APARATO DE CONTROL PARA MODULOS FOTOVOLTAICOS.
1. Aparato de control (1) para unos módulos fotovoltaicos (3),
en el que el aparato de control (1) comprende por lo menos un sistema de conexión de entrada (2) caracterizado porque dicho sistema de conexión de entrada (2) está adaptado para conectarse a por lo menos un módulo fotovoltaico (3) y el aparato de control (1) comprende por lo menos una unidad de controlador (5) que está conectada a dicho por lo menos un sistema de conexión (2).
2. Aparato de control según la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de control (1) comprende un interruptor principal (4).
3. Aparato de control según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para recoger datos, por medio de impulsos o un puerto de comunicación serie mediante unos contadores de energía externos.
4. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar los módulos fotovoltaicos (3) y calcular la eficiencia pertinente.
5. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para verificar de manera permanente el funcionamiento correcto de los módulos fotovoltaicos (3) y está adaptada adicionalmente para alertar de un robo, de un fusible fundido, de una polaridad incorrecta y conexión.
6. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar dispositivos externos por medio de unas unidades de entrada y/o salida.
7. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de entrada (27a - 27e).
8. Aparato de control según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha por lo menos una unidad de entrada (27a - 27e) integra un fusible.
9. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de salida (29a - 29b).
10. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de medición.
11. Aparato de control según la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de medición está adaptada para medir temperatura, tensión, corriente, potencia y/o energía.
12. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a - 27e) pueden conectarse entre sí mediante un sistema de bus.
13. Aparato de control según la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a, 27b) presentan por lo menos un conector macho (33) en un primer lado y por lo menos un conector hembra (31) correspondiente en un segundo lado que está opuesto a dicho primer lado, de tal modo que dichas unidades pueden conectarse entre sí.
14. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque por lo menos una de dichas unidades comprende una ranura (35a, 35b) que se ajusta en un carril de montaje (22, 23) estándar.
15. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque dicha por lo menos una de dichas unidades (27a, 27e) incluye un dispositivo de asignación que puede asignar automáticamente una dirección o una subdirección a dichas unidades según su posición.
16. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque es adecuado como recambio que permite a las unidades sustituir los portafusibles existentes en cuadros eléctricos.
17. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el sistema es modular.
18. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque incluye unos LED multicolor adaptados para proporcionar una indicación visual inmediata del estado y nivel de los parámetros eléctricos de los módulosfotovoltaicos (3).
19. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en serie.
20. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en paralelo
Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U200901705.
Solicitante: CARLO GAVAZZI SERVICES AG.
Nacionalidad solicitante: Suiza.
Dirección: SUMPFSTRASSE 32,STEINHAUSEN-6312 SUIZA.
Inventor/es: PEROT,MAURO, D'INCA,FABIO, FACCHIN,FABIO.
Fecha de Solicitud: 7 de Diciembre de 2009.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 28 de Junio de 2010.
Clasificación PCT:
- H01L31/02 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › Detalles.
Fragmento de la descripción:
Aparato de control para módulos fotovoltaicos.
La presente invención se refiere a un aparato de control para módulos fotovoltaicos, en el que el aparato de control comprende por lo menos un sistema de conexión de entrada.
Un aparato de control para módulos fotovoltaicos es conocido a partir de documento US 2007/0252716 A1. Según la técnica anterior, se proporciona un inversor que puede conectarse a por lo menos un generador fotovoltaico en el extremo de entrada y a un sistema de potencia en el extremo de salida. El inversor incluye un microcontrolador para diagnosticar el inversor. El inversor transforma la corriente continua procedente de los módulos fotovoltaicos en corriente alterna. El microcontrolador está conectado al lado de corriente alterna (lado CA) del módulo de inversor.
Un objetivo de la invención es proporcionar un aparato de control que puede monitorizar y controlar varias funciones de uno o más módulos fotovoltaicos.
Según la invención, este objetivo se alcanza mediante el aparato de control según la reivindicación 1. El aparato de control está caracterizado porque dicho sistema de conexión de entrada está adaptado para conectarse a por lo menos un módulo fotovoltaico y el aparato de control comprende por lo menos una unidad de controlador que está conectada entre dicho por lo menos un sistema de conexión de entrada y un interruptor principal. Disponiendo el aparato de control de esa manera puede monitorizar y controlar varias funciones de uno o más módulos fotovoltaicos.
Preferentemente, la unidad de controlador está adaptada para recoger datos, por medio de impulsos o un puerto de comunicación serie mediante contadores de energía externos.
Según un aspecto adicional de la invención, la unidad de controlador está adaptada para controlar los módulos fotovoltaicos y calcular la eficiencia pertinente.
Según otro aspecto adicional de la invención, la unidad de controlador está adaptada para verificar de manera permanente el funcionamiento correcto de los módulos fotovoltaicos y está adaptada adicionalmente para alertar de robo, fusible fundido, polaridad incorrecta y conexión.
Según otro aspecto adicional de la invención, la unidad de controlador está dotada de unidades de entrada y/o salida que permiten controlar dispositivos externos.
Según una forma de realización adicional, el aparato de control comprende por lo menos una unidad de entrada que preferentemente integra un fusible.
Según otro aspecto adicional de la invención, el aparato de control comprende por lo menos una unidad de medición que preferentemente está adaptada para medir temperatura, tensión, corriente, potencia y/o energía.
Según otro aspecto adicional de la invención, por lo menos dos de dichas unidades de controlador, unidad de entrada, unidad de medición, pueden interconectarse mediante un sistema de bus, en el que preferentemente por lo menos dos de dichas unidades tienen por lo menos un conector macho en un primer lado y por lo menos un conector hembra correspondiente en un segundo lado que está opuesto a dicho primer lado, de modo que dichas unidades pueden conectarse entre sí, sin requerir un cable entre ellas.
Una forma de realización ventajosa adicional de la invención prevé que por lo menos una de dichas unidades comprenda una ranura que se ajusta en un carril de montaje estándar.
Una forma de realización ventajosa adicional de la invención prevé que por lo menos una de dichas unidades incluya un dispositivo de asignación que puede asignar automáticamente una dirección o una subdirección a dichas unidades según su posición.
Preferentemente, el aparato de control es adecuado para su recambio permitiendo a las unidades sustituir a portafusibles en cuadros eléctricos.
Según un aspecto adicional de la invención, el aparato de control es modular lo que permite adaptarlo a necesidades individuales para diferentes plantas fotovoltaicas.
Según un aspecto adicional de la invención, el aparato de control incluye LED multicolor adaptados para dar una indicación visual inmediata del estado y nivel de los parámetros eléctricos de los módulos fotovoltaicos.
El aparato de control según la invención puede usarse en conexión con módulos fotovoltaicos que están conectados en serie y/o módulos fotovoltaicos que están conectados en paralelo.
La invención se explicará de manera más detallada a título de ejemplo haciendo referencia a las figuras, en las que
la figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de una planta fotovoltaica que está dotada de un aparato de control según la invención;
la figura 2 muestra el aparato de control según la invención;
la figura 3 muestra en una vista en perspectiva dos módulos que pueden usarse en el aparato de control según la invención;
la figura 4 muestra un diagrama esquemático de una configuración de una única cadena;
la figura 5 muestra un diagrama esquemático de una configuración de múltiples cadenas;
la figura 6 muestra un diagrama esquemático de una configuración de cadenas en paralelo.
La planta fotovoltaica tal como se muestra en una vista general en la figura 1 comprende un módulo fotovoltaico 3 que puede ser un generador fotovoltaico de una única cadena o de múltiples cadenas. El módulo fotovoltaico 3 está conectado a un aparato de control 1 a través de un sistema de conexión de entrada 2 mediante cinco cadenas en el presente ejemplo. En el lado de salida del aparato de control 1, se proporciona un inversor 7 que convierte la corriente CC generada por el módulo fotovoltaico 3 en una corriente CA que puede suministrarse a la red pública. El aparato de control 1 comprende el sistema de conexión de entrada 2, una unidad 5 de controlador y un interruptor principal 4.
El aparato de control 1 se muestra en detalle en la figura 2. Unidos a una placa 21 inferior hay dos carriles 22 y 23 con ranuras 22a, 22b y 23a, 23b, respectivamente. El carril 22 lleva el interruptor principal 4, un módulo protector de sobretensión 24 y una fuente 25 de alimentación adecuada para montaje sobre carril. Según una realización de sistema de nivel básico, el carril 23 lleva una fila de módulos, incluyendo un módulo de visualización 26 y cinco módulos de entrada 27a, 27b, 27c, 27d y 27e en este ejemplo.
Estos módulos realizan la gestión de bus local tanto para las unidades de medición como para las unidades de E/S. Además, los módulos 27a, 27b, 27c, 27d y 27e asignan la dirección de unidad local correcta automáticamente y reúnen todas las mediciones locales procedentes de las unidades de medición.
Una forma de realización de un sistema ampliado incluye módulos adicionales, como medición de temperaturas o salidas de relé. Los módulos puede proporcionar dos salidas de relé para gestionar alarmas y/o cargas externas (tales como un sistema de iluminación, un sistema de lavado fotovoltaico, etc.) y dos entradas de temperatura de panel fotovoltaico. Puede preverse una unidad de medición de potencia CC (potencia generada por el panel fotovoltaico), que presenta un portafusiles incorporado. Otros módulos recogen datos medioambientales pertinentes (a través de sensores externos) tales como la velocidad del viento, la temperatura del aire y la irradiación solar. Por tanto, el aparato de control puede comprobar el funcionamiento correcto de la instalación solar y también recoger todos los datos eléctricos como tensión, corriente, potencia, energía, con el fin de calcular también la eficiencia de la planta. Pueden usarse hasta 16 módulos (incluyendo un controlador maestro, módulos de medición de temperatura, módulos de salida, módulos de entrada) y se interconectan usando un sistema de bus que no requiere ningún cable, que se explicará posteriormente en detalle. El usuario elige el número y tipo de módulos según sus necesidades. Los módulos integran un fusible. Pueden montarse fácilmente en cuadros existentes, sustituyendo a los portafusibles que normalmente están presentes (montaje de recambio).
Un sistema de conexión 2 que comprende cinco conectores de zócalo, cada uno con dos polos, está conectado con un tipo de polaridad a los módulos de entrada 27a, 27b, 27c, 27d y 27e, mientras que los otros cinco polos de la segunda polaridad están conectados a cinco fusibles 28a, 28b, 28c, 28d, 28e. Tras pasar por los fusibles, la corriente llega al interruptor principal 4 que está conectado al sistema...
Reivindicaciones:
1. Aparato de control (1) para unos módulos fotovoltaicos (3), en el que el aparato de control (1) comprende por lo menos un sistema de conexión de entrada (2) caracterizado porque dicho sistema de conexión de entrada (2) está adaptado para conectarse a por lo menos un módulo fotovoltaico (3) y el aparato de control (1) comprende por lo menos una unidad de controlador (5) que está conectada a dicho por lo menos un sistema de conexión (2).
2. Aparato de control según la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de control (1) comprende un interruptor principal (4).
3. Aparato de control según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para recoger datos, por medio de impulsos o un puerto de comunicación serie mediante unos contadores de energía externos.
4. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar los módulos fotovoltaicos (3) y calcular la eficiencia pertinente.
5. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para verificar de manera permanente el funcionamiento correcto de los módulos fotovoltaicos (3) y está adaptada adicionalmente para alertar de un robo, de un fusible fundido, de una polaridad incorrecta y conexión.
6. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad de controlador (5) está adaptada para controlar dispositivos externos por medio de unas unidades de entrada y/o salida.
7. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de entrada (27a-27e).
8. Aparato de control según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha por lo menos una unidad de entrada (27a-27e) integra un fusible.
9. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de salida (29a-29b).
10. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende por lo menos una unidad de medición.
11. Aparato de control según la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de medición está adaptada para medir temperatura, tensión, corriente, potencia y/o energía.
12. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a-27e) pueden conectarse entre sí mediante un sistema de bus.
13. Aparato de control según la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos dos de dichas unidades (27a, 27b) presentan por lo menos un conector macho (33) en un primer lado y por lo menos un conector hembra (31) correspondiente en un segundo lado que está opuesto a dicho primer lado, de tal modo que dichas unidades pueden conectarse entre sí.
14. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque por lo menos una de dichas unidades comprende una ranura (35a, 35b) que se ajusta en un carril de montaje (22, 23) estándar.
15. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque dicha por lo menos una de dichas unidades (27a, 27e) incluye un dispositivo de asignación que puede asignar automáticamente una dirección o una subdirección a dichas unidades según su posición.
16. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque es adecuado como recambio que permite a las unidades sustituir los portafusibles existentes en cuadros eléctricos.
17. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el sistema es modular.
18. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque incluye unos LED multicolor adaptados para proporcionar una indicación visual inmediata del estado y nivel de los parámetros eléctricos de los módulos fotovoltaicos (3).
19. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en serie.
20. Aparato de control según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque por lo menos dos de los módulos fotovoltaicos (3) están conectados en paralelo.
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