(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽エネルギーによってＤＣ負荷を作動する太陽光発電システムを提供する。【解決手段】電力供給構成体は、太陽光をＤＣ電力に変換する太陽エネルギ装置を含む。ＤＣ負荷は、ＤＣ電流電力で作動する。ＤＣ負荷は、太陽エネルギ装置の電気出力の最大量を消費するように制御または調節することができる。ＤＣ−ＡＣコンバータは、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。制御装置は、ＤＣ電流電力のすべてがＤＣ負荷によって消費することができない場合にのみ、ＤＣ−ＡＣコンバータに、太陽エネルギ装置からのＤＣ電流電力の一部を受けさせることができる。【選択図】図３
2018085927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光をＤＣ電力に変換するように構成された太陽エネルギ装置と、
ＤＣ電流電力で作動するように構成された調節可能ＤＣ負荷と、
前記太陽エネルギ装置の電気出力のレベルを検知するように構成された電気出力検知装置と、
前記調節可能ＤＣ負荷および前記電気出力検知装置のそれぞれに結合された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記電気出力検知装置からの信号を受信し、
前記ＤＣ負荷が前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の最大量を消費するように、受信した前記信号に応じて前記ＤＣ負荷を調節し、
前記ＤＣ負荷が前記太陽エネルギ装置の前記電気出力のすべてを消費できない場合、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の残部をＡＣ電力に変換させる、
電力供給構成体。
【請求項２】
前記太陽エネルギ装置は、太陽光発電装置を備える、請求項１に記載の電力供給構成体。
【請求項３】
前記電気出力検知装置は電力測定装置を備える、請求項１に記載の電力供給構成体。
【請求項４】
前記調節可能ＤＣ負荷は、ＨＶＡＣシステムを備える、請求項１に記載の電力供給構成体。
【請求項５】
前記ＨＶＡＣシステムは循環ファンを備え、
前記制御装置は、暖房および冷房が必要とされない間、前記太陽エネルギ装置からの電力を使用して前記循環ファンを運転するように構成される、
請求項４に記載の電力供給構成体。
【請求項６】
前記ＨＶＡＣシステムは圧縮装置を備え、
前記制御装置は、暖房および冷房が必要とされない間、前記太陽エネルギ装置のからの電力を使用して除湿モードで前記圧縮装置を運転するように構成される、
請求項４に記載の電力供給構成体。
【請求項７】
前記制御装置は、前記太陽エネルギ装置からの電力を使用し、前記ＨＶＡＣシステムの設定温度を超えて前記ＨＶＡＣシステムを用いて過熱または過冷却を行うように構成され、
前記設定温度は、人間の使用者によって設定されている、
請求項４に記載の電力供給構成体。
【請求項８】
前記太陽エネルギ装置によって供給された前記ＤＣ電力を補うように構成された電池をさらに備える、請求項１に記載の電力供給構成体。
【請求項９】
電力供給方法であって、
太陽エネルギ装置の使用によって太陽光をＤＣ電力に変換するステップと、
前記ＤＣ電流電力を複数の調節可能ＤＣ負荷に供給するステップと、
前記太陽エネルギ装置の電気出力のレベルを検知するステップと、
前記ＤＣ負荷が前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の最大量を共同して消費するように、前記太陽エネルギ装置の電気出力のレベルに応じて、前記ＤＣ負荷のそれぞれを調節
するステップと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記ＤＣ負荷が前記太陽エネルギ装置の前記電気出力のすべてを消費できない場合、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の残部をＡＣ電力に変換するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記負荷のそれぞれによって消費されるように、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の各一部を決定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記決定するステップは、アルゴリズムまたは探索表の使用によって行われる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定するステップは、前記負荷による前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の総消費の変化率が変化率の閾値を超えないように、前記変化率を制御するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記負荷のそれぞれは、プロセッサを含み、
前記決定するステップは、前記負荷の前記プロセッサが互いと通信するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
太陽光をＤＣ電力に変換するように構成された太陽エネルギ装置と、
前記ＤＣ電流電力で作動するように構成されたＤＣ負荷と、
前記ＤＣ電力をＡＣ電力に変換するように構成されたＤＣ−ＡＣコンバータと、
前記ＤＣ電流電力のすべてが前記ＤＣ負荷によって消費することができない場合にのみ、前記ＤＣ−ＡＣコンバータが前記太陽エネルギ装置からの前記ＤＣ電流電力の一部を受けることを可能とするように構成された制御装置と、
を備える、電力供給構成体。
【請求項１６】
前記太陽エネルギ装置は、太陽光発電装置を備える、請求項１５に記載の電力供給構成体。
【請求項１７】
太陽光を前記太陽エネルギ装置に適用できない場合、前記ＤＣ電力を前記ＤＣ負荷に供給するように構成されたＡＣ−ＤＣ電力供給体をさらに備える、請求項１５に記載の電力供給構成体。
【請求項１８】
前記太陽エネルギ装置および前記ＤＣ負荷を相互接続するＤＣ電力バスをさらに備える、請求項１５に記載の電力供給構成体。
【請求項１９】
前記ＤＣ負荷は機器を備える、請求項１５に記載の電力供給構成体。
【請求項２０】
前記機器はＨＶＡＣ設備を備える、請求項１９に記載の電力供給構成体。
【請求項２１】
太陽光をＤＣ電力に変換するように構成された太陽エネルギ装置と、
ＤＣ電流電力で作動するように構成された調節可能ＤＣ負荷と、
前記太陽エネルギ装置の電気出力のレベルを検知するように構成された電気出力検知装置と、
前記調節可能ＤＣ負荷および前記電気出力検知装置のそれぞれに結合された局所制御装置と、
前記局所制御装置に通信的に結合され、前記調節可能ＤＣ負荷から離れた位置に配され
た遠隔制御装置と、
を備え、
前記遠隔制御装置は、前記局所制御装置を介して通信するように構成され、これによって、
前記電気出力検知装置からの信号を受信し、
前記ＤＣ負荷が前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の最大量を消費するように、受信した前記信号に応じて、前記ＤＣ負荷を調節し、
前記ＤＣ負荷が前記太陽エネルギ装置の前記電気出力のすべてを消費できない場合、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の残部をＡＣ電力に変換させる、電力供給構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、太陽エネルギに関し、より詳細には、太陽エネルギの使用によってＤＣ負荷を作動することに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]住宅建物および商業建物用の現在の太陽光発電（ＰＶ）システムは、典型的には直流（ＤＣ）を発電しており、この直流が、建物内または建物上のＡＣ回路ブレーカボックスの中にあってＡＣ回路ブレーカボックスに接続されたインバータを使用して交流（ＡＣ）に変換される。このようなシステムは、グリッドがＰＶ出力の何らかの一時的な低下を補わなければならないときに生ずる電力の断続を受ける。ヒートポンプ等の現在のＨＶＡＣシステムは、特にファンまたは圧縮装置が変速モータを有するとき、多くの場合、ＡＣ−ＤＣ−ＡＣ、ＡＣモータ制御またはＡＣ−ＤＣ電力供給を利用する。ＤＣ入力を利用することができるであろう様々な変速モータが存在する。例としては、電子整流モータ（ＥＣＭ）としても知られるブラシレスＤＣモータ（ＢＬＤＣモータ）、ならびにＡＣモータ用の可変周波数駆動部（ＶＦＤ）であり、これはＶＦＤへの入力としてＤＣを使用するように構成することもできる。例えば、Ｂｏｓｃｈブランドの地熱ヒートポンプは、ＡＣ−ＤＣ電源を使用して、変速ＥＣＭファンモータに電力供給する。本発明の明細書の目的において、用語「ＤＣモータ」は、ＤＣ入力ＶＦＤが変速ＡＣモータまたは類似物を制御する場合であっても、モータまたはモータ制御へのＰＶ入力がＤＣである任意のモータシステムを指す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003]ＡＣ建物負荷による使用のために、または公共設備グリッドへのエクスポートのためにＰＶからのＤＣのすべてをＡＣに変換することが知られている。これまでの技術において知られていないことは、ＤＣ負荷がソーラーパネルのＤＣ電気出力の最大量を消費するようにＤＣ負荷を調節すること、およびＤＣ電力のすべてがＤＣ負荷によって消費されない場合にのみソーラーパネルからのＤＣ電力をＡＣに変換することである。さらに、グリッド上の電力断続の減少または回避を目的として、ＰＶ電力の変動性と共同してメータの需要側で、様々な方法で、目的をもって負荷を管理することは知られていない。さらに、ＤＣ負荷が、ＡＣ−ＤＣ−ＡＣモータ制御のＤＣ相へのＤＣ入力によるヒートポンプ等のＨＶＡＣシステムの形態であることは、これまでの技術において知られていない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]本発明は、ソーラーアレイからのＤＣ出力が直接的にまたはＤＣ／ＤＣコンバータを介してＨＶＡＣ設備のＤＣ回路に接続されるＨＶＡＣ電力供給構成体に指向される。変速ＤＣモータは、ソーラーパネルの電気出力の最大量を消費するように制御または調節することができ、出力がより高いとき消費を増大させ、出力がより低いとき消費を低下させる。ＨＶＡＣ設備内にある（例えばモータ制御回路）またはＨＶＡＣ設備から離れているインバータは双方向モードで動作して、出力エネルギが変速ＤＣモータによって完全に消費されない場合に、ソーラーアレイからのＤＣ出力を家の回路用のＡＣに変換することができる。この技法は、ＤＣ機器および他のＤＣ装置への直接結合のための、家または商業建物内にあるＤＣ電力バスの組み込みも可能にする。
【０００５】
[0005]一実施形態において、本発明は、太陽光をＤＣ電力に変換する太陽エネルギ装置を含む電力供給構成体を備える。調節可能ＤＣ負荷は、ＤＣ電流電力で作動する。電気出力検知装置は、太陽エネルギ装置の電気出力のレベルを検知する。制御装置は、調節可能
ＤＣ負荷および電気出力検知装置のそれぞれに結合される。制御装置は、電気出力検知装置からの信号を受信し、ＤＣ負荷が太陽エネルギ装置の電気出力の実質的にすべてを消費するように、ＤＣ負荷を調節する。ＤＣ負荷の調節は、受信した信号に基づいて行われ、また、他の負荷が電力を受ける必要があるかどうかに依存する。例えば、利用可能なソーラー発電電気がどれくらいＨＶＡＣシステムに送られるべきか、およびどれくらい電気自動車（ＥＶ）用の充電ステーション等の他の負荷に送られるべきかを決定することができる。
【０００６】
[0006]別の実施形態において、本発明は、太陽光をＤＣ電力に変換する太陽エネルギ装置を含む電力供給構成体を備える。ＤＣ負荷は、ＤＣ電流電力で作動する。ＤＣ−ＡＣコンバータは、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。制御装置は、ＤＣ電流電力のすべてがＤＣ負荷によって消費することができない場合にのみ、ＤＣ−ＡＣコンバータが太陽エネルギ装置からのＤＣ電流電力の一部を受けることを可能にする。
【０００７】
[0007]さらに別の実施形態において、本発明は、太陽エネルギ装置の使用によって太陽光をＤＣ電力に変換するステップを含む電力供給方法を含む。ＤＣ電流電力は複数の調節可能ＤＣ負荷に供給される。太陽エネルギ装置の電気出力のレベルが検知される。ＤＣ負荷のそれぞれは、ＤＣ負荷が太陽エネルギ装置の電気出力の最大量を共同して消費するように調節される。ＤＣ負荷の調節は、太陽エネルギ装置の電気出力のレベルに依存する。
【０００８】
[0008]さらに別の実施形態において、本発明は、太陽エネルギ装置の使用によって、太陽光をＤＣ電力に変換するステップを含む電力供給方法を含む。ＤＣ電流電力は、電力をＡＣ負荷に供給するインバータに供給される。太陽エネルギ装置の電気出力のレベルが検知される。ＡＣ負荷または一組のＡＣ負荷は、公共設備グリッドからのＡＣ電力需要を排除するまたは減少させることを意図する方法で可変ＰＶ−ＤＣ電力の消費を最適化する種々の方式で動作される。ＡＣ負荷の調節は、太陽エネルギ装置の電気出力のレベルに依存する。
【０００９】
[0009]本発明は、太陽光発電（ＰＶ）システムと回路ブレーカボックスとの間のインバータを有する必要性を排除することができる。代わりに、ソーラーアレイからのＤＣ出力は、直接的に、またはＤＣ／ＤＣコンバータを介して、ＨＶＡＣ設備のＤＣ回路に接続することができる。出力エネルギが建物の変速ＤＣモータまたは他のＤＣ負荷によって完全に消費されない場合、ＨＶＡＣ設備内のインバータは、双方向モードで動作し、ソーラーアレイからのＤＣを家の回路または公共設備グリッド用のＡＣに変換することができる。この技法は、ＤＣ機器および他のＤＣ装置に直接結合するための、家または商業建物内のＤＣ電力バスの組み込みも可能にする。ソーラーシステムに使用されてきた伝統的なインバータの排除は、システムコストを大きく削減することができ、本発明により電気損失を低下させることができ、そして、結果として、低コストでシステムの効率性を向上させることができる。本発明は、システムの簡素化によって、より低コスト、より高効率およびより高信頼性を実現することができる。
【００１０】
[0010]別の実施形態において、電気ＤＣ負荷（例えば、ＨＶＡＣシステム、機器、ＥＶ充電装置、水ポンプ、等）は、負荷の電力消費がＰＶシステムから利用可能な電力にできる限り密接に対応するような種々の方法で調節される。ＤＣ負荷のこの調節は、ＤＣ負荷によるシステム（例えば、公共設備グリッド、電池、等）における他の電源の必要性の変動を結果的に小さくすることを意図する。このような適用において、ＰＶ出力は、公共設備または蓄電デバイスからの付加的な電力を要求することなく、適切な電力を負荷に供給するように設計される。公共設備または蓄電電力は、夜または緊急時の間に電力を供給することだけを目的とする。また、ＤＣ負荷のこの調節は、システム損失を削減し、公共設備の変圧器の大きさを最小化し、システムコストをより低下させ、そして、公共設備グリ
ッドの能力を高めて、再生可能エネルギのより高い浸透レベルを支持することができる。このような適用は、伝統的なＰＶシステム設計によって引き起こされる電力断続の管理を目的として、公共設備が運転予備力の追加コストを回避することを可能にする。
【００１１】
[0011]さらに別の実施形態において、本発明は、ＨＶＡＣシステムおよびモータ制御装置にスマートメータ機能を追加することを指向し、ソーラーアレイからのＤＣ出力が直接的にまたはＤＣ／ＤＣコンバータを介してＨＶＡＣ設備のＤＣ回路に接続される。出力エネルギが変速ＤＣモータによって消費することができない場合、ＨＶＡＣ設備内のインバータは、双方向モードでソーラーアレイからのＤＣを家の回路用のＡＣに変換するように動作する。公共設備は、メータの需要側のＨＶＡＣおよび他の機器を監視および制御することができる。スマートメータ機能は、ＨＶＡＣモータ制御装置、または温度調節器、セキュリティシステム、もしくは他のスマート機器を含むことも可能な別の備え付けホーム制御装置に組み込まれる。このようにして、スマート公共設備機能は、独立型メータを設ける必要なく提供される。
【００１２】
[0012]さらなる実施形態において、本発明は、太陽光をＤＣ電力に変換する太陽エネルギ装置を含む電力供給構成体を備える。調節可能ＤＣ負荷は、ＤＣ電流電力で作動する。電気出力検知装置は、太陽エネルギ装置の電気出力のレベルを検知する。局所制御装置は、調節可能ＤＣ負荷および電気出力検知装置のそれぞれに結合される。遠隔制御装置は、局所制御装置に通信的に結合され、調節可能ＤＣ負荷から離れた位置に配される。遠隔制御装置は、局所制御装置を介して通信し、これによって、電気出力検知装置からの信号を受信し、ＤＣ負荷が太陽エネルギ装置の電気出力の最大量を消費するように、受信した信号に基づいてＤＣ負荷を調節する。ＤＣ負荷が太陽エネルギ装置の電気出力のすべてを消費できない場合、遠隔制御装置は、太陽エネルギ装置の電気出力の残部をＡＣ電力に変換させる。
【００１３】
[0013]添付の図面と合わせて本発明の実施形態の以下の説明を参照することによって、本発明の上記記載のおよび他の特徴ならびに目的、ならびにこれらを達成する方法がより明らかとなり、また本発明自体がより深く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]本発明の電力供給構成体の一実施形態のブロック図である。
【図２】[0015]本発明の電力供給構成体の別の実施形態のブロック図である。
【図３】[0016]本発明の電力供給方法の一実施形態のフローチャートである。
【図４】[0017]本発明の電力供給構成体のさらに別の実施形態のブロック図である。
【図５】[0018]本発明の電力供給方法の別の実施形態によるＤＣ負荷間の通信を図示する図である。
【図６】[0019]本発明の電力供給構成体のさらに別の実施形態のブロック図である。
【図７】[0020]本発明の電力供給構成体のさらなる実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0021]対応する参照符号は、いくつかの視点を通じた対応する部分を示す。本明細書において述べられた例示は、本発明の実施形態を示すが、いくつかの形態において、以下に開示された実施形態は、網羅的であること、または本発明の範囲を、開示されたまったく同じ形態に限定することとして解釈されることを意図するものではない。
【００１６】
[0022]図面、特に図１、を参照すると、ソーラーＰＶアレイ１２、およびアレイ１２をＨＶＡＣシステム１８の双方向性インバータ１６に電気的に接続するＤＣ電源バス１４（またはＡＣ−ＤＣ−ＡＣモータ制御回路におけるＤＣ相へのＤＣ入力）を含む本発明の電力供給構成体１０の一実施形態が図示される。インバータ１６は、アレイ１２からのＤＣ電圧を、ＨＶＡＣシステム１８が使用するのに適したＤＣ電圧レベルまで変換することができる。アレイ１２は、ソーラーアレイから出力されるＤＣ電圧をバス１４で伝送するのに適した電圧レベルまで変換できるＤＣ−ＤＣコンバータを含んでよい。インバータ１６は、アレイ１２からのＤＣ電圧を、構成体１０と関連付けられた家２０の残部によって使用可能なＡＣ電圧に変換することもできる。家２０内で使用できない余剰ＡＣ電力は、家２０の外部で使用するためのグリッド２２に供給することができる。一実施形態において、ＨＶＡＣシステム１８（または他の可変ＡＣもしくはＤＣ負荷）がアレイ１２からのＤＣ電力のすべてを消費できない場合にのみ、アレイ１２からのＤＣ電圧は、インバータ１６によってＡＣ電圧に変換することができる。
【００１７】
[0023]アレイ１２からのＤＣ電圧をＨＶＡＣシステム１８へ直接伝送することによって、構成体１０は、伝送ならびにＡＣ負荷および（ＡＣ電圧を逆にＤＣ電圧に変換後の）ＤＣ負荷の両方による使用のために、アレイ１２からのＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換する別個のインバータの必要性を排除することができる。別個のインバータの省略は、電気的損失を減少させ、コストを削減し、そして、システムの改善された信頼性を提供することができる。さらに、本発明は、建物またはＥＶ充電システム内の他の機器によって使用可能な高電圧ＤＣ電力バス１４を提供することができる。
【００１８】
[0024]別の実施形態において、双方向インバータは、単なるＤＣドライブまたはＤＣモータとすることができ、選択的な（多くの場合より小さな）インバータをＤＣバスに追加することができる。インバータの必要性およびインバータの大きさは、もしあるならば、ある建物環境下のＤＣ負荷によって消費できないであろうＰＶエネルギの量によって決定することができる。
【００１９】
[0025]代替的な実施形態（不図示）において、ＰＶアレイ１２におけるＤＣ／ＤＣ変換が省略される。すなわち、ＤＣ電圧は、アレイ１２のソーラーセルによって発電される電圧と同じ電圧でバス１４に伝送することができる。
【００２０】
[0026]別の実施形態（図２）において、本発明の電力供給構成体１００は、ソーラーアレイ１１２の可変ＰＶ出力の使用を最大化する制御装置１２４によって調節することができるＤＣ負荷１１８を含む。すなわち、電力測定装置１２６または同様の装置は、ソーラーアレイ１１２の出力電力を検知することができ、１２８で図示するように、検知した読み取り値を制御装置１２４へ通信することができる。続いて、制御装置１２４は、１３０で図示するように、ソーラーアレイ１１２が発電可能な電力の実質的にすべてを負荷１１８が消費するように、ＤＣ負荷１１８を調節することができる。したがって、インバータがなくとも、または大きさを縮小させたインバータで、公共設備のグリッド（不図示）に余剰ＰＶ出力を供給することができる。実際的な例は、光がより少ない（例えば雲の多い）状況の低下した太陽エネルギ出力の下で、より長い時間より低速で空調モータを作動させることであろう。これにより、グリッド上の電力の変化（断続）を減少させながら、同じ建物の冷房を達成することができ、これは公共事業会社にとって非常に望ましい。また、ソーラーアレイによって発電された電力の総量を使用する負荷（複数可）によって、本発明は、ソーラーアレイからのＤＣ電力をＡＣ電力に変換すること、ＡＣ電力をグリッドに伝送すること、グリッドからＡＣ電力を受けること、およびグリッドからのＡＣ電力をＤＣ電力に変換することと関連付けられたエネルギ損失を回避する。
【００２１】
[0027]同じ原理は、ソーラーアレイに代えて、またはソーラーアレイに加えて、蓄電池を利用するシステムに適用することができる。この場合、電池制御装置および／または充電制御装置は、電池の電力出力のすべてを消費するように負荷を調節することによって削減または排除することができるだろう。一実施形態において、ソーラーアレイが要求される必要最小限度の電力レベルを提供することができないとき、電池は、要求される必要最
小限度の電力レベルを負荷に供給することができることを確保する。例えば、電池は、負荷と関連付けられたいずれかの電子機器の稼働に加えて、電子制御装置に電力を供給することができる。例えば、ソーラーアレイが朝の太陽光まで負荷のフル稼働を維持する電力を供給することができなくとも、使用者が負荷と相互作用できるように、電池は夜に光を負荷に作用させ続けることができる。ソーラーアレイが負荷に必要とされるよりも大きな電力を発電する場合には、電池はソーラーアレイによって充電することができる。また、利用可能な太陽エネルギに負荷を同期させることは、システムにおいて電池を充放電する量および頻度を減少させることができ、これにより電池寿命を延長させることができる。ソーラー同期負荷は、公共設備グリッド需要における断続が減少するのと同様にして、電池充電／放電の断続を減少させることによって電池寿命も改善することができる。
【００２２】
[0028]本発明の電力供給方法３００（図３）は、図４および図５を参照して以下に記載される。第１ステップ３０２において、太陽光は、太陽エネルギ装置の使用によってＤＣ電力に変換される。例えば、電力供給構成体４００（図４）は、太陽光をＤＣ電力に変換するソーラーアレイ４１２を含む。
【００２３】
[0029]次のステップ３０４において、ＤＣ電流電力は、複数の調節可能ＤＣ負荷に供給される。図４の特定の実施形態に示すように、複数のＤＣ負荷４１８ａ〜４１８ｎは、それぞれ、ソーラーアレイ４１２によって発電されたＤＣ電流電力を受け、作動する。あるいは、ＤＣ負荷４１８はＡＣ負荷であってもよい。
【００２４】
[0030]次に、ステップ３０６において、太陽エネルギ装置の電気出力レベルが検知される。例えば、電力測定装置４２６または同様の装置は、ソーラーアレイ４１２の出力電力を検知することができ、４２８で図示するように、検知した読み取り値を制御装置４２４に通信することができる。
【００２５】
[0031]ステップ３０８において、ＤＣ負荷のそれぞれは、ＤＣ負荷が太陽エネルギ装置の電気出力の最大量を結合的に消費するように調節される。ＤＣ負荷の調節は、太陽エネルギ装置の電気出力のレベルに依存する。図４の実施形態例において、制御装置４２４は、４３０ａ〜ｎに図示するように、負荷４１８ａ〜ｎが共同して、ソーラーアレイ４１２が発電可能な電力の実質的にすべてを消費するように、ＤＣ負荷４１８ａ〜ｎのそれぞれを調節することができる。したがって、インバータがなくとも、または大きさを縮小させたインバータで、公共設備グリッド（不図示）に余剰ＰＶ出力を供給することが必要とされ得る。例えば、負荷４１８ａ〜ｎは、それぞれが建物の各区画の冷房を主に担当するｎ個の空調モータを表わすことができる。代替的実施形態において、負荷４１８ａ〜ｎはｎ個の冷蔵モータおよび／または製氷モータを表わすことができる。建物の種々の区画は所望の設定温度（例えば２２℃（華氏７２度））以下とすることができるが、ＡＣモータ４１８ａ〜ｎは、太陽光が最も直射的であり、このためソーラーアレイ４１２の出力が最大となる正午および正午頃に作動を継続することができる。これによって、建物の種々の区画は、例えば、約２０℃（華氏６８度）から２１．７℃（華氏７１度）の間の温度まで「過冷却」することができる。太陽光が直射的でなくなり、ソーラーアレイ４１２の電力出力能力がより低い夕方において、このような過冷却によって、ＡＣモータ４１８ａ〜ｎは、ソーラーアレイ４１２からのより少ない電力出力を必要とすることができる。したがって、建物は、建物の居住者にとって明らかとはなり得ない小さな温度変動のみで効率的に冷却することができる。また、グリッドからの必要電力量の変動を小さくすることができ、これは公共設備会社にとって非常に望ましいことである。さらに、ソーラーアレイによって発電された電力の全量を使用する負荷によって、本発明は、ソーラーアレイからのＤＣ電力をＡＣ電力に変換すること、ＡＣ電力をグリッドに伝送すること、グリッドからＡＣ電力を受けること、およびグリッドからのＡＣ電力をＤＣ電力に変換することと関連付けられたエネルギ損失を回避する。
【００２６】
[0032]次のステップ３１０において、負荷のそれぞれによって消費されるべき太陽エネルギ装置の電気出力の各一部は、場合によってはアルゴリズムまたは探索表の使用によって決定される。例えば、ＤＣ負荷４１８ａ〜ｎは、建物の各区画を冷房するｎ個の空調モータを表わす場合、建物の区画のそれぞれは、異なる実温度にすることができ、場合によっては異なる設定温度を有することができる。したがって、各モータが、モータの各建物区画の実温度と設定温度との差異によって変化する電力量または電力の一部を消費するように、制御装置４２４は空調（または冷房設備）モータ４１８ａ〜ｎを調節することができる。アルゴリズムまたは探索表は、中間未来（例えば、次の３時間）において建物の区画のそれぞれにおいて予測される熱的状況を考慮することができる。例えば、太陽光により曝される建物の西側の区画は、午後における次の数時間でより暖められると予測することができ、これにより、各空調モータは、ソーラーアレイ４１２の電力出力のより多くの部分を消費するように調節することができる。概して、ＨＶＡＣ設備は、もはや、すべてオンまたはすべてオフのようなデジタル方式で稼働させないことができる。代わりに、圧縮装置および送風装置ユニットは、ソーラーアレイの出力と一致するレベルで稼働することができる。日照が最も強いとき、熱負荷は最も高くなる傾向にある。同じ原理が製氷および冷蔵に適用される。
【００２７】
[0033]負荷のそれぞれによって消費されるべき太陽エネルギ装置の電気出力の各一部を決定するステップ３１０は、負荷による太陽エネルギ装置の電気出力の総消費の変化率が変化率の閾値を超えないように、当該変化率を制御するステップを含むことができる。したがって、ソーラーアレイ４１２から取り出された電力量は、グリッドにおよび／またはグリッドから送られる電力の急騰を回避するために、緩やかな電圧増加をもって変化することができる。このような急騰は、結果的に非効率およびエネルギの無駄となり得る。例えば、負荷４１８ａ〜ｎによる電力消費の変化率が時間秒あたりのワットの閾値または最大レベルを超えないように、制御装置４２４は負荷４１８ａ〜ｎを調節することができる。負荷が、アレイから配送可能なより大きなエネルギを必要とする場合、負荷が緩やかな増加および公共設備からの増大した電力要請を計画していることを通知する信号を公共設備に送信する。増加のタイミングは、公共設備からのフィードバックループ（電力の利用可能性）に基づいて調節可能とすることができる。
【００２８】
[0034]負荷のそれぞれは、各プロセッサを含むことができ、負荷のそれぞれによって消費されるべき太陽エネルギ装置の電気出力の各一部を決定するステップは、プロセッサ間の通信を含むことができる。例えば、図５に示すように、負荷５１８ａ〜ｅは、それぞれ、プロセッサ５３２ａ〜ｅのうちの各１つを含む。プロセッサ５３２ａ〜ｅのそれぞれは、図５の破線両矢印によって図示されるように、プロセッサ５３２ａ〜ｅのうちの他のプロセッサのそれぞれと直接的に通信することができる。プロセッサ５３２ａ〜ｅ間の通信は、無線で行うことができ、または電力を負荷５１８ａ〜ｅに輸送する同じ導電体によって伝えることができる。一実施形態において、プロセッサ５３２ａ〜ｅは、負荷５１８ａ〜ｅのそれぞれによってどの程度電力が取り出されるかを共同して決定するために、互いと通信する。例えば、プロセッサ５３２ａ〜ｅは、ソーラーアレイによって発電される電力のすべてが消費されるように、負荷５１８ａ〜ｅのそれぞれによってどの程度電力が取り出されるかを共同して決定することができる。あるいは、または加えて、プロセッサ５３２ａ〜ｅは、負荷５１８ａ〜ｅによる電力消費の変化率が時間秒あたりのワットの閾値または最大レベルを超えないように、負荷５１８ａ〜ｅのそれぞれによってどの程度電力が取り出されるかを共同して決定することができる。
【００２９】
[0035]最終ステップ３１２（図３）において、ＤＣ負荷が太陽エネルギ装置の電気出力のすべてを消費できない場合、太陽エネルギ装置の電気出力の残部はＡＣ電力に変換される。負荷４１８ａ〜ｎは、厳密に言えば、太陽エネルギ装置４１２の電気出力のすべてを
消費する能力があるが、プロセッサ４２４は、負荷４１８ａ〜ｎの損傷または過熱を回避するために、負荷４１８ａ〜ｎが消費可能なすべての電力を１つまたは複数の負荷４１８ａ〜ｎに消費させないようにする状況も存在する。空調モータの形態の負荷を含む上記実施形態において、プロセッサ４２４は、モータの焼け付きを回避するために、モータが消費可能なすべての電力を１つまたは複数のモータに消費させないようにすることができる。負荷が太陽エネルギ装置の電気出力のすべてを消費することが物理的に不可能かどうかに関係なく、またはプロセッサが、厳密に負荷の損傷を回避するために負荷が太陽エネルギ装置の電気出力のすべてを消費すること防止するかどうかに関係なく、ソーラーアレイ４１２の電気出力の残部はＡＣ電力に変換することができる。このＡＣ電力は、続いて、建物内のＡＣ機器によって消費することができ、家、商業建物の全負荷によって消費することができ、または他の消費者が使用するためのグリッドに送ることができる。
【００３０】
[0036]電力供給構成体４００の他の特徴は、上記に記載したような電力供給構成体１００の特徴と実質的に同様とすることができので、不要な繰り返しを避けるためにここにさらに記載はしない。
【００３１】
[0037]図６において、ソーラーＰＶアレイ６１２、およびＤＣ負荷６１８と関連付けられた双方向インバータ６１６にアレイ６１２を電気的に接続するＤＣ電力バス６１４を含む本発明の電力供給構成体６１０のさらに別の実施形態が図示される。インバータ６１６は、アレイ６１２からのＤＣ電圧を、ＤＣ負荷６１８による使用に適したＤＣ電圧レベルに変換することができる。単一指向性（例えば、一方向性）電力コネクタ６３４は、ＤＣ負荷６１８をインバータ６１６に結合することができる。コネクタ６３４は、電流が一方向のみに（例えば、インバータ６１６から負荷６１８へ）流れるようにすることができ、負荷６１８が短期間に発電装置として機能することになった場合に、電流が負荷６１８からインバータ６１６へ流れることを防止することができる。一実施形態において、コネクタ６３４は、１つまたは複数のダイオード（不図示）の形態をとることができる。したがって、単一指向性コネクタ６３４は、負荷６１８からの電力がインバータ６１６を損傷することを防止することができる。
【００３２】
[0038]アレイ６１２は、ソーラーアレイによるＤＣ電圧出力を、バス６１４上の伝送に適した電圧レベルに変換することができるＤＣ−ＤＣコンバータを含むことができる。インバータ６１６は、アレイ６１２からのＤＣ電圧を、構成体６１０が関連付けられた家６２０の残部によって使用可能なＡＣ電圧に変換することもできる。家６２０内で使用することができない余剰ＡＣ電力は、家６２０の外部で使用するためのグリッド６２２に供給することができる。一実施形態において、アレイ６１２からのＤＣ電圧は、ＨＶＡＣシステム６１８（または他の可変ＡＣまたはＤＣ負荷）がアレイ６１２からのＤＣ電力のすべてを消費できない場合にのみ、インバータ６１６によってＡＣ電圧に変換することができる。単一指向性（例えば、一方向性）電力コネクタ６３６は、アレイ６１２をインバータ６１６に結合することができる。コネクタ６３６は、一方向のみに（例えば、アレイ６１２からインバータ６１６へ）電流を流すことができ、電流がインバータ６１６からアレイ６１２へ流れることを防止することができる。一実施形態において、コネクタ６３６は、１つまたは複数のダイオード（不図示）の形態をとることができる。したがって、単一指向性コネクタ６３６は、インバータ６１６からの電力が、アレイ６１２と関連付けられた電子機器を損傷することを防止することができる。
【００３３】
[0039]本発明は、負荷としてのＨＶＡＣシステムに適用することができるので、ＰＶ電力が利用可能な間において暖房または冷房が不要である場合に、循環ファンはなお作動して、空気清浄機能を提供することができるだろう。同様に、圧縮装置は、除湿モードで作動することができるだろう。建物はわずかな量によって「過冷却」または「過熱」することができ、将来のエネルギ需要を減少させることもできる。したがって、これらの技法の
使用によって、ＰＶによって発電された電力のすべてはＨＶＡＣシステムによって消費することができる。
【００３４】
[0040]本発明は、負荷としての冷凍装置または冷蔵装置に適用することができるので、冷凍装置の圧縮装置のモータ速度は、ＰＶ電気出力と一致するように、またはＰＶ電気出力を完全に消費するように変化させることができるだろう。いずれかの余剰電気出力は、通常要求されるであろう温度を超えて冷凍装置温度を「過冷却」する、またはさらにより低い温度にする、ことに使用することができるであろう。これにより、冷凍装置に蓄えられた熱的エネルギを（ＰＶ電気出力がないこともあり得る）夜に回収することができ、これによって、冷凍装置に他の電源からより低レベルの電力を引き出させることができる。
【００３５】
[0041]本発明は、負荷としてのヒートポンプまたは通常の電気温水暖房に適用することができるので、負荷は、ＰＶ電気出力と一致するように、またはＰＶ電気出力を完全に消費するように調節することができる。いずれかの余剰ＰＶ電気出力は、通常要求されるであろう温度よりも高く水を「過熱」することに使用することができる。したがって、日中または夜に他の非ＰＶ電源から電力を取り出す必要性は減少する。
【００３６】
[0042]本発明は、負荷としての水ポンプに適用することができるので、ポンプは、ＰＶ出力と一致するように、またはＰＶ出力を完全に消費するように変速して作動することができるであろう。より高いモータ速度で揚水されるいずれかの余剰水を日中の間貯蔵または有効利用することができ、これによって夜間に揚水する必要性を減少させることができる。
【００３７】
[0043]本発明は、負荷としての電気自動車の充電に適用することができるので、充電率はＰＶ電気出力によって変化させることができる。ＰＶシステムとＤＣモータ負荷との間のＤＣ電力バスは、負荷を変化させる効率的な方法を提供することができる。ＰＶモジュールがＤＣ電圧を出力し、そして、ＡＣ電圧に変換することなしにＤＣ電力バスを介して直接的にＤＣ電圧を利用することは、変換損失を減少させることができる。
【００３８】
[0044]一実施形態において、ＡＣモータまたはＤＣブラシレスモータ用のＤＣ入力可変周波数駆動部（ＶＦＤ）は、モータの速度を変化させる効率的な方法を提供し、これによってＰＶ電気出力と一致するように負荷を変化させる。ＤＣ入力可変周波数駆動部を、これまで使用されてきたオン／オフサイクルまたはデューティサイクルの代わりに行われる仕事量を変化させるように使用することができる。ＤＣ入力可変周波数駆動部を、例えばＨＶＡＣシステム、灌水ポンプ、または冷蔵装置において使用することができる。
【００３９】
[0045]一実施形態において、用途は、市販の屋根上のＨＶＡＣシステムに適用される。配線コストおよび電気損失は、ＰＶ電力をＨＶＡＣ屋根圧縮装置または空気調和ユニットに直接供給することによって減少させることができる。損失は、ＤＣバスをＤＣモータに利用することによってさらに減少させることができる。
【００４０】
[0046]ソーラー同期ＤＣ負荷の原理は、規格化されたＤＣ建物バスシステム（例えば、新規の３８０ＶＤＣ規格）に適用することができる。一実施形態において、ＰＶモジュールは、適用しやすさ、システムを変更して屋根の変化に適応する柔軟性、影に対する許容量等の公知の固有の利益と共に、ＤＣ／ＤＣコンバータを含むことができる。種々の建物の電気負荷は、規格化電圧（例えば、３８０ＶＤＣ）以下で稼働するように開発することができ、すべての負荷は、中央制御によってＰＶ出力に同期され、グリッド需要の変化を最小限にすることができる。
【００４１】
[0047]本発明は、スマートグリッドを介して電気消費に有利な影響を与えることができ
る。例えば、公共設備会社による電力負荷のピークおよび発電のピークは、本発明によって低下させることができる。
【００４２】
[0048]別の態様において、本発明は、システム相乗効果を実現することができる。例えば、本発明は、作動時間の調整を可能にし、過負荷を防止し、そして、現在の天気または予報（例えば、空を覆う雲の量）に基づいてイベントの予定を作成することを可能にする。
【００４３】
[0049]別の態様において、ソーラーアレイと負荷との間の通信、本発明によって可能となる種々の負荷間の潜在的な通信は、住宅所有者／使用者／操作者が、その場でおよび遠隔的にユーザインタフェースを制御することを可能にすることができる。例えば、使用者は、建物内の長椅子から、使用者の仕事場から遠隔的に、または使用者の休暇中の宿泊場所から遠隔的に、ユーザインタフェースを制御することができる。使用者によるその場でのおよび／または遠隔的なこの制御は、性能データを検討すること、電力コスト率に基づいて機器の動作予定を作成すること、請求を検討すること、および動作を最適化することを含むことができる。
【００４４】
[0050]別の態様において、本発明は、専門の機器の取り付け者によって利用される特徴を含むことができる。例えば、取り付け者は、遠隔的にアフターサービス、診断、および／または修理するためのインタフェースを設けることができる。このインタフェースは、修理のために仕事場へ出張する取り付け者の必要を排除することができる。インタフェースは、取り付け者が、アフターサービスとしてシステムの最適化を提供することも可能にする。
【００４５】
[0051]さらに別の態様において、本発明は、機器製造者が遠隔的に機器またはシステムを最適化することも可能にすることができる。機器製造者は、遠隔的に機器またはシステムを診断し、これによって取り付け者を助けることもできる。本発明は、機器製造者が、長期体制で機器またはシステムを監視することに加えて、機器またはシステムの性能を監視することも可能にすることができる。
【００４６】
[0052]さらなる態様において、本発明は、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、テレビまたはノート型パソコン等、使用者がすでに慣れた既存の装置の形態の主要ユーザインタフェースを提供することができる。使い慣れたインタフェースを使用することによって、使用者からの質問数が減少し、使用者が間違いをおかす数が減少し、そして、使用者が機器との直観的な相互作用を有することが可能になる。
【００４７】
[0053]またさらなる態様において、本発明は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、無線ＬＡＮ等の普遍的なオープンソースプロトコルをもって動作することができる。したがって、他の装置との相互作用を可能とすることができる。
【００４８】
[0054]本発明の別の態様において、各機器または装置にはファイアウォールを有するゲートウェイが存在してもよい。したがって、高いレベルの動作セキュリティを提供することができる。
【００４９】
[0055]さらに別の態様において、本発明は、ホームネットワークに組み込むことができる。このようなホームネットワークは、ＧｏｏｇｌｅパワーメータもしくはＡｐｐｌｅアプリケーションを含むことができ、および／またはＭｉｒｏｓｏｆｔ  ＨｏｍｅＳｔｏｒｅで購入することができる。
【００５０】
[0056]さらなる態様において、本発明は、ＤＣ−ＡＣ変換またはＡＣ−ＤＣ変換を排除
するパラレルＤＣネットワークを含むことができる。したがって、このような変換によって生じる重大な損失を排除することができる。
【００５１】
[0057]本発明は、ＨＶＡＣシステムへの適用として上記のいくつかの実施形態に記載されている。しかしながら、他の実施形態において、本発明は、家庭内温水（ＤＨＷ）、建物アクセス制御／警報システム／セキュリティシステム／火災警報、自動車充電（電気自動車／プラグインハイブリッド電気自動車）、台所家電、媒体、インターネット等に適用される。
【００５２】
[0058]本発明は、ソーラーアレイの形態でＤＣ電源への適用として上記に記載されている。しかしながら、他の実施形態において、本発明は、例えば、風力タービンの整流出力など、ＤＣ電力の他の電源に適用される。本発明は、いずれかのＤＣ電源に適用することができるが、特に、ＤＣ電力出力のレベルが時間によって変動するＤＣ電源に適用可能とすることができる。
【００５３】
[0059]別の実施形態において、図１の双方向インバータ１６と同様の双方向インバータは、ＤＣソーラー可変周波数駆動部（ＶＦＤ）最適化装置を含む。この実施形態は、ソーラーＰＶアレイとＤＣ  ＶＦＤ最適化装置との間のバス上で電力供給されている電気自動車充電装置またはＤＣ  ＬＥＤ照明装置にとって有利となり得る。ソーラーＶＦＤ最適化装置は、ソーラーインバータの必要性を取り除き、公共設備供給（例えば、需要平滑化）上のＡＣサイクルを最小化することができる。
【００５４】
[0060]ＨＶＡＣと結合して使用される可変周波数駆動部を用いて、回転速度は、太陽輻射によって駆動することができる。また、より低速の圧縮装置の回転をずらす必要がある場合、より長いサイクルが存在し得る。さらに、このＨＶＡＣ実施形態に対する可変周波数駆動部は、ＯＮ／ＯＦＦサイクルに対抗するように公共設備からの一定の取り出しを要求することができる。
【００５５】
[0061]ソーラー可変周波数駆動部（ＶＦＤ）最適化装置は、ソーラー構成に対する据え付け後の変化を可能にすることができ、上記で述べたようにＬＥＤ照明および／またはＥＶ変化をもって使用することができる等、高電圧ＤＣ電力バスの使用を可能にすることができる。また、ソーラー可変周波数駆動部（ＶＦＤ）最適化装置の実施形態は、冷蔵、揚水、等に適用することができる。
【００５６】
[0062]別の実施形態において、本発明は、ソーラーアレイからのＤＣ出力が直接的にまたはＤＣ／ＤＣコンバータを介してＨＶＡＣ設備のＤＣ回路に接続されるＨＶＡＣシステムおよびモータ制御装置にスマートメータの機能を追加することを含む。公共事業および産業は、家または商業建物内の機器およびエネルギ消費装置上の公共設備制御を可能にする「スマートメータ」を開発販売することを求めてきた。このようなメータは、コストをかけて、実際上、現場に存在し得る伝統的なメータに取って代わる。伝統的なメータはより安価であり、伝統的なメータの機能は、請求書作成目的でメータの需要側で消費されたエネルギ量を測定報告するだけである。スマートメータは、請求書作成目的のエネルギ消費情報も提供するが、公共設備が、エネルギ供給および需要を最適化することを要求するように家の機器の消費を変化させることを可能にする。スマートメータ商業化の試みは、家および商業建物にスマートメータを追加する費用を補うために公共料金支払者に対して料金の増大を提案してきた。公共料金支払者は、メータの追加費用と引き換えに、強制的なまたは計画的な消費削減を補うための特別な時間の払い戻しまたは料金減額を受けることができる。
【００５７】
[0063]実際、ＨＶＡＣ上の「制御」ボックスは、「スマートメータ」として機能するこ
とができ、「スマートメータ」に組み込まれている機能のすべてを公共設備に設けることができる。スマートメータになされた重要な投資が存在し、スマートメータの主要な目的は、公共事業者が家に立ち入り、機器／消費を制御することを可能にすることである。本発明の制御装置は、家に別のメータを追加する必要性なく、この機能を提供することができる。現在のスマートメータの概念は、公共事業者が公共料金支払者に請求しようと試みる家に、別のメータを要求する。本発明によれば、ソーラー／ＨＶＡＣシステムは、制御ボックスに組み込まれたスマートメータのすべての特徴を有することができる。公共事業者は、公共事業者が欲するすべての機能を有することができるが、家に別のメータを追加する必要性は存在しない。住宅所有者は、低コストでエネルギを受けることができ、公共事業者は、ＨＶＡＣおよび家庭内機器の動作を直接監視することができる。したがって、公共事業者が住宅所有者に何ら請求する必要がなくなるので、公共事業者が料金値上げを公共事業規制委員会に申請する必要性をなくすことができる。
【００５８】
[0064]本発明は、スマートメータ機能を、伝統的なＨＶＡＣシステムおよびモータ制御装置に取って替えるか、またはこれらに追加する。公共事業者は、請求目的のために伝統的なメータまたはスマートメータを通じて建物のエネルギ消費を監視することができる。加えて、公共事業者は、スマートメータの方式と一致する方法でメータの需要側のＨＶＡＣおよび他の機器を監視および制御することができる。スマートメータの能力は、現在の方式である独立型メータのために保留される特別な負担を有する必要なく、エネルギ伝送基盤によって利用することができる。スマートメータの機能は、ＨＶＡＣモータ制御装置、または温度調節器、セキュリティシステム、もしくは他のスマート機器を含み得る別の家庭内ホーム制御装置に組み込むことができる。このように、公共事業者は、独立型メータを公共料金支払者に負担させる必要なく、スマートグリッド機能を受け取ることができる。
【００５９】
[0065]本発明は、他の目的を提供しない独立型スマートメータについて料金支払者に請求する必要なく、公共設備にスマートグリッド機能を設けることができる。本発明は、消費者が料金体系外で支払い得る他の目的を提供する、他の建物内のまたは家のシステム、メータ、制御装置にスマートグリッド機能を組み込むことを利用することができる。
【００６０】
[0066]本発明は、独立型の単一目的のスマートメータを利用する必要性なく、公共設備用の伝送および分配基盤を通じてスマートグリッド機能を商品化する手段を提供することができる。これにより、スマートメータ料を支払うために公共設備の料金値上げを承認しなければならない規制者の課題を大きく簡略化することができる。
【００６１】
[0067]図７は、スマートメータ７２６を含む本発明の電力供給構成体７００のさらなる実施形態のブロック図である。本発明の電力供給構成体７００は、ソーラーアレイ７１２の可変ＰＶ出力の使用を最大化する制御装置７２４によって調節することができるＤＣ負荷７１８も含む。すなわち、スマートメータ７２６は、ソーラーアレイ７１２の出力電力を検知することができ、７２８に図示するように、検知された読み取り値を制御装置７２４に通信することができる。続いて、制御装置７２４は、７３０で図示するように、ソーラーアレイ７１２が発電可能な電力の実質的にすべてを負荷７１８が消費するように、ＤＣ負荷７１８を調節することができる。両矢印７３２によって示されるように、スマートメータ７２６は、電気公共設備７３４と双方向有線または無線通信することができる。選択的に、スマートメータ７２６および制御装置７２４は同一の家７３６に配することができる。
【００６２】
[0068]本発明は、例示的な設計を有するように記載されているが、本発明は、本開示の精神および範囲内においてさらなる変更が可能である。したがって、本出願は、一般原理を使用して本発明のいずれかの変形、使用、または改変を包含することを意図するもので
ある。
【図１】
2018085927.tif 000003
【図２】
2018085927.tif 000004
【図３】
2018085927.tif 000005
【図４】
2018085927.tif 000006
【図５】
2018085927.tif 000007
【図６】
2018085927.tif 000008
【図７】
2018085927.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月29日(2018.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光をＤＣ電力に変換するように構成された太陽エネルギ装置と、
ＤＣ電力で作動するように構成された１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷と、
前記太陽エネルギ装置の電気出力の大きさを検知するように構成された電気出力検知装置と、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷および前記電気出力検知装置のそれぞれに結合された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記電気出力検知装置からの信号を受信し、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさを検知し、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷が全体として前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の最大量を消費するように、受信した前記電気出力検知装置からの信号と、前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさに応じて、稼働中の前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれの電力消費を調節し、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷が全体として前記太陽エネルギ装置の前記電気出力のすべてを消費できない場合、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の残部をＡＣ電力に変換させる、
電力供給構成体。
【請求項２】
前記太陽エネルギ装置は、太陽光発電装置を備える、請求項１に記載の電力供給構成体。
【請求項３】
前記電気出力検知装置は電力測定装置を備える、請求項１又は２に記載の電力供給構成体。
【請求項４】
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のすくなくともいずれかは、ＨＶＡＣシステムを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力供給構成体。
【請求項５】
前記ＨＶＡＣシステムは循環ファンを備え、
前記制御装置は、暖房および冷房が必要とされない間、前記太陽エネルギ装置からの電力を使用して前記循環ファンを運転するように構成される、
請求項４に記載の電力供給構成体。
【請求項６】
前記ＨＶＡＣシステムは圧縮装置を備え、
前記制御装置は、暖房および冷房が必要とされない間、前記太陽エネルギ装置のからの電力を使用して除湿モードで前記圧縮装置を運転するように構成される、
請求項４又は５に記載の電力供給構成体。
【請求項７】
前記制御装置は、前記太陽エネルギ装置からの電力を使用し、前記ＨＶＡＣシステムの設定温度を超えて前記ＨＶＡＣシステムを用いて過熱または過冷却を行うように構成され、
前記設定温度は、人間の使用者によって設定されている、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の電力供給構成体。
【請求項８】
前記太陽エネルギ装置によって供給された前記ＤＣ電力を補うように構成された電池をさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力供給構成体。
【請求項９】
公共設備供給上のＡＣサイクルを最小化するためのＤＣ入力可変周波数駆動部（ＶＦＤ）をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力供給構成体。
【請求項１０】
太陽エネルギ装置を用いて太陽光をＤＣ電力に変換するステップと、
１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷に前記ＤＣ電力を供給するステップと、
前記太陽エネルギ装置の電気出力の大きさを検知するステップと、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさを検知するステップと、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷が全体として前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の最大量を消費するように、受信した前記電気出力検知装置からの信号と、前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさに応じて、稼働中の前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれの電力消費を調節するステップと、
を含む、電力供給方法。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷が全体として前記太陽エネルギ装置の前記電気出力のすべてを消費できない場合、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の残部をＡＣ電力に変換させる、請求項１０に記載の電力供給方法。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさを検知するステップは、アルゴリズムまたは探索表の使用によって行われる、請求項１０又は１１に記載の電力供給方法。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさを検知するステップは、前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のすべてによる前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の総消費の変化率が変化率の閾値を超えないように、前記変化率を制御するステップを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の電力供給方法。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれは、プロセッサを含み、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさを検知するステップは、前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のプロセッサが互いに通信するステップを含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の電力供給方法。
【請求項１５】
太陽光をＤＣ電力に変換するように構成された太陽エネルギ装置と、
ＤＣ電力で作動するように構成された１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷と、
前記太陽エネルギ装置の電気出力の大きさを検知するように構成された電気出力検知装置と、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷および前記電気出力検知装置のそれぞれに結合された局所制御装置と、
前記局所制御装置に通信可能に結合され、前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷から離れた位置に配された遠隔制御装置と、
を備え、
前記遠隔制御装置は、前記局所制御装置を介して通信するように構成され、これによって、
前記電気出力検知装置からの信号を受信し、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷が全体として前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の最大量を消費するように、受信した前記電気出力検知装置からの信号と、前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれに供給された電気出力の大きさに応じて、稼働中の前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷のそれぞれの電力消費を調節し、
前記１つまたは複数の調節可能ＤＣ負荷が全体として前記太陽エネルギ装置の前記電気出力のすべてを消費できない場合、前記太陽エネルギ装置の前記電気出力の残部をＡＣ電力に変換させる、
電力供給構成体。
【外国語明細書】
2018085927000001.pdf