽電池の複数を一列に直列接続した太陽電池群
を並列に接続して成るとともに、各太陽電池の通気用ダ
クトに通す空気の流通方向に対し、一方向へ前記太陽電
池群を直列接続して、各太陽電池群を同一に冷却するよ
うにしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記構成の太陽電池装置によれば、同様な温度
差が生じた太陽電池群を並列接続することになるので、
直列接続された太陽電池群どうしの発生電圧に差異が無
く、これら太陽電池群の出力特性の合成である太陽電池
装置全体としての電流−電圧特性は、なだらかな出力カ
ーブとなり、常に最大出力の高い状態で負荷に電力を供
給することができる。
差が生じた太陽電池群を並列接続することになるので、
直列接続された太陽電池群どうしの発生電圧に差異が無
く、これら太陽電池群の出力特性の合成である太陽電池
装置全体としての電流−電圧特性は、なだらかな出力カ
ーブとなり、常に最大出力の高い状態で負荷に電力を供
給することができる。
【０００９】
【実施例】本発明に係る実施例を詳細に説明する。図１
（ａ）〜（ｃ）に示すように、本案の太陽電池Ｍの基台
１は、例えば亜鉛メッキ等を施した鉄板や樹脂成形体等
であって、全体としてほぼ平行四辺形の平面形状を成し
ており、基台１の受光面側が、台形の平面形状を成し太
陽電池Ｍを設置する凸状の設置部１ａと、これと逆態様
の平面形状を成す水切り用溝部１ｂとから構成され、さ
らに、設置部１ａの裏面は冷却媒体である空気の通路で
ある通気用ダクト１ｃが形成されている。また、基台１
の図示上端部及び下端部には、それぞれ孔を有する取り
付け金具２，３が設けられ、水切り用溝部１ｂの上方に
は取り付け孔４が設けられている。
（ａ）〜（ｃ）に示すように、本案の太陽電池Ｍの基台
１は、例えば亜鉛メッキ等を施した鉄板や樹脂成形体等
であって、全体としてほぼ平行四辺形の平面形状を成し
ており、基台１の受光面側が、台形の平面形状を成し太
陽電池Ｍを設置する凸状の設置部１ａと、これと逆態様
の平面形状を成す水切り用溝部１ｂとから構成され、さ
らに、設置部１ａの裏面は冷却媒体である空気の通路で
ある通気用ダクト１ｃが形成されている。また、基台１
の図示上端部及び下端部には、それぞれ孔を有する取り
付け金具２，３が設けられ、水切り用溝部１ｂの上方に
は取り付け孔４が設けられている。
【００１０】ここで、設置部１ａに設けた太陽電池Ｍ
は、ガラス等の透光性の板体にシリコン樹脂等の封止部
材で太陽電池素子をポッティングした枠なしの構成を成
し、全体としての重量を従来より大幅に軽減させている
が、枠を設けた太陽電池Ｍを設置部１ａ上に設けてもよ
く、また、設置部１ａに太陽電池Ｍを設置する箇所を凹
状に形成し、この箇所に埋設するように構成してもよ
く、また、設置部１ａを透光性の部材で構成し、この中
に太陽電池Ｍを設けるようにしてもよい。特に、太陽電
池Ｍの冷却を効果的に行わせるように、図２及び図３に
示すような窓構造とした切欠き部１ｄを形成し、この箇
所に封止部材１０を介して太陽電池Ｍを設置するように
してもよい。なお、図３は太陽電池Ｍの裏面側を支持部
材１１を螺子１２でもって基台１に固定する構造とした
ものである。
は、ガラス等の透光性の板体にシリコン樹脂等の封止部
材で太陽電池素子をポッティングした枠なしの構成を成
し、全体としての重量を従来より大幅に軽減させている
が、枠を設けた太陽電池Ｍを設置部１ａ上に設けてもよ
く、また、設置部１ａに太陽電池Ｍを設置する箇所を凹
状に形成し、この箇所に埋設するように構成してもよ
く、また、設置部１ａを透光性の部材で構成し、この中
に太陽電池Ｍを設けるようにしてもよい。特に、太陽電
池Ｍの冷却を効果的に行わせるように、図２及び図３に
示すような窓構造とした切欠き部１ｄを形成し、この箇
所に封止部材１０を介して太陽電池Ｍを設置するように
してもよい。なお、図３は太陽電池Ｍの裏面側を支持部
材１１を螺子１２でもって基台１に固定する構造とした
ものである。
【００１１】次に、上記のような太陽電池の複数個１Ａ
〜１Ｌを、図４（ａ），（ｂ）に示すように、家屋の屋
根に取り付ける様子を説明する。まず、屋根の一方（図
４（ｂ）の左端）に断面Ｌ字状の端板５を配設し、次
に、太陽電池１Ａが載置されている基台を配置し、取り
付け金具２を端板５にネジ止めし、取り付け金具３を屋
根の構造部材にネジ止めする。次いで、太陽電池１Ｂの
基台を太陽電池１Ａの基台に重ね、太陽電池１Ｂの基台
の取り付け金具２を太陽電池１Ａの基台の取り付け孔４
にネジ止めし、太陽電池１Ｂの基台の取り付け金具３を
屋根の構造部材にネジ止めする。この作業を順次繰り返
して、太陽電池群＜１Ａ〜１Ｄ＞の取り付けを完了す
る。
〜１Ｌを、図４（ａ），（ｂ）に示すように、家屋の屋
根に取り付ける様子を説明する。まず、屋根の一方（図
４（ｂ）の左端）に断面Ｌ字状の端板５を配設し、次
に、太陽電池１Ａが載置されている基台を配置し、取り
付け金具２を端板５にネジ止めし、取り付け金具３を屋
根の構造部材にネジ止めする。次いで、太陽電池１Ｂの
基台を太陽電池１Ａの基台に重ね、太陽電池１Ｂの基台
の取り付け金具２を太陽電池１Ａの基台の取り付け孔４
にネジ止めし、太陽電池１Ｂの基台の取り付け金具３を
屋根の構造部材にネジ止めする。この作業を順次繰り返
して、太陽電池群＜１Ａ〜１Ｄ＞の取り付けを完了す
る。
【００１２】次いで、太陽電池１Ａの基台の上方に太陽
電池１Ｅの基台を重ね、太陽電池１Ａの基台と同様にし
てこれを端板５にネジ止めし、太陽電池群＜１Ｂ〜１Ｄ
＞と同様な作業を繰り返して、太陽電池群＜１Ｅ〜１Ｈ
＞の基台の取り付けを完了する。次いで、太陽電池群＜
１Ｅ〜１Ｈ＞の基台と同様な作業を繰り返して、太陽電
池群＜１Ｉ〜１Ｌ＞の基台の取り付けを完了する。さら
に、太陽電池１Ｄ，１Ｈ，１Ｌに対し、少なくとも断面
がコ字状の端板６を設け、太陽電池群＜１Ｉ〜１Ｌ＞に
対して上板７を設けて、瓦重ねの３つの太陽電池群＜１
Ａ〜１Ｄ＞，＜１Ｅ〜１Ｈ＞，＜１Ｉ〜１Ｌ＞を完成さ
せる。
電池１Ｅの基台を重ね、太陽電池１Ａの基台と同様にし
てこれを端板５にネジ止めし、太陽電池群＜１Ｂ〜１Ｄ
＞と同様な作業を繰り返して、太陽電池群＜１Ｅ〜１Ｈ
＞の基台の取り付けを完了する。次いで、太陽電池群＜
１Ｅ〜１Ｈ＞の基台と同様な作業を繰り返して、太陽電
池群＜１Ｉ〜１Ｌ＞の基台の取り付けを完了する。さら
に、太陽電池１Ｄ，１Ｈ，１Ｌに対し、少なくとも断面
がコ字状の端板６を設け、太陽電池群＜１Ｉ〜１Ｌ＞に
対して上板７を設けて、瓦重ねの３つの太陽電池群＜１
Ａ〜１Ｄ＞，＜１Ｅ〜１Ｈ＞，＜１Ｉ〜１Ｌ＞を完成さ
せる。
【００１３】上記のごとく形成した太陽電池１Ａ〜１Ｌ
の通気は、各太陽電池の裏面側に形成された通風用ダク
トにより効果的に行われ、さらに、基台の表面側の設置
部に隣接した水切り用溝部によって水切りも万全に行わ
れる。
の通気は、各太陽電池の裏面側に形成された通風用ダク
トにより効果的に行われ、さらに、基台の表面側の設置
部に隣接した水切り用溝部によって水切りも万全に行わ
れる。
【００１４】また、これら太陽電池の配線は、図４
（ａ）に示すように、一列に直列接続した４つの太陽電
池群の複数、すなわち太陽電池群＜１Ａ，１Ｅ，１Ｉ
＞，＜１Ｂ，１Ｆ，１Ｊ＞，＜１Ｃ，１Ｇ，１Ｋ＞，＜
１Ｄ，１Ｈ，１Ｌ＞を並列接続した４直列３並列とす
る。このように配線するのは、空気である冷却媒体の入
口に近い太陽電池（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）と出口に
近い太陽電池（１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ）とでは温度差
が生じるからである。つまり、冷却媒体が温度の高い太
陽電池によって温められ、冷却媒体の出口に近い太陽電
池では冷却媒体の冷却効果が低下するので、それぞれの
太陽電池の温度に差異が生ずることになり、各太陽電池
の出力特性に差異が生じるからである。
（ａ）に示すように、一列に直列接続した４つの太陽電
池群の複数、すなわち太陽電池群＜１Ａ，１Ｅ，１Ｉ
＞，＜１Ｂ，１Ｆ，１Ｊ＞，＜１Ｃ，１Ｇ，１Ｋ＞，＜
１Ｄ，１Ｈ，１Ｌ＞を並列接続した４直列３並列とす
る。このように配線するのは、空気である冷却媒体の入
口に近い太陽電池（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）と出口に
近い太陽電池（１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ）とでは温度差
が生じるからである。つまり、冷却媒体が温度の高い太
陽電池によって温められ、冷却媒体の出口に近い太陽電
池では冷却媒体の冷却効果が低下するので、それぞれの
太陽電池の温度に差異が生ずることになり、各太陽電池
の出力特性に差異が生じるからである。
【００１５】したがって、例えば、従来のように配線の
しやすさのみを考慮して上記配線を直列接続した３つの
太陽電池群＜１Ａ〜１Ｄ＞，＜１Ｅ〜１Ｈ＞，＜１Ｉ〜
１Ｌ＞を並列接続すれば、図８に示すような歪な出力カ
ーブとなり、得られる最大出力が低下する。
しやすさのみを考慮して上記配線を直列接続した３つの
太陽電池群＜１Ａ〜１Ｄ＞，＜１Ｅ〜１Ｈ＞，＜１Ｉ〜
１Ｌ＞を並列接続すれば、図８に示すような歪な出力カ
ーブとなり、得られる最大出力が低下する。
【００１６】一方、本実施例のように、各太陽電池の通
気用ダクトに通す冷却媒体の流通方向に対し、一方向へ
前記太陽電池群を直列接続し各太陽電池群を同一に冷却
するようにすれば、図５の破線で示すように、各太陽電
池群における温度差が同一に生じるので、直列接続され
た太陽電池群どうしの発生電圧に差異がなくなり、これ
ら太陽電池群の出力特性の合成である太陽電池装置全体
としての電流−電圧特性は、実線で示すように肩だれの
ないなだらかな出力カーブとなり、最大出力点Ｐｍが常
に高い状態で負荷に電力を供給することができる。
気用ダクトに通す冷却媒体の流通方向に対し、一方向へ
前記太陽電池群を直列接続し各太陽電池群を同一に冷却
するようにすれば、図５の破線で示すように、各太陽電
池群における温度差が同一に生じるので、直列接続され
た太陽電池群どうしの発生電圧に差異がなくなり、これ
ら太陽電池群の出力特性の合成である太陽電池装置全体
としての電流−電圧特性は、実線で示すように肩だれの
ないなだらかな出力カーブとなり、最大出力点Ｐｍが常
に高い状態で負荷に電力を供給することができる。
【００１７】なお、本実施例では各基台の瓦重ねによる
空間を利用して配線を施すことができ、従来のような屋
外配線の必要がなく、高価で重量の大きなケーブルが不
要となる。また、上記実施例では太陽電池を家屋の屋根
に配置する場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、車体等の屋根や架台上に本発明の太陽電
池装置を適用してもよい。さらに、上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
適宜変更し実施し得る。
空間を利用して配線を施すことができ、従来のような屋
外配線の必要がなく、高価で重量の大きなケーブルが不
要となる。また、上記実施例では太陽電池を家屋の屋根
に配置する場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、車体等の屋根や架台上に本発明の太陽電
池装置を適用してもよい。さらに、上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
適宜変更し実施し得る。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽電池
装置によれば、同様な温度差が生じる太陽電池群を並列
接続するようにしたので、太陽電池装置全体としての電
流−電圧特性は、肩だれのないなだらかな出力カーブと
なり、常に最大出力の高い状態で負荷に電力を供給する
ことができ、きわめて簡易な構成により、信頼性の優れ
た太陽電池装置を提供することができる。
装置によれば、同様な温度差が生じる太陽電池群を並列
接続するようにしたので、太陽電池装置全体としての電
流−電圧特性は、肩だれのないなだらかな出力カーブと
なり、常に最大出力の高い状態で負荷に電力を供給する
ことができ、きわめて簡易な構成により、信頼性の優れ
た太陽電池装置を提供することができる。
【図１】（ａ）は本発明に係る一実施例を示す基台の平
面図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
面図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】太陽電池を基台の設置部に設けた一例を示す一
部断面図である。
部断面図である。
【図３】太陽電池を基台の設置部に設けた他の例を示す
一部断面図である。
一部断面図である。
【図４】（ａ）は複数の太陽電池装置を家屋の屋根に瓦
重ねした設置例を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の
Ｃ−Ｃ線断面図である。
重ねした設置例を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の
Ｃ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明に係る太陽電池装置の電圧−電流特性を
示す図である。
示す図である。
【図６】太陽電池の電圧−電流特性の温度依存性を示す
図である。
図である。
【図７】従来の太陽電池の配線例を示す図である。
【図８】従来の太陽電池装置の電圧−電流特性を示す図
である。
である。
１（１Ａ〜１Ｌ），Ｍ：太陽電池 １ａ，２１ａ：設置部 １ｂ，２１ｂ：水切り用溝部 １ｃ，２１ｃ：通風用ダクト ２，３：取り付け金具 ４，２２，２３，２４：取り付け孔 ５，６：端板 ７：上板 Ｓ：太陽電池装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−239895（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−168672（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−11262（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−21469（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−84462（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−65154（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (1)
- 【請求項１】 裏面に通気用ダクトを形成した太陽電池
の複数を一列に直列接続した太陽電池群を並列に接続し
て成るとともに、各太陽電池の通気用ダクトに通す空気
の流通方向に対し、一方向へ前記太陽電池群を直列接続
して、各太陽電池群を同一に冷却するようにしたことを
特徴とする太陽電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29317692A JP3260858B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29317692A JP3260858B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 太陽電池装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151933A JPH06151933A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3260858B2 true JP3260858B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=17791400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29317692A Expired - Fee Related JP3260858B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260858B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1072910A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Canon Inc | 横葺き屋根板、屋根材一体型太陽電池、横葺き屋根用継ぎ手及び横葺き屋根の施工方法 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP29317692A patent/JP3260858B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151933A (ja) | 1994-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |