BE1024328B1 - Multi-strand photovoltaic system, method for operating such and strand shutdown device for such - Google Patents

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BE1024328B1
BE1024328B1 BE2017/5253A BE201705253A BE1024328B1 BE 1024328 B1 BE1024328 B1 BE 1024328B1 BE 2017/5253 A BE2017/5253 A BE 2017/5253A BE 201705253 A BE201705253 A BE 201705253A BE 1024328 B1 BE1024328 B1 BE 1024328B1
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Wolfgang Höft
Andreas Stefan Ende
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Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
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    • YGENERAL 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
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Multistrang-Photovoltaik-Anlage mit einer Strangabschaltvorrichtung, ein Verfahren zum Abschalten und Wiederanschalten eines einzelnen oder einzelner Photovoltaik-Stränge (10, 10‘) von bzw. an eine Parallelschaltung mit weiteren Photovoltaik- Strängen, insbesondere an einem gemeinsamen Wechselrichter sowie eine Strangabschaltvorrichtung hierfür. Die Multistrang-Photovoltaik-Anlage (1) umfasst: zwei oder mehr Photovoltaik-Stränge (10, 10‘), welche jeweils durch seriell geschaltete Photovoltaik-Module (12, 12‘) gebildet werden, einen zentralen Sammelpunkt (22a, 22b), an welchem die Photovoltaik-Stränge (10, 10‘) mittels Strangleitungen parallel zusammengeschaltet sind, um eine stromführende Verbindung zwischen den Photovoltaik-Strängen und dem zentralen Sammelpunkt herzustellen, wobei zumindest einer der Photovoltaik-Stränge (10, 10‘) in der zugehörigen Strangleitung zwischen den Photovoltaik-Modulen dieses Photovoltaik-Strangs und dem zentralen Sammelpunkt eine Strangabschaltvorrichtung (40) aufweist, mittels welcher die stromführende Verbindung zwischen dem zumindest einen Photovoltaik-Strang (10, 10‘) und dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) benutzergesteuert trennbar ist, um den zumindest einen Photovoltaik-Strang gezielt einzeln von der Parallelschaltung abzuschalten, wobei zumindest einer der Photovoltaik-Stränge in Betrieb bleibt.The invention relates to a multi-strand photovoltaic system with a Strandabschaltvorrichtung, a method for switching off and on again a single or individual photovoltaic strands (10, 10 ') from or to a parallel circuit with other photovoltaic strings, in particular to a common inverter and a Strandabschaltvorrichtung this. The multi-strand photovoltaic system (1) comprises: two or more photovoltaic strands (10, 10 ') which are each formed by series-connected photovoltaic modules (12, 12'), a central collection point (22a, 22b), on which the photovoltaic strings (10, 10 ') are connected in parallel by means of stranded conductors to produce a current-carrying connection between the photovoltaic strings and the central collection point, wherein at least one of the photovoltaic strings (10, 10') in the associated branch line between the photovoltaic modules of this photovoltaic string and the central collection point has a Strangabschaltvorrichtung (40), by means of which the current-carrying connection between the at least one photovoltaic string (10, 10 ') and the central collection point (22a, 22b) is user-controlled separable for selectively shutting off the at least one photovoltaic string individually from the parallel circuit, wherein at least one of the photovoltaic cells Strands remains in operation.

Description

(30) Prioritätsangaben :(30) Priority information:

(73) Inhaber :(73) Owner:

PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KGPHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG

32825, BLOMBERG32825, BLOMBERG

Deutschland (72) Erfinder :Germany (72) inventor:

HÖFT Wolfgang 32683 BARNTRUP DeutschlandHÖFT Wolfgang 32683 BARNTRUP Germany

ENDE Andreas Stefan 31860 EMMERTHAL Deutschland (54) Multistrang-Photovoltaik-Anlage, Verfahren zum Betrieb einer solchen und Strangabschaltvorrichtung für eine solche (57) Die Erfindung betrifft eine MultistrangPhotovoltaik-Anlage mit einer Strangabschaltvorrichtung, ein Verfahren zum Abschalten und Wiederanschalten eines einzelnen oder einzelner Photovoltaik-Stränge (10, 10‘) von bzw. an eine Parallelschaltung mit weiteren Photovoltaik- Strängen, insbesondere an einem gemeinsamen Wechselrichter sowie eine Strangabschaltvorrichtung hierfür. Die MultistrangPhotovoltaik-Anlage (1) umfasst: zwei oder mehr Photovoltaik-Stränge (10, 10‘), welche jeweils durch seriell geschaltete Photovoltaik-Module (12, 12‘) gebildet werden, einen zentralen Sammelpunkt (22a, 22b), an welchem die Photovoltaik-Stränge (10, 10‘) mittels Strangleitungen parallel zusammengeschaltet sind, um eine stromführende Verbindung zwischen den Photovoltaik-Strängen und dem zentralen Sammelpunkt herzustellen, wobei zumindest einer der Photovoltaik-Stränge (10, 10‘) in der zugehörigen Strangleitung zwischen den Photovoltaik-Modulen dieses Photovoltaik-Strangs und dem zentralen Sammelpunkt eine Strangabschaltvorrichtung (40) aufweist, mittels welcher die stromführende Verbindung zwischen dem zumindest einen Photovoltaik-Strang (10, 10‘) und dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) benutzergesteuert trennbar ist, um den zumindest einen Photovoltaik-Strang gezielt einzeln von der Parallelschaltung abzuschalten, wobei zumindest einer der Photovoltaik-Stränge in Betrieb bleibt.END Andreas Stefan 31860 EMMERTHAL Germany (54) Multistrand photovoltaic system, method for operating such and string shutdown device for such (57) The invention relates to a multistrand photovoltaic system with a string shutdown device, a method for switching off and on again a single or individual photovoltaic Strings (10, 10 ') from or to a parallel connection with further photovoltaic strings, in particular on a common inverter, and a string shutdown device therefor. The multi-strand photovoltaic system (1) comprises: two or more photovoltaic strings (10, 10 '), which are each formed by series-connected photovoltaic modules (12, 12'), a central collection point (22a, 22b), at which the photovoltaic strings (10, 10 ') are connected in parallel by means of string lines in order to establish a current-carrying connection between the photovoltaic strings and the central collecting point, with at least one of the photovoltaic strands (10, 10') in the associated string line between the Photovoltaic modules of this photovoltaic string and the central collecting point has a string shutdown device (40), by means of which the current-carrying connection between the at least one photovoltaic string (10, 10 ') and the central collecting point (22a, 22b) can be disconnected in a user-controlled manner to specifically switch off the at least one photovoltaic string individually from the parallel connection, at least one of the photovoltaic S remains in operation.

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BELGISCHES ERFINDUNGSPATENTBELGIAN INVENTION PATENT

FÖD Wirtschaft, K.M.B., Mittelstand & Nummer der Veröffentlichung : 1024328 Energie Einreichungsnummer : BE2017/5253FÖD Wirtschaft, K.M.B., Mittelstand & publication number: 1024328 Energy filing number: BE2017 / 5253

Amt für Geistiges Eigentum Internat. Klassifikation : H02S 50/00Office of Intellectual Property Boarding. Classification: H02S 50/00

Datum der Erteilung am : 25/01/2018Issued on: 01/25/2018

Der Minister für Unternehmen,The Minister for Enterprise

Aufgrund des Pariser Vertrags vom 20. März 1883 zum Schutz des Gewerbliches Eigentums ;Due to the Paris Treaty of March 20, 1883 for the protection of industrial property;

Aufgrund des Gezetzes vom 28. März 1984 über Erfindungspatente, Artikel 22, für die Anträgen vor dem 22. September 2014 eingeführt;Introduced under the Act of March 28, 1984 on Inventive Patents, Article 22, for applications prior to September 22, 2014;

Aufgrund des Titels I “Erfindungspatente” des Buches XI des Wirtschaftsgesetzbuches, Artikel XI.24, für die Anträgen ab 22. September 2014 eingeführt ;Based on Title I “Invention Patents” of Book XI of the Economic Code, Article XI.24, introduced for applications from September 22, 2014;

Aufgrund des königlichen Erlasses vom 2. Dezember 1986 über die Anmeldung, die Erteilung und die Aufrechterhaltung von Erfindungspatenten, Artikel 28;Based on the royal decree of December 2, 1986 on the registration, granting and maintenance of patents for invention, Article 28;

Aufgrund des Protokolls aufgenommen am 11/04/2017 beim Amt für Geistiges Eigentum.Based on the protocol, taken on 11/04/2017 at the Intellectual Property Office.

In Erwägung, dass für Patentanmeldungen, die unter den Anwendungsbereich des Titels 1, Buch XI, des Wirtschaftgesetzbuches fallen, in Übereinstimmung mit Artikel XI.19, § 4, zweiter Absatz, des Wirtschaftsgesetzbuches, wenn die Patentanmeldung Gegenstand eines Recherchenberichts ist, in dem eine mangelnde Einheitlichkeit der Erfindung im Sinne des Paragraphen 1 erwähnt wird, und wenn der Anmelder seine Anmeldung nicht beschränkt und keine Teilanmeldung einreicht in Übereinstimmung des Recherchenberichts, das erteilte Patent beschränkt sein wird auf die Patentansprüche wofür der Recherchenbericht erstellt wurde.Considering that for patent applications that fall within the scope of Title 1, Book XI, of the Economic Code, in accordance with Article XI.19, Section 4, second paragraph, of the Economic Code, if the patent application is the subject of a search report in which a lack of unity of invention within the meaning of paragraph 1 is mentioned, and if the applicant does not limit his application and does not file a divisional application in accordance with the search report, the granted patent will be limited to the claims for which the search report was created.

BESCHLIEßT :DECIDES:

Artikel 1. - Es wird ein Erfindungspatent erteilt an :Article 1. - An invention patent is granted to:

PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG, Flachsmarktstraße 8, 32825 BLOMBERG Deutschland;PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG, Flachsmarktstrasse 8, 32825 BLOMBERG Germany;

vertreten von :represented by :

für die Dauer von 20 Jahren, vorbehaltlich der Zahlung der Patentjahresgebühren erwähnt in Artikel XI.48, §1 des Wirtschaftsgesetzbuches, für : Multistrang-Photovoltaik-Anlage, Verfahren zum Betrieb einer solchen und Strangabschaltvorrichtung für eine solche.for a period of 20 years, subject to the payment of the annual patent fees mentioned in Article XI.48, §1 of the Economic Code, for: multi-strand photovoltaic system, method of operating such and string shutdown device for such.

ERFINDER :INVENTOR:

HÖFT Wolfgang, Breslauer Ring 9, 32683, BARNTRUP;HÖFT Wolfgang, Breslauer Ring 9, 32683, BARNTRUP;

ENDE Andreas Stefan, Ländert 31, 31860, EMMERTHAL;END Andreas Stefan, Länder 31, 31860, EMMERTHAL;

PRIORITÄT(EN) :PRIORITIES) :

ABSPALTUNG :SEPARATION:

Teilantrag des früheren Antrags : Anmeldetag des früheren Antrags :Partial application of the previous application: Date of filing of the previous application:

Artikel 2. - Dieses Patent wird erteilt ohne jede vorherige Prüfung der Patentfähigkeit der Erfindung, ohne Garantie des Verdienstes der Erfindung oder der Genauigkeit derer Beschreibung und auf eigene Gefahr des Patentanmelders/der Patentanmelder.Article 2. - This patent is granted without any prior examination of the patentability of the invention, without guaranteeing the merit of the invention or the accuracy of its description, and at the own risk of the patent applicant (s).

Brüssel, den 25/01/2018, In besonderer Vertretung :Brussels, 25/01/2018, in special representation:

BE2017/5253BE2017 / 5253

Multistrang-Photovoltaik-Anlage, Verfahren zum Betrieb einer solchen und Strangabschaltvorrichtung für eine solcheMultistrand photovoltaic system, method for operating such and string shutdown device for such

Beschreibungdescription

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Multistrang-Photovoltaik-Anlage mit einer Strangabschaltvorrichtung, ein Verfahren zum Abschalten und Wiederanschalten eines einzelnen oder mehrerer einzelner Photovoltaik-Stränge von bzw. an eine Parallelschaltung aus den Photovoltaik-Strängen, insbesondere an einem gemeinsamen Wechselrichter sowie eine Strangabschaltvorrichtung hierfür.The invention relates to a multistrand photovoltaic system with a string shutdown device, a method for switching off and on again a single or several individual photovoltaic strings from or to a parallel connection from the photovoltaic strings, in particular on a common inverter, and a string shutdown device therefor.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Eine Photovoltaik-Anlage umfasst typischerweise eine Vielzahl von PhotovoltaikModulen, welche zu Strängen, manchmal auch als „Strings“ bezeichnet, in Serie geschaltet sind, um eine nominelle Photovoltaik-Generatorgleichspannung von typischerweise derzeit bis zu 1000 Volt oder sogar 1500 Volt zu erreichen. Ferner werden je nach Anzahl der zusammen geschalteten Photovoltaik-Module und deren Einzelspannung wiederum ggf. mehrere der Photovoltaik-Stränge parallel geschaltet, von denen jeder Photovoltaik-Strang beispielsweise einen nominellen Strom von 10 A erzeugen kann. Wenn mehrere Stränge parallel geschaltet werden, wird dies auch als Multistrang- oder Multistringverschaltung bezeichnet.A photovoltaic system typically comprises a large number of photovoltaic modules, which are connected in series to form strings, sometimes also referred to as “strings”, in order to achieve a nominal photovoltaic generator DC voltage of typically currently up to 1000 volts or even 1500 volts. Furthermore, depending on the number of interconnected photovoltaic modules and their individual voltage, if necessary, several of the photovoltaic strings are connected in parallel, of which each photovoltaic string can generate, for example, a nominal current of 10 A. If several lines are connected in parallel, this is also referred to as a multi-line or multi-line connection.

Aufgrund der hohen Spannung und der hohen Ströme im Gleichspannungsteil der Photovoltaik-Anlage, besteht bei Wartung oder bei Störfällen, wie z.B. bei einem Brand, die Gefahr, dass Personen lebensgefährlichen Spannungen ausgesetzt sein könnten.Due to the high voltage and the high currents in the DC voltage part of the photovoltaic system, there is maintenance or malfunctions, e.g. in the event of a fire, the danger that people could be exposed to life-threatening voltages.

Zwar weist eine Photovoltaik-Anlage typischerweise im sogenannten Generatoranschlusskasten einen Haupttrennschalter auf, allerdings lässt sich hiermit, z.B. bei Schäden durch Feuer, Wasser, Hagel etc. an den Solarpaneelen oder an den Anschlussleitungen nicht der Bereich vor dem Generatoranschlusskasten freischalten. Ferner ist hiermit eine selektive Freischaltung einzelner Photovoltaik-Module ebenfalls nicht möglich.Although a photovoltaic system typically has a main disconnector in the so-called generator junction box, this can be used, e.g. in the event of damage from fire, water, hail, etc. on the solar panels or on the connecting cables, do not isolate the area in front of the generator junction box. Furthermore, selective activation of individual photovoltaic modules is also not possible with this.

Daher wurden Photovoltaik-Modul-Schutzschaltungen entwickelt, mit welchen die Photovoltaik-Module einzeln abgeschaltet werden können (vgl. WO2013/026539 A1 sowie das Produkt SCK-RSD-100 der Anmelderin). Ferner wurden Startboxen entwickelt, mit welchen solche „intelligenten“ Photovoltaik-Module wieder aktiviert werden können (vgl.For this reason, photovoltaic module protection circuits were developed with which the photovoltaic modules can be switched off individually (cf. WO2013 / 026539 A1 and the product SCK-RSD-100 from the applicant). Furthermore, start boxes were developed with which such "intelligent" photovoltaic modules can be reactivated (cf.

WO2014/122325 A1 sowie die Produkte SCK-RSD-400 und SCK-RSD-600 der Anmelderin).WO2014 / 122325 A1 and the products SCK-RSD-400 and SCK-RSD-600 from the applicant).

BE2017/5253BE2017 / 5253

Sogenannte Optimizer und Micro-Inverter können nur in Einzel-Strang-Verschaltung einen Photovoltaik-Strang abschalten, indem die strangseitige Impedanz so weit gesenkt wird, dass ein Kurzschluss und somit keine Spannung mehr am Strang ansteht. Dieser Kurzschluss ermöglicht bei einer Multistrangverschaltung einen Stromfluss der parallel verschalteten Strangs in den kurzgeschlossenen Strang. Mit dieser Technik lassen sich jedoch nicht einzelne Stränge in einer Multistrangverschaltung schalten.So-called optimizers and micro-inverters can only switch off a photovoltaic string in a single string connection by reducing the string-side impedance to such an extent that a short circuit and therefore no voltage is present on the string. In the case of a multi-strand connection, this short circuit enables current flow from the parallel-connected strand to the short-circuited strand. However, this technique cannot be used to switch individual strings in a multi-strand connection.

In der DE 10 2016 117 049 (nicht vorveröffentlicht) ist eine Rückstromschutzschaltung beschrieben, mittels welcher es möglich ist, einen Strang vom zentralen Sammelpunkt zu trennen, um Querströme zu verhindern. Die Zielsetzung der DE 10 2016 117 049 ist es, mittels der Rückstromschutzschaltung automatisch einen Stromfluss entgegen der Flussrichtung des in dem jeweiligen Strang photovoltaisch erzeugten Stroms aus den anderen Photovoltaik-Strängen (Querstrom oder Rückstrom) zu verhindern. Die vorliegende Erfindung baut hierauf auf, weshalb der Offenbarungsgehalt der DE 10 2016 117 049 hiermit durch Referenz inkorporiert wird, und stellt die Möglichkeit einer auf Benutzeranforderung aktiv getriggerten Einzel-Strangabschaltung für Multistrang-Photovoltaik-Anlagen zur Verfügung.DE 10 2016 117 049 (not previously published) describes a reverse current protection circuit by means of which it is possible to separate a line from the central collection point in order to prevent cross currents. The aim of DE 10 2016 117 049 is to automatically prevent a current flow against the direction of flow of the photovoltaically generated current from the other photovoltaic strings (cross current or reverse current) by means of the reverse current protection circuit. The present invention builds on this, which is why the disclosure content of DE 10 2016 117 049 is hereby incorporated by reference, and provides the possibility of a single-strand shutdown actively triggered on user request for multi-strand photovoltaic systems.

Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Multistrang-PhotovoltaikAnlage bereit zu stellen, die hohe Sicherheitsanforderungen und einen hohen Ertrag miteinander in Einklang bringen kann. Eine weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine MultistrangPhotovoltaik-Anlage bereit zu stellen, die wartungs- und reparaturfreundlich ist und es dem Benutzer ermöglicht, nach eigenem Wunsch, gezielt einzelne Photovoltaik-Stränge der Multistrang-Photovoltai k-Anlage abzuschalten, insbesondere ohne die Multistrang-PhotovoltaikAnlage als Ganzes abschalten zu müssen.The present invention has set itself the task of providing a multi-strand photovoltaic system that can reconcile high security requirements and high yield. Another aspect of the invention is to provide a multistrand photovoltaic system which is easy to maintain and repair and which enables the user to switch off individual photovoltaic strings of the multistrand photovoltaic system as desired, in particular without the multistrand -Have to switch off the photovoltaic system as a whole.

Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strangabschaltvorrichtung für eine Multistrang-Photovoltaik-Anlage bereit zu stellen, welche zuverlässig, sicher und langlebig ist, sowie eine geringe Verlustleitung und Wärmeentwicklung aufweist, insbesondere um in übliche, ggf. sogar vorhandene Boxen in einer Photovoltaik-Anlage eingebaut werden zu können.Another aspect of the object of the invention is to provide a string shutdown device for a multistrand photovoltaic system, which is reliable, safe and long-lasting, and has low conduction and heat generation, in particular in conventional, possibly even existing boxes to be installed in a photovoltaic system.

Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb einer Multistrang-Photovoltaik-Anlage bereit zu stellen, das eine hohe Sicherheit und Flexibilität im Betrieb, bei der Wartung und bei Störfällen bietet.Another aspect of the object of the invention is to provide a method for operating a multi-strand photovoltaic system which offers a high level of safety and flexibility in operation, maintenance and in the event of faults.

BE2017/5253BE2017 / 5253

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.The object of the invention is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are defined in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Multistrang-Photovoltaik-Anlage umfasst zwei oder mehr Photovoltaik-Stränge. Die Photovoltaik-Stränge werden jeweils von seriell geschalteten Photovoltaik-Modulen gebildet, wobei die Photovoltaik-Module mittels einer zweipoligen Strangleitung (Pluspol und Minuspol) in Serie geschaltet sind.The multi-strand photovoltaic system according to the invention comprises two or more photovoltaic strings. The photovoltaic strings are each formed by series-connected photovoltaic modules, the photovoltaic modules being connected in series by means of a two-pole string line (positive pole and negative pole).

Die Multistrang-Photovoltaik-Anlage weist ferner einen zentralen Sammelpunkt auf, an welchem die Photovoltaik-Stränge parallel zusammengeschaltet sind, um eine stromführende Verbindung zwischen den Photovoltaik-Strängen und dem zentralen Sammelpunkt herzustellen. Mit anderen Worten bildet der zentrale Sammelpunkt einen Parallelschaltpunkt der PhotovoltaikStränge.The multi-strand photovoltaic system also has a central collection point at which the photovoltaic strings are connected in parallel in order to establish a current-carrying connection between the photovoltaic strings and the central collection point. In other words, the central collection point forms a parallel switching point of the photovoltaic strings.

Die Multistrang-Photovoltaik-Anlage umfasst ferner vorzugsweise einen gemeinsamen Wechselrichter, manchmal auch als Solar-Inverter bezeichnet, für die zwei oder mehr Photovoltaik-Stränge, welcher die von den Photovoltaik-Modulen erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt. Der Wechselrichter ist demnach stromabwärts des zentralen Sammelpunktes angeschlossen. Die Multistrang-Photovoltaik-Anlage kann aber auch ohne Wechselrichter, z.B. an eine Ladeeinheit angeschlossen sein.The multi-strand photovoltaic system preferably further comprises a common inverter, sometimes also called a solar inverter, for the two or more photovoltaic strings, which converts the direct voltage generated by the photovoltaic modules into alternating voltage. The inverter is therefore connected downstream of the central collection point. The multi-strand photovoltaic system can also be used without an inverter, e.g. be connected to a charging unit.

Der Wechselrichter umfasst einen Gleichstromeingang, an welchen die PhotovoltaikStränge angeschlossen und im Produktionsbetrieb elektrisch angeschaltet sind. Bei der Multistrang-Photovoltaik-Anlage sind also mehrere Photovoltaik-Stränge parallel an denselben Gleichstromeingang des Wechselrichters angeschlossen. Hierzu sind also die mehreren Photovoltaik-Stränge über den zentralen Sammelpunkt, welcher stromaufwärts des Gleichstromeingangs des Wechselrichters liegt, parallel zusammengeschaltet und anschließend an denselben Gleichstromeingang des Wechselrichters angeschlossen. Vorzugsweise werden die mehreren parallelen Photovoltaik-Stränge von demselben Leistungsoptimierer, typischerweise einem Maximum-Power-Point-Tracker (MPPT), gesteuert, um deren Leistung abhängig von der Bestrahlungssituation zu optimieren.The inverter has a direct current input to which the photovoltaic strings are connected and electrically connected during production. In the multi-strand photovoltaic system, several photovoltaic strings are connected in parallel to the same DC input of the inverter. For this purpose, the multiple photovoltaic strings are connected in parallel via the central collection point, which is upstream of the DC input of the inverter, and then connected to the same DC input of the inverter. The plurality of parallel photovoltaic strings are preferably controlled by the same power optimizer, typically a maximum power point tracker (MPPT), in order to optimize their performance depending on the irradiation situation.

Zumindest einer der parallelen Photovoltaik-Stränge, vorzugsweise alle der parallelen Photovoltaik-Stränge, an dem zentralen Sammelpunkt bzw. an dem Wechselrichter weisen nun in ihrer jeweils zugehörigen Strangleitung, insbesondere zwischen den Photovoltaik-Modulen dieses jeweiligen Photovoltaik-Strangs und dem zentralen Sammelpunkt eine StrangabschaltvorrichtungAt least one of the parallel photovoltaic strings, preferably all of the parallel photovoltaic strings, at the central collection point or on the inverter now have a string shutdown device in their respective associated string line, in particular between the photovoltaic modules of this respective photovoltaic string and the central gathering point

BE2017/5253 auf, mittels welcher die stromführende Verbindung zwischen diesem zugehörigen PhotovoltaikStrang und dem zentralen Sammelpunkt benutzergesteuert, also auf Anforderung des Benutzers selektiv trennbar ist, um den zumindest einen Photovoltaik-Strang, bzw. um einen beliebigen gewünschten Photovoltaik-Strang, gezielt und einzeln von der Parallelschaltung abzuschalten.BE2017 / 5253, by means of which the current-carrying connection between this associated photovoltaic string and the central collection point can be user-controlled, that is to say can be selectively separated at the request of the user, around the at least one photovoltaic string or any desired photovoltaic string, specifically and individually switch off from parallel connection.

Mit anderen Worten ist jeweils eine eigene Strangabschaltvorrichtung je Photovoltaik-Strang vorgesehen. D.h. es kann ein einzelner öderes können mehrere einzelne Photovoltaik-Stränge gezielt abgeschaltet werden und die anderen Photovoltaik-Stränge der Parallelschaltung bleiben weiter in Betrieb und können weiter photovoltaisch erzeugten Strom überden zentralen Sammelpunkt, insbesondere in den Wechselrichter, einspeisen. Es handelt sich demnach um eine Strangabschaltvorrichtung zur benutzergesteuerten Einzelstrangabschaltung innerhalb der Parallelschaltung aus den Photovoltaik-Strängen.In other words, a separate string shutdown device is provided for each photovoltaic string. I.e. one individual or several individual photovoltaic strings can be switched off in a targeted manner and the other photovoltaic strings of the parallel connection remain in operation and can continue to feed in photovoltaically generated electricity via the central collecting point, in particular into the inverter. It is therefore a string shutdown device for user-controlled single string shutdown within the parallel connection from the photovoltaic strings.

In vorteilhafter Weise kann der Benutzer somit, z.B. zu Wartungszwecken, Reparatur oder bei örtlich begrenzten Fehlfunktionen gezielt einen oder mehrere der Photovoltaik-Stränge einzeln abschalten bzw. die stromführende Verbindung des oder der vom Benutzer gewünschten Photovoltaikstränge zu dem zentralen Sammelpunkt trennen, so dass diese keinen Strom mehr über den zentralen Sammelpunkt einspeisen. Es werden demnach ganze Photovoltaik-Stränge abgeschaltet (und nicht nur lediglich einzelne Photovoltaik-Module) bzw. die stromführende Verbindung eines oder mehrerer ganzer Photovoltaik-Stränge zu dem zentralen Sammelpunkt getrennt. Ein Vorteil liegt darin begründet, dass zwar einer oder mehrere Photovoltaik-Stränge einzeln kontrolliert abgeschaltet und gewartet werden können, die anderen Photovoltaik-Stränge aber weiter produktiv bleiben, d.h. dass die Multistrang-Photovoltaik-Anlage, zwar mit reduzierter Leistung, aber grundsätzlich weiterhin produktiv bleibt. Dadurch können einerseits Sicherheitsanforderungen erfüllt und andererseits trotzdem der Ertrag der MultistrangPhotovoltaik-Anlage soweit wie möglich aufrechterhalten werden.Advantageously, the user can e.g. For maintenance purposes, repairs or in the event of localized malfunctions, specifically switch off one or more of the photovoltaic strings individually or disconnect the live connection of the photovoltaic strings desired by the user to the central collection point, so that they no longer feed in electricity via the central collection point. Accordingly, entire photovoltaic strings are switched off (and not just individual photovoltaic modules) or the current-carrying connection of one or more entire photovoltaic strings to the central collection point is disconnected. One advantage lies in the fact that one or more photovoltaic strings can be individually switched off and serviced in a controlled manner, but the other photovoltaic strings remain productive, i.e. that the multi-strand photovoltaic system, although with reduced output, remains fundamentally productive. This means that safety requirements can be met on the one hand and the yield of the multi-strand photovoltaic system can be maintained as far as possible.

Vorzugsweise umfasst die Strangabschaltvorrichtung zwischen den PhotovoltaikModulen des zugehörigen Photovoltaik-Strangs und dem zentralen Sammelpunkt eine Schaltereinrichtung in zumindest einem Ast der Strangleitung (Pluspol oder Minuspol) des zugehörigen Photovoltaik-Strangs und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Schaltereinrichtung, welche zum Steuern der Schaltereinrichtung mit dieser funktionell gekoppelt ist.Preferably, the string shutdown device between the photovoltaic modules of the associated photovoltaic string and the central collecting point comprises a switch device in at least one branch of the string line (positive pole or negative pole) of the associated photovoltaic string and a control device for controlling the switch device, which functions to control the switch device with it is coupled.

Die Schaltereinrichtung definiert einen geschlossenen und einen geöffneten Zustand, und leitet in dem geschlossenen Zustand den photovoltaisch erzeugten Strom aus demThe switch device defines a closed and an open state, and in the closed state conducts the photovoltaically generated current from the

BE2017/5253 zugehörigen Photovoltai k-Strang verlustarm zu dem zentralen Sammelpunkt durch. In dem geöffneten Zustand unterbricht die Schaltereinrichtung die Durchleitung des photovoltaisch erzeugten Stroms aus dem zugehörigen Photovoltai k-Strang zu dem zentralen Sammelpunkt. Mit anderen Worten trennt die Schaltereinrichtung die Verbindung des zugehörigen PhotovoltaikStrangs mit dem zentralen Sammelpunkt und zwar in Stromflussrichtung des von dem zugehörigen Photovoltai k-Strang photovoltaisch erzeugten Stroms.BE2017 / 5253 associated photovoltaic string with little loss through to the central collection point. In the open state, the switch device interrupts the passage of the photovoltaically generated current from the associated photovoltaic string to the central collection point. In other words, the switch device disconnects the connection of the associated photovoltaic string to the central collection point, specifically in the direction of current flow of the current photovoltaically generated by the associated photovoltaic string.

Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, in Ansprechen auf eine Benutzereingabe die Schaltereinrichtung benutzergesteuert gezielt zu öffnen, um den zugehörigen Strang abzuschalten bzw. von dem zentralen Sammelpunkt derart zu trennen, dass der Fluss des photovoltaisch von dem zugehörigen Photovoltaikstrang erzeugten Stroms unterbrochen wird.In response to user input, the control device is designed to open the switch device in a user-controlled manner in order to switch off the associated string or to separate it from the central collection point in such a way that the flow of the photovoltaically generated current from the associated photovoltaic string is interrupted.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise auch dazu ausgebildet, die zugehörige Schaltereinrichtung nach Benutzereingabe wieder gezielt zu schließen, wobei das Schließen der zugehörigen Schaltereinrichtung noch von der Erfüllung von Prüfbedingungen abhängig sein kann, um in Ansprechen auf die Benutzereingabe und ggf. die Erfüllung der Prüfbedingungen den zugehörigen Photovoltai k-Strang wieder mit dem zentralen Sammelpunkt zu verbinden, wenn als beide Kriterien erfüllt sind.The control device is preferably also designed to specifically close the associated switch device again after user input, the closing of the associated switch device still being dependent on the fulfillment of test conditions in order to respond to the user input and, if applicable, the fulfillment of the test conditions, the associated photovoltaics Reconnect the k-strand to the central assembly point if both criteria are met.

So kann die Strangabschaltvorrichtung z.B. in einem Gehäuse einer dem jeweiligen Photovoltai k-Strang zugehörigen Startbox oder sonstigen dem jeweiligen Photovoltai k-Strang zugehörigen bzw. in den jeweiligen Strang geschalteten Strangbox, welche zwischen den seriell geschalteten Photovoltai k-Modulen des zugehörigen Photovoltai k-Strangs und den zentralen Sammelpunkt geschaltet ist, eingebaut sein. Der Benutzer kann dann an einem externen Schalter an der Photovoltaik-Modul-überbergreifenden Box den zugehörigen Strang abschalten oder der Benutzer sendet von einer zentralen Steuerung der Multistrang-Photovoltaik-Anlage selektiv an einen oder einzelne Strangboxen ein Abschalt-Triggersignal, wobei in Ansprechen hierauf die zugehörige Strangabschaltvorrichtung bzw. die zugehörige Strangabschaltvorrichtungen den bzw. die zugehörigen Photovoltai k-Stränge abschaltet bzw. abschalten.For example, the string shutdown device can in a housing of a start box belonging to the respective photovoltaic k-string or another string box belonging to the respective photovoltaic k-string or connected in the respective string, which is connected between the series-connected photovoltaic k-modules of the associated photovoltaic k-string and the central collecting point is built in. The user can then switch off the associated string at an external switch on the cross-photovoltaic module box, or the user selectively sends a switch-off trigger signal from one central control of the multi-string photovoltaic system to one or individual string boxes, in response to which Associated string shutdown device or the associated string shutdown devices switches off or switch off the associated photovoltaic strings.

Insoweit kann der Benutzer in vorteilhafter Weise lokal am zugehörigen PhotovoltaikStrang oder zentral Anlagenseitig, insbesondere aber Photovoltaik-Modul-überbergreifend gesteuert, gezielt den oder die gewünschten Photovoltai k-Stränge abschalten bzw. die stromführende Verbindung zu dem zentralen Sammelpunkt trennen.In this respect, the user can advantageously switch off the desired one or more photovoltaic strings or disconnect the current-carrying connection to the central collecting point in an advantageous manner locally on the associated photovoltaic branch or centrally on the plant side, but in particular controlled across photovoltaic modules.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, ein externes benutzergeneriertes Strangabschalt-Triggersignal zu empfangen und in Ansprechen auf dasIn particular, the control device is designed to receive an external user-generated string shutdown trigger signal and in response to the

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Strangabschalt-Triggersignal den zugehörigen Photovoltaik-Strang von der Parallelschaltung abzuschalten, indem die Steuereinrichtung die Schaltereinrichtung öffnet und damit die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs, zumindest in der Flussrichtung des von diesem Photovoltaik-Strang photovoltaisch erzeugten Stroms, mit dem zentralen Sammelpunkt trennt. Die Strangabschaltvorrichtung ist demnach insbesondere eine aktiv schaltbare und/oder elektronisch gesteuerte Strangabschaltvorrichtung.Switch off the triggering signal of the associated photovoltaic string from the parallel connection by the control device opening the switch device and thus disconnecting the current-carrying connection of the associated photovoltaic string, at least in the direction of flow of the current photovoltaically generated by this photovoltaic string, with the central collecting point. The line shutdown device is accordingly, in particular, an actively switchable and / or electronically controlled line shutdown device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Strangabschaltvorrichtung zusätzlich eine Rückstromschutzschaltung und/oder einen mit der Steuereinrichtung verbundenen Sensor zum Messen einer elektrischen Kenngröße an dem zugehörigen Photovoltaik-Strang umfassen, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in Ansprechen auf die mit dem Sensor gemessene elektrische Kenngröße die Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs mit dem zentralen Sammelpunkt in Rückstromrichtung automatisch zu unterbrechen. Mit anderen Worten ist die Strangabschaltvorrichtung vorzugsweise mit der Rückstromschutzschaltung gemäß DE 10 2016 117 049 kombiniert.According to a preferred embodiment of the invention, the string cut-off device can additionally comprise a reverse current protection circuit and / or a sensor connected to the control device for measuring an electrical characteristic on the associated photovoltaic string, the control device being designed to respond to the electrical measured with the sensor Parameter to automatically interrupt the connection of the associated photovoltaic string to the central collection point in the reverse flow direction. In other words, the line cut-off device is preferably combined with the reverse current protection circuit according to DE 10 2016 117 049.

Somit können die Vorteile der Rückstromverhinderung gemäß der in der DE 10 2016 117 049 beschriebenen Erfindung und der vorliegenden gezielten benutzergesteuerten Abschaltung einzelner Photovoltaik-Stränge synergistisch kombiniert werden. Die Strangabschaltvorrichtung und die Rückstromschutzschaltung können in vorteilhafter Weise im demselben Gehäuse bzw. in derselben einem bestimmten Photovoltaik-Strang zugehörigen Strangbox untergebracht sein und zumindest teilweise gemeinsame Bauteile aufweisen.The advantages of backflow prevention in accordance with the invention described in DE 10 2016 117 049 and the present targeted, user-controlled shutdown of individual photovoltaic strings can thus be combined synergistically. The string shutdown device and the reverse current protection circuit can advantageously be accommodated in the same housing or in the same string box associated with a specific photovoltaic string, and at least partially have common components.

Vorzugsweise ist die Schaltereinrichtung nämlich dazu ausgebildet, in dem geöffneten Zustand den Stromfluss in beiden Richtungen zu unterbrechen, also den Fluss des von dem zugehörigen Photovoltaik-Strang photovoltaisch erzeugten Stroms als auch Quer- oder Rückströme aus den anderen parallel geschalteten Photovoltaik-Strängen in den zugehörigen Photovoltaik-Strang zu unterbrechen.The switch device is preferably designed to interrupt the current flow in both directions in the open state, that is to say the flow of the current photovoltaically generated by the associated photovoltaic string as well as cross-currents or reverse currents from the other photovoltaic strings connected in parallel in the associated ones Interrupt photovoltaic string.

Damit kann die Schaltereinrichtung in vorteilhafter Weise eine synergistische Doppelfunktion erfüllen.The switch device can thus advantageously perform a synergistic double function.

Vorzugsweise umfasst die Strangabschaltvorrichtung bzw. die Schaltereinrichtung eine Back-to-Back-Schaltung aus zwei Halbleiterschaltern, z.B. zwei Transistoren, insbesondere eine Back-to-Back-Schaltung aus zwei Feldeffekt-Transistoren, insbesondere eine Back-to-BackSchaltung aus zwei MOSFETs welche seriell in die Strangleitung geschaltet ist. Eine Back-to7The strand cut-off device or the switch device preferably comprises a back-to-back circuit comprising two semiconductor switches, e.g. two transistors, in particular a back-to-back circuit comprising two field-effect transistors, in particular a back-to-back circuit comprising two MOSFETs, which is connected in series in the string line. A back-to7

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Back-Schaltung aus zwei Halbleiterschaltern hat den Vorteil, dass wenn beide Halbleiterschalter geöffnet sind, die stromführende Verbindung in beiden Richtungen getrennt bzw. der Stromfluss in beiden Richtung unterbrochen ist.Back circuit comprising two semiconductor switches has the advantage that when both semiconductor switches are open, the current-carrying connection is separated in both directions or the current flow is interrupted in both directions.

Weiter vorzugsweise umfasst die Strangabschaltvorrichtung bzw. dieMore preferably, the line shutdown device or the

Schaltereinrichtung ein Relais, welches seriell in die Strangleitung geschaltet ist.Switch device a relay, which is connected in series in the string line.

Besonders bevorzugt umfasst die Strangabschaltvorrichtung bzw. die Schaltereinrichtung eine Parallelschaltung aus dem Relais und der Back-to-Back-Schaltung aus zwei Halbleiterschaltern, insbesondere eine Parallelschaltung aus dem Relais und der Back-toBack-Schaltung aus zwei (MOSFET-)Transistoren, wobei diese Parallelschaltung seriell in die Strangleitung geschaltet ist. Ein Vorteil dieser Parallelschaltung ist, dass kein Hochstromrelais verwendet werden muss, sondern ein einfaches kleines Standard-Relais verwendet werden kann.Particularly preferably, the line cut-off device or the switch device comprises a parallel connection from the relay and the back-to-back circuit from two semiconductor switches, in particular a parallel connection from the relay and the back-to-back circuit from two (MOSFET) transistors, the latter Parallel connection is connected in series in the string line. An advantage of this parallel connection is that no high current relay has to be used, but a simple small standard relay can be used.

Beim Abschalten wird vorzugsweise zunächst das Relais geöffnet und erst nach einer zeitlichen Verzögerung nach dem Öffnen des Relais wird der parallele Halbleiterschalter geöffnet.When switching off, the relay is preferably first opened and the parallel semiconductor switch is only opened after a delay after the relay has opened.

Beim (Wieder-)Anschalten wird zunächst der Halbleiterschalter geschlossen und erst nach einer zeitlichen Verzögerung wird das parallele Relais geschlossen.When (re) switching on, the semiconductor switch is first closed and the parallel relay is only closed after a time delay.

Dadurch braucht das Relais lediglich eine geringe Spannung im Bereich von einem Volt zu schalten, wodurch Funkenbildung am Relais vermieden werden kann. Dies trägt zur Langlebigkeit der Schaltung bei.As a result, the relay only needs to switch a low voltage in the range of one volt, which prevents sparking at the relay. This contributes to the longevity of the circuit.

Mit anderen Worten ist die Strangabschaltvorrichtung dazu ausgebildet, beim Verbinden des zugehörigen Photovoltaik-Strangs mit dem zentralen Sammelpunkt zunächst die Halbleiterschalter, insbesondere die MOSFET-Transistoren, zu schließen und erst nach einer zeitlichen Verzögerung danach das Relais zu schließen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise insbesondere beim Anschalten eine Vielzahl der Schaltvorgänge zunächst durch die Halbleiterschalter, z.B. die Back-to-Back-MOSFET-Schaltung durchgeführt werden. Einerseits kann so die Anzahl der Schaltvorgänge des Relais niedrig gehalten werden und andererseits wird das Relais beim Schaltvorgang durch den parallelen Halbleiterschalter entlastet. Im Produktionsbetrieb entlastet das Relais hingegen die Halbleiterschalter. Trotzdem kann bei geöffneter Schaltereinrichtung, also wenn sowohl die Halbleiterschalter als auch das Relais geöffnet sind, eine bidirektionale Trennung der elektrischen Verbindung erreicht werden, d.h. der Stromfluss in beiden Richtungen unterbrochen werden. Dadurch können die Vorzüge der individuellen Strangabschaltung und der Rückstromverhinderung in einfacher Weise miteinander kombiniert werden. Ferner kann das Relais geschont werden, was der Langlebigkeit derIn other words, the string shutdown device is designed to first close the semiconductor switches, in particular the MOSFET transistors, when the associated photovoltaic string is connected to the central collecting point, and then to close the relay only after a time delay. As a result, a multiplicity of the switching processes can be advantageously carried out first by the semiconductor switches, e.g. the back-to-back MOSFET circuit can be performed. On the one hand, the number of switching operations of the relay can be kept low, and on the other hand, the relay is relieved during the switching operation by the parallel semiconductor switch. In production operation, however, the relay relieves the semiconductor switches. Nevertheless, when the switch device is open, i.e. when both the semiconductor switches and the relay are open, a bidirectional separation of the electrical connection can be achieved, i.e. the current flow can be interrupted in both directions. As a result, the advantages of individual line disconnection and reverse current prevention can be combined with one another in a simple manner. Furthermore, the relay can be spared, which increases the longevity of the

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Strangabschaltvorrichtung dienlich ist und wodurch Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit gewährleistet werden können.Line shutdown device is useful and can be used to ensure safety, reliability and longevity.

Ferner bevorzugt kann die Strangabschaltvorrichtung dazu ausgebildet sein, vor dem Wiederanschalten des zugehörigen Photovoltaik-Strangs in einer Prüfroutine elektrische Kenngrößen des zugehörigen Photovoltaik-Strangs zu prüfen und bei Einhalten vordefinierter Schwellenwerte für die elektrischen Kenngrößen und nach Benutzerfreigabe die Schaltereinrichtung zu schließen. D.h. das Schließen der Schaltereinrichtung erfolgt erst dann wenn beides vorliegt, d.h. wenn sowohl die Prüfbedingungen für die elektrischen Kenngrößen erfüllt sind, als auch die Benutzerfreigabe für das (Wieder-)Anschalten vorliegt. Erst dann wird der zugehörige Photovoltaik-Strang wieder an den zentralen Sammelpunkt angeschaltet.Furthermore, the string shutdown device can preferably be designed to check electrical parameters of the associated photovoltaic string in a test routine before the relevant photovoltaic string is switched on again and to close the switch device if predefined threshold values for the electrical parameters are maintained and after user approval. I.e. The switch device is only closed when both are present, i.e. if both the test conditions for the electrical parameters are met and the user is approved for (re) switching on. Only then is the associated photovoltaic string switched on again at the central collection point.

Insbesondere können die Halbleiterschalter zunächst testweise geschlossen und bei noch offenem Relais elektrische Kenngrößen, insbesondere der Strangstrom gemessen werden.In particular, the semiconductor switches can initially be closed on a test basis and electrical parameters, in particular the phase current, can be measured with the relay still open.

Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, bevor auch das Relais geschlossen wird, wodurch das Relais geschont werden kann.This process can be repeated several times before the relay is also closed, so that the relay can be protected.

Insbesondere umfasst die Strangabschaltvorrichtung einen Stromsensor, welcher den photovoltaisch erzeugten Stromfluss durch die zugehörige Strangleitung misst. Die Strangabschaltvorrichtung schließt das Relais vorzugsweise nur dann, wenn der durch die Strangleitung fließende photovoltaisch erzeugte Strom einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der zugehörige Photovoltaik-Strang erst in Betrieb genommen wird, wenn er vollständig betriebsbereit ist.In particular, the string shutdown device comprises a current sensor which measures the photovoltaically generated current flow through the associated string line. The string cut-off device preferably closes the relay only when the photovoltaically generated current flowing through the string line exceeds a predefined threshold value. This can ensure that the associated photovoltaic string is only put into operation when it is fully operational.

Bevorzugt weist die Strangabschaltvorrichtung bzw. die Schaltereinrichtung eine Verlustleistung im Produktionsbetrieb des zugehörigen Photovoltaik-Strangs von kleiner als 1 W, beispielsweise bei 1000 Volt und 10 Ampere pro Photovoltaik-Strang auf.The string shutdown device or the switch device preferably has a power loss in the production operation of the associated photovoltaic string of less than 1 W, for example at 1000 volts and 10 amperes per photovoltaic string.

Die Strangabschaltvorrichtung bzw. die Schaltereinrichtung kann demnach auch Halbleiterschalter umfassen, vorzugsweise weist die Strangabschaltvorrichtung bzw. die Schaltereinrichtung aber nicht ausschließlich Halbleiterbauelemente, sondern zumindest einen nicht-Halbleiter-basierten Schalter, insbesondere das Relais auf. Vorzugsweise fließt also zumindest zeitweise, insbesondere im dauerhaften Produktionsbetrieb des Photovoltaik-Strangs der photovoltaisch erzeugte Strom in dem Teil des Photovoltaik-Strangs, in dem die volle nominelle Spannung der mehreren seriellen Photovoltaik-Module oder des gesamten Photovoltaik-Strangs (typ. >500 Volt) anliegt, vorzugsweise ausschließlich, durch metallische Leiter, z.B. Metallkabel, Metallsteckverbinder und/oder Relais und zumindest nicht dauerhaftThe line switch-off device or the switch device can accordingly also comprise semiconductor switches, but preferably the line switch-off device or the switch device has not only semiconductor components, but at least one non-semiconductor-based switch, in particular the relay. The photovoltaically generated current therefore preferably flows at least temporarily, in particular in the permanent production operation of the photovoltaic string, in the part of the photovoltaic string in which the full nominal voltage of the several serial photovoltaic modules or of the entire photovoltaic string (typically.> 500 volts ) is present, preferably exclusively, through metallic conductors, for example Metal cables, metal connectors and / or relays and at least not permanently

BE2017/5253 durch Halbleiterbauelemente. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Verlustleistung gering gehalten werden, so dass die Strangabschaltvorrichtung ggf. in vorhandene Gehäuse eingebaut werden kann, ohne dass diese überhitzen.BE2017 / 5253 through semiconductor components. As a result, the power loss can advantageously be kept low, so that the line cut-off device can optionally be installed in existing housings without overheating.

Vorzugsweise weist jeder parallele Photovoltaik-Strang vor dem zentralen Sammelpunkt eine solche Strangabschaltvorrichtung auf. Die Strangabschaltvorrichtungen sind Photovoltaik-Modul-übergreifend, d.h. sind jeweils für den gesamten Photovoltaik-Strang mit mehreren seriell verschalteten Photovoltaik-Modulen zuständig.Each parallel photovoltaic string preferably has such a string shutdown device in front of the central collection point. The string shutdown devices are cross-photovoltaic module, i.e. are each responsible for the entire photovoltaic string with several series-connected photovoltaic modules.

Die Strangabschaltvorrichtungen weisen eingangsseitig (also sträng- oder PhotovoltaikModul-seitig) einen Pluspoleingang und einen Minuspoleingang zum Anschließen des Pluspols bzw. Minuspols der Strangleitung sowie ausgangsseitig (also sammelpunktseitig) einen Pluspolausgang und einen Minuspolausgang zum Anschließen des Pluspols bzw. Minuspols einer Fortsetzung der Strangleitung bis zu dem zentralen Sammelpunkt der Photovoltaik-Stränge bzw. bis zum Gleichstromeingang des Wechselrichters auf. Es liegt demnach insbesondere die gesamte Strangspannung an der Strangabschaltvorrichtung an und/oder der gesamte Strangstrom fließt durch die Strangabschaltvorrichtung hindurch, um stromabwärts in Richtung des Wechselrichters an dem zentralen Sammelpunkt mit den Strömen der anderen parallelen Photovoltaik-Stränge parallel vereinigt zu werden. Somit sind die Pluspolausgänge und der Minuspolausgänge der parallelen Photovoltaik-Stränge mit dem Pluspol bzw. Minuspol des zentralen Sammelpunkts bzw. über den zentralen Sammelpunkt mit dem Pluspol bzw. dem Minuspol des Gleichstromeingangs des Wechselrichters verbunden. DieThe string disconnection devices have a positive pole input and a negative pole input on the input side (i.e. on the string or photovoltaic module side) for connecting the positive pole or negative pole of the string line, and on the output side (i.e. on the collecting point side) a positive pole output and a negative pole output for connecting the positive pole or negative pole to a continuation of the string line to the central collection point of the photovoltaic strings or up to the DC input of the inverter. Accordingly, in particular the entire string voltage is present at the string shutdown device and / or the entire string current flows through the string shutdown device in order to be combined in parallel downstream with the currents of the other parallel photovoltaic strings at the central collecting point in the direction of the inverter. Thus, the positive pole outputs and the negative pole outputs of the parallel photovoltaic strings are connected to the positive pole or negative pole of the central collecting point or, via the central collecting point, to the positive pole and the negative pole of the DC input of the inverter. The

Strangabschaltvorrichtung bewirkt nun eine individuelle Abschaltmöglichkeit des jeweils zugehörigen Photovoltaik-Strangs.String shutdown device now provides an individual shutdown option for the associated photovoltaic string.

Wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, entfaltet die vorliegende Erfindung besondere Vorteile in Kombination mit dem Rückstromschutz gemäß der DE 10 2016 117 049.As has already been explained above, the present invention has particular advantages in combination with the reverse current protection according to DE 10 2016 117 049.

Wenn also die Strangabschaltvorrichtung auch als Rückstromschutzvorrichtung wirkt, verhindert diese auch, dass ein Querstrom so groß wird, dass sich die Richtung des Stromflusses in dem zugehörigen Photovoltaik-Strang umkehrt, d.h. ein negativer Strom zurück in den zugehörigen Photovoltaik-Strang fließt. In vorteilhafter Weise können also unerwünschte Rückströme verhindert werden, welche ansonsten entstehen könnten, wenn der zugehörige Photovoltaik-Strang niederimpedanter sein sollte als der Wechselrichter oder entsprechende Stromabnehmer stromabwärts des zentralen Sammelpunkts. Dies kann einen positiven Einfluss auf die Lebensdauer der zugehörigen Photovoltaik-Module haben. Je nachThus, if the string shutdown device also acts as a reverse current protection device, this also prevents a cross current from becoming so large that the direction of current flow in the associated photovoltaic string is reversed, i.e. a negative current flows back into the associated photovoltaic string. In an advantageous manner, undesired reverse currents can be prevented, which could otherwise arise if the associated photovoltaic string should have a lower impedance than the inverter or corresponding pantograph downstream of the central collecting point. This can have a positive impact on the lifespan of the associated photovoltaic modules. Depending on

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Sicherheitsausrüstung der Photovoltaik-Anlage kann die Rückstromschutzfunktion auch die Sicherheit der Anlage erhöhen, insbesondere beim Abschalten einzelner Photovoltaik-Stränge oder der Photovoltaik-Anlage, z.B. aufgrund nicht mehr hinreichender Bestrahlung, Wartungsarbeiten oder bei einer Gefahrenabschaltung, insbesondere in dem die Rückstromschutzfunktion verhindert, dass die Abschaltung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs aufgrund eines Rückstroms verhindert wird.Safety equipment of the photovoltaic system, the reverse current protection function can also increase the safety of the system, especially when switching off individual photovoltaic strings or the photovoltaic system, e.g. due to insufficient radiation, maintenance work or in the event of a hazard shutdown, in particular in which the reverse current protection function prevents the shutdown of the associated photovoltaic string from being prevented due to reverse current.

Vorzugsweise ist die Strangabschaltvorrichtung in ein elektrisch isolierendes Gehäuse eingebaut, welches am strangseitigen Eingang einen Pluspol-Anschluss für den Pluspol der Strangleitung und einen Minuspol-Anschluss für den Minuspol der Strangleitung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs aufweist. Ferner vorzugsweise weist die Strangabschaltvorrichtung am sammelpunktseitigen Ausgang einen Pluspol-Anschluss für den Pluspol und einen MinuspolAnschluss für den Minuspol der Verlängerung der Strangleitung, die zu dem zentralen Sammelpunkt führt, auf. Die Anschlüsse an dem Gehäuse sind vorzugsweise als PhotovoltaikSteckverbinder, z.B. gemäß dem SUNCLIX®-System der Anmelderin/Inhaberin ausgebildet. Das Gehäuse mit der Strangabschaltvorrichtung, welches mit den Steckverbindern in die beiden Leitungen der Strangleitung des zugehörigen Photovoltaik-Moduls eingefügt werden können, kann demnach eine separat steckbare Einheit in Form einer Strangabschaltbox bilden, die auch als Nachrüstlösung noch in vorhandene Strangleitungen zwischen die Photovoltaik-Module jeweils eines Photovoltaik-Strangs und den zentralen Sammelpunkt bzw. den gemeinsamen Wechselrichter eingefügt werden kann, um eine vorhandene Multistrang-Photovoltaik-Anlage nachzurüsten.The string cut-off device is preferably installed in an electrically insulating housing which has a positive pole connection for the positive pole of the string line and a negative pole connection for the negative pole of the string line of the associated photovoltaic string at the string-side input. Furthermore, the line cut-off device preferably has a positive pole connection for the positive pole and a negative pole connection for the negative pole of the extension of the branch line, which leads to the central collecting point, at the output on the collecting point. The connections on the housing are preferably as photovoltaic connectors, e.g. trained in accordance with the applicant's SUNCLIX® system. The housing with the string shutdown device, which can be inserted with the connectors in the two lines of the string line of the associated photovoltaic module, can therefore form a separately pluggable unit in the form of a string shutdown box, which can also be used as a retrofit solution in existing string lines between the photovoltaic modules one photovoltaic string each and the central collection point or the common inverter can be inserted in order to retrofit an existing multistrand photovoltaic system.

Vorzugsweise enthält die Strangabschaltvorrichtung einen mit der Steuereinrichtung verbundenen Sensor zum Messen einer elektrischen Kenngröße an dem zugehörigen Photovoltaik-Strang. In Ansprechen auf die mit dem Sensor gemessene elektrische Kenngröße kann die Steuereinrichtung die Schaltereinrichtung schalten, ggf. aber nur dann wenn auch eine Benutzerfreigabe vorliegt. Insbesondere verhindert die Steuereinrichtung in Ansprechen auf die mit dem Sensor gemessene elektrische Kenngröße das Schließen der Schaltereinrichtung und/oder zumindest des Relais, z.B. wenn die gemessene elektrische Kenngröße außerhalb einer für das Wieder-Anschalten maßgeblichen Sicherheitsbedingung für die erste elektrische Kenngröße liegt.The string shutdown device preferably contains a sensor connected to the control device for measuring an electrical parameter on the associated photovoltaic string. In response to the electrical characteristic measured with the sensor, the control device can switch the switch device, but possibly only if there is also user authorization. In particular, in response to the electrical characteristic measured with the sensor, the control device prevents the switch device and / or at least the relay, e.g. if the measured electrical parameter lies outside a safety condition for the first electrical parameter that is relevant for the restart.

Der Sensor ist vorzugsweise ein Stromsensor oder ein Spannungssensor, welcher zumindest eine der folgenden elektrischen Kenngrößen misst:The sensor is preferably a current sensor or a voltage sensor, which measures at least one of the following electrical parameters:

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- Eingangsspannung am strangseitigen Eingang der Strangabschaltvorrichtung,Input voltage at the string-side input of the string cut-off device,

- Ausgangsspannung am sammelpunktseitigen bzw. wechselrichterseitigen Ausgang der Strangabschaltvorrichtung,Output voltage at the collector-side or inverter-side output of the string shutdown device,

- Strangstrom des zugehörigen Photovoltaik-Strangs bzw. durch die Strangabschaltvorrichtung oder Strangbox,- string current of the associated photovoltaic string or through the string shutdown device or string box,

- negativer Stromfluss.- negative current flow.

Ein negativer Stromfluss bedeutet, dass der Strom in dem Photovoltaik-Strang entgegen der Flussrichtung des im Betrieb photovoltaisch erzeugten Stroms durch die Strangabschaltvorrichtung fließt. D.h. der Stromsensor ist insbesondere dazu ausgebildet, auch einen negativen Stromfluss messen zu können.A negative current flow means that the current in the photovoltaic string flows through the string shutdown device counter to the flow direction of the current photovoltaically generated during operation. I.e. the current sensor is in particular designed to also be able to measure a negative current flow.

Wenn zusätzlich zu der benutzergesteuerten Strangabschaltung auch eine Rückstromstromschutzfunktion gewünscht ist, öffnet die kombinierte Strangabschalt- und Rückstromschutzvorrichtung in Ansprechen auf eine oder mehrere dieser mit dem oder den Sensoren gemessenen elektrischen Kenngrößen die Schaltereinrichtung und unterbricht die Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs zu der Parallelschaltung mit den anderen Photovoltaik-Strängen und damit zu dem Gleichstromeingang des Wechselrichters. Die Strangabschalt- und/oder Rückstromschutzvorrichtung enthält daher vorzugsweise einen Stromsensor, der auch negative Ströme messen kann und/oder einen Eingangsspannungssensor und/oder einen Ausgangsspannungssensor.If, in addition to the user-controlled string shutdown, a reverse current protection function is also desired, the combined string shutdown and reverse current protection device opens the switch device in response to one or more of these electrical parameters measured with the sensor or sensors and interrupts the connection of the associated photovoltaic string to the parallel connection with the other photovoltaic strings and thus to the DC input of the inverter. The line cut-off and / or reverse current protection device therefore preferably contains a current sensor which can also measure negative currents and / or an input voltage sensor and / or an output voltage sensor.

In vorteilhafter Weise kann hiermit auf einfache Weise separat an jedem PhotovoltaikStrang kontinuierlich festgestellt werden, ob ein Zustand des zugehörigen Photovoltaik-Strangs vorliegt, welcher außerhalb der gewünschten Betriebs- und Sicherheitsparameter liegt.In this way, it can advantageously be continuously and separately determined on each photovoltaic string in a simple manner whether there is a state of the associated photovoltaic string that lies outside the desired operating and safety parameters.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor demnach ein Stromsensor, welcher den Stromfluss, ggf. auch einen negativen Stromfluss durch die Strangabschalt- und Rückstromschutzvorrichtung messen kann. Die Strangabschalt- und Rückstromschutzvorrichtung kann die Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs zu dem zentralen Sammelpunkt, d.h. zu der Parallelschaltung mit den anderen Photovoltaik-Strängen und zu dem Gleichstromeingang des Wechselrichters unterbrechen, zumindest wenn der Strom in dem zugehörigen Photovoltaik-Strang negativ ist und/oder einen vordefinierten Schwellenwert für den Betrag des negativen Stroms überschreitet. Ein negativer Strom ist allerdings keine notwendige Voraussetzung für das Trennen. Je nachdem welche Betriebs- und Sicherheitsparameter vorgegeben sind, kann die Strangabschalt- undAccording to a preferred embodiment of the invention, the sensor is accordingly a current sensor which can measure the current flow, possibly also a negative current flow through the phase cut-off and reverse current protection device. The string shutdown and reverse current protection device can connect the associated photovoltaic string to the central collection point, i.e. to the parallel connection with the other photovoltaic strings and to the direct current input of the inverter, at least if the current in the associated photovoltaic string is negative and / or exceeds a predefined threshold value for the amount of the negative current. However, a negative current is not a necessary prerequisite for the disconnection. Depending on which operating and safety parameters are specified, the string shutdown and

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Rückstromschutzvorrichtung die Unterbrechung auch bereits dann durchführen, wenn der Strom zwar noch positiv ist, aber unterhalb eines vordefinierten Sicherheits-Schwellwertes liegt. Dies kann z.B. dann Vorkommen, wenn die Photovoltaik-Module des zugehörigen PhotovoltaikStrangs erheblich stärker abgeschattet sind als die Photovoltaik-Module der anderen Photovoltaik-Stränge. In diesem Fall sorgen die Querströme möglicherweise noch nicht für einen negativen Gesamt-Stromfluss in dem zugehörigen Photovoltaik-Strang, reduzieren aber den von den von den zugehörigen Photovoltaik-Strang photovoltaisch erzeugten Strom ggf. bereits so weit, dass der Produktionsbetrieb dieses zugehörigen Photovoltaik-Strangs wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll ist, so dass es besser ist, die Verbindung dieses zugehörigen Photovoltaik-Strangs zu der Parallelschaltung mit den anderen Photovoltai k-Strängen und zu dem gemeinsamen Wechselrichter zu unterbrechen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der von der Strangabschalt- und Rückstromschutzvorrichtung gemessene Strom zwar noch positiv ist, aber erheblich unter dem Maximalstrom des Photovoltaik-Strangs, z.B. kleiner als 10% des Maximalstroms des Photovoltaik-Strangs ist. Mit anderen Worten ist die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, die Schaltereinrichtung automatisch zu schalten, bzw. die Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs zu der Parallelschaltung und zu dem Wechselrichterzu unterbrechen, wenn die Bedingung eintritt, dass der Strangstrom I kleiner wird als ein vordefinierter Schwellenwert IO. Der vordefinierte Schwellenwert IO kann zwischen positiv und erheblich kleiner als der Maximalstrom des zugehörigen Photovoltaik-Strangs und einem negativen Sicherheitswert für den Stromfluss ausgewählt werden. Mathematisch ausgedrückt kann die Schaltbedingung definiert werden als l<IO, wobei IO ausgewählt wird aus einem Intervall [11,12], wobei 11 ein negativer Sicherheitswert ist, bei welchem der zugehörige PhotovoltaikStrang beschädigt werden könnte und I2 ein positiver Wert ist, unterhalb dessen ein wirtschaftlicher Betrieb nicht mehr sinnvoll erscheint.Reverse current protection device also carry out the interruption when the current is still positive but is below a predefined safety threshold value. This can e.g. then occur when the photovoltaic modules of the associated photovoltaic string are shaded considerably more than the photovoltaic modules of the other photovoltaic strings. In this case, the cross currents may not yet result in a negative total current flow in the associated photovoltaic string, but may reduce the current generated by the photovoltaic string from the associated photovoltaic string so far that the production operation of this associated photovoltaic string is no longer economically sensible, so that it is better to interrupt the connection of this associated photovoltaic string to the parallel connection with the other photovoltaic strings and to the common inverter. This can be particularly useful if the current measured by the string cut-off and reverse current protection device is still positive, but considerably below the maximum current of the photovoltaic string, e.g. is less than 10% of the maximum current of the photovoltaic string. In other words, the control device is preferably designed to switch the switch device automatically, or to interrupt the connection of the associated photovoltaic string to the parallel connection and to the inverter, if the condition occurs that the string current I becomes smaller than a predefined threshold value IO . The predefined threshold value IO can be selected between positive and considerably smaller than the maximum current of the associated photovoltaic string and a negative safety value for the current flow. Expressed mathematically, the switching condition can be defined as l <IO, where IO is selected from an interval [11,12], where 11 is a negative safety value at which the associated photovoltaic string could be damaged and I2 is a positive value below which a economic operation no longer makes sense.

Insbesondere schaltet die Steuereinrichtung der Strangabschalt- und Rückstromschutzvorrichtung den zugehörigen Photovoltaik-Strang auch wieder elektrisch an die Parallelschaltung mit den anderen Photovoltai k-Strängen und an den gemeinsamen Wechselrichter elektrisch an, wenn die Betriebs- und Sicherheitsparameter dies erlauben und die Benutzerfreigabe, z.B. in Form eines Triggersignals, z.B. durch einen geschlossenen Schalter vorliegt. Hierzu ist die Steuereinrichtung mit einer Sensoreinrichtung zum Messen zumindest einer elektrischen Kenngröße verbunden.In particular, the control device of the string shutdown and reverse current protection device also electrically connects the associated photovoltaic string to the parallel connection with the other photovoltaic strings and to the common inverter, if the operating and safety parameters permit this and the user release, e.g. in the form of a trigger signal, e.g. by a closed switch. For this purpose, the control device is connected to a sensor device for measuring at least one electrical parameter.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung einen Eingangsspannungssensor, welcher die strangseitige Eingangsspannung an der Strangabschaltvorrichtung misst und/oder einen Ausgangsspannungssensor, welcher die sammelpunktseitige bzw. wechselrichterseitige Ausgangsspannung an der Strangabschaltvorrichtung misst. In Ansprechen auf die gemessene strangseitige Eingangsspannung und/oder auf die gemessene sammelpunktseitige bzw. wechselrichterseitige Ausgangsspannung schaltet die Steuereinrichtung den zugehörigen Photovoltai k-Strang, dessen Verbindung zu dem zentralen Sammelpunkt unterbrochen ist, wieder an den zentralen Sammelpunkt mit den anderen parallelen Photovoltaik-Strängen und damit an den Gleichstromeingang des Wechselrichters elektrisch an, wenn die Benutzerfreigabe vorliegt.According to a preferred embodiment, the sensor device comprises an input voltage sensor which measures the string-side input voltage at the string shutdown device and / or an output voltage sensor which measures the collector-side or inverter-side output voltage at the string shutdown device. In response to the measured string-side input voltage and / or the measured collector-side or inverter-side output voltage, the control device switches the associated photovoltaic string, whose connection to the central collecting point is interrupted, back to the central collecting point with the other parallel photovoltaic strings and thus electrically to the DC input of the inverter when the user approval is available.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Eingangsspannung mit der Ausgangsspannung verglichen und die Steuereinrichtung schaltet in Ansprechen auf den Vergleich der gemessenen strangseitigen Eingangsspannung und der gemessenen sammelpunktseitigen bzw. wechselrichterseitigen Ausgangsspannung Schaltereinrichtung, insbesondere dahingehend, dass der zugehörige Photovoltai k-Strang, dessen Verbindung zu dem zentralen Sammelpunkt unterbrochen ist, wieder an die anderen parallelen Photovoltai k-Stränge und an den Gleichstromeingang des Wechselrichters angeschaltet wird, wenn die Benutzerfreigabe vorliegt. Durch den Spannungsvergleich kann gewährleistet werden, dass nach dem elektrischen Wiederanschalten des zugehörigen Photovoltai k-Strangs die erwünschten Betriebs- und Sicherheitsparameter erfüllt sind, z.B. dass kein negativer Strom zurück in den zugehörigen Photovoltai k-Strang fließt bzw. der positive Produktionsstrom einen Mindestwert übersteigt, indem der zugehörige Photovoltai k-Strang nur dann elektrisch wieder angeschaltet wird, wenn die Differenz aus Ausgangsspannung U2 minus Eingangsspannung U1 kleiner ist, als ein vordefinierter Schwellenwert U0. Wenn U0=0 gilt, bedeutet das, dass die Ausgangsspannung U2 kleiner ist als die Eingangsspannung U1. Hierbei kann eine gewisse Toleranz vorhanden sein, insbesondere kann der Effekt ausgenutzt werden, dass die Eingangsspannung des zugehörigen Photovoltai k-Strangs, dessen Verbindung zu dem zentralen Sammelpunkt unterbrochen ist, die Leerlaufspannung ist, wohingegen die Ausgangsspannung, welche die von den anderen parallelen Photovoltaik-Modulen erzeugte Spannung darstellt, bereits eine Lastspannung darstellt, welche typischerweise um etwa 20% niedriger ist als die Leerlaufspannung, weil der Wechselrichter bereits arbeitet. Demnach kann die Steuereinrichtung in Ansprechen auf den Vergleich der Leerlaufspannung des zugehörigenAccording to a further preferred embodiment of the invention, the input voltage is compared with the output voltage and the control device switches in response to the comparison of the measured string-side input voltage and the measured collector-side or inverter-side output voltage switch device, in particular in that the associated photovoltaic k string, the connection thereof is interrupted to the central collection point, is switched on again to the other parallel photovoltaic strings and to the DC input of the inverter when the user release is available. The voltage comparison can ensure that the desired operating and safety parameters are fulfilled after the relevant photovoltaic string has been switched on again, e.g. that no negative current flows back into the associated photovoltaic k string or that the positive production current exceeds a minimum value by the associated photovoltaic k string being switched on again electrically only when the difference between output voltage U2 minus input voltage U1 is less than one predefined threshold U0. If U0 = 0, this means that the output voltage U2 is lower than the input voltage U1. There may be a certain tolerance here, in particular the effect can be exploited that the input voltage of the associated photovoltaic string, whose connection to the central collecting point is interrupted, is the open circuit voltage, whereas the output voltage, which is that of the other parallel photovoltaic Module generated voltage, already represents a load voltage, which is typically about 20% lower than the open circuit voltage because the inverter is already working. Accordingly, the controller can respond to the comparison of the open circuit voltage of the associated one

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Photovoltaik-Strangs mit der Lastspannung der anderen Photovoltaik-Stränge den zugehörigenPhotovoltaic strings associated with the load voltage of the other photovoltaic strings

Photovoltaik-Strang, dessen Verbindung zu dem zentralen Sammelpunkt unterbrochen ist, wieder an den zentralen Sammelpunkt mit den anderen parallelen Photovoltaik-Strängen und damit an den Gleichstromeingang des Wechselrichters anschalten, wenn die Benutzerfreigabe vorliegt.Connect the photovoltaic string, whose connection to the central collection point is interrupted, back to the central collection point with the other parallel photovoltaic strings and thus to the DC input of the inverter when the user approval has been given.

Zusätzlich zu dem Spannungsvergleich kann noch geprüft werden, ob die Spannung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs einen vordefinierten Schwellenwert U_min übersteigt, z.B. um zu gewährleisten, dass der zugehörige Photovoltaik-Strang zu diesem Zeitpunkt eine hinreichende Leistung erzeugen kann.In addition to the voltage comparison, it can also be checked whether the voltage of the associated photovoltaic string exceeds a predefined threshold value U_min, e.g. to ensure that the associated photovoltaic string can generate sufficient power at this time.

Die kombinierte Strangabschalt- und Rückstromschutzvorrichtung umfasst demnach vorzugsweise eine Schaltereinrichtung, welche im geschlossenen Zustand den zugehörigen Photovoltaik-Strang parallel mit den anderen Photovoltaik-Strängen elektrisch verbindet und im offenen Zustand die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs zu dem zentralen Sammelpunkt bzw. zu dem Wechselrichter innerhalb der Strangleitung bidirektional unterbricht.The combined string shutdown and reverse current protection device accordingly preferably comprises a switch device which, in the closed state, electrically connects the associated photovoltaic string in parallel with the other photovoltaic strings and in the open state the current-carrying connection of the associated photovoltaic string to the central collection point or to the Inverter in the string line interrupts bidirectionally.

Dabei sollte die Schaltereinrichtung für eine Trennspannung von mindestens 500 Volt, besser mindestens 1000 Volt und/oder für einen Durchgangsstrom von mindestens 5 Ampere, besser mindestens 10 Ampere ausgelegt sein. Es soll nämlich insbesondere die Gesamtspannung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs von der Schaltereinrichtung unterbrochen bzw. geschaltet werden und/oder der gesamte Produktionsstrom des zugehörigen Photovoltaik-Strangs im Produktionsbetrieb des Photovoltaik-Strangs durch die Schaltereinrichtung, fließen.The switch device should be designed for a separation voltage of at least 500 volts, better at least 1000 volts and / or for a through current of at least 5 amps, better at least 10 amps. In particular, the total voltage of the associated photovoltaic string is to be interrupted or switched by the switch device and / or the entire production current of the associated photovoltaic string is to flow through the switch device in the production operation of the photovoltaic string.

Vorzugsweise sind die hierfür vorzugsweise verwendeten Halbleiterschalter und/oder das Relais als Schließer (Normal-Off) ausgebildet. Dies könnte zwar auf den ersten Blick nachteilig erscheinen, da für das Halten des On-Zustandes elektrische Leistung benötigt wird.The semiconductor switches and / or the relay which are preferably used for this purpose are preferably designed as normally open contacts. At first glance, this might appear to be disadvantageous, since electrical power is required to maintain the on state.

Dies wird aber in Kauf genommen, um die damit verbundene Sicherheit zu erzielen, nämlich dass die Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs im Normalzustand der Schaltereinrichtung zu der Parallelschaltung mit den anderen Photovoltaik-Strängen und zu dem Gleichstromeingang des Wechselrichters unterbrochen ist.However, this is accepted in order to achieve the associated security, namely that the connection of the associated photovoltaic string is interrupted in the normal state of the switch device to the parallel connection with the other photovoltaic strings and to the DC input of the inverter.

In vorteilhafter Weise können Halbleiterschalter, z.B. MOS-FETs verwendet werden, welche einen RDS-On (Resistance-Drain-Source-On, auf Deutsch auch als Einschaltwiderstand bezeichnet) von z.B. mindestens 50 mOhm, ggf. sogar mehreren 100 mOhm oder mehr aufweisen. Dies erzeugt zwar eine relativ große Verlustleitung von ggf. einem Watt, einigen WattAdvantageously, semiconductor switches, e.g. MOS-FETs are used which have an RDS-On (Resistance-Drain-Source-On, also known as switch-on resistance in German) of e.g. have at least 50 mOhm, possibly even several 100 mOhm or more. Although this creates a relatively large loss line of possibly one watt, a few watts

BE2017/5253 oder mehr, was aber insbesondere durch die Entlastung durch das parallel geschaltete Relais akzeptabel ist.BE2017 / 5253 or more, which is particularly acceptable due to the relief provided by the parallel relay.

Die vorliegend offenbarte Erfindung ist insbesondere vorteilhaft einzusetzen in Photovoltaik-Anlagen, bei welchen die seriell geschalteten Photovoltaik-Module in zumindest einem der Photovoltaik-Stränge, vorzugsweise in allen Photovoltaik-Strängen, jeweils Schutzschaltungen aufweisen, mittels welchen die Photovoltaik-Module einzeln von dem zugehörigen Strang abgeschaltet werden können, und wobei die Schutzschaltungen der einzelnen Photovoltaik-Module den Ausgang des jeweiligen Photovoltaik-Moduls an den Anschlusspunkten für die Strangleitung kurzschließt, um einen niederohmigen Bypass für das jeweilige Photovoltaik-Modul zu erzeugen. Solche Schutzschaltungen für die Photovoltaik-Module sind in der WO2013/026539 A1 genauer beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen und welche diesbezüglich hiermit durch Referenz inkorporiert wird. Ferner ist die vorliegend offenbarte Erfindung insbesondere vorteilhaft einzusetzen in Photovoltaik-Anlagen, bei welchen der zugehörige Photovoltaik-Strang eine Startschaltung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, solche oder andere Schutzschaltungen der einzelnen Photovoltaik-Module des zugehörigen Photovoltaik-Strangs wieder zu aktivieren. Solche Startschaltungen für die Photovoltaik-Stränge sind in der WO2014/122325 A1 genauer beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen und welche diesbezüglich hiermit durch Referenz inkorporiert wird.The presently disclosed invention can be used particularly advantageously in photovoltaic systems in which the series-connected photovoltaic modules in at least one of the photovoltaic strings, preferably in all photovoltaic strings, each have protective circuits by means of which the photovoltaic modules are individually isolated from the associated one String can be switched off, and wherein the protective circuits of the individual photovoltaic modules short-circuit the output of the respective photovoltaic module at the connection points for the string line in order to generate a low-resistance bypass for the respective photovoltaic module. Such protective circuits for the photovoltaic modules are described in more detail in WO2013 / 026539 A1, to which reference is hereby made and which in this regard is hereby incorporated by reference. Furthermore, the presently disclosed invention can be used particularly advantageously in photovoltaic systems in which the associated photovoltaic string has a start circuit which is designed to reactivate such or other protective circuits of the individual photovoltaic modules of the associated photovoltaic string. Such starting circuits for the photovoltaic strings are described in more detail in WO2014 / 122325 A1, to which reference is hereby made and which in this regard is hereby incorporated by reference.

Bevorzugt können eine solche Startschaltung zum Starten des zugehörigen Photovoltaik-Strangs und die Strangabschaltvorrichtung für den zugehörigen Photovoltaik-Strang in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden, so dass eine Strangbox mit kombinierter Start-und individueller Strangabschaltfunktion für den zugehörigen Photovoltaik-Strang entsteht. Die Strangbox wird mit Pluspol- und Minuspol-Anschlüssen am Eingang und Pluspol- und Minuspol-Anschlüssen am Ausgang der Strangbox zwischen die Serie aus Photovoltaik-Modulen des zugehörigen Photovoltaik-Strangs und den zentralen Sammelpunkt mit den anderen Photovoltaik-Strängen in den zugehörigen Photovoltaik-Strangs geschaltet, wo sie beide Funktionen - Strangabschaltung und Starten des zugehörigen Photovoltaik-Strangs und ggf. noch Rückstromschutz für denselben Photovoltaik-Strang erfüllen kann. Hierdurch können überflüssige Komponenten, insbesondere Steckverbindungen eingespart werden, was sich positiv auf Kosten, Lebensdauer und Verlustleitung der Photovoltaik-Anlage auswirken kann. Die Verlustleistung der Strangabschaltvorrichtung ist im Produktionsbetrieb, insbesondere bei geschlossenem Relais so niedrig, dass die thermische Belastung akzeptabel ist.Such a start circuit for starting the associated photovoltaic string and the string shutdown device for the associated photovoltaic string can preferably be accommodated in a common housing, so that a string box with a combined start and individual string shutdown function for the associated photovoltaic string is created. The strand box is provided with positive pole and negative pole connections at the input and positive pole and negative pole connections at the output of the strand box between the series of photovoltaic modules of the associated photovoltaic string and the central assembly point with the other photovoltaic strings in the associated photovoltaic String switched where it can perform both functions - string shutdown and starting the associated photovoltaic string and possibly reverse current protection for the same photovoltaic string. In this way, superfluous components, in particular plug connections, can be saved, which can have a positive effect on the costs, service life and loss of the photovoltaic system. The power loss of the string shutdown device is so low in production, especially when the relay is closed, that the thermal load is acceptable.

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Vorzugsweise ist jeder Photovoltaik-Strang der Parallelschaltung an dem zentralenEach photovoltaic string of the parallel connection is preferably at the central one

Sammelpunkt bzw. dem Gleichstromeingang desselben Wechselrichters mit der beschriebenenCollection point or the DC input of the same inverter with the described

Photovoltaik-Modul-übergreifenden Strangabschaltvorrichtung bzw. Strangbox ausgerüstet.String shut-off device or string box equipped across photovoltaic modules.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum benutzergesteuerten oder benutzergetriggerten Abschalten und (Wieder-)Anschalten eines vom Benutzer selektierten einzelnen Photovoltai k-Strangs einer wie vorstehend beschriebenen Multistrang-PhotovoltaikAnlage von bzw. an den zentralen Sammelpunkt bzw. an den Gleichstromeingang des Wechselrichters . Das Verfahren umfasst folgende Schritte:The invention also relates to a method for user-controlled or user-triggered switching off and (on) switching on of a user-selected individual photovoltaic string of a multi-string photovoltaic system as described above from or to the central collection point or to the DC input of the inverter. The process includes the following steps:

Gezieltes Triggern der Strangabschaltvorrichtung des zugehörigen Photovoltaikstrangs durch den Benutzer, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang von dem zentralen Sammelpunkt abzuschalten bzw. die stromführende Verbindung zu dem zentralen Sammelpunkt zu trennen. Hierbei bleibt insbesondere zumindest ein anderer Photovoltaik-Strang an den zentralen Sammelpunkt angeschaltet und speist weiter Strom über den zentralen Sammelpunkt ein, so dass die Multistrang-Photovoltaik-Anlage grundsätzlich noch produktiv bleibt.Targeted triggering of the string shutdown device of the associated photovoltaic string by the user in order to switch off the associated photovoltaic string from the central collection point or to separate the current-carrying connection to the central collection point. In particular, at least one other photovoltaic string remains connected to the central collection point and continues to feed in electricity via the central collection point, so that the multistrand photovoltaic system basically remains productive.

Gezieltes Triggern der Strangabschaltvorrichtung des zugehörigen PhotovoltaikStrangs durch den Benutzer, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang wieder an den zentralen Sammelpunkt anzuschalten bzw. mit dem zentralen Sammelpunkt stromführend zu verbinden, insbesondere wenn weitere Prüfbedingungen in Bezug auf elektrische Kenngrößen erfüllt sind.Targeted triggering of the string shutdown device of the associated photovoltaic string by the user in order to switch the associated photovoltaic string back on to the central collection point or to connect it to the central collection point in a current-carrying manner, in particular if further test conditions with regard to electrical parameters are met.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Strangabschaltvorrichtung für einen Photovoltaik-Strang einer Multistrang-Photovoltaik-Anlage zum benutzergesteuerten gezielten Abschalten des zugehörigen Photovoltai k-Strangs von anderen parallel an den zentralen Sammelpunkt angeschlossenen Photovoltai k-Strängen der Multistrang-Photovoltaik-Anlage.The invention further relates to the string shutdown device for a photovoltaic string of a multistrand photovoltaic system for the user-controlled targeted disconnection of the associated photovoltaic k string from other photovoltaic k strings of the multistrand photovoltaic system connected in parallel to the central collection point.

Die Strangabschaltvorrichtung umfasst eine Schaltereinrichtung, welche im geschlossenen Zustand den zugehörigen Photovoltaik-Strang über einen zentralen Sammelpunkt parallel mit den anderen Photovoltai k-Strängen stromführend verbindet und im offenen Zustand die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltai k-Strangs zu dem zentralen Sammelpunkt unterbricht.The string shutdown device comprises a switch device which, in the closed state, connects the associated photovoltaic string in a current-carrying manner in parallel with the other photovoltaic strings via a central collecting point and in the open state interrupts the current-carrying connection of the associated photovoltaic string to the central collecting point.

Die Strangabschaltvorrichtung umfasst ferner eine Steuereinrichtung welche dazu ausgebildet ist, in Ansprechen auf ein von einem Benutzer getriggertes Steuersignal die Schaltereinrichtung aus dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu schalten, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang benutzergetriggert von dem zentralen Sammelpunkt zu trennen.The string shutdown device further comprises a control device which is designed to switch the switch device from the closed state into the open state in response to a control signal triggered by a user, in order to separate the associated photovoltaic string from the central collecting point in a user-triggered manner.

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Die Strangabschaltvorrichtung umfasst insbesondere eine Parallelschaltung aus einerThe line switch-off device comprises in particular a parallel connection from a

Halbleiterschalter-Back-to-Back-Schaltung und einem Relais, also einem elektromechanischenSemiconductor switch back-to-back circuit and a relay, i.e. an electromechanical

Schalter.Counter.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung zwar besonders vorteilhaft für Photovoltaik-Anlagen verwendbar, jedoch prinzipiell auch für andere DC-Generatoren einsetzbar ist, insbesondere wenn diese eine Parallelverschaltung an einem zentralen Sammelpunkt bzw. an einem gemeinsamen Wechselrichter aufweisen. Diese sollen nicht ausgeschlossen sein.It is apparent to the person skilled in the art that the invention can be used particularly advantageously for photovoltaic systems, but in principle can also be used for other DC generators, in particular if these have a parallel connection at a central collection point or at a common inverter. These should not be excluded.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenenThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and with reference to the figures, the same and similar elements being partially provided with the same reference numerals and the features of the different

Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.Embodiments can be combined.

Kurzbeschreibunq der FigurenBrief description of the figures

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Photovoltaik-Anlage mit parallelen Photovoltaik-Strängen,1 is a block diagram of a photovoltaic system with parallel photovoltaic strings,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schutzschaltung für ein Photovoltaik-Modul,2 shows a block diagram of a protective circuit for a photovoltaic module,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Startbox mit Strangabschaltvorrichtung undFig. 3 is a block diagram of a start box with strand shutdown device and

Rückstromschutzfunktion,Reverse current protection function,

Fig. 4 ein detaillierteres Blockschaltbild der Schaltereinrichtung S1, undFig. 4 is a more detailed block diagram of the switch device S1, and

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für das Starten, Prüfen und Abschalten des zugehörigenFig. 5 is a flowchart for starting, testing and switching off the associated

Photovoltaik-Strangs.Photovoltaic string.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Bezug nehmend auf Fig. 1 umfasst die Multistrang-Photovoltaik-Anlage 1 eine Mehrzahl von parallel geschalteten Photovoltaik-Strängen, von denen der Einfachheit halber lediglich zwei Photovoltaik-Stränge 10,10‘ dargestellt sind.With reference to FIG. 1, the multi-strand photovoltaic system 1 comprises a plurality of photovoltaic strings connected in parallel, of which only two photovoltaic strands 10, 10 'are shown for the sake of simplicity.

Jeder Photovoltaik-Strang umfasst eine Mehrzahl von Photovoltaik-Modulen oder Photovoltaik-Paneelen 12,12‘, welche jeweils mit einer Schutzschaltung 14,14‘ ausgerüstet sind, z.B. wie sie in der WO 2013/026539 A1 beschrieben sind. Die Schutzschaltungen 14,14’ sind jeweils einem Photovoltaik-Modul 12,12‘ zugeordnet und die jeweilige Strangleitung 16,16‘ führt durch die dem Photovoltaik-Strang 10,10‘ zugehörige Schutzschaltung 14,14‘ zweipolig hindurch.Each photovoltaic string comprises a plurality of photovoltaic modules or panels 12, 12 ', each of which is equipped with a protective circuit 14, 14', e.g. as described in WO 2013/026539 A1. The protective circuits 14, 14 'are each assigned to a photovoltaic module 12, 12' and the respective string line 16, 16 'leads through the protective circuit 14, 14' associated with the photovoltaic string 10, 10 'with two poles.

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Bezug nehmend auf Fig. 2 enthält jede Schutzschaltung 14,14‘ einen Kurzschlussschalter S3 zum strangseitigen Kurzschließen des zugehörigen Photovoltaik-Moduls 12,12‘ sowie einen seriellen Trennschalter S4, mit welchem das zugehörige Photovoltaik-Modul 12,12‘ vom Photovoltaik-Strang 10,10‘ getrennt werden kann. Bei Beschattung oder Ausfall eines Photovoltaik-Moduls 12,12‘ schließt der Kurzschlussschalter S3 und der serielle Trennschalter S4 öffnet, so dass das jeweilige Photovoltaik-Modul 12,12‘ vom Strang getrennt wird, leerläuft und der Photovoltaik-Strang 10,10‘ trotzdem geschlossen bleibt, so dass weiterhin der photovoltaisch erzeugte Strom der übrigen Photovoltaik-Module dieses Photovoltaik-Strangs 10,10‘ durch die auch in diesem Schutzzustand geschlossene Strangleitung 16,16‘ fließen kann. Für weitere Details der beispielhaften Schutzschaltung 14,14‘ wird auf die WO 2013/026539 verwiesen, welche diesbezüglich hiermit durch Referenz zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.With reference to FIG. 2, each protective circuit 14, 14 ′ contains a short-circuit switch S3 for short-circuiting the associated photovoltaic module 12, 12 ′ as well as a serial isolating switch S4, with which the associated photovoltaic module 12, 12 ′ from the photovoltaic string 10 , 10 'can be separated. In the event of shading or failure of a photovoltaic module 12, 12 ', the short-circuit switch S3 closes and the serial isolating switch S4 opens, so that the respective photovoltaic module 12, 12' is disconnected from the string, runs idle and the photovoltaic string 10, 10 'nevertheless remains closed, so that the photovoltaically generated current of the other photovoltaic modules of this photovoltaic string 10, 10 'can continue to flow through the string line 16, 16', which is also closed in this protected state. For further details of the exemplary protective circuit 14, 14 ', reference is made to WO 2013/026539, which in this regard is hereby made the subject of the present disclosure by reference.

Wieder Bezug nehmend auf Fig. 1 ist in jeden Strang 10,10‘ eine Startbox 20,20‘ eingefügt, durch welche beide Strangleitungen 16,16‘ hindurch gehen. Wechselrichterseitig der Startboxen 20,20‘ sind Fortsetzungen 17,17‘ der Strangleitungen 16,16‘ an dem zentralen Sammelpunkt 22a, 22b bzw. dessen Plus- und Minuspol parallel zusammen geschaltet, um die photovoltaisch erzeugte Leistung der mehreren Photovoltaik-Stränge 10,10‘ etc. parallel geschaltet in den Gleichstromeingang 24a, 24b des gemeinsamen Wechselrichters 26 einzuspeisen. Am Wechselstromausgang 28 des Wechselrichters 26 wird der Wechselstrom zum Einspeisen in ein Versorgungsnetz bereitgestellt.Referring back to FIG. 1, a start box 20, 20 'is inserted into each line 10, 10', through which both line lines 16, 16 'pass. On the inverter side of the starter boxes 20, 20 ', extensions 17, 17' of the string lines 16, 16 'at the central collection point 22a, 22b, or their plus and minus poles, are connected in parallel in order to generate the photovoltaically generated power of the plurality of photovoltaic strands 10, 10 'etc. connected in parallel into the DC input 24a, 24b of the common inverter 26. At the alternating current output 28 of the inverter 26, the alternating current is made available for feeding into a supply network.

Die Startboxen 20,20‘ werden in diesem Beispiel von einem externen 24-Volt Netzteil 32 versorgt, um die gewünschten Schaltvorgänge auszuführen. Die Versorgung kann allerdings auch durch ein Start-Photovoltaik-Modul erfolgen, welches keine Schutzschaltung 14,14‘ aufweist und somit bei Lichteinfall automatisch den jeweiligen Photovoltaik-Strang 10,10‘ und damit auch die zugehörige Startbox 20,20‘ mit elektrischer Leistung versorgt. Für weitere Details hierzu wird auf die WO 2014/122325 A1 verwiesen, welche diesbezüglich hiermit durch Referenz zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.In this example, the start boxes 20, 20 'are supplied by an external 24-volt power supply 32 in order to carry out the desired switching operations. However, the supply can also be provided by a start photovoltaic module, which has no protective circuit 14, 14 'and thus automatically supplies the respective photovoltaic string 10, 10' and thus the associated start box 20, 20 'with electrical power when the light falls . For further details, reference is made to WO 2014/122325 A1, which in this regard is hereby made the subject of the present disclosure by reference.

Bezug nehmend auf Fig. 3 ist nun ein Photovoltaik-Strang 10 aus der Mehrzahl von parallelen Photovoltaik-Strängen dargestellt. Alle übrigen parallel geschalteten PhotovoltaikStränge 10,10‘ etc. sind gleich aufgebaut, so dass diesbezüglich auf eine entsprechende Wiederholung verzichtet werden kann.Referring now to FIG. 3, a photovoltaic string 10 from the plurality of parallel photovoltaic strings is shown. All other photovoltaic strings 10, 10 'etc. connected in parallel have the same structure, so that a corresponding repetition can be dispensed with in this regard.

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Die Photovoltaik-Module 12 mit angeschlossener Schutzschaltung 14, welche in der Fig. 3 der Einfachhalt halber nicht separat dargestellt ist, bilden in serieller Schaltung den Photovoltaik-Strang 10. Der Pluspol 16a und der Minuspol 16b der Strangleitung 16 sind an einen Pluspoleingang 34a bzw. einen Minuspoleingang 34b der Startbox 20 angeschlossen, um in die Startbox 20 eingespeist zu werden. An einen Pluspolausgang 36a bzw. einen Minuspolausgang 36b sind entsprechende Fortsetzungen 17 der Strangleitung 16 an den Pluspol 24a bzw. an den Minuspol 24b des Gleichstromeingangs 24 des Wechselrichters 26 angeschlossen. Der von den Photovoltaik-Modulen 12 des Photovoltaik-Strangs 10 photovoltaisch erzeugte Strom fließt demnach im Produktionsbetrieb durch die Startbox 20 hindurch. An den Eingängen und Ausgängen 34a, 34b; 36a, 36b sind die modulseitigen und sammelpunktseitigen Abschnitte 16, der Strangleitung, vorzugsweise mit Steckverbindern (nicht dargestellt) angeschlossen. Der parallel geschaltete zweite Photovoltaik-Strang 10‘ bzw. weitere parallele Photovoltaik-Stränge sind durch die gestrichelten Linien, welche zu den beiden Polen des zentralen Sammelpunkts 22a, 22b führen, symbolisiert.The photovoltaic modules 12 with a connected protective circuit 14, which is not shown separately in FIG. 3 for the sake of simplicity, form the photovoltaic string 10 in series connection. The positive pole 16a and the negative pole 16b of the string line 16 are connected to a positive pole input 34a and a negative pole input 34b of the start box 20 is connected in order to be fed into the start box 20. Corresponding extensions 17 of the strand line 16 to the positive pole 24a or to the negative pole 24b of the direct current input 24 of the inverter 26 are connected to a positive pole output 36a or a negative pole output 36b. The current photovoltaically generated by the photovoltaic modules 12 of the photovoltaic string 10 therefore flows through the start box 20 during production operation. At the inputs and outputs 34a, 34b; 36a, 36b, the module-side and assembly-side sections 16 of the strand line are preferably connected with plug connectors (not shown). The second photovoltaic string 10 'connected in parallel or further parallel photovoltaic strings are symbolized by the dashed lines which lead to the two poles of the central collecting point 22a, 22b.

Die Startbox 20 enthält nun eine Strangabschaltvorrichtung 40, welche in das Gehäuse 21 der Startbox integriert ist. Die Strangabschaltvorrichtung 40 umfasst eine Schaltereinrichtung S1, welche seriell in den Photovoltaik-Strang 10, in diesem Beispiel in einen Ast der Strangleitung (in diesem Beispiel der Pluspol) geschaltet ist. Mit der seriellen Schaltereinrichtung S1 kann die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 zu dem Wechselrichter 26 benutzergesteuert unterbrochen werden. Eine Steuereinrichtung 42 in Form eines Mikrocontrollers steuert die serielle Trenn-Schaltereinrichtung S1 und überwacht einen Stromsensor 44, einen Eingangsspannungssensor 46, einen Ausgangsspannungssensor 48 und einen Triggersignal-Sensor 49, um elektrische Kenngrößen zu gewinnen.The start box 20 now contains a line cut-off device 40 which is integrated in the housing 21 of the start box. The string shutdown device 40 comprises a switch device S1, which is connected in series in the photovoltaic string 10, in this example in a branch of the string line (in this example, the positive pole). With the serial switch device S1, the current-carrying connection of the associated photovoltaic string 10 to the inverter 26 can be interrupted in a user-controlled manner. A control device 42 in the form of a microcontroller controls the serial isolating switch device S1 and monitors a current sensor 44, an input voltage sensor 46, an output voltage sensor 48 and a trigger signal sensor 49 in order to obtain electrical parameters.

Der Eingangsspannungssensor 46 ist parallel zu den Eingangsanschlüssen 34a, 34b der Startbox 20 geschaltet, um die Eingangsspannung U1 zu messen, welche die Strangspannung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 ist. Der Ausgangsspannungssensor 48 ist parallel zu den Ausgangsanschlüssen 36a, 36b der Startbox 20 geschaltet, um die Ausgangsspannung U2 zu messen, welches diejenige Spannung ist, die am Wechselrichter 26 anliegt, d.h. welches diejenige Spannung ist, die von der Parallelschaltung aller anderen Photovoltaik-Stränge an den Wechselrichter 26 angelegt wird. Der Stromsensor 44 misst im Produktionsbetrieb den Strangstrom, welcher bei Stromproduktion des Photovoltaik-Strangs 10 in der normalen Richtung, welche hier als positiv bezeichnet wird, durch die Strangleitung 16, dieThe input voltage sensor 46 is connected in parallel to the input connections 34a, 34b of the start box 20 in order to measure the input voltage U1, which is the string voltage of the associated photovoltaic string 10. The output voltage sensor 48 is connected in parallel to the output connections 36a, 36b of the start box 20 in order to measure the output voltage U2, which is the voltage that is present at the inverter 26, i.e. which is the voltage that is applied to the inverter 26 by the parallel connection of all other photovoltaic strings. In production operation, the current sensor 44 measures the string current which, when the photovoltaic string 10 produces electricity in the normal direction, which is referred to here as positive, through the string line 16

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Startbox 20, die Fortsetzung der Strangleitung 17 und den Wechselrichter 26 fließt, um richtigpolig in den Wechselrichter eingespeist zu werden. Der Stromsensor 44 ist allerdings vorzugsweise auch dazu ausgelegt, einen Stromfluss in der umgekehrten Richtung, d.h. einen in Bezug auf die normale Stromrichtung der Produktion des Photovoltaik-Strangs 10 negativen Strom (also umgekehrtpolig zu den Gleichstromeingängen 24a, 24b des Wechselrichters) zu messen. Alternativ können aber auch zwei getrennte Stromsensoren, einer für den positiven Stromfluss und einen für den negativen Stromfluss vorgesehen sein (nicht dargestellt). Die Strangabschaltvorrichtung 40 ist demnach dazu ausgebildet, positiven und/oder negativen Stromfluss zu messen. Der Triggersignal-Sensor 49 ist in diesem Beispiel ein Spannungssensor, welcher die Betriebsspannung an einem Startstromwandler 33 misst. Das Triggersignal wird von der Steuereinrichtung 42 überwacht, um die Strangabschaltung auszulösen. Das Triggersignal kann aber auch ein anderes Triggersignal sein, welches die Steuereinrichtung 42 zum Auslösen der Strangabschaltung triggert.Start box 20, the continuation of the string line 17 and the inverter 26 flows in order to be fed into the inverter with the correct polarity. However, the current sensor 44 is preferably also designed to detect a current flow in the reverse direction, i.e. to measure a current which is negative with respect to the normal current direction of production of the photovoltaic string 10 (that is to say with the opposite polarity to the direct current inputs 24a, 24b of the inverter). Alternatively, however, two separate current sensors, one for the positive current flow and one for the negative current flow, can also be provided (not shown). The string shutdown device 40 is accordingly designed to measure positive and / or negative current flow. In this example, the trigger signal sensor 49 is a voltage sensor, which measures the operating voltage at a starting current transformer 33. The trigger signal is monitored by the control device 42 in order to trigger the string shutdown. The trigger signal can, however, also be another trigger signal which triggers the control device 42 to trigger the string shutdown.

Die Startbox 20 enthält ferner einen Kurzschlussschalter S2, welcher ebenfalls von der Steuereinrichtung 42 gesteuert wird und einen Startstrom in den zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 einprägen kann, um die Schutzschaltungen 14, z.B. nach Sonnenaufgang zu starten. Nachts, bei einer Wartung oder im Störungsfall befinden sich die Schutzschaltungen 14 im Sicherheitszustand, wodurch jedes Photovoltaik-Modul 12 einzeln vom zugehörigen Strang 10 getrennt und die Strangleitung 16 kurzgeschlossen ist. Hierzu ist der Schalter S3 geschlossen und der Schalter S4 geöffnet. In der zugehörigen Grundstellung der Startbox 20 bzw. der Strangabschaltvorrichtung 40 sind die serielle Schaltereinrichtung S1 und derThe start box 20 also contains a short-circuit switch S2, which is also controlled by the control device 42 and can impress a start current in the associated photovoltaic string 10 in order to switch the protective circuits 14, e.g. to start after sunrise. At night, during maintenance or in the event of a fault, the protective circuits 14 are in the safety state, as a result of which each photovoltaic module 12 is separated from the associated string 10 and the string line 16 is short-circuited. For this purpose, switch S3 is closed and switch S4 is open. In the associated basic position of the start box 20 or the line switch-off device 40, the serial switch device S1 and the

Kurzschlussschalter S2 beide offen und befinden sich in Ihrem Normalzustand (Normal Open). Eine Hauptfunktion der seriellen Schaltereinrichtung S1 ist es, die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 zu dem Wechselrichter 26 und zu den weiteren parallelen Photovoltaik-Strängen zu unterbrechen. Der Kurzschlussschalter S2 wird dazu benutzt, strangseitige Kurzschlüsse in dem zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 auszulösen und die Photovoltaik-Module 12 des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 übereinen eingeprägten Startstrom, welcher in diesem Beispiel von dem externen Netzteil 32 und dem internen Startstromwandler 33 erzeugt wird, zu aktivieren. Nach dem Senden des Startimpulses werden die Strangspannung U1 und die Wechselrichterspannung U2 gemessen und verglichen, um in Ansprechen auf den Spannungsvergleich den zugehörigen Photovoltaik-Strang an die Parallelschaltung und den Wechselrichter 26 elektrisch wieder anzuschalten, wenn eineShort-circuit switch S2 both open and are in their normal state (Normal Open). A main function of the serial switch device S1 is to interrupt the current-carrying connection of the associated photovoltaic string 10 to the inverter 26 and to the further parallel photovoltaic strings. The short-circuit switch S2 is used to trigger string-side short-circuits in the associated photovoltaic string 10 and the photovoltaic modules 12 of the associated photovoltaic string 10 via an impressed starting current, which in this example is generated by the external power supply 32 and the internal starting current transformer 33, to activate. After sending the start pulse, the string voltage U1 and the inverter voltage U2 are measured and compared in order to electrically switch the associated photovoltaic string to the parallel connection and the inverter 26 in response to the voltage comparison, if one

BE2017/5253 entsprechende Benutzerfreigabe vorliegt. Die serielle Schaltereinrichtung S1 wird in Ansprechen auf einen Vergleich der Strangspannung U1 und der Wechselrichterspannung U2 geschlossen, d.h. die Schaltbedingung für den Anschaltvorgang der seriellen Schaltereinrichtung S1 hängt von einem Vergleich der Strangspannung U1 und der Wechselrichterspannung U2 ab. Die serielle Schaltereinrichtung S1 wird insbesondere nur dann geschlossen, wenn die Strangspannung U1 des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 entweder größer ist als die Wechselrichterspannung U2 oder nur um einen vorbestimmten Schwellenwert U0 (geringfügig) kleiner ist als die Wechselrichterspannung U2. Mit anderen Worten ist eine Schaltbedingung für die serielle Schaltereinrichtung S1 zum elektrischen Anschalten des Photovoltaik-Strangs 10 an die Parallelschaltung und an den Wechselrichter 26: U1 >=U2-U0, wobei U0 ein vordefinierter Wert für die maximal zulässige Spannungsdifferenz für das sichere Anschalten des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 an den Wechselrichter ist. Der vordefinierte und in dem Mikrocontroller hinterlegte Schaltwert U0 ist demnach (deutlich) kleiner als die maximal mögliche Spannung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10. Erst wenn eine solche Schaltbedingung, welche elektrischen Kenngrößen des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 und den anderen Photovoltaiksträngen abhängt, erfüllt ist, steuert die Steuereinrichtung 42 die serielle Schaltereinrichtung S1 derart, dass die Schaltereinrichtung S1 geschlossen wird und damit den zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 an den Wechselrichter 26 anschaltet. Somit ist ein Systemstart des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 ohne die Gefahr des Auftretens von unerwünschten Rückströmen möglich.BE2017 / 5253 corresponding user approval is available. The serial switch device S1 is closed in response to a comparison of the phase voltage U1 and the inverter voltage U2, i.e. the switching condition for the connection process of the serial switch device S1 depends on a comparison of the phase voltage U1 and the inverter voltage U2. The serial switch device S1 is closed in particular only when the string voltage U1 of the associated photovoltaic string 10 is either greater than the inverter voltage U2 or only by a predetermined threshold value U0 (slightly) less than the inverter voltage U2. In other words, a switching condition for the serial switch device S1 for the electrical connection of the photovoltaic string 10 to the parallel connection and to the inverter 26: U1> = U2-U0, where U0 is a predefined value for the maximum permissible voltage difference for the safe connection of the associated photovoltaic string 10 to the inverter. The predefined switching value U0 stored in the microcontroller is therefore (significantly) smaller than the maximum possible voltage of the associated photovoltaic string 10. Only when such a switching condition, which depends on the electrical parameters of the associated photovoltaic string 10 and the other photovoltaic strings, is fulfilled , the control device 42 controls the serial switch device S1 in such a way that the switch device S1 is closed and thus connects the associated photovoltaic string 10 to the inverter 26. A system start of the associated photovoltaic string 10 is thus possible without the risk of undesired reverse currents occurring.

Um unerwünschte Rückströme von den anderen Photovoltaik-Strängen in den zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 im Produktionsbetrieb zu erfassen, in welchem die serielle Schaltereinrichtung S1 geschlossen ist, wird während des Produktionsbetriebs der Stromfluss durch die Rückstromschutzschaltung überwacht. Hierfür wird dauerhafteine Strommessung mit dem Stromsensor 44 durchgeführt. Mittels des Stromsensors 44 wird demnach eine dauerhafte Überwachung des Strangstroms durchgeführt, einschließlich des Vorzeichens des Strangstroms, also dahingehend ob der Strangstrom negativ wird. Falls der Strangstrom negativ werden sollte oder ein Zustand erreicht wird, der dem nahe kommt, steuert der Mikrocontroller 42 die serielle Schaltereinrichtung S1 dahingehend, dass diese öffnet und die stromführende Verbindung des Photovoltaik-Strangs 10 zu dem zentralen Sammelpunkt 22a, 22b und zu dem Wechselrichter 26 unterbricht.In order to detect undesirable reverse currents from the other photovoltaic strings in the associated photovoltaic string 10 in production operation, in which the serial switch device S1 is closed, the current flow through the backflow protection circuit is monitored during production operation. For this purpose, a current measurement is carried out with the current sensor 44. The current sensor 44 accordingly carries out permanent monitoring of the phase current, including the sign of the phase current, that is to say as to whether the phase current is negative. If the string current should become negative or a state is approached, the microcontroller 42 controls the serial switch device S1 so that it opens and the current-carrying connection of the photovoltaic string 10 to the central collection point 22a, 22b and to the inverter 26 interrupts.

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Damit alle Startboxen den jeweils zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 sauber vomSo that all start boxes clean the associated photovoltaic string 10

Wechselrichter 26 trennen, wenn die gesamte Photovoltaik-Anlage 1 herunterfährt, werden die seriellen Schaltereinrichtungen S1 aller Strangabschaltvorrichtungen 40 aller PhotovoltaikStränge ebenfalls geöffnet, sobald die Wechselrichterspannung U2 unterhalb einer vordefiniertenDisconnect the inverter 26, when the entire photovoltaic system 1 shuts down, the serial switch devices S1 of all string shutdown devices 40 of all photovoltaic strings are also opened as soon as the inverter voltage U2 is below a predefined one

Mindestspannung U_min liegt, wobei U_min z.B. im Bereich von etwa 30 Volt liegen kann.Minimum voltage U_min, where U_min e.g. can be in the range of about 30 volts.

Bezug nehmend auf Fig. 4 umfasst die Schaltereinrichtung S1 eine Parallelschaltung einer Back-to-Back-Schaltung 50 zweier Halbleiterschalter, in diesem Beispiel zweier MOS-FETs 52, und eines Relais 54. Die Halbleiterschalter und/oder das Relais sind für die volle nominelle Strangspannung und den vollen nominellen Strangstrom des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 ausgelegt, welche typischerweise bis zu 1000 Volt oder sogar 1500 Volt sowie z.B. 10A betragen können. Derartige MOS-FETs 52 weisen allerdings einen typischen4, the switch device S1 comprises a parallel connection of a back-to-back circuit 50 of two semiconductor switches, in this example two MOS-FETs 52, and a relay 54. The semiconductor switches and / or the relay are for the full nominal String voltage and the full nominal string current of the associated photovoltaic string 10 designed, which typically up to 1000 volts or even 1500 volts as well Can be 10A. Such MOS-FETs 52, however, have a typical one

Einschaltwiderstand, den sogenannten Resistance-Drain-Source-On oder kurz RDS-on, von mehreren 100 mOhm auf. Dadurch entsteht bei einem typischen Photovoltaik-Strang 10 an den MOS-FETs 52 eine Verlustleistung im Bereich von einigen Watt. Da eine solche Verlustleistung vor allem zum Einbau in vorhandene Gehäuse, wie z.B. in das der vorliegenden Startbox 20, unerwünscht ist, entlastet das Relais 54 die Back-to-Back-Schaltung 50 aus den beiden MOS-FETs 52 im Dauerbetrieb. D.h. der Einschaltvorgang wird zunächst von der Back-to-BackSchaltung aus den beiden MOS-FETs 52 ausgeführt und wenn der zugehörige PhotovoltaikStrang 10 für eine gewisse Mindestzeit im Produktionsbetrieb ist, wird das parallele Relais 54 geschlossen, um die MOS-FETs 52 zu entlasten. Dadurch wird einerseits die dauerhafte Erzeugung von hoher Verlustleistung an den MOS-FETs 52 vermieden und andererseits wird das Relais 54 geschont.Starting resistance, the so-called resistance drain source on or RDS-on for short, from several 100 mOhm. This results in a power loss in the range of a few watts in a typical photovoltaic string 10 on the MOS-FETs 52. Since such a power loss is primarily for installation in existing housings, e.g. In the present start box 20, which is undesirable, the relay 54 relieves the back-to-back circuit 50 from the two MOS-FETs 52 in continuous operation. I.e. the switch-on process is first carried out by the back-to-back circuit from the two MOS-FETs 52 and when the associated photovoltaic string 10 has been in production operation for a certain minimum time, the parallel relay 54 is closed in order to relieve the MOS-FETs 52. This on the one hand avoids the permanent generation of high power loss at the MOS-FETs 52 and on the other hand the relay 54 is protected.

Mit einer solchen Back-to-Back-Schaltung 50 aus zwei Halbleiterschaltern kann nun auch die gewünschte Einzel-Strangabschaltung erfolgen, indem die Strangabschaltvorrichtung 40 benutzergesteuert die Schaltereinrichtung S1, d.h. sowohl die Back-to-Back-Schaltung 50 als auch das Relais 54 öffnet und damit selektiert und benutzergesteuert den zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 abschaltet. Hierzu wird mittels der Schaltereinrichtung S1 die stromführende Verbindung zwischen dem zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 bzw. dem DCGenerator und dem zentralen Sammelpunkt 22a, 22b bzw. dem Wechselrichter 26 bidirektional getrennt, d.h. es wird ein möglicher Stromfluss in beiden Richtungen unterbrochen. Hierzu dienen im Halbleiterschaltteil der Schaltereinrichtung S1 die beiden MOS-FETs 52, welche in Back-toBack-Schaltung 50 verbaut sind.With such a back-to-back circuit 50 comprising two semiconductor switches, the desired individual strand cut-off can now also take place by the string shutdown device 40 being user-controlled by the switch device S1, i.e. Both the back-to-back circuit 50 and the relay 54 open and thus select and switch off the associated photovoltaic string 10 in a user-controlled manner. For this purpose, the current-carrying connection between the associated photovoltaic string 10 or the DC generator and the central collection point 22a, 22b or the inverter 26 is bidirectionally separated by means of the switch device S1, i.e. a possible current flow in both directions is interrupted. For this purpose, the two MOS-FETs 52, which are installed in the back-to-back circuit 50, are used in the semiconductor switching part of the switch device S1.

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Dadurch, dass der Photovoltaik-Strang 10 für beide Stromflussrichtungen getrennt werden kann, kann jeder Photovoltaik-Strang sicher einzeln geschaltet werden. DieBecause the photovoltaic string 10 can be separated for both directions of current flow, each photovoltaic string can be safely switched individually. The

Schaltereinrichtung S1 trennt die Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 bzw. des zugehörigem DC-Generators mittels der Back-to-Back-Schaltung 50 aus zwei MOSFETs 52 gegen einen Stromfluss in beide Richtungen.Switch device S1 disconnects the associated photovoltaic string 10 or the associated DC generator by means of the back-to-back circuit 50 from two MOSFETs 52 against a current flow in both directions.

Die interne Firmware der Strangabschaltvorrichtung 40 bzw. der Startbox 20 ist in diesem Beispiel so hergerichtet, dass der Versorgungseingang 35 des Startstromwandlers 33 für das Triggersignal genutzt wird, um die Strangabschaltvorrichtung 40 benutzergetriggert gezielt anzusteuern. Wenn der Benutzer den Schalter S5 an dem externen Versorgungsnetzteil 32 öffnet, bewirkt die Steuereinrichtung 42 in Ansprechen auf die Messung der wegfallenden Versorgungsspannung U3 die Triggerung des Abschaltvorgangs. Hierzu ist ein TriggersignalSensor 49 in Form eines Spannungssensors in die Startbox 20 eingebaut, welcher die Versorgungsspannung U3 an dem Startstromwandler 33 misst. Wenn die Versorgungsspannung U3 an der Startstromwandler 33 unter einen vordefinierten Schwellenwert fällt, was hier mit der Prüfbedingung „U ext. Start = Off1 bezeichnet wird, repräsentiert dies beispielhaft das Triggersignal für die Steuereinrichtung 42, woraufhin die Steuereinrichtung 42 automatisch die Schaltereinrichtung S1 öffnet. D.h., der Benutzer braucht zum benutzergesteuerten Triggern der Strangabschaltung lediglich den Schalter S5 an der Startbox 20 zu öffnen. Im vorliegenden Beispiel wird zur Strangabschaltung zunächst das Relais 54 und mit einer Zeitverzögerung danach die Back-to-Back-Schaltung 50 geöffnet, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 von dem zentralen Sammelpunkt 22a, 22b zu trennen. Durch die Trennung und die damit verbundene Unterbrechung des Stromflusses aus dem zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 schalten wiederum die Schutzschaltungen 14 der Photovoltaik-Module 12 automatisch in den Sicherheitszustand, in dem sie kurzgeschlossen sind und keine Spannung mehr an den Photovoltaik-Strang 10 anlegen. Damit ist der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 vom zentralen Sammelpunkt 22a, 22b getrennt und sicher abgeschaltet.In this example, the internal firmware of the line switch-off device 40 or of the start box 20 is set up in such a way that the supply input 35 of the start current transformer 33 is used for the trigger signal in order to specifically trigger the line switch-off device 40 in a user-triggered manner. When the user opens the switch S5 on the external power supply 32, the control device 42 triggers the switch-off process in response to the measurement of the missing supply voltage U3. For this purpose, a trigger signal sensor 49 in the form of a voltage sensor is installed in the start box 20, which measures the supply voltage U3 at the start current transformer 33. If the supply voltage U3 at the starting current transformer 33 falls below a predefined threshold value, which here is determined by the test condition “U ext. Start = Off 1 , this represents, for example, the trigger signal for the control device 42, whereupon the control device 42 automatically opens the switch device S1. In other words, the user only needs to open the switch S5 on the start box 20 in order to trigger the strand shutdown in a user-controlled manner. In the present example, relay 54 is first opened for string shutdown and then back-to-back circuit 50 is opened after a time delay in order to separate the associated photovoltaic string 10 from central collection point 22a, 22b. Due to the separation and the associated interruption of the current flow from the associated photovoltaic string 10, the protective circuits 14 of the photovoltaic modules 12 in turn automatically switch to the safety state in which they are short-circuited and no longer apply voltage to the photovoltaic string 10. The associated photovoltaic string 10 is thus separated from the central collection point 22a, 22b and is safely switched off.

Bezug nehmend auf Fig. 5 läuft die Start- und Abschaltsequenz der Strangabschaltvorrichtung 40 beispielweise wie folgt ab.5, the start and shutdown sequence of the string shutdown device 40 is as follows, for example.

Zum Systemstart bei 102 ist die Schaltereinrichtung S1 im Schritt 104 offen. In einer Abfrage im Schritt 106 wird geprüft, ob die Eingangsspannung U1 eine Mindestspannung U_min1 unterschreitet. Falls die Bedingung U1 <U_min1, wobei im vorliegenden BeispielAt system start at 102, switch device S1 is open in step 104. A query in step 106 checks whether the input voltage U1 falls below a minimum voltage U_min1. If the condition U1 <U_min1, where in the present example

U_min1 = 30 V DC ist, erfüllt ist und die Benutzerfreigabe zum Starten (U ext. Start = on) vorliegt,U_min1 = 30 V DC, is fulfilled and the user is enabled to start (U ext. Start = on),

BE2017/5253 in diesem Beispiel also die Bedingung, dass der Schalter S5 geschlossen ist und damit dieBE2017 / 5253 in this example the condition that the switch S5 is closed and thus the

Versorgungsspannung am Startstromwandler 33 vorliegt (U ext. Start = on), werden in demThe supply voltage at the start current transformer 33 is present (U ext. Start = on)

Schritt 108 mit dem Kurzschlussschalter S2 die Startimpulse ausgelöst, um den zugehörigenStep 108 with the short-circuit switch S2 triggered the start pulses to the associated

Photovoltaik-Strang 10 zu starten. Die serielle Schaltereinrichtung S1 bleibt weiterhin offen und der Loop geht zurück zum Schritt 104.Start photovoltaic string 10. The serial switch device S1 remains open and the loop goes back to step 104.

Wenn nun durch die Startimpulse der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 gestartet ist, indem die zugehörigen Schutzschaltungen 14 die zugehörigen Photovoltaik-Module 12 an den Photovoltaik-Strang 10 elektrisch angeschaltet haben, sollte die Strangspannung U1 deutlich über dem vordefinierten Mindestwert U_min1 liegen - sofern kein Fehler vorliegt - und der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 nicht total beschattet ist. Nachdem also im Schritt 106 die Bedingung U1<U_min1 bei normaler Einstrahlung und ohne Störung nicht mehr erfüllt ist und weiterhin die Benutzerfreigabe zum Starten (U ext. Start = on) vorliegt, erfolgt eine weitere Abfrage im Schritt 110 dahingehend, ob die Eingangsspannung U1 des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 größer oder gleich der Ausgangsspannung U2 des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 minus einem vordefinierten Schwellenwert U0 beträgt (U1 >=U2-U0), wobei U0 in diesem Beispiel 20 V DC beträgt, aber auch null sein könnte. Diese Bedingung soll vorzugsweise für eine vordefinierte Mindest-Zeit tO erfüllt sein, welche in diesem Fall tO = 1s beträgt. Ferner wird nochmals geprüft, ob die Spannung U1 größer oder gleich einem Mindestwert U_min2 ist, um sicherzustellen, dass der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 noch immer elektrisch angeschaltet ist, wobei in diesem Beispiel U_min2 = 150 V DC beträgt. Ferner wird wieder geprüft, ob die Benutzerfreigabe (U ext. Start = on) vorliegt. Wenn mindestens eine dieser drei Prüfbedingungen in dem Abfrageschritt 110 nicht erfüllt ist, geht der Loop zurück zum Schritt 104 und zur Abfrage 106.If the associated photovoltaic string 10 has now started as a result of the start pulses, in that the associated protective circuits 14 have electrically connected the associated photovoltaic modules 12 to the photovoltaic string 10, the string voltage U1 should be significantly above the predefined minimum value U_min1 - provided there is no error is present - and the associated photovoltaic string 10 is not totally shaded. After the condition U1 <U_min1 is no longer fulfilled in normal irradiation and without interference in step 106 and the user is still enabled to start (U ext. Start = on), a further query is made in step 110 as to whether the input voltage U1 of the associated photovoltaic string 10 is greater than or equal to the output voltage U2 of the associated photovoltaic string 10 minus a predefined threshold value U0 (U1> = U2-U0), wherein U0 in this example is 20 V DC, but could also be zero. This condition should preferably be met for a predefined minimum time tO, which in this case is tO = 1s. Furthermore, it is checked again whether the voltage U1 is greater than or equal to a minimum value U_min2, in order to ensure that the associated photovoltaic string 10 is still electrically connected, U_min2 = 150 V DC in this example. Furthermore, it is checked again whether the user release (U ext. Start = on) is present. If at least one of these three test conditions is not met in query step 110, the loop goes back to step 104 and query 106.

Sind jedoch alle diese drei Prüfbedingungen in der Abfrage 110 erfüllt, wird in Schritt 111 geprüft, ob der Strangstrom I größer ist, als ein vordefinierter Schwellenwert l_min, wobei l_min in diesem Beispiel 500 mA (in positiver Richtung) beträgt. Ist diese Prüfbedingung nicht erfüllt, steuert der Mikrocontroller 42 im Schritt 112a die serielle Schaltereinrichtung S1, derart, dass nur die Back-to-Back-Schaltung 50 schließt. Ist diese Prüfbedingung I > l_min erfüllt, steuert der Mikrocontroller 42 im Schritt 112b die serielle Schaltereinrichtung S1, derart, dass die Backto-Back-Schaltung 50 und das Relais 54 schließen. In beiden Fällen 112a, 112b wird der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 an den zentralen Sammelpunkt 22a, 22b bzw. den Wechselrichter 26 angeschaltet und der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 speist elektrischeIf, however, all of these three test conditions in query 110 are met, it is checked in step 111 whether the phase current I is greater than a predefined threshold value l_min, l_min being 500 mA (in the positive direction) in this example. If this test condition is not fulfilled, the microcontroller 42 controls the serial switch device S1 in step 112a such that only the back-to-back circuit 50 closes. If this test condition I> I_min is met, the microcontroller 42 controls the serial switch device S1 in step 112b in such a way that the back-to-back circuit 50 and the relay 54 close. In both cases 112a, 112b, the associated photovoltaic string 10 is connected to the central collection point 22a, 22b or the inverter 26, and the associated photovoltaic string 10 feeds electricity

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Leistung in den zentralen Sammelpunkt 22a, 22b bzw. den Wechselrichter 26 ein, wobei die Schaltereinrichtung S1 aber erst nach dem Schließen des Relais 54 im Schritt 112b, d.h. im Zustand für den Dauer-Produktionsbetrieb, besonders verlustarm arbeitet. Dadurch dass die Back-to-Back-Schaltung 50 alleine bereits im Schritt 112a geschlossen wird, bewirkt diese Routine im Schritt 112b ein zeitlich versetztes Schließen des Relais 54 erst nach einer Verzögerung nach dem Schließen der Halbleiterschalter-Back-to-Back-Schaltung 50 im Schritt 112a. Durch diese Routine übernimmt das Relais 54 den Stromfluss erst ab I > 500 mA und braucht nur eine geringe Spannung von typischerweise 1 Volt zu schalten.Power into the central collection point 22a, 22b or the inverter 26, the switch device S1, however, only after the relay 54 has been closed in step 112b, i.e. in the state for continuous production operation, works particularly low loss. Because the back-to-back circuit 50 alone is already closed in step 112a, this routine in step 112b causes the relay 54 to close at different times only after a delay after the semiconductor switch back-to-back circuit 50 has closed in step 112a. Through this routine, the relay 54 only takes over the current flow from I> 500 mA and only needs to switch a low voltage of typically 1 volt.

Während des Produktionsbetriebs wird dann in einem Prüfschritt 114 dauerhaft oder regelmäßig geprüft, a) ob ein negativer Strom größer oder gleich einem vordefinierten Mindestwert LReverse vorliegt, und zwar über eine vordefinierte Mindest-Zeit t1 (t1 = 1s), oder b) ob die Eingangsspannung U1 einen vordefinierten Mindestwert U_min3 (hier U1_min3 = 150V) unterschreitet oder c) ob die Benutzerfreigabe nicht vorliegt (U ext. Start = Off). Der Mindestwert LReverse für den negativen Strom liegt typischerweise im Milli-Ampere-Bereich. In diesem Beispiel ist daher die entsprechende Prüfbedingung, ob einer negativer Strom von mindestens 20 mA vorliegt (l_Reverse<=-20mA). Solange alle drei Prüfergebnisse a), b), c) negativ sind, d.h. logisch a) OR b) OR c) = NO, wird die Schaltereinrichtung S1 geschlossen gehalten.During production operation, a test step 114 then continuously or regularly checks whether a) there is a negative current greater than or equal to a predefined minimum value LReverse, specifically over a predefined minimum time t1 (t1 = 1s), or b) whether the input voltage U1 falls below a predefined minimum value U_min3 (here U1_min3 = 150V) or c) whether the user release is not available (U ext. Start = Off). The minimum value LReverse for the negative current is typically in the milliampere range. In this example, the corresponding test condition is therefore whether there is a negative current of at least 20 mA (l_Reverse <= - 20mA). As long as all three test results a), b), c) are negative, i.e. Logically a) OR b) OR c) = NO, the switch device S1 is kept closed.

Anschließend wird ein weiterer Prüfschritt 116 durchgeführt, indem in einer Fehlerüberwachung abgefragt wird, ob die Temperatur < 130°C beträgt und ob die Differenzspannung zwischen U1 und U2 größer als 2V beträgt. Falls auch diese Fehlerprüfung negativ ausfällt wird der Loop zum Prüfschritt 111 geschlossen. Die Schritte 111-116 bilden demnach einen dauerhaften beziehungsweise kontinuierlichen Überwachungskreis für den zugehörigen Photovoltaik-Strang 10 daraufhin, dass auch im Produktionsbetrieb keine unerwünschten Werte der überwachten elektrischen Kenngrößen auftreten.A further test step 116 is then carried out by querying in an error monitor whether the temperature is <130 ° C. and whether the differential voltage between U1 and U2 is greater than 2V. If this error check is also negative, the loop to test step 111 is closed. Steps 111-116 accordingly form a permanent or continuous monitoring circuit for the associated photovoltaic string 10 to ensure that no undesired values of the monitored electrical parameters occur even in production operation.

Falls die Abfrage in dem Schritt 114 ergibt, dass eine der drei genannten Prüfbedingungen positiv ist, d.h. logisch a) OR b) OR c) = YES, z.B. wenn ein unerwünscht hoher negativer Rückstrom vorliegt, weil z.B. der zugehörige Photovoltaik-Strang 10 erheblich stärker abgeschattet ist als die anderen Photovoltaik-Stränge, oder weil der zugehörige PhotovoltaikStrang 10 soweit an Strangspannung verloren hat, dass die Schwellenbedingung U1<U_min3 erfüllt ist, oder weil die benutzergesteuerte Abschaltanforderung vorliegt, indem der Benutzer den Schalter S5 geöffnet hat (U ext. Start = Off), geht der Loop zurück zum Schritt 104, d.h. die Schaltereinrichtung S1 öffnet wie vorstehend beschrieben. Vorzugsweise ist dieIf the query in step 114 shows that one of the three test conditions mentioned is positive, i.e. logical a) OR b) OR c) = YES, e.g. if there is an undesirably high negative reverse current because e.g. the associated photovoltaic string 10 is shaded considerably more than the other photovoltaic strings, or because the associated photovoltaic string 10 has lost string voltage to such an extent that the threshold condition U1 <U_min3 is met, or because the user-controlled shutdown request is present by the user pressing the switch S5 has opened (U ext. Start = Off), the loop goes back to step 104, ie the switch device S1 opens as described above. Preferably the

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Schaltereinrichtung S1 bzw. sowohl die MOSFETs 52 als auch das Relais 54 als Schließer (Normal Open) ausgebildet, so dass S1 automatisch in den geöffneten Zustand fällt, wenn sie nicht von der Steuereinrichtung 42 in dem geschlossenen Zustand (Loop 111-116) gehalten wird.Switch device S1 or both the MOSFETs 52 and the relay 54 are designed as normally open contacts, so that S1 automatically falls into the open state if it is not kept in the closed state (loop 111-116) by the control device 42 .

Der Loop 111-116 repräsentiert demnach den Produktionsbetrieb des zugehörigen PhotovoltaikStrangs 10.Loop 111-116 therefore represents the production operation of the associated photovoltaic string 10.

Der Benutzer kann also in dem Schritt 114 durch Triggern der Bedingung U ext. Start = Off, hier durch Öffnen des Schalters S5, nach Wunsch in den Loop 111-116 eingreifen, um die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 benutzergesteuert vom zentralen Sammelpunkt zu trennen bzw. den zugehörigen PhotovoltaikStrang 10 benutzergesteuert abzuschalten. Wenn so benutzergesteuert durch Triggern der Bedingung U ext. Start = Off die Abfrage in dem Schritt 114 auf „ja“ gesetzt wird, wird der Loop 111-116 unterbrochen und der Pfad der Prüf-/Steuerroutine geht zum Schritt 104, in welchem die Schaltereinrichtung S1 öffnet, selbst dann wenn alle elektrischen Kenngrößen die vordefinierten Prüfbedingungen erfüllen. Der Benutzer hat hiermit also die Möglichkeit die Abschaltung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 benutzergesteuert nach eigenem Ermessen zu triggern bzw. auszulösen.The user can therefore in step 114 by triggering the condition U ext. Start = Off, here by opening switch S5, intervene in loop 111-116 as desired to disconnect the current-carrying connection of the associated photovoltaic string 10 in a user-controlled manner from the central collection point or to switch off the associated photovoltaic string 10 in a user-controlled manner. If so user-controlled by triggering the condition U ext. Start = Off the query in step 114 is set to "yes", the loop 111-116 is interrupted and the path of the test / control routine goes to step 104, in which the switch device S1 opens, even if all the electrical parameters meet predefined test conditions. The user thus has the possibility of triggering or triggering the shutdown of the associated photovoltaic string 10 in a user-controlled manner at his own discretion.

Wenn die Fehlerüberwachung im Schritt 116 ein positives Ergebnis ergibt, d.h. wenn eine der beiden genannten Fehlerbedingungen zutrifft, wird in einem Schritt 118 die Schaltereinrichtung S1 wie im Schritt 114 geöffnet und zusätzlich der Meldeausgang getoggelt, der eine Fehlermeldung für den Benutzer abgibt. Anschließend wird der Zyklus mit dem Schritt 120 beendet. Dies signalisiert typischerweise eine Störung.If the error monitoring in step 116 gives a positive result, i.e. If one of the two error conditions mentioned applies, the switch device S1 is opened in a step 118 as in step 114 and the signaling output is additionally toggled, which emits an error message for the user. The cycle is then ended with step 120. This typically signals a malfunction.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, jeden mit einer solchen Strangabschaltvorrichtung 40 ausgerüsteten gestarteten bzw. im Produktionsbetrieb befindlichen Photovoltaik-Strang 10 benutzergesteuert kontrolliert abzuschalten. Dies kann mittels der Schaltereinrichtung S1 aus einer Parallelschaltung aus einer MOSFET-Back-to-Back-Schaltung 50 und einem Relais 54 und einer entsprechenden Steuerung z.B. gemäß Fig. 5 erreicht werden. Die in der Startbox verbaute Schaltereinrichtung S1 ist in der Lage den Photovoltaik-Strang aufzutrennen und den Stromfluss zu unterbinden. Dies veranlasst die in dem vorliegenden Beispiel an den Photovoltaik-Modulen 12 verbauten Schutzschaltungen 14 (z.B. Phoenixcontact SCK-RSD-100) ebenfalls abzuschalten. Mit anderen Worten deaktivieren sich also in dem vorliegenden Beispiel dann automatisch die an den Photovoltaik-Modulen 12 verbauten Schutzschaltungen 14 und schalten die einzelnen Photovoltaik-Module 12 ab, so dass derWith the present invention, it is possible to switch off in a user-controlled manner any photovoltaic string 10 that is equipped with such a string shutdown device 40 or that is in production operation. This can be done by means of the switch device S1 from a parallel connection of a MOSFET back-to-back circuit 50 and a relay 54 and a corresponding control e.g. 5 can be achieved. The switch device S1 installed in the start box is able to separate the photovoltaic string and prevent the current flow. This causes the protective circuits 14 (e.g. Phoenixcontact SCK-RSD-100) installed on the photovoltaic modules 12 in the present example also to be switched off. In other words, in the present example, the protective circuits 14 installed on the photovoltaic modules 12 are then automatically deactivated and the individual photovoltaic modules 12 are switched off, so that the

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2017/5253 gesamte Photovoltaik-Strang 10 nicht nur elektrisch von dem zentralen Sammelpunkt 22a, 22b getrennt wird, sondern auch keine berührgefährliche Spannung mehr führt.2017/5253 entire photovoltaic string 10 is not only electrically separated from the central collection point 22a, 22b, but also no longer carries a dangerous voltage.

Das System ist in vorteilhafter Weise Herstellerunabhängig. Es können auchThe system is advantageously manufacturer-independent. It can too

Abschalteinheiten anderer Hersteller aus dem Multistrangverbund getrennt werden. DerSwitch-off units from other manufacturers can be separated from the multi-strand network. The

Abschaltvorgang wird von dem in der Strangabschaltvorrichtung 40 verbauten Mikrokontroller eingeleitet oder vom Benutzer oder Kunden über den externen Eingang 35 aktiv ausgelöst.The shutdown process is initiated by the microcontroller installed in the strand shutdown device 40 or actively triggered by the user or customer via the external input 35.

Zum Starten des Photovoltaik-Strangs 10 werden über die Strangleitung 16 Startimpulse an die Schutzschaltungen 14 der Photovoltaik-Module 12 des zugehörigen Photovoltaik-Strangs 10 gesendet (Schritt 108), um den unbelasteten Photovoltaik-Strang 10 wieder zu aktivieren, aber noch nicht unmittelbar an den zentralen Sammelpunkt 22a, 22b anzuschließen. Danach wird die Prüfroutine mit Schritten 110-116 gemäß Fig. 5 durchgeführt.To start the photovoltaic string 10, start pulses are sent via the string line 16 to the protective circuits 14 of the photovoltaic modules 12 of the associated photovoltaic string 10 (step 108) in order to reactivate the unloaded photovoltaic string 10, but not yet immediately to connect the central collection point 22a, 22b. The test routine is then carried out with steps 110-116 according to FIG. 5.

Zusammenfassend ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Einzel-Strangabschaltung über eine übergeordnete Steuereinheit und stellt eine vorteilhafte Funktion für den Kunden dar, um nicht nur im Notfall, sondern auch z.B. zu Wartungszwecken einzelne Photovoltai k-Stränge abzuschalten.In summary, the present invention enables a single line shutdown via a higher-level control unit and represents an advantageous function for the customer to not only in an emergency, but also e.g. Switch off individual photovoltaic strings for maintenance purposes.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in derIt is apparent to the person skilled in the art that the above-described embodiments are to be understood as examples and the invention is not restricted to them, but can be varied in many ways without leaving the scope of the claims. It can also be seen that the features regardless of whether they are in the

Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.Description, the claims, the figures or otherwise disclosed also individually define essential components of the invention, even if they are described together with other features.

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Claims (15)

Patentansprüche:Claims: 1. Multistrang-Photovoltaik-Anlage (1) mit Strangabschaltung, umfassend:1. Multistrand photovoltaic system (1) with string shutdown, comprising: zwei oder mehr Photovoltaik-Stränge (10,10j, welche jeweils durch seriell geschaltete Photovoltaik-Module (12,12j gebildet werden, einen zentralen Sammelpunkt (22a, 22b), an welchem die Photovoltaik-Stränge (10,10j mittels Strangleitungen (16,17) parallel zusammengeschaltet sind, um eine stromführende Verbindung zwischen den Photovoltaik-Strängen (10,10j und dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) herzustellen, wobei zumindest einer der Photovoltaik-Stränge (10,10 j eine Strangabschaltvorrichtung (40) aufweist, mittels welcher die stromführende Verbindung zwischen dem zumindest einen Photovoltaik-Strang (10,10j und dem zentralen Sammelpunkt benutzergesteuert trennbar ist, um den zumindest einen Photovoltaik-Strang (10,10j abzuschalten.two or more photovoltaic strings (10, 10j, which are each formed by series-connected photovoltaic modules (12, 12j, a central collection point (22a, 22b) at which the photovoltaic strings (10, 10j by means of string lines (16, 17) are connected in parallel in order to establish a current-carrying connection between the photovoltaic strings (10, 10j and the central collection point (22a, 22b)), at least one of the photovoltaic strands (10, 10j having a string shutdown device (40) by means of which the current-carrying connection between the at least one photovoltaic string (10, 10j and the central collection point can be disconnected in a user-controlled manner in order to switch off the at least one photovoltaic string (10, 10j. 2. Multistrang-Photovoltaik-Anläge (1 ) nach Anspruch 1, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) eine Schaltereinrichtung (S1) in der Strangleitung (16,17) des zumindest einen Photovoltaik-Strangs und eine Steuereinrichtung (42) zum Steuern der Schaltereinrichtung (S1) umfasst, wobei die Schaltereinrichtung (S1) einen geschlossenen und einen geöffneten Zustand definiert und in dem geschlossenen Zustand photovoltaisch erzeugten Strom aus dem zumindest einen Photovoltaik-Strang (10,10j zu dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) durchleitet und in dem geöffneten Zustand die Durchleitung von photovoltaisch erzeugtem Strom aus dem zumindest einen Photovoltaik-Strang (10,10 j unterbricht, und wobei die Steuereinrichtung (42) dazu ausgebildet ist, in Ansprechen auf eine Benutzereingabe die Schaltereinrichtung (S1) benutzergesteuert zu öffnen.2. Multistrand photovoltaic system (1) according to claim 1, wherein the string shutdown device (40) has a switch device (S1) in the string line (16, 17) of the at least one photovoltaic string and a control device (42) for controlling the switch device ( S1), wherein the switch device (S1) defines a closed and an open state and in the closed state conducts photovoltaically generated electricity from the at least one photovoltaic line (10, 10j) to the central collection point (22a, 22b) and in the open state Condition the passage of photovoltaically generated current from the at least one photovoltaic string (10, 10 j) is interrupted, and the control device (42) is designed to open the switch device (S1) in a user-controlled manner in response to a user input. 3. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (42) dazu ausgebildet ist, ein externes Strangabschalt-Triggersignal (U ext. Start = Off) zu empfangen und in Ansprechen auf das Strangabschalt-Triggersignal (U ext. Start = Off) den zumindest einen Photovoltaik-Strang (10,10j abzuschalten, indem die Steuereinrichtung (42) die Schaltereinrichtung (S1) öffnet3. M ultistrang-photovoltaic system (1) according to claim 2, wherein the control device (42) is designed to receive an external string shutdown trigger signal (U ext. Start = Off) and in response to the string shutdown trigger signal (U ext. Start = Off) to switch off the at least one photovoltaic string (10, 10j) by the control device (42) opening the switch device (S1) BE2017/5253 und damit den zumindest einen Photovoltai k-Strang (10,10j zumindest einseitig von dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) trennt.BE2017 / 5253 and thus separates the at least one photovoltaic string (10, 10j at least on one side from the central collection point (22a, 22b). 4. Multistrang-Photovoltaik-Anläge (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Schaltereinrichtung (S1) dazu ausgebildet ist, in dem geöffneten Zustand den Stromfluss in beiden Richtungen zu unterbrechen.4. Multi-strand photovoltaic system (1) according to claim 2 or 3, wherein the switch device (S1) is designed to interrupt the current flow in both directions in the open state. 5. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) eine Back-to-Back-Schaltung (50) aus zwei Halbleiterschaltern, insbesondere eine Back-to-Back-Schaltung aus zwei MOSFETTransistoren (52), umfasst.5. M ultistrang-photovoltaic system (1) according to one of the preceding claims, wherein the string shutdown device (40) is a back-to-back circuit (50) comprising two semiconductor switches, in particular a back-to-back circuit two MOSFET transistors (52). 6. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) ein Relais (54) umfasst.6. M ultistrang-photovoltaic system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the string shutdown device (40) comprises a relay (54). 7. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) eine Parallelschaltung aus einem Relais (54) und einer Back-to-Back-Schaltung (50) aus zwei Halbleiterschaltern, insbesondere eine Parallelschaltung aus einem Relais (54) und einer Back-to-BackSchaltung (50) aus zwei MOSFET-Transistoren (52), umfasst.7. M ultistrang-photovoltaic system (1) according to one of the preceding claims, wherein the string cut-off device (40) is a parallel connection of a relay (54) and a back-to-back circuit (50) of two semiconductor switches, in particular a parallel circuit comprising a relay (54) and a back-to-back circuit (50) comprising two MOSFET transistors (52). 8. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach einem der Ansprüche 6-7, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) dazu ausgebildet ist, beim Abschalten des zugehörigen Photovoltai k-Strangs (10,10 j von dem zentralen Sammelpunkt (22a,8. M ultistrang-photovoltaic system (1) according to any one of claims 6-7, wherein the string cut-off device (40) is designed to switch off the associated photovoltaic string (10, 10 j from the central collection point (22 a , 22b) zunächst das Relais (54) zu öffnen und erst nach einer zeitlichen Verzögerung danach die Halbleiterschalter, insbesondere die MOSFET-Transistoren (52), zu öffnen.22b) first open the relay (54) and only after a time delay thereafter open the semiconductor switches, in particular the MOSFET transistors (52). 9. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) dazu ausgebildet ist, vor dem Wiederanschalten des zugehörigen Photovoltai k-Strangs (10,10 j eine Prüfroutine (102120) durchzuführen, in der Prüfroutine (102-120) zumindest eine elektrische Kenngröße (U1, U2,1) des zugehörigen Photovoltai k-Strangs (10,10j zu prüfen und bei Einhalten9. M ultistrang photovoltaic system (1) according to one of the preceding claims, wherein the string shutdown device (40) is designed to carry out a test routine (102120) before switching on the associated photovoltaic string (10, 10 j), in the test routine (102-120) to test at least one electrical parameter (U1, U2,1) of the associated photovoltaic string (10,10j) and if it is complied with BE2017/5253 eines vordefinierten Schwellenwerts für die zumindest eine elektrische Kenngröße den zumindest einen Photovoltai k-Strang (10,10j anzuschalten, wenn eine Benutzerfreigabe vorliegt.BE2017 / 5253 of a predefined threshold value for the at least one electrical parameter to switch on the at least one photovoltaic string (10, 10j if a user release is available. 10. Multistrang-Photovoltaik-Anläge (1 ) nach einem der Ansprüche 6-9, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) dazu ausgebildet ist, beim Verbinden des zugehörigen Photovoltai k-Strangs (10,10j mit dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) zunächst die Halbleiterschalter, insbesondere die MOSFET-Transistoren (52), zu schließen und erst nach einer zeitlichen Verzögerung danach das Relais (54) zu schließen.10. Multi-strand photovoltaic system (1) according to any one of claims 6-9, wherein the string shutdown device (40) is designed to initially connect the associated photovoltaic string (10, 10j to the central collection point (22a, 22b) to close the semiconductor switches, in particular the MOSFET transistors (52), and to close the relay (54) only after a time delay. 11. Multistrang-Photovoltaik-Anlage (1) nach Anspruch 10, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) dazu ausgebildet ist, den photovoltaisch erzeugten Stromfluss durch die zugehörige Strangleitung (16,17) zu messen und das Relais (54) erst dann zu schließen, wenn der durch die Strangleitung (16, 17) fließende photovoltaisch erzeugte Strom (I) einen vordefinierten Schwellenwert (l_min) überschreitet.11. Multi-strand photovoltaic system (1) according to claim 10, wherein the strand cut-off device (40) is designed to measure the photovoltaically generated current flow through the associated strand line (16, 17) and only then to close the relay (54), when the photovoltaically generated current (I) flowing through the string line (16, 17) exceeds a predefined threshold value (I_min). 12. M ultistrang-Photovoltai k-An läge (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strangabschaltvorrichtung (40) eine Steuereinrichtung (42) und eine mit der Steuereinrichtung (42) verbundene Sensoreinrichtung (46,48) zum Messen zumindest einer elektrischen Kenngröße (U1, U2) an dem zugehörigen PhotovoltaikStrang (10,10j enthält, wobei die Steuereinrichtung (42) dazu ausgebildet ist, in Ansprechen auf die mit der Sensoreinrichtung (46,48) gemessene zumindest eine elektrische Kenngröße (U1, U2) den zugehörigen Photovoltai k-Strang (10,10jan den zentralen Sammelpunkt (22a,b) elektrisch anzuschalten, wenn eine Benutzerfreigabe vorliegt, wobei die Sensoreinrichtung insbesondere umfasst:12. M ultistrang-photovoltaic system (1) according to one of the preceding claims, wherein the string shutdown device (40) has a control device (42) and a control device (42) connected to the sensor device (46,48) for measuring at least one electrical Contains parameter (U1, U2) on the associated photovoltaic string (10, 10j), the control device (42) being designed to respond to the at least one electrical parameter (U1, U2) measured with the sensor device (46, 48) To turn on the photovoltaic string (10, 10jan) electrically the central collection point (22a, b) when a user release is present, the sensor device in particular comprising: einen Eingangsspannungssensor (46), welcher die strangseitige Eingangsspannung (U1) an der Strangabschaltvorrichtung (40) misst und/oder einen Ausgangsspannungssensor (48), welcher die sammelpunktseitige Ausgangsspannung (U2) an der Strangabschaltvorrichtung (40) misst, und wobei die Steuereinrichtung (42) dazu ausgebildet ist, in Ansprechen auf die gemessene strangseitige Eingangsspannung (U1) und/oder auf die gemessenean input voltage sensor (46), which measures the string-side input voltage (U1) at the string cut-off device (40) and / or an output voltage sensor (48), which measures the collecting point-side output voltage (U2) at the string cut-off device (40), and wherein the control device (42 ) is designed in response to the measured string-side input voltage (U1) and / or to the measured BE2017/5253 sammelpunktseitige Ausgangsspannung (U2) den zugehörigen Photovoltaik-Strang (10,BE2017 / 5253 output voltage (U2) on the collecting point and the associated photovoltaic string (10, 10jan den zentralen Sammelpunkt (22a,b) elektrisch anzuschalten, wenn eine10jan to electrically switch on the central collection point (22a, b) if one Benutzerfreigabe vorliegt.User approval exists. 13. Multistrang-Photovoltaik-Anläge (1 ), insbesondere gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend:13. Multi-strand photovoltaic system (1), in particular according to one of the preceding claims, comprising: zwei oder mehr Photovoltaik-Stränge (10,10j, welche jeweils durch seriell geschaltete Photovoltaik-Module (12,12j gebildet werden, einen zentralen Sammelpunkt (22a, 22b), an welchem die Photovoltaik-Stränge (10,10j mittels Strangleitungen (16,17) parallel zusammengeschaltet sind, um eine stromführende Verbindung zwischen den Photovoltaik-Strängen (10,10j und dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) herzustellen, wobei zumindest einer der Photovoltaik-Stränge (10,10 j eine Strangabschaltvorrichtung (40) aufweist, bei welcher eine Parallelschaltung aus einer Halbleiterschalter-Back-to-Back-Schaltung (50) und einem Relais (54) seriell in die Strangleitung (16,17) geschaltet ist.two or more photovoltaic strings (10, 10j, which are each formed by series-connected photovoltaic modules (12, 12j, a central collection point (22a, 22b) at which the photovoltaic strings (10, 10j by means of string lines (16, 17) are connected in parallel in order to establish a current-carrying connection between the photovoltaic strings (10, 10j and the central collection point (22a, 22b), at least one of the photovoltaic strings (10, 10j having a string shutdown device (40) which is connected in parallel in the string line (16, 17) from a semiconductor switch back-to-back circuit (50) and a relay (54). 14. Verfahren zum benutzergesteuerten Abschalten und Wiederanschalten eines selektierten Photovoltaik-Strangs (10,10j einer Multistrang-Photovoltaik-Anlage (1), insbesondere gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, von anderen parallel an einen zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) angeschlossenen Photovoltai k-Strängen (10,10 j der MultistrangPhotovoltaik-Anlage (1), umfassend folgende Schritte:14. A method for the user-controlled switching off and on again of a selected photovoltaic string (10, 10j of a multistrand photovoltaic system (1), in particular according to one of the preceding claims, of other photovoltaic cables connected in parallel to a central collecting point (22a, 22b). Strands (10.10 j of the multi-strand photovoltaic system (1), comprising the following steps: gezieltes Triggern (U ext. Start = Off) einer Strangabschaltvorrichtung (40) des zugehörigen Photovoltaikstrangs (10,10j durch einen Benutzer, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang (10,10j von dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) abzuschalten, gezieltes Triggern (U ext. Start = On) der Strangabschaltvorrichtung (40) des zugehörigen Photovoltaik-Strangs (10,10j durch den Benutzer, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang (10,10j wieder an den zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) anzuschalten, ggf. in Ansprechen auf die Erfüllung weiterer Prüfbedingungen.targeted triggering (U ext. Start = Off) of a string shutdown device (40) of the associated photovoltaic string (10,10j by a user in order to shutdown the associated photovoltaic string (10,10j from the central collection point (22a, 22b), targeted triggering ( U ext. Start = On) of the string shutdown device (40) of the associated photovoltaic string (10,10j by the user in order to switch the associated photovoltaic string (10,10j back on to the central collection point (22a, 22b), possibly in Response to the fulfillment of further test conditions. 15. Strangabschaltvorrichtung (40) für einen Photovoltaik-Strang (10,10 j einer MultistrangPhotovoltaik-Anlage (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum15. String shutdown device (40) for a photovoltaic string (10, 10 j of a multi-string photovoltaic system (1), in particular according to one of the preceding claims, for 2017/52532017/5253 BE2017/5253 benutzergesteuerten gezielten Abschalten des zugehörigen Photovoltaik-Strangs (10,10‘) von anderen parallel an einen zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) angeschlossenen Photovoltaik-Strängen (10,10‘) der Multistrang-Photovoltaik-Anlage (1), umfassend:BE2017 / 5253 user-controlled, targeted disconnection of the associated photovoltaic string (10, 10 ') from other photovoltaic strings (10, 10') of the multistrand photovoltaic system (1) connected in parallel to a central collection point (22a, 22b) : eine Schaltereinrichtung (S1), welche im geschlossenen Zustand den 5 zugehörigen Photovoltaik-Strang (10,10‘) über den zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) parallel mit den anderen Photovoltaik-Strängen (10,10‘) stromführend verbindet und im offenen Zustand die stromführende Verbindung des zugehörigen Photovoltaik-Strangs (10,a switch device (S1) which, in the closed state, connects the 5 associated photovoltaic strings (10, 10 ') in a current-carrying manner in parallel with the other photovoltaic strings (10, 10') via the central collecting point (22a, 22b) and in the open state the current-carrying connection of the associated photovoltaic string (10, 10‘) zu dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) unterbricht, eine Steuereinrichtung (42), wobei die Steuereinrichtung (42) dazu ausgebildet 10 ist, in Ansprechen auf ein von einem Benutzer getriggertes Steuersignal (U ext. Start = Off) die Schaltereinrichtung (S1) aus dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu schalten, um den zugehörigen Photovoltaik-Strang (10,10‘) benutzergesteuert von dem zentralen Sammelpunkt (22a, 22b) zu trennen.10 ') to the central collection point (22a, 22b), a control device (42), the control device (42) being designed 10 in response to a control signal triggered by a user (U ext. Start = Off) (S1) to switch from the closed state to the open state in order to separate the associated photovoltaic string (10, 10 ') from the central collection point (22a, 22b) in a user-controlled manner.
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