KR101457925B1 - 태양 전지 장치 - Google Patents

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랜스 피. 하이네스
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슈나이더 일렉트릭 아이티 코포레이션
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Abstract

태양 전지 장치는 배터리, 하나 이상의 광전지(다수의 광전지를 포함하는 솔라 모듈의 일부일 수 있음), 및 컴팩트 형광등 등의 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스를 포함한다. 태양 전지 장치는 하나 이상의 광전지로부터 제 1 전기 신호를 수신하고 배터리에 충전 신호를 제공하는 제 1 DC-DC 컨버터와, 배터리로부터 제 2 전기 신호를 수신하고 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 DC 전력 신호를 제공하는 제 2 DC-DC 컨버터를 포함할 수도 있다.
Figure R1020097024196
태양 전지 장치, 배터리, 광전지, DC 케이퍼블 AC 어플라이언스, DC-DC 컨버터

Description

태양 전지 장치{SOLAR POWERED APPARATUS}
본 발명의 하나 이상의 실시형태는 태양 전지 시스템 및 전력 공급 방법, 보다 상세하게는 태양광 어플리케이션에 관한 것이다.
2006년에, 농촌 에너지 이용의 세계적 수치는 현대 에너지 서비스에 접근하지 않는 지구상의 대략 24억명, 전기의 접근이 없는 대략 16억명의 사람들로 나타났다. 대다수의 사람들은 다수의 가난한 나라의 농촌 지역에 위치하고 전기 유틸리티 그리드가 가까운 장래에 확장되지 않을 것 같다.
분산된 농촌 시장에 대해 향상된 에너지 서비스는, 예를 들면 광전지 모듈과 바이오 가스 등의 분산된 청정 에너지 기술을 통해서 이루어질 수 있다. 전기 그리드의 접근이 없는 16억명의 대다수(예를 들면, "오프 그리드" 지역에 있는 사람들)는 따뜻하고 양지바른 지역에서 산다. 이러한 지역에서, 태양광 발전 시스템은 종종 오프 그리드 지역에 전기를 공급하는 가장 효과적인 방법이다.
통상적인 태양광 발전 시스템은 배터리를 이용해서 일광 시간 동안 태양으로부터 수집된 에너지를 저장한다. 일반적으로 이 배터리는 직류(DC) 전력이 공급되는 12볼트(V) 배터리이다. 상기 시스템은 12Vdc 어플라이언스에 직접 접속되거나, DC-AC 컨버터를 포함하여 더 공통 AC(교류), 고전압(예를 들면, 120Vac 또는 230Vac) 어플라이언스에 접속될 수 있다. 일반적으로, 이 컨버터는 당업자에게 알려진 바와 같이 H-브리지 인버터이다.
양상 및 실시형태는 태양 전지광에 대해 저비용 해결책을 제공할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 상기 시스템은 주택 및/또는 사무소가 전기 그리드에 접근할 수 없는 농촌 지역에 유용할 수 있다. 일실시형태에 의하면, 이하 더 상세하게 검토되는 바와 같이, 시스템은 교류(AC) 컴팩트 형광등에 직접 접속되어 효율적이고 저렴한 조명을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 조명 어플리케이션에 이용될 수 있는 2형태의 종래의 태양광 발전 시스템이 있다. 그러나, 이러한 2형태의 시스템 각각은 중대한 결점을 경험한다. 제 1 형태의 시스템은 12Vdc 형광등에 직접 접속될 수 있다. 그러나, 이러한 12Vdc 형광등은 AC 컴팩트 형광등의 규모로 제조된 크기가 아니므로 비용 효율적이지 않다. 다른 형태의 종래의 시스템은 인버터, DC-AC 컨버터를 이용하고, 배터리와 AC 장치 사이에 커플링된다. 그러나, 이러한 인버터는 시스템에 추가 비용, 복잡함 및 손실을 더한다. 적어도 일부 양상 및 실시형태는 저비용이고, 불필요 비용, 복잡함 및 인버터로부터 효율 손실을 추가함 없이 AC 컴팩트 형광등을 대량 생산으로 이용될 수 있는 태양광 발전 시스템을 가리킨다.
일실시형태에 의하면, 장치는 배터리, 하나 이상의 광전지(다수의 광전지를 포함하는 솔라 모듈의 일부일 수 있음), 하나 이상의 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스(DC-capable AC appliance)(컴팩트 형광등 등)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 하나 이상의 광전지로부터 제 1 전기 신호를 수신하고 배터리로부터 충전 신호를 공급하는 제 1 DC-DC 컨버터와, 배터리로부터 제 2 전기 신호를 수신하고 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 DC 전력 신호를 공급하는 제 2 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 제 1 DC-DC 컨버터는 벅 컨버터이거나, 대안으로 부스트 컨버터일 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 DC-DC 컨버터는 최대 전력점 트래킹 회로를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 장치는 제 2 DC-DC 컨버터에 커플링되는 복수의 픽스처와, 복수의 컴팩트 형광등 또는 다른 어플라이언스 중 대응하는 하나에 각각 커플링되는 복수의 픽스처를 더 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 제 1 및 제 2 DC-DC 컨버터에 커플링되고 제 1 및 제 2 DC-DC 컨버터의 구성 요소를 컨트롤하기 위해 채용될 수 있다. 일실시예에서, 마이크로컨트롤러, 제 1 DC-DC 컨버터와 제 2 DC-DC 컨버터, 및 선택적으로 배터리도 수용하는 하우징이 제공될 수 있다.
다른 실시형태에 의하면, DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 전력을 공급하는 방법은 광전지 유닛으로부터 전력을 드로잉하는 스텝 및 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 DC 신호를 공급하는 스텝을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 상기 방법은 배터리에 전력을 저장하는 스텝 및 배터리로부터 DC 신호를 드로잉하는 스텝을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양상, 실시형태 및 이러한 실시예 양상 및 실시형태의 이점이 이하 상세하게 검토될 것이다. 또한, 이전 정보와 이후 상세한 설명이 다양한 양상 및 실시형태의 단지 예시적인 실시예이고 주장되는 양상 및 실시형태의 특징과 특성을 이해하기 위한 전체 또는 구조를 제공하는 의도로 이해된다. 첨부 도면은 예시로 제공되고 다양한 양상 및 실시형태의 이해를 증진시키도록 포함된다. 도면은 명세서의 다른 부분과 함께 기재되어 주장되는 양상 및 실시형태의 원리와 작동을 설명하기 위해 제공된다.
하나 이상의 일실시형태의 다양한 양상에서 첨부 도면을 참조해서 이하 설명된다. 도면에서 축적에 따라 의도된 것은 아니고, 다양한 부호로 예시되는 동일하거나 거의 동일한 각각의 구성 요소는 동일한 부호로 나타낸다. 명확함을 위해 모든 구성 요소가 모든 도면에 표시된 것은 아니다. 도면은 예시와 설명의 목적을 위해 제공되고 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다.
도 1은 본 발명의 양상에 의한 시스템의 일실시예의 블록도이며;
도 2는 예시적인 솔라 모듈에 대해 실시예 전류 대 전압과 전력 대 전압 곡선의 예시이고;
도 3은 본 발명의 양상에 의해 모니터링한 전류와 전압을 통합하는 도 1의 시스템 일부의 더 상세한 블록도이다.
다수의 상용가능한 장치, 예를 들면, 컴팩트 형광등(CFL), 일부 텔레비전, 라디오 등은 전형적으로 교류(AC) 전력을 수신하도록 구성되지만 인커밍 AC 라인을 정류하여 직류(DC) 전력을 발생시킨다. 따라서, 그러한 장치는 DC 신호에 의해 직접 전력이 공급될 수 있으므로, 종래의 시스템에 이용되는 인버터의 요구를 회피한 다. 여기서 그러한 장치는 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스로서 참조된다. 따라서, 적어도 일부 양상 및 실시형태는 종래의 시스템에 이용되는 인버터로부터 불필요한 비용의 추가, 복잡함 및 효율 손실 없이 CFL 등의 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 직접적인 접속 접근을 제공하는 태양광 발전 시스템을 가리킨다. 또한, 일부 실시형태에 의한 시스템은, 후술하는 바와 같이 배터리 충전을 컨트롤함으로써 배터리의 수명을 유지하거나 최대화할 수 있다.
본 발명이 도면에서 이후 설명과 예시에 의해 설명되는 구성 요소의 제조와 배열의 상세함의 적용에 한정되지 않는 것으로 평가된다. 본 발명은 다른 실시형태에서 이행, 실행 또는 다양한 방법으로 이행 가능하다. 여기서, 구체적인 이행의 실시예는 예시적인 목적으로만 제공되고 한정되는 의도는 아니다. 특히, 임의의 하나 이상의 실시형태와 접속되어 검토되는 실행, 이행 및 특징은 다른 실시형태에서 유사한 역할로부터 고려되지 않는 것으로 의도되는 것은 아니다. 또한, 이하 용어 및 술어는 설명의 목적으로 이용되고 한정으로 고려되는 것은 아니다. 여기서 “포함하는”, “구성하는”, “갖는”, “함유하는”, “수반하는” 및 그 다양한 이용은 추가 항목뿐만 아니라 그 후 리스트에 있는 아이템과 상당 어구를 망라하는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시형태에 의한 시스템의 일실시예의 블록도가 예시되어 있다. 시스템(100)은 솔라 모듈(102)을 포함하고, 또한 광전지 유닛 또는 솔라 패널로도 언급된다. 솔라 모듈(102)은 하나 이상, 통상적으로 다수, 태양광으로부터 전기 신호로 수신되는 에너지를 변환하는 광전지를 포함한다. 적어도 일부 어플리케이션에서, 솔라 모듈(102)은 100Watt 이하의 모듈일수 있다. 이용될 수 있는 솔라 모듈의 일예는 파트 넘버 BP365U 하에서 BP 솔라로부터 이용가능한 65Watt 모듈이다. 이 시스템은 제 1 서브시스템(104), 제 2 서브시스템(106) 및 컨트롤러(108)를 포함할 수도 있고, 하우징(110) 내에 수용될 수 있다. 제 1 및 제 2 서브시스템(104, 106)은 배터리(112)에 커플링된다. 나타내는 바와 같이, 배터리는 하우징(110)의 외부에 있을 수 있거나, 하우징(110) 내에 포함될 수 있다. 일실시예에서, 배터리(112)는 12V 납산(lead acid) 배터리일 수 있다. 이하 보다 상세하게 검토되는 바와 같이, 제 2 서브시스템(106)은 하나 이상의 픽스처(114)와 커플링될 수도 있다. 각 픽스처(114)는 컴팩트 형광등(CFL), 소형 흑백 또는 컬러 텔레비전, 라디오 또는 컴퓨터 등의 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스(116)와 커플링된다. 이후의 검토는 조명 어플리케이션에 포커싱되고 컴팩트 형광등이 됨으로써 주로 어플라이언스에 대해 언급될 것이지만, 본 발명이 극히 한정되는 것은 아니고 임의의 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 이용될 수 있는 것으로 평가된다. 여기서, 검토되는 시스템은 다양한 어플리케이션에 이용될 수 있고, 조명에 한정됨이 없이 광전지 모듈로부터 전기를 제공한다.
일광 시간 동안, 시스템(100)은 솔라 모듈(102)로부터 전력을 드로잉하여 배터리를 오버로딩하거나 배터리 수명이 감소됨 없이 배터리(112)에 가능한 다수의 전하를 저장한다. 일실시형태에서 배터리의 충전을 이루기 위해 제 1 서브시스템은 솔라 모듈(102)로부터 전력을 드로잉하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있고 전력을 이용하여 배터리(112)를 충전한다. 일실시예에서, 제 1 서브시스템(104)은 비절연 벅 컨버터를 포함할 수 있다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 벅 컨버터는 2개의 스위치, 통상 트랜지스터 및 다이오드로 컨트롤되는 인덕터를 포함하는 스위칭 모드 파워 공급기로서 이행될 수 있는 스텝다운 DC-DC 컨버터이다. 작동에서, 벅 컨버터는 인덕터에 전력을 저장하기 위해 전원 전압[이 경우에, 솔라 모듈(102)]에 접속하는 인덕터와 부하[이 경우에, 배터리(112)]로 방전되는 인덕터 사이를 교류한다. 벅 컨버터는 매우 효율적(예를 들면, 95% 효율 또는 이상)이고 간단한 컨버터 디자인일 수 있고, 특히 솔라 모듈로부터의 전압이 배터리에 공급되기 전에 감소되는 어플리케이션에 이용될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서브시스템(104)은 비절연 부스트 컨버터를 포함할 수 있다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 부스트 컨버터는 전원 전압보다 큰 출력 전압을 갖는 DC-DC 컨버터이다. 비절연 부스트 컨버터는, 예를 들면 트랜스포머에 의해 전기 절연을 포함하지 않는 것이다. 따라서, 제 1 서브시스템(104)은 배터리(112)에 공급되기 전에 솔라 모듈(102)로부터 수신되는 전압을 올리기 소망하는 곳에 부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
일실시형태에 의하면, 제 1 서브시스템(104)은 최대 전력점 트래커(MPPT)를 통합할 수 있다. 당업자에게 알려진 바와 같이, MPPT는 솔라 모듈[이 경우에, 솔라 모듈(102)]에 대해 최적의 전기 부하로서 작용하는 고효율 DC-DC 컨버터로 모듈로부터 전력을 최대 또는 거의 최대로 추출한다. 솔라 모듈(102) 등의 광전지 모듈은 셀의 전류(I) 및 전압(V)의 값이 최대 전력 출력의 결과인 태양광과 온도의 임의 조건 하에서 단일 작동점을 갖는다. 이는 다른 태양광 조건에 대해 3가지 실시예 전류 대 전압 곡선(118a, 118b 및 118c)을 도시하는 도 2에 예시되어 있다. 이들 3가지 전류 대 전압 곡선은 각각 3가지 전력 대 전압 곡선(120a, 120b 및 120c)에 따른다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 전력 대 전압은 광전지의 출력 전압이 최대인, 각각의 단일 최대점(122a, 122b 및 122c)을 갖는다. 최대 전력점 트래커는 제어 회로 또는 로직을 이용하고 이 점에 대해 조사하여 DC-DC 컨버터 회로가 솔라 모듈(102)로부터 이용가능한 최대 전력을 추출하도록 한다.
도 1을 다시 참조하면, 제 2 서브시스템(106)은 배터리(112)로부터 컴팩트 형광등(116)에 의해 이용될 수 있는 전압으로 전압을 올리는 데 이용될 수 있는 스텝업 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, 작동의 일부 시간 동안, 제 2 서브시스템(106)은 제 1 서브시스템(104)으로부터 직접 전력을 수신할 수 있고, 수신된 전압을 어플라이언스(116)의 전력에 요구되는 레벨로 스텝업시킬 수 있다. 예를 들면, 전체 일광 시간 동안 솔라 모듈(102)은 충분한 에너지보다 많이 발생시켜 어플라이언스(116)에 전력을 공급할 수 있고, 초과된 에너지는 배터리에 저장될 수 있다. 그러나, 밤 또는 낮은 일광 조건 동안 소량의 또는 어떠한 에너지도 솔라 모듈(102)에 의해 생성되지 않고, 어플라이언스(116)에 대해 필요한 일부 또는 전체 전력이 배터리(112)로부터 드로잉될 수 있다. 따라서, 제 2 서브시스템은 제 1 서브시스템(104) 및/또는 배터리(112)로부터 어느쪽 또는 양쪽 동시로부터 신호를 수신할 수 있고, 이 신호를 어플라이언스(116)에 대해 적절한 레벨로 변환할 수 있다.
일실시형태에 의하면, 제 2 서브시스템(106)은 비용, 효율 및/또는 안전 관 계에 따라 절연 또는 비절연 스텝업 컨버터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스텝업 비율이 상대적으로 작으면, 예를 들어 4 또는 5(예를 들면, 24V 배터리에서 120Vdc)의 비율이면 일반적으로 비절연 컨버터는 더 저렴해지거나 더 효율적일 수 있다. 그러나, 요구되는 스텝업 비율이 크면(예를 들면, 약 10 또는 이상의 비율), 트랜스포머를 이용하는 절연 컨버터가 더 비용 효과적이고 효율적일 수 있다. 일반적으로, 절연 컨버터가 입력과 출력 전압점 사이의 도전성 패스를 갖지 않기 때문에 절연 컨버터는 비절연 컨버터보다 안전하게 고려될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 제 2 서브시스템(106)의 일실시예가 예시되어 있다. 제 2 서브시스템은 인덕터(124), 트랜지스터(126), 다이오드(128) 및 커패시터(130)를 DC-DC 업 컨버젼에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 일실시형태에 의하면, 컨트롤러(108)와 함께 제 2 서브시스템(106)은 제 2 서브시스템(106)으로부터 전류 및/또는 전압 출력의 모니터링을 이행하여, 누전 또는 픽스처(114)에 불안정한 어플라이언스의 접속 등의 잠재적인 문제들을 가리킬 수 있는 조건을 검출한다. 상술한 바와 같이, 다수의 다른 형태의 어플라이언스는 이러한 어플라이언스가 각 DC 어플라이언스 또는 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스, 즉 DC 전력 신호를 수신하도록 채용되는 어플라이언스에 제공되면 픽스처(114)에 접속될 수 있다. AC 입력 전력을 받아들일 수 있고 AC 회로에 연속해서 접속될 수 있을 뿐만 아니라 상기 검토된 바와 같이(DC 케이퍼블 AC 어플라이언스라 칭한 장치), DC 신호를 수신할 수 있다는 점에서 컴팩트 형광등 및 일부 텔레비전 세트 등의 일부 어플라이언스는 “AC” 장치로 지시된다. 그러나, 다른 어플라이언스는 DC 입력 전력을 받아들일 수 없는 “ 트루” AC 장치일 수 있다. 통상적으로, 이러한 장치는 DC 입력 전력을 수신할 수 있으면 누전으로 작동할 수 있는 입력 트랜스포머를 포함할 수 있다. 이러한 트루 AC 장치는 픽스처(114)에 잘못 접속될 수 있다. 그러한 장치가 원인이 되는 누전 조건에 기인하여 일어나는 과전류는 위험할 수 있고, 특히 화재의 위험이 될 수 있다. 또한, 부적절한 장치의 접속 이외의 조건은 불꽃을 일으키거나 다른 안전 위험이 될 수 있는 과전류의 원인이 될 수도 있다. 예를 들면, 그러한 조건은 픽스처(114)에 접속되는 손상된 장치 또는 픽스처 사이의 손상된 배선을 포함할 수 있다.
그러한 과전력을 방지함으로써 수반되는 안전 위험을 감소시키고, 시스템의 실시형태가 회로를 포함하여 제 2 서브시스템(106)으로부터 픽스처(114)에 공급되는 전류 및/또는 전압을 모니터링할 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 실시형태에서, 컨트롤러(108)는 제 2 서브시스템(106)의 출력 라인(136)에 커플링되어 라인(136)에서 전압[예를 들면, 접속점(132)에서] 및/또는 전류[예를 들면, 접속점(134)]를 센싱할 수 있다. 컨트롤러(108)가 픽스처(114)에 트루 AC 부하의 누전 또는 접속을 가리키는 라인(136)의 전압 또는 전류 조건을 검출하면, 라인(138)에 공급되는 신호를 통해 컨트롤러가 배터리를 디스커넥팅할 수 있어 라인(136)으로부터 임의의 전력을 제거한다. 이것은 픽스처(114)에 접속되는 어플라이언스를 이용하는 개인에게 화재의 위험이나 손상을 줄일 수 있는 안전 특성을 제공한다.
다른 실시형태에 의하면, 컨트롤러(108)는 제 1 서브시스템(104) 및 제 2 서 브시스템(106)[예를 들면, 도 3에 나타낸 트랜지스터(126)]의 양쪽에 전계 효과 트랜지스터(FET) 등의 전력 구성 요소를 컨트롤하는 데 이용될 수도 있다. 예를 들면, 컨트롤러(108)는 저비용 마이크로프로세서 또는 다른 컨트롤 회로를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 제 1 서브시스템을 제어하고 배터리 충전을 모니터링할 수 있어 배터리의 오버로딩과 배터리 수명의 감소없이 배터리(112)에 저장될 수 있는 한 더 충전하게 한다. 이 기능을 이루기 위해, 컨트롤러는 배터리의 전류 프로파일의 인식없이 프로그래밍되거나 배터리의 온도를 모니터링할 수 있어서 전압과 전류 세트 포인트를 조절하여 전류 프로파일에 의한 배터리를 충전한다. 예를 들면, 어두워진 후 어플라이언스(116)가 이용되는 때 어플라이언스가 컴팩트 형광등이면 시스템은 배터리로부터 전력을 드로잉하여 어플라이언스에 전력을 공급한다. 이 경우에, 컨트롤러(108)가 배터리를 다시 모니터링하고, 제 2 서브시스템(106)도 제어할 수도 있어 방전의 심도를 제한함으로써 배터리를 보호한다. 이 기능을 이루기 위해, 컨트롤러(108)는 배터리 전류와 전압을 모니터링할 수 있고 앰프-시간에서 배터리의 소정의 예상된 출력으로 프로그래밍될 수 있다. 컨트롤러는 배터리 오버 타임에 의해 공급되는 전류를 적분하여 소비되는 앰프-시간을 측정할 수 있고, 앰프-시간의 소비된 수는 배터리(112)가 전달할 수 있는 예상되는 앰프-시간의 최대수에 가까울 때 배터리 전력을 줄이거나 배터리를 디스커넥팅할 수 있다. 이러한 방법으로, 컨트롤러(108)가 완전히 방전되는 것에 대해 배터리(112)를 보호할 수 있으므로 배터리의 손상을 방지한다.
일실시형태에서, 픽스처(114)는 DC 부하의 터닝오프에 채용될 수 있는 스위 치를 통합할 수 있다. 일실시예에서, 픽스처는 보호 회로를 통합하여 전류가 터닝오프될 때 발생될 수 있는 아크(arcing)에 대해 보호할 수 있다. 픽스처는 추가적인 픽스처의 쉬운 "데이지 체이닝(daisy chain)"을 하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시형태의 몇몇 양상으로부터 이와 같이 기재되고 다양한 대안, 변형 및 개선이 인정되어 당업자들에게 쉽게 이루어질 수 있다. 예를 들면, 여기서 제 2 서브시스템은 업-컨버터를 포함한 것으로 기재되지만, 일부 어플리케이션(예를 들면, LED 조명 등의 저전압 장치가 픽스처에 접속되면)에서 제 2 서브시스템은 다운-컨버터를 포함하여 대신할 수 있다. 이와 같고 다른 대안, 변형 및 개선은 본 명세서의 일부임을 의도하고 본 발명의 범위 내에 있는 것을 의도한다. 따라서, 상술한 설명과 도면은 실시예만의 방법에 의하고 본 발명의 범위는 적절히 첨부된 청구와 상당 어구에 의해 결정되어야 한다.

Claims (24)

  1. 배터리와,
    하나 이상의 광전지와,
    픽스처와,
    상기 픽스처에 결합되고, 컴팩트 형광등인 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스와,
    상기 하나 이상의 광전지와 상기 배터리 사이에 커플링되고 상기 하나 이상의 광전지로부터 제 1 전기 신호를 수신하고 상기 배터리에 충전 신호를 공급하는 제 1 DC-DC 컨버터와,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터와 상기 픽스처 사이에, 그리고 상기 배터리와 상기 픽스처 사이에 커플링되는 제 2 DC-DC 컨버터를 포함하고,
    상기 제 2 DC-DC 컨버터는 상기 배터리로부터 제 2 전기 신호를 수신하고 상기 제 1 DC-DC 컨버터로부터 제 3 전기 신호를 수신하는 스텝 업 컨버터로서, 상기 픽스처를 통하여 상기 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 DC 전력 신호를 공급하고, 상기 DC 전력 신호는 상기 제 2 전기 신호 및 상기 제 3 전기 신호 중 하나로부터 얻어지고,
    상기 제 2 DC-DC 컨버터는, 상기 DC 전력 신호의 전압 레벨을, 상기 제 2 전기 신호의 전압 레벨보다 높고 상기 컴팩트 형광등을 작동시키기에 충분한 레벨까지 상승시키는 부스터 컨버터인 것인 태양 전지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터는 벅 컨버터인 것인 태양 전지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터인 것인 태양 전지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터는 최대 전력점 트래킹 회로를 포함하는 것인 태양 전지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 광전지를 포함하는 복수의 광전지를 포함하는 솔라 모듈을 더 포함하는 것인 태양 전지 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 DC-DC 컨버터에 커플링되는 복수의 추가 픽스처를 더 포함하고, 상기 복수의 추가 픽스처는 복수의 추가 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스 중 대응하는 하나에 각각 커플링되는 것인 태양 전지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스는 복수의 컴팩트 형광등을 포함하는 것인 태양 전지 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스는 흑백 텔레비전 세트, 컬러 텔레비전 세트, 라디오 및 컴퓨터 중 하나 이상을 포함하는 것인 태양 전지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터와 상기 제 2 DC-DC 컨버터에 커플링되는 마이크로컨트롤러를 더 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 제 1 및 제 2 DC-DC 컨버터의 구성 요소를 컨트롤하기 위해 구성되고 배치되는 것인 태양 전지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    하우징을 더 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러, 상기 제 1 DC-DC 컨버터, 및 상기 제 2 DC-DC 컨버터는 상기 하우징 내에 배치되는 것인 태양 전지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 하우징 내에 배치되는 것인 태양 전지 장치.
  13. DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 전력을 공급하는 방법으로서,
    광전지 모듈과 배터리 사이에 커플링되는 제 1 DC-DC 컨버터에 제 1 DC 전압을 공급하도록 상기 광전지 모듈로부터 전력을 드로잉하는 스텝과,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터로부터 상기 배터리에 충전 신호를 공급하는 스텝과,
    상기 제 1 DC-DC 컨버터와 픽스처 사이에, 그리고 상기 배터리와 픽스처 사이에 커플링되는 제 2 DC-DC 컨버터에서 상기 배터리로부터 제 2 DC 전압을 수신하는 스텝과,
    상기 제 2 DC-DC 컨버터에서 상기 제 1 DC-DC 컨버터로부터 제 3 DC 전압을 수신하는 스텝과,
    DC-DC 변환을 수행하여 상기 제 2 DC 전압과 상기 제 3 DC 전압 중 하나를 상기 제 2 DC 전압보다 높은 레벨까지 스텝 업함으로써 DC 전력 신호를 생성하는 스텝과,
    상기 픽스처를 통하여 상기 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 상기 DC 전력 신호를 공급하는 스텝을 포함하고, 상기 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스는 상기 픽스처에 커플링되는 컴팩트 형광등인 것인 전력 공급 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 광전지 모듈로부터 전력을 드로잉하는 스텝은, 최대 전력점 트래커를 이용하여 상기 광전지 모듈로부터 전력을 드로잉하는 스텝을 포함하는 것인 전력 공급 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC 케이퍼블 AC 어플라이언스에 공급되는 상기 DC 전력 신호를 모니터링하는 스텝을 더 포함하는 것인 전력 공급 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 DC 전력 신호를 모니터링하는 스텝은, 상기 DC 전력 신호에서 과전류를 검출하는 스텝과, 상기 과전류를 검출하면 상기 DC 전력 신호를 차단하는 스텝을 포함하는 것인 전력 공급 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 배터리에 상기 전력의 적어도 일부를 저장하는 스텝을 더 포함하는 것인 전력 공급 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 배터리에 상기 전력을 저장하는 스텝은, 과충전에 대해 상기 배터리를 보호하는 스텝을 포함하는 것인 전력 공급 방법.
  20. 삭제
  21. 제 13항에 있어서,
    상기 배터리로부터 상기 제 2 DC-DC 컨버터로 상기 제2 DC 전압을 공급할 경우에 상기 배터리의 방전을 제한하는 스텝을 더 포함하는 것인 전력 공급 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 13 항에 있어서,
    흑백 텔레비전 세트, 컬러 텔레비전 세트, 컴퓨터 및 라디오 중 하나 이상에 상기 DC 전력 신호를 공급하는 스텝을 더 포함하는 것인 전력 공급 방법.
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