DE102010049293B3 - Arrangement for safe shutdown of photovoltaic system attached to building, charges voltage-limiting diode, voltage divider and freewheeling diode connected to string poles by terminal - Google Patents

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Abstract

The arrangement has controllable switching device such as current-viable semiconductor switch that control-inputs switch-off signal via voltage divider (23). The photovoltaic plant is supplied with energy by capacitor (8). A transistor (20) is connected in parallel to switch. The load current of switch is carried to base of transistor. The reset voltage is applied to switch for resetting capability of carrying current. A voltage-limiting diode (25), voltage divider and freewheeling diode (24) connected to the string poles (15) by terminal is charged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum sicheren Außerbetriebsetzen von Photovoltaikanlagen, welche mehrere zu mindestens einem String verschaltete Module aufweisen, wobei der mindestens eine String durch eine steuerbare Schalteinrichtung in einen Kurzschlusszustand überführbar ist, gemäß Patentanspruch 1.The invention relates to an arrangement for safe decommissioning of photovoltaic systems, which have a plurality of interconnected at least one string modules, wherein the at least one string can be converted by a controllable switching device in a short circuit state, according to claim 1.

Aus der EP 1 720 241 A2 ist ein Photovoltaikgenerator mit einem Thermoschalter vorbekannt, der beim Ansprechen eine Reduzierung der Leistung des Photovoltaikgenerators bewirkt. Der Thermoschalter schließt beim Ansprechen die Modul-Anschlusspole kurz. Hierdurch wird der Photovoltaikgenerator im Brandfall in einen für die löschenden Personen ungefährlichen Betriebszustand überführt. Unter dem Begriff Thermoschalter wird nach EP 1 720 241 A2 jedes Schaltelement verstanden, welches bei Erreichen einer vorgebbaren oder vorgegebenen Temperatur oder eines anderen feueranzeigenden Parameters einen Schaltvorgang initiiert, der mittelbar oder unmittelbar zum Schließen oder Öffnen einer elektrischen Verbindung führt. Der Thermoschalter kann in, aber auch außerhalb des Modulgehäuses angeordnet werden, um das Ansprechverhalten zu optimieren. Zur gewünschten elektrischen Überbrückung im thermischen Gefahrenfall wird ein Strang einer Photovoltaikanlage mit dem vorerwähnten Thermoschalter Versehen und überbrückt.From the EP 1 720 241 A2 a photovoltaic generator with a thermal switch is already known, which causes a reduction in the power of the photovoltaic generator when responding. The thermal switch short-circuits the module connection poles when responding. As a result, the photovoltaic generator is converted in case of fire in a safe for the erasing persons operating condition. The term thermal switch is after EP 1 720 241 A2 each switching element understood, which initiates a switching operation upon reaching a predetermined or predetermined temperature or other fire-indicating parameter, which leads directly or indirectly to close or open an electrical connection. The thermal switch can be located in, but also outside of the module housing to optimize the response. For the desired electrical bridging in the event of thermal hazard, a strand of a photovoltaic system with the above-mentioned thermal switch is provided and bridged.

Nachteilig bei der Anordnung nach EP 1 720 241 A2 ist die Notwendigkeit des Erkennens eines eindeutigen Brandzustands, insbesondere durch entsprechend hohe Temperaturen. Eine manuelle Bedienung ist ebenso wenig möglich, wie bei einer beabsichtigten Brandlöschung nicht erkennbar ist, ob sich die betreffende Photovoltaikanlage tatsächlich in einem spannungsfreien Zustand befindet.A disadvantage of the arrangement according to EP 1 720 241 A2 is the need to detect a clear fire, especially by correspondingly high temperatures. A manual operation is also not possible, as in an intended fire extinguishing is not recognizable whether the photovoltaic system in question is actually in a voltage-free state.

Aus der DE 10 2005 018 173 B4 ist eine Schalteinrichtung zur Betriebsunterbrechung von Photovoltaikanlagen bekannt, die auch unabhängig davon arbeitet, ob bereits eine Leitungsstörung vorliegt oder nicht, um in gefährlichen Situationen eine Abschaltung der betreffenden Anlage zu realisieren. Die Schutzschaltung entsprechend der DE 10 2005 018 173 B4 ist über eine Steuerleitung mit einer entfernt von der Schutzeinrichtung angeordneten Auslöseeinrichtung verbunden, die entsprechend aktivierbar ist. Nach Auslösen der Schalteinrichtung wird die Photovoltaikanlage in den Kurzschluss oder Leerlauf geschalten und die Energieübertragung in ein entsprechendes Gebäude unterbrochen.From the DE 10 2005 018 173 B4 is a switching device for interrupting the operation of photovoltaic systems known, which also works regardless of whether there is already a line fault or not to realize a shutdown of the relevant system in dangerous situations. The protection circuit according to DE 10 2005 018 173 B4 is connected via a control line with a remote from the protection device arranged triggering device, which is activated accordingly. After triggering the switching device, the photovoltaic system is switched to the short circuit or open circuit and the energy transfer is interrupted in a corresponding building.

Die DE 40 41 672 A1 zeigt eine Überwachungseinrichtung für einen Gleichstromkreis sowie eine damit ausgerüstete photovoltaische Energiegewinnungsanlage, wobei bei einem störungsbedingt erhöhten Spannungsabfall dieser erkannt und anschließend der Stromfluss durch den entsprechenden Leitungsabschnitt unterbrochen wird. Dies erfolgt durch eine Schutzschaltung mit Hilfe einer Kurzschlussleitung, die einen Schalter enthält, wobei Mittel zum Erkennen eines zu großen Spannungsabfalls vorgesehen sind, die den Schalter steuern.The DE 40 41 672 A1 shows a monitoring device for a DC circuit and a photovoltaic power generation plant equipped with it, which is detected in a disturbance-induced increased voltage drop and then the current flow is interrupted by the corresponding line section. This is done by a protection circuit by means of a short-circuit line, which includes a switch, wherein means are provided for detecting an excessive voltage drop, which control the switch.

Aus der US 2002/0014262 A1 ist eine Photovoltaikanlage mit einem Leistungsüberwachungssystem offenbart, wobei im jeweiligen String der Anlage nicht nur ein Lasttrenner, sondern auch eine Kurzschlusseinrichtung befindlich ist.From the US 2002/0014262 A1 discloses a photovoltaic system with a power monitoring system, wherein in the respective string of the system not only a load disconnector, but also a short-circuit device is located.

Die Kurzschlusseinrichtung wird über eine Sensorik betrieben, die bevorzugt ebenfalls temperaturabhängig den Kurzschlussfall auslöst. Damit sind auch bei dieser Lösung des Standes der Technik die voranstehend geschilderten Nachteile gegeben.The short-circuit device is operated via a sensor system, which preferably also triggers the short-circuit case depending on the temperature. Thus, the above-mentioned disadvantages are also given in this solution of the prior art.

Bekannte Lasttrenner sind in der Lage, die Gleichspannung der Photovoltaikzellen vom nachgeordneten Wechselrichter abzutrennen. Der Nachteil beim Einsatz von Lasttrennern besteht darin, dass die hohe Gleichspannung mit bis zu 1000 V auf der Anlage stehen bleibt und weiterhin eine Gefährdung darstellt.Known load disconnectors are able to separate the DC voltage of the photovoltaic cells from the downstream inverter. The disadvantage with the use of load disconnectors is that the high DC voltage with up to 1000 V stops on the system and continues to pose a hazard.

Bekannterweise muss für den Fall, dass die gesamte Photovoltaikanlage unter 60 V Gleichspannung zu bringen ist, ein Kurzschluss der Module erfolgen. Hierzu existieren Systeme, bei denen jedes Solarzellenmodul mit einer Schaltbox ausgerüstet wird. Diese schließen jedes Modul beim Betätigen eines Tasters dann kurz. Sowohl der konstruktive als auch der schaltungstechnische Aufwand ist bei einer solchen Lösung erheblich. Die Möglichkeit einer Nachrüstung ist nicht gegeben.As is known, in the event that the entire photovoltaic system is to be brought under 60 V DC, a short circuit of the modules must be made. For this purpose, there are systems in which each solar cell module is equipped with a switch box. These then short-circuit each module when a button is pressed. Both the design and the circuit complexity is significant in such a solution. The possibility of retrofitting is not given.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Anordnung zum sicheren Außerbetriebsetzen von Photovoltaikanlagen anzugeben, wobei die Photovoltaikanlagen mehrere zu mindestens einem String verschaltete Module aufweisen, wobei der mindestens eine String durch eine steuerbare Schalteinrichtung in einen Kurzschlusszustand überführbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung soll auch eine Nachrüstbarkeit vorhandener Anlagen in leichter Weise möglich werden. Darüber hinaus soll für den Bediener bzw. den löschenden Feuerwehrmann erkennbar sein, ob die Anlage tatsächlich stromlos geschaltet ist, um beispielsweise einen in elektrischer Hinsicht risikoarmen Löschangriff durchzuführen.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a further developed arrangement for safe decommissioning of photovoltaic systems, the photovoltaic systems having a plurality of interconnected at least one string modules, wherein the at least one string can be converted by a controllable switching device in a short circuit state. With the solution according to the invention also a retrofitting of existing facilities should be possible in a simple manner. In addition to be recognizable to the operator or the firefighter extinguishing whether the system is actually de-energized to perform, for example, a low-risk electric fire extinguishing attack.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Anordnung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen beinhalten.The object of the invention is achieved by an arrangement according to the combination of features according to claim 1, wherein the Subclaims expedient refinements and developments include.

Es wird demnach von einer Anordnung zum sicheren Außerbetriebsetzen von Photovoltaikanlagen ausgegangen, welche mehrere zu mindestens einem Strang verschaltete Module aufweisen, wobei der mindestens eine Strang oder String durch eine steuerbare Schalteinrichtung in einen Kurzschlusszustand überführbar ist.It is therefore assumed that an arrangement for safe shutdown of photovoltaic systems, which have several interconnected at least one strand modules, wherein the at least one strand or string can be converted by a controllable switching device in a short circuit state.

Erfindungsgemäß ist die steuerbare Schalteinrichtung als stromtragfähiger Halbleiterschalter, insbesondere als Thyristor ausgebildet, an dessen Steuereingang ein Ausschaltsignal anlegbar ist.According to the invention, the controllable switching device is designed as a current-carrying semiconductor switch, in particular as a thyristor, to whose control input a switch-off signal can be applied.

Zum Wiederinbetriebsetzen ist dem stromtragfähigen Halbleiterschalter eine weitere Schalteinrichtung, insbesondere ausgeführt als Transistor, parallel geschaltet derart, dass durch eine kurzzeitige Übernahme des Laststroms des stromtragfähigen Halbleiterschalters dieser zurücksetzbar ist.For restarting the current-carrying semiconductor switch is another switching device, in particular designed as a transistor, connected in parallel so that it can be reset by a short-term assumption of the load current of the current-carrying semiconductor switch.

Über einen Spannungsteiler wird ein Kondensator aus der Photovoltaikanlage mit Energie versorgt, wobei der Kondensator über einen ersten Not-Aus-Taster mit dem Steuereingang des insbesondere Thyristors verbindbar ist, um den Kurzschlusszustand, z. B. im Fall einer Gefahr, zu bewirken bzw. zu erreichen.About a voltage divider capacitor is supplied from the photovoltaic system with energy, the capacitor via a first emergency stop button to the control input of the particular thyristor is connected to the short-circuit state, z. B. in the case of a risk to effect or achieve.

Erfindungsgemäß ist die weitere Schalteinrichtung als Transistor ausgebildet, an dessen Basis eine Spannung zum Zurücksetzen des stromtragfähigen Halbleiterschalters angelegt wird, wobei diese Spannung aus einem Kondensator zur Verfügung gestellt ist, welcher über eine spannungsbegrenzende Diode sowie einen Spannungsteiler und eine Freilaufdiode über die Stringpole geladen wird.According to the invention, the further switching device is designed as a transistor, at the base of which a voltage for resetting the current-carrying semiconductor switch is applied, this voltage being made available from a capacitor which is charged via a voltage-limiting diode as well as a voltage divider and a freewheeling diode via the string poles.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Fernschalteinrichtung vorhanden, welche eine netzunabhängige Stromversorgung und einen zweiten Not-Aus-Taster besitzt. Weiterhin ist die Fernschalteinrichtung galvanisch getrennt mit dem Steuereingang des stromtragfähigen Halbleiterschalters verbunden. Über eine solche Schalteinrichtung können auch mehrere Photovoltaikanlagen mit entsprechender steuerbarer Schalteinrichtung im Gefahrenfall außer Betrieb gesetzt werden.In a preferred embodiment, a remote switching device is provided which has a mains-independent power supply and a second emergency stop button. Furthermore, the remote switching device is electrically isolated connected to the control input of the current-carrying semiconductor switch. About such a switching device and several photovoltaic systems with appropriate controllable switching device in case of danger can be put out of service.

Für die galvanische Trennung ist beispielsweise ein Optokoppler vorgesehen, der ausgangsseitig mit dem Steuereingang des stromtragfähigen Halbleiterschalters in Verbindung steht.For galvanic isolation, for example, an optocoupler is provided, which is the output side connected to the control input of the current-carrying semiconductor switch in combination.

Die netzunabhängige Stromversorgung für die Fernschalteinrichtung kann eine Solarzelle und einen diesbezüglich mit der Solarzelle in Verbindung stehenden Speicherkondensator umfassen.The off-grid power supply for the remote switching device may include a solar cell and a related in this connection with the solar cell storage capacitor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Fernschalteinrichtung einen Spannungsmesser auf, welcher über einen Spannungsteiler mit den Stringpolen in Verbindung steht. Nach Betätigen des Not-Aus-Tasters der Fernschalteinrichtung ist dann deutlich erkennbar, ob tatsächlich die Photovoltaikanlage außer Betrieb gesetzt wurde.In a preferred embodiment, the remote switching device has a voltmeter which is connected to the string poles via a voltage divider. After pressing the emergency stop button of the remote switching device is then clearly visible, whether in fact the photovoltaic system was disabled.

Die Elemente der Fernschalteinrichtung sind bevorzugt in einem gemeinsamen Gehäuse integriert.The elements of the remote switching device are preferably integrated in a common housing.

Ergänzend kann zwischen den jeweiligen Photovoltaikanlagen und den jeweils zugehörigen Wechselrichtern die Anordnung von Lasttrennern vorgenommen werden.In addition, the arrangement of load disconnectors can be made between the respective photovoltaic systems and the respectively associated inverters.

Die erfindungsgemäße Lösung wendet die an sich bekannte Kurzschlusstechnik an, jedoch nicht am einzelnen Modul, sondern am String der Photovoltaikanlage. Hierdurch kann die gesamte Anlage spannungsfrei geschaltet und im Brandfall gefahrlos gelöscht werden. Ein Lasttrenner sorgt zusätzlich für die notwendige Trennung vom Wechselrichter, was Vorteile bei der Wartung der Anlage nach sich zieht.The solution according to the invention uses the short-circuiting technique known per se, but not on the individual module, but on the string of the photovoltaic system. As a result, the entire system can be switched off and safely deleted in case of fire. A load breaker additionally ensures the necessary disconnection from the inverter, which results in advantages in the maintenance of the system.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.

Hierbei zeigen:Hereby show:

1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zum sicheren Außerbetriebsetzen von Photovoltaikanlagen und 1 a block diagram of the inventive arrangement for safe decommissioning of photovoltaic systems and

2 eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung mit einem Thyristor als stromtragfähigen Halbleiterschalter sowie Fernschalteinrichtung und Kurzschlussschaltung. 2 a preferred embodiment of the arrangement with a thyristor as a current-carrying semiconductor switch and remote switching device and short circuit.

Wie aus der Darstellung nach 1 entnommen werden kann, ist zwischen den Gleichspannungspolen eines Strings, der eine Zusammenschaltung mehrerer PV-Module darstellt, ein stromtragfähiger Halbleiterschalter 1 befindlich.As shown 1 can be taken, between the DC poles of a string representing an interconnection of multiple PV modules, a current-carrying semiconductor switch 1 located.

Der stromtragfähige Halbleiterschalter 1 steht mit einer Ansteuerelektronik 3 in Verbindung, die wiederum von einer Not-Aus-Tasteranordnung mit Spannungsanzeige 4 aktiviert wird. Zwischen den in der 1 im einzelnen nicht gezeigten PV-Modulen mit ebenfalls nicht gezeigten Wechselrichtern ist noch ein Lasttrenner 2 geschaltet. Wenn der Not-Aus-Taster 4 betätigt wird, wird die Schutzfunktion unter Rückgriff auf die Ansteuerelektronik 3 ausgelöst und der Halbleiterschalter 1 in den Kurzschlusszustand überführt. Hierdurch wird die Spannung an der diesbezüglichen Photovoltaikanlage auf einen ungefährlichen Wert unter 60 V DC gebracht.The current-carrying semiconductor switch 1 stands with a control electronics 3 in turn, in turn, from an emergency stop button assembly with voltage indicator 4 is activated. Between the in the 1 not shown in detail PV modules with also not shown inverters is still a load disconnector 2 connected. When the emergency stop button 4 is pressed, the protective function is based on the control electronics 3 triggered and the semiconductor switch 1 converted into the short-circuit state. As a result, the voltage at the relevant photovoltaic system is brought to a harmless value below 60 V DC.

Die Schutzfunktion kann über den Lasttrenner 2 manuell zurückgestellt werden. Der Lasttrenner 2 ermöglichen auch eine Trennung der Anlage vom Wechselrichter im Wartungsfall.The protective function can be carried out via the load breaker 2 manually reset. The load breaker 2 also allow the system to be disconnected from the inverter during maintenance.

Die Ansteuerelektronik 3 sowie der Not-Aus-Taster 4 mit Spannungsanzeige sowie die weiteren Komponenten der erfindungsgemäßen Anordnung sollen mit Rückgriff auf die 2 näher erläutert werden. Zwischen den Polen 5 des jeweiligen Strings befindet sich ein Thyristor 6 als stromtragfähiger Halbleiterschalter. Der Steuereingang des Thyristors 6 steht mit einem Not-Aus-Schalter 7 in elektrischer Verbindung.The control electronics 3 as well as the emergency stop button 4 with voltage display and the other components of the arrangement according to the invention are to be made with reference to the 2 be explained in more detail. Between the poles 5 of the respective string is a thyristor 6 as a current-carrying semiconductor switch. The control input of the thyristor 6 stands with an emergency stop switch 7 in electrical connection.

Um den Thyristor 6 in den Kurzschlusszustand zu überführen, wird der Not-Aus-Taster 7 geschlossen. In diesem Fall wird in dem Kondensator 8 gespeicherte Energie auf das Gate, d. h. den Steuereingang des Thyristors 6 geführt. Der Kondensator 8 ist über einen Spannungsteiler 9 und eine Zenerdiode 10 mit Energie versorgt, wobei der Spannungsteiler 9 mit der Zenerdiode 10 eine Reihenschaltung bildet und diesbezüglich zwischen den Strangpolen 5 angeordnet ist.To the thyristor 6 to convert into the short-circuit state, the emergency stop button 7 closed. In this case, in the condenser 8th stored energy to the gate, ie the control input of the thyristor 6 guided. The capacitor 8th is over a voltage divider 9 and a zener diode 10 energized, the voltage divider 9 with the zener diode 10 forms a series connection and in this respect between the strand poles 5 is arranged.

Eine weitere Möglichkeit des Aktivierens der Anordnung zum sicheren Außerbetriebssetzen von Photovoltaikanlagen besteht darin, eine Fernschalteinrichtung zu nutzen.Another way of activating the arrangement for safe shutdown of photovoltaic systems is to use a remote switching device.

Die Fernschalteinrichtung enthält einen externen Not-Aus-Taster 11, eine netzunabhängige Stromversorgung 12 und eine Speichereinrichtung, insbesondere einen Speicherkondensator 13.The remote switching device contains an external emergency stop button 11 , a network-independent power supply 12 and a storage device, in particular a storage capacitor 13 ,

Die netzunabhängige Stromversorgung 12 kann z. B. als Solarzelle ausgebildet sein.The off-grid power supply 12 can z. B. be designed as a solar cell.

Wird der Not-Aus-Taster 11 betätigt, gelangt galvanisch, über einen Optokoppler 14 getrennt, Energie auf das Gate des Thyristors 6, so dass dieser in den leitfähigen Zustand übergeht. Diesbezüglich steht der Optokoppler 14 ausgangsseitig mit einem Schalttransistor 16 in Verbindung.Will the emergency stop button 11 actuated, passes galvanically, via an optocoupler 14 disconnected, energy on the gate of the thyristor 6 so that it goes into the conductive state. In this regard, the optocoupler stands 14 on the output side with a switching transistor 16 in connection.

Wenn der Thyristor sich im leitenden Zustand befindet, zeigt das Voltmeter 17 keine Spannung an. Hierdurch ist überprüfbar, ob das Außerbetriebsetzen erfolgreich war. Der Spannungsmesser 17 ist über eine Spannungsteileranordnung 18 an den Stringpolen 5 angeschlossen. Eine Z-Diode 19 übernimmt den Schutz des Voltmeters vor Spannungsspitzen.When the thyristor is in the on state, the voltmeter is pointing 17 no voltage. This makes it possible to check whether the decommissioning was successful. The voltmeter 17 is via a voltage divider arrangement 18 at the string poles 5 connected. A Zener diode 19 takes over the protection of the voltmeter from voltage surges.

Um den Kurzschlusszustand wieder aufzuheben, ist dem Thyristor 6 eine weitere Schalteinrichtung 20, insbesondere ausgeführt als Transistor, parallel geschaltet. Der Transistor 20 ist in der Lage, eine kurzzeitige Übernahme des Laststroms des Thyristors zu realisieren, so dass letzterer zurücksetzbar ist. Die Basis des Transistors 20 steht mit einem Reset-Taster 21 in Verbindung. Über den Reset-Taster 21 wird der Kondensator 22 entladen und der Transistor 20 durchgesteuert. Das Aufladen des Kondensators 22 erfolgt über die Spannungsteileranordnung 23 und die Freilaufdiode 24 in Verbindung mit einer spannungsbegrenzenden Diode 25.To cancel the short circuit condition is the thyristor 6 another switching device 20 , in particular designed as a transistor, connected in parallel. The transistor 20 is able to realize a short-term takeover of the load current of the thyristor, so that the latter is reset. The base of the transistor 20 stands with a reset button 21 in connection. Via the reset button 21 becomes the capacitor 22 discharged and the transistor 20 turned on. Charging the capacitor 22 via the voltage divider arrangement 23 and the freewheeling diode 24 in conjunction with a voltage-limiting diode 25 ,

Zum Ausschalten übernimmt also der Transistor 20 kurzzeitig den Laststrom, wenn die Basis des Transistors 20 über den Reset-Schalter 21 angesteuert wird. Der Thyristor 6 geht dann zurück in den Blockierzustand und der Spannungsmesser 17 zeigt die jetzt wieder anliegende volle Strangspannung an.To turn off so the transistor takes over 20 momentarily the load current when the base of the transistor 20 via the reset switch 21 is controlled. The thyristor 6 then goes back to the blocking state and the voltmeter 17 indicates the full strand voltage now applied again.

Claims (7)

Anordnung zum sicheren Außerbetriebsetzen von Photovoltaikanlagen, welche mehrere zu mindestens einem String verschaltete Module aufweisen, wobei der mindestens eine String durch eine steuerbare Schalteinrichtung in einen Kurzschlusszustand überführbar ist, und die steuerbare Schalteinrichtung als stromtragfähiger Halbleiterschalter (1), insbesondere Thyristor (6) ausgebildet ist, an dessen Steuereingang ein Ausschaltsignal anlegbar ist, sowie über einen Spannungsteiler ein Kondensator (8) aus der Photovoltaikanlage mit Energie versorgt wird, wobei der Kondensator (8) mit dem Steuereingang des stromtragfähigen Halbleiterschalters (1) verbindbar ist, um den Kurzschlusszustand zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wiederinbetriebsetzen dem stromtragfähigen Halbleiterschalter (1) ein Transistor (20) parallel geschaltet ist derart, dass durch kurzzeitige Übernahme des Laststroms des stromtragfähigen Halbleiterschalters (1) dieser zurückgesetzt wird und an die Basis des Transistors (20) eine Reset-Spannung zum Zurücksetzen des stromtragfähigen Halbleiterschalters (1) angelegt wird, wobei diese Spannung aus einem weiteren Kondensator (22) zur Verfügung gestellt ist, welcher über eine spannungsbegrenzende Diode (25) sowie einen Spannungsteiler (23) und eine Freilaufdiode (24) durch Anschluss an die Stringpole (15) geladen wird.Arrangement for the safe decommissioning of photovoltaic systems, which have a plurality of modules connected to at least one string, wherein the at least one string can be converted into a short circuit state by a controllable switching device, and the controllable switching device as a current-carrying semiconductor switch ( 1 ), in particular thyristor ( 6 ) is formed, at whose control input a turn-off signal can be applied, as well as a voltage divider a capacitor ( 8th ) is powered from the photovoltaic system, wherein the capacitor ( 8th ) with the control input of the current-carrying semiconductor switch ( 1 ) is connectable to achieve the short circuit condition , characterized in that for restarting the current carrying semiconductor switch ( 1 ) a transistor ( 20 ) is connected in parallel such that by short-term assumption of the load current of the current-carrying semiconductor switch ( 1 ) this is reset and to the base of the transistor ( 20 ) a reset voltage for resetting the current-carrying semiconductor switch ( 1 ) is applied, this voltage from another capacitor ( 22 ), which is connected via a voltage-limiting diode ( 25 ) and a voltage divider ( 23 ) and a freewheeling diode ( 24 ) by connecting to the string poles ( 15 ) is loaded. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fernschalteinrichtung vorhanden ist, welche eine netzunabhängige Stromversorgung (12) und einen Not-Aus-Taster (11) besitzt, weiterhin die Fernschalteinrichtung galvanisch getrennt mit dem Steuereingang des stromtragfähigen Halbleiterschalters (1) verbunden ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that a remote switching device is provided which a network-independent power supply ( 12 ) and an emergency stop button ( 11 ), furthermore, the remote switching device is galvanically isolated with the control input of the current-carrying semiconductor switch ( 1 ) connected is. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die galvanische Trennung ein Optokoppler (14) vorgesehen ist, der ausgangsseitig mit dem Steuereingang des stromtragfähigen Halbleiterschalters (1) in Verbindung steht.Arrangement according to claim 2, characterized in that for the galvanic isolation of an optocoupler ( 14 ) is provided, the output side with the control input of the current-carrying semiconductor switch ( 1 ). Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die netzunabhängige Stromversorgung (12) eine Solarzelle und einen Speicherkondensator umfasst.Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the mains-independent power supply ( 12 ) comprises a solar cell and a storage capacitor. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernschalteinrichtung einen Spannungsmesser (17) aufweist, welcher über einen Spannungsteiler (18) mit den Stringpolen (15) in Verbindung steht.Arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the remote switching device is a voltmeter ( 17 ), which via a voltage divider ( 18 ) with the string poles ( 15 ). Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente der Fernschalteinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind.Arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that the elements of the remote switching device are integrated in a common housing. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Photovoltaikanlage und dem jeweiligen zugehörigen Wechselrichter ein Lasttrenner (2) geschaltet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the photovoltaic system and the respective associated inverter, a load disconnector ( 2 ) is switched.
DE201010049293 2010-09-21 2010-10-22 Arrangement for safe shutdown of photovoltaic system attached to building, charges voltage-limiting diode, voltage divider and freewheeling diode connected to string poles by terminal Expired - Fee Related DE102010049293B3 (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013091689A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Separating device for direct current interruption between a photovoltaic generator and an electrical apparatus, and photovoltaic system having such a separating device
US10097108B2 (en) 2014-12-16 2018-10-09 Abb Schweiz Ag Energy panel arrangement power dissipation
US10348094B2 (en) 2015-01-28 2019-07-09 Abb Schweiz Ag Energy panel arrangement shutdown
US10404060B2 (en) 2015-02-22 2019-09-03 Abb Schweiz Ag Photovoltaic string reverse polarity detection
CN114268915A (en) * 2021-12-10 2022-04-01 中国联合网络通信集团有限公司 Charging service processing method, device, system and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041672A1 (en) * 1990-12-22 1992-06-25 Zsw Monitoring unit for DC circuit for photovoltaic prodn. plants - which with line interference occuring within monitored stretch, current flow through monitored line section is interrupted using two monitoring lines
US20020014262A1 (en) * 2000-07-10 2002-02-07 Masaaki Matsushita Photovoltaic power generation systems and methods of controlling photovoltaic power generation systems
EP1720241A2 (en) * 2005-04-18 2006-11-08 Beck Energy GmbH Photovoltaic generator with thermal switch
DE102005018173B4 (en) * 2005-04-19 2009-05-14 Swiontek, Karl, Dipl.-Ing. Switching device for safe interruption of operation of photovoltaic systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041672A1 (en) * 1990-12-22 1992-06-25 Zsw Monitoring unit for DC circuit for photovoltaic prodn. plants - which with line interference occuring within monitored stretch, current flow through monitored line section is interrupted using two monitoring lines
US20020014262A1 (en) * 2000-07-10 2002-02-07 Masaaki Matsushita Photovoltaic power generation systems and methods of controlling photovoltaic power generation systems
EP1720241A2 (en) * 2005-04-18 2006-11-08 Beck Energy GmbH Photovoltaic generator with thermal switch
DE102005018173B4 (en) * 2005-04-19 2009-05-14 Swiontek, Karl, Dipl.-Ing. Switching device for safe interruption of operation of photovoltaic systems

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013091689A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Separating device for direct current interruption between a photovoltaic generator and an electrical apparatus, and photovoltaic system having such a separating device
US10097108B2 (en) 2014-12-16 2018-10-09 Abb Schweiz Ag Energy panel arrangement power dissipation
US10348094B2 (en) 2015-01-28 2019-07-09 Abb Schweiz Ag Energy panel arrangement shutdown
US10404060B2 (en) 2015-02-22 2019-09-03 Abb Schweiz Ag Photovoltaic string reverse polarity detection
CN114268915A (en) * 2021-12-10 2022-04-01 中国联合网络通信集团有限公司 Charging service processing method, device, system and storage medium
CN114268915B (en) * 2021-12-10 2023-06-20 中国联合网络通信集团有限公司 Charging service processing method, equipment, system and storage medium

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