DE202011110600U1 - Device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules - Google Patents
Device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules Download PDFInfo
- Publication number
- DE202011110600U1 DE202011110600U1 DE202011110600.8U DE202011110600U DE202011110600U1 DE 202011110600 U1 DE202011110600 U1 DE 202011110600U1 DE 202011110600 U DE202011110600 U DE 202011110600U DE 202011110600 U1 DE202011110600 U1 DE 202011110600U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- analysis
- control unit
- modules
- module
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 24
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000009760 functional impairment Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
- E04C1/42—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings of glass or other transparent material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/12—Mammary prostheses and implants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
- B28B23/0037—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects with elements being able to conduct light, e.g. light conducting fibers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
- E04C3/34—Columns; Pillars; Struts of concrete other stone-like material, with or without permanent form elements, with or without internal or external reinforcement, e.g. metal coverings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
- G01K1/026—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
- G01K3/005—Circuits arrangements for indicating a predetermined temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/02—Mechanical actuation
- G08B13/14—Mechanical actuation by lifting or attempted removal of hand-portable articles
- G08B13/1409—Mechanical actuation by lifting or attempted removal of hand-portable articles for removal detection of electrical appliances by detecting their physical disconnection from an electrical system, e.g. using a switch incorporated in the plug connector
- G08B13/1418—Removal detected by failure in electrical connection between the appliance and a control centre, home control panel or a power supply
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/06—Electric actuation of the alarm, e.g. using a thermally-operated switch
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K2213/00—Temperature mapping
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B19/00—Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow
- G08B19/005—Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow combined burglary and fire alarm systems
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Vorrichtung zur Überwachung kritischer Temperaturentwicklungen an Solaranlagen mit Photovoltaik-Modulen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Temperatursensoren (28), die in der Solaranlage derart gezielt verteilt sind, dass sie jeweils zumindest nahe an Punkten (X) liegen, deren Temperaturentwicklung unter Einbeziehung von Montage-Parametern der Solaranlage, wie Montageumgebung, Größe, Geometrie, Eigenstruktur, Topographie und Orientierung, eine hinreichend aussagekräftige Aussage über das Vorliegen eines kritischen Zustands im Bereich der Anlage zulässt, und ein Datenkommunikationsnetz (32), über das die Mess-Signale der Temperatursensoren (28) einer Analyse- und Steuereinheit (56) übermittelbar sind, mit der die von den Temperatursensoren (28) über die Zeit abgegebenen Signale auf der Basis eines auf das System zugeschnittenen Musters auswertbar sind.Apparatus for monitoring critical temperature developments in solar installations with photovoltaic modules, characterized by a multiplicity of temperature sensors (28) which are distributed in the solar system in such a way that they each lie at least close to points (X) whose temperature development, including installation Parameters of the solar system, such as installation environment, size, geometry, intrinsic structure, topography and orientation, a sufficiently meaningful statement about the presence of a critical condition in the area of the plant permits, and a data communication network (32) via which the measurement signals of the temperature sensors (28 ) can be transmitted to an analysis and control unit (56) with which the signals emitted by the temperature sensors (28) over time can be evaluated on the basis of a pattern tailored to the system.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung kritischer Temperaturentwicklungen an Solaranlagen sowie zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a device for monitoring critical temperature developments in solar systems and for carrying out this method.
Solaranlagen mit Photovoltaik-Modulen werden zunehmend in verschiedenster Ausgestaltung, Größe und Konfiguration genutzt. Neben sogenannten Solar-Parks, in denen eine große Zahl von Photovoltaik-Modulen in einer Fläche zusammengestellt sind, werden zunehmend Solaranlagen an Gebäuden, wie zum Beispiel auf Hausdächern oder anderen Fassadenteilen installiert. Dabei werden die Photovoltaik-Module in der Regel in Gruppen, d. h. über sogenannte „strings” in Reihe geschaltet, so dass die bereitgestellte elektrische Gleichspannung über einen Wechselrichter in ein öffentliches Stromnetz eingespeist werden kann.Solar systems with photovoltaic modules are increasingly used in a variety of design, size and configuration. In addition to so-called solar parks, in which a large number of photovoltaic modules are put together in one area, solar systems are increasingly installed on buildings, such as on rooftops or other facade parts. The photovoltaic modules are usually in groups, d. H. Connected in series via so-called "strings", so that the electrical DC voltage provided can be fed via an inverter into a public power grid.
Die von solchen Solaranlagen bereitgestellten elektrischen Spannungswerte können beträchtlich sein, so dass dafür Sorge getragen werden muss, dass im Schadens- oder Störfall, wie zum Beispiel beim Auftreten eines Brandes, das Löschpersonal der Feuerwehr vor Stromschlägen geschützt ist. Dieses Problem wurde frühzeitig erkannt und es wird beispielsweise im Dokument
Aus dem Dokument
Es sind auch vielfältig Vorrichtungen zur Überwachung von Solarmodulen vorgeschlagen worden, beispielsweise in den Dokumenten
Im Dokument
Diese bekannte Überwachungseinheit hat jedoch den Nachteil, dass zum einen das Nachrüsten bereits installierter Photovoltaik-Solaranlagen enorm aufwändig ist, und dass die Nachrüstung an den Photovoltaik-Modulen auf die Funktionsüberwachung beschränkt bleibt.However, this known monitoring unit has the disadvantage that on the one hand the retrofitting of already installed photovoltaic solar systems is enormously complex, and that the retrofitting of the photovoltaic modules remains limited to the function monitoring.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Überwachung kritischer Temperaturentwicklungen an Solaranlagen mit Photovoltaik-Modulen zu schaffen, mit dem bzw. mit der es gelingt, mit geringstmöglichem Hardware-Aufwand die Überwachungszuverlässigkeit zu verbessern und für eine zuverlässige Abschaltung der Solaranlage zu nutzen.The invention is therefore based on the object to provide a device for monitoring critical temperature developments of solar systems with photovoltaic modules, with which it is possible to improve the monitoring reliability with the least possible hardware outlay and for a reliable shutdown of the solar system use.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the device according to
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ist in der Lage, kritische thermische Entwicklungen der Photovoltaik-Solaranlage mit bislang nicht erreichter Intelligenz und frühzeitig zu erkennen und – in einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 2 – zu dokumentieren, wobei der Aufbau so getroffen ist, dass ein Minimum an Hardware benötigt wird. Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung als kostengünstiger Nachrüstsatz an bereits installierten Photovoltaik-Solaranlagen montieren. Dadurch, dass die Temperatursensoren nur an ganz gezielt ausgewählten Punkten montiert werden, auf die das Auswertemuster zugeschnitten ist, wird der Umrüst-Aufwand minimiert und es ist trotzdem möglich, eine Überwachung der Temperaturverteilung und -entwicklung an Photovoltaik-Solaranlagen bereitzustellen. Durch die Einbeziehung der Überwachung der Temperaturverteilung und -entwicklung in die Auswertung und Dokumentation wird die Überwachung nicht nur genauer, sondern sie wird auch zeitlich schneller, da auf diese Weise bereits auf Gefahrensituationen, die im Entstehen begriffen sind, früher reagiert werden kann.The device according to
Vorteilhafterweise ist – gemäß Anspruch 3 – die Analyse- und Steuereinheit mit einer Auswerte-Logik ausgestattet, die frei programmierbar ist, so dass eine einfache Anpassung der Vorrichtung an unterschiedlichste Konfigurationen auszustattender Photovoltaik-Solaranlagen möglich ist. Vorteilhafterweise wird das Gleichstrom-Versorgungsnetz (DC-String-Netz) der Photovoltaik-Module auch für das Datenkommunikationsnetz genutzt. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, die Mess- und Steuersignale moduliert über die Gleichstromverkabelung der Photovoltaik-Module zu übertragen. Advantageously - according to claim 3 - the analysis and control unit equipped with an evaluation logic that is freely programmable, so that a simple adaptation of the device to a variety of configurations auszustattender photovoltaic solar systems is possible. Advantageously, the DC power supply network (DC string network) of the photovoltaic modules is also used for the data communication network. For this purpose, it is advantageous to transmit the measurement and control signals modulated via the DC cabling of the photovoltaic modules.
Erfindungsgemäß ermöglicht die Vorrichtung die Arbeitsweise nach folgender Vorgehensweise:
- a) Analyse der Modulanordnung im Bezug zur Installationsumgebung unter Einbeziehung der vorliegenden Montage-Parameter, wie Montageort, Größe, Geometrie, Eigenstruktur, Topographie und Orientierung;
- b) Auswahl aussagekräftiger Punkte (X), über deren Temperaturentwicklungen eine zuverlässige Aussage über das Vorliegen eines kritischen Zustands im Bereich der Anlage getroffen werden kann;
- c) Bestücken der diesen Punkten nahekommenden Module (
12-1 ,12-2 , ...,12-n ) mit Temperatursensoren (28 ); und - d) Auswerten der von den Temperatursensoren über die Zeit abgegebenen Signale auf der Basis eines auf das System zugeschnittenen Auswertemusters.
- a) Analysis of the module arrangement in relation to the installation environment, taking into account the existing assembly parameters, such as installation location, size, geometry, intrinsic structure, topography and orientation;
- b) selection of meaningful points (X) over whose temperature developments a reliable statement can be made about the existence of a critical condition in the area of the installation;
- c) equipping the modules close to these points (
12-1 .12-2 , ...,12-n ) with temperature sensors (28 ); and - d) evaluating the signals emitted by the temperature sensors over time on the basis of an evaluation pattern tailored to the system.
Dabei bilden die jeweils vorliegenden Montage-Parameter der Solaranlage den Ausgangspunkt für das Verfahren bzw. für die Ausgestaltung der Vorrichtung. Je nach Montageort, Größe der Solaranlage, Geometrie der Anlage und/oder der Photovoltaik-Module, der Eigenstruktur, der Topographie und der Orientierung der einzelnen Photovoltaik-Module bzw. der Solaranlage an sich werden zunächst aussagekräftige Punkte ausgewählt, über deren Temperaturentwicklungen eine zuverlässige Aussage über das Vorliegen eines kritischen Zustands im Bereich der Anlage getroffen werden kann. Parameter, die die Auswahl dieser Punkte beeinflussen sind beispielsweise die Gebäudegeometrie, die Dachgeometrie (Dachsteigung, Materialbeschaffenheit des Dachs, wie zum Beispiel Ziegel- oder Blechdach), Anordnung von Öffnungen oder Freiflächen, wie zum Beispiel von Dachfenstern, Kaminen oder Lüftungsschächten, die Fassadengeometrie, andere Strömungsparameter, die durch äußere Einflüsse bzw. durch die Topographie entstehen, wie zum Beispiel Windrichtungen, Windgeschwindigkeiten oder durch benachbarte Gebäude induzierte Strömungen. Lediglich diejenigen Module bzw. Kopplungsstellen zwischen denjenigen Modulen, die diesen Punkten nahekommen, werden erfindungsgemäß mit Temperatursensoren bestückt, wobei die von diesen Temperatursensoren über die Zeit abgegebenen Signale dann auf der Basis eines Auswertemusters ausgewertet werden, welches auf das Gesamtsystem zugeschnitten ist. Dies verleiht dem erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren eine zusätzliche Intelligenz, die es ermöglicht, wesentlich zuverlässiger als bekannte Systeme zwischen harmlosen punktuellen Temperaturentwicklungen an einzelnen Positionen der Solaranlage und dem Entwickeln einer gefährlichen Situation zu unterscheiden. Dadurch gelingt es gleichzeitig, die Einstufung eines kritischen Temperaturentwicklung frühzeitiger als bisher zu treffen, da das zugeschnittene Auswertemuster die von den Temperatursensoren angegebenen Signale über die Zeit auswertet, so dass bereits Entwicklungen kritischer Situationen frühzeitig erfassbar sind. Erfindungsgemäß wird also die Temperaturverteilung in der Solaranlage und deren Entwicklung in das Verfahren zur Überwachung einbezogen, wodurch es zuverlässiger als bislang gelingt, eine Aussage über den tatsächlichen Sicherheitszustand der Anlage zu treffen.The respective installation parameters of the solar system form the starting point for the method or for the design of the device. Depending on the mounting location, size of the solar system, geometry of the system and / or the photovoltaic modules, the intrinsic structure, the topography and the orientation of the individual photovoltaic modules or the solar system itself meaningful points are selected first, on the temperature developments, a reliable statement can be made about the presence of a critical condition in the area of the plant. Parameters that influence the selection of these points are, for example, the building geometry, the roof geometry (roof pitch, material quality of the roof, such as brick or tin roof), arrangement of openings or open spaces, such as skylights, fireplaces or ventilation shafts, the facade geometry, other flow parameters that are caused by external influences or by the topography, such as wind directions, wind speeds or currents induced by neighboring buildings. Only those modules or coupling points between those modules that are close to these points, according to the invention equipped with temperature sensors, the signals emitted by these temperature sensors over time signals are then evaluated on the basis of a Auswertemusters which is tailored to the overall system. This gives the monitoring method according to the invention an additional intelligence, which makes it possible to differentiate much more reliably than known systems between harmless punctual temperature developments at individual positions of the solar system and the development of a dangerous situation. As a result, it is possible at the same time to classify a critical temperature development earlier than previously, because the tailored evaluation pattern evaluates the signals indicated by the temperature sensors over time, so that developments in critical situations can be detected at an early stage. According to the invention, therefore, the temperature distribution in the solar system and its development is included in the method for monitoring, which makes it more reliable than previously possible to make a statement about the actual safety status of the system.
Der Modus, nach dem das Auswertemuster abgearbeitet wird, muss nicht im gesamten Betriebsspektrum des Überwachungsverfahren unverändert bleiben. Es ist von Vorteil, den Auswerte-Modus so zu gestalten, dass er bis zu einem bestimmten Zustandspunkt der Anlage, beispielsweise bis zu dem Zeitpunkt, zu dem zumindest ein Temperatursensor einen Signal-Schwellwert erreicht, auf einem einfachen Level, wie zum Beispiel auf einem ereignisgesteuerten Level bleibt. Erst dann gilt das Auswertemuster in einen Auswerte-Modus über, in dem die zeitliche Entwicklung der Signale der Temperatursensoren einzeln und/oder zueinander ausgewertet wird. Auf diese Weise kann der Signalfluss minimiert werden, ohne spürbare Funktionsbeeinträchtigungen des Verfahrens in Kauf nehmen zu müssen.The mode according to which the evaluation pattern is processed does not have to remain unchanged in the entire operating spectrum of the monitoring method. It is advantageous to configure the evaluation mode so that it can be up to a certain state point of the system, for example up to the time at which at least one temperature sensor reaches a signal threshold, at a simple level, such as on a event-driven level remains. Only then does the evaluation pattern apply to an evaluation mode in which the temporal development of the signals of the temperature sensors is evaluated individually and / or to one another. In this way, the signal flow can be minimized without having to accept significant functional impairments of the process.
Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dann, wenn die Signale der Temperatursensoren zentral verarbeitet und vorzugsweise mit einem Zeitstempel abgespeichert werden. Auf diese Weise kann die Vorrichtung mit geringem Mehraufwand zur Dokumentation des Entstehens einer kritischen thermischen Situation, wie zum Beispiel eines Brandes, herangezogen werden.Another particular advantage of the device according to the invention arises when the signals of the temperature sensors are processed centrally and preferably stored with a time stamp. In this way, the device can be used with little extra effort to document the emergence of a critical thermal situation, such as a fire.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gleichzeitig als Diebstahlsicherung verwendet werden. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sehr flexibel eingesetzt werden, in dem sie entweder für ein Feuermeldesystem oder für eine Diebstahlsicherung von Photovoltaik-Modulen oder als Kombination aus beiden verwendet wird.The device according to the invention can be used simultaneously as an anti-theft device. In other words, the device according to the invention can be used very flexibly, in which it is used either for a fire alarm system or for an anti-theft device of photovoltaic modules or as a combination of both.
Wenn das Gleichstrom-Versorgungsnetz, d. h. das DC-String-Netz der Photovoltaik-Module als Bestandteil des Datenkommunikationsnetzes genutzt wird, kann der Aufwand für eine Nachrüstung bereits im Betrieb befindlicher Photovoltaik-Solaranlagen weiter verringert werden.If the DC power supply, ie the DC string network of photovoltaic modules as Part of the data communication network is used, the cost of retrofitting already in operation located photovoltaic solar systems can be further reduced.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird mit der Weiterbildung des Anspruchs 6 zu einem System, mit dem die Photovoltaik-Solaranlage bei auftretenden kritischen thermischen Belastungen, wie zum Beispiel bei Brand, in einen sicheren Zustand überführt werden kann.The device according to the invention with the development of claim 6 to a system with which the photovoltaic solar system can be transferred at occurring critical thermal loads, such as fire, in a safe state.
Mit der Weiterbildung des Anspruchs 7 wird die Sicherheit der Solaranlage weiter erhöht. Neben einer elektronischen Abschaltung durch Auftrennung der einzelnen „strings” kann auf diese Weise ein gezieltes Kurzschließen bzw. Verbinden der Module gegen Masse erfolgen, wodurch selbst große Photovoltaik-Solaranlagen im Brandfall problemlos mit beliebigen Löschmitteln und ohne Gefahr für die Brandbekämpfung behandelt werden können.With the development of claim 7, the safety of the solar system is further increased. In addition to an electronic shutdown by separation of the individual "strings" can be done in this way a targeted short-circuiting or connecting the modules to ground, which even large photovoltaic solar systems can be treated easily in the event of fire with any extinguishing agents and without risk to firefighters.
Das Kurzschließen der „strings” an ausgewählten Positionen erfolgt vorteilhafterweise an den Punkten, die erfindungsgemäß mit den Temperatursensoren bestückt sind. Eine besonders einfache Verwirklichung des Gedankens ergibt sich dann, wenn die Temperatursensoren jeweils in einem Funktionsmodul integriert sind, über den der ausgewählte „string” der Solaranlage dann entsprechend einem von einer Steuerzentrale kommenden Steuersignal kurzgeschlossen wird. Dabei ist es von weiterem Vorteil, wenn das Kurzschließen des „strings” unter bestimmten Voraussetzungen und beispielsweise dann, wenn ein Steuersignal von der Steuerzentrale den Funktionsmodul nicht mehr erreicht, autark erfolgt.The shorting of the "strings" at selected positions is advantageously carried out at the points which are equipped according to the invention with the temperature sensors. A particularly simple realization of the idea results when the temperature sensors are each integrated in a functional module via which the selected "string" of the solar system is then short-circuited in accordance with a control signal coming from a control center. It is of further advantage if the short-circuiting of the "strings" under certain conditions and, for example, when a control signal from the control center no longer reaches the functional module, is self-sufficient.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich die Solaranlage vor dem Auftrennen zumindest eines ausgewählten „strings” vom Netz nehmen, und zwar vorzugsweise auf der Wechselstromseite, wird die thermische Belastung der für das Kurzschließen benötigten Komponenten wesentlich verringert, wodurch der vorrichtungstechnische Aufwand zur Realisierung der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte weiter herabgesetzt wird.With the device according to the invention, the solar system before the separation of at least one selected "strings" from the network, preferably on the AC side, the thermal load of the components required for short-circuiting is significantly reduced, whereby the device complexity for the realization of the above-described advantageous effects is further reduced.
Durch die Weiterbildung des Vorrichtung nach Anspruch 12 kann die Vorhersagegenauigkeit des Auftretens einer unerwünschten Entwicklung weiter verbessert werden. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglichte Lokalisierung eines Brandherdes kann durch diese Weiterbildung noch verfeinert werden.By the development of the device according to
Wenn das Gleichstrom-Versorgungsnetz (DC-String-Netz) der Photovoltaik-Module als Bestandteil des Datenkommunikationsnetzes genutzt wird (Anspruch 5), wird die Vorrichtung automatisch mit einer Diebstahlschutzfunktion ausgestattet. In diesem Fall ist es vorteilhaft, einen eigenen, sogenannten Diebstahlschutz-Modul in die Anlage zu integrieren, der speziell zur Abarbeitung der Auswerte-Routinen für die Diebstahl-Schutz-Funktion ausgebildet ist.If the DC power grid (DC string network) of the photovoltaic modules is used as part of the data communication network (claim 5), the device is automatically equipped with an anti-theft function. In this case, it is advantageous to integrate a separate, so-called anti-theft module in the system, which is specially designed for processing the evaluation routines for the theft-protection function.
Mit der Weiterbildung der Ansprüche 6 bis 12 wird die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung zu einem besonders effektiv arbeitenden Brandschutz. Dadurch, dass die Temperatursensoren jeweils in einem Funktions-Modul integriert werden, kann dieser Modul so gestaltet werden, dass er das Potential der „strings”, in dem er sich befindet, zuverlässig auf das Erdpotential bringt. Ein solcher Funktions-Modul ist zwar vorrichtungstechnisch aufwändiger als beispielsweise eine Platine, wie sie im Stand der Technik verwendet wird. Dadurch, dass diese Funktions-Module jedoch erfindungsgemäß nur an ganz gezielt ausgewählten, wenigen Punkten innerhalb der Solaranlage vorgesehen werden müssen, kann der vorrichtungstechnische Aufwand dennoch kleiner als bislang üblich gehalten werden.With the development of claims 6 to 12, the monitoring device according to the invention becomes a particularly effective fire protection. The fact that the temperature sensors are each integrated in a function module, this module can be designed so that it brings the potential of the "strings" in which it is located reliably to the ground potential. Although such a function module is more expensive in terms of device technology than, for example, a circuit board as used in the prior art. Due to the fact that these functional modules, however, according to the invention only have to be provided at a very selectively selected, few points within the solar system, the device complexity can still be kept smaller than hitherto usual.
Vorzugsweise wird jedem Funktions-Modul ein individueller, vorzugsweise einstellbarerer Temperatur-Schwellwert zugeordnet, ab dem die Vorrichtung von einer Ereignissteuerung zu einer Steuerung nach dem „polling”-Prinzip übergeht, bei dem der Status der Funktions-Module und/oder die Signale der Temperatursensoren mittels zyklischem Abfragen erfasst wird. Dadurch gelingt es, den Signalfluss in der Vorrichtung minimal zu halten.Preferably, each functional module is assigned an individual, preferably adjustable temperature threshold, at which the device passes from an event control to a control according to the "polling" principle, in which the status of the functional modules and / or the signals of the temperature sensors is detected by means of cyclic queries. This makes it possible to minimize the signal flow in the device.
Wenn der Funktions-Modul in die Verbindungsleitung zwei benachbarter Photovoltaik-Module integriert ist, wobei hier vorzugsweise die Steckverbindung benachbarter Photovoltaik-Module genutzt wird, wird es besonders einfach bestehende Photovoltaik-Solaranlagen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachzurüsten.If the functional module is integrated in the connecting line of two adjacent photovoltaic modules, in which case preferably the plug-in connection of adjacent photovoltaic modules is used, it becomes particularly easy to retrofit existing photovoltaic solar systems with the device according to the invention.
Der Funktions-Modul erhält vorteilhafterweise ein den betreffenden Umgebungsbedingungen angepasstes Gehäuse, wie zum Beispiel ein Metallgehäuse, in dem vorzugsweise voll vergossen, die einzelnen Funktionskomponenten des Moduls aufgenommen sind. Ein solcher Funktions-Modul ist in der Lage, in einem kritischen Zustand der Solaranlage den betreffenden „string” kurzzuschließen. Um die dabei auftretenden thermischen Belastungen so gering wie möglich zu halten, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Vorrichtung zusätzlich mit einem Netz-Abwurf-Modul gemäß Anspruch 23 ausgestattet wird, der dafür sorgt, dass vor dem Kurzschließen der betreffenden „strings” die Solaranlage im Wechselstromsektor vom Netz genommen wird.The functional module advantageously receives a housing adapted to the relevant ambient conditions, such as, for example, a metal housing, in which preferably the entire functional components of the module are fully encapsulated. Such a functional module is able to short-circuit the respective "string" in a critical state of the solar system. In order to keep the occurring thermal loads as low as possible, it is of particular advantage if the device is additionally equipped with a power-shedding module according to claim 23, which ensures that before shorting the respective "strings" the Solar system in the AC sector is taken off the grid.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 15, durch die es gelingt, eine Ereignisprotokollierung der Anlage und eine fernmeldetechnische Überwachungssteuerung der Anlage zu implementieren.A particularly advantageous development of the device is the subject of claim 15, by which it succeeds, an event log the plant and a telecommunications monitoring control of the plant to implement.
Die Weiterbildung des Anspruchs 17 vereinfacht die Vorrichtung zusätzlich, denn es wird keine gesonderte externe Stromversorgung für die einzelnen Komponenten erforderlich. Mittels des zusätzlichen, elektrischen Energiespeichers bleibt die Vorrichtung auch beim Abfall der Versorgungsspannung der Solaranlage, wie zum Beispiel nachts, voll funktionsfähig.The development of claim 17 simplifies the device in addition, because there is no separate external power supply for the individual components required. By means of the additional electrical energy storage device, the device remains fully functional even when the supply voltage of the solar system, such as at night, falls.
Gegenstand einer eigenen Erfindung, für die selbständig Schutz beansprucht wird, ist ein Funktions-Modul gemäß Anspruch 21 bzw. 22. Dadurch, dass der Temperaturfühler an der Montagelasche im Inneren des Gehäuses angebracht ist, ergibt sich eine besonders hohe Dynamik bei der Temperaturmessung, denn auf diese Weise erhält der Temperaturfühler direkten Kontakt zur Aluminium-Unterkonstruktion, auf der die Photovoltaik-Module verlegt sind.The subject of a separate invention, for which self-protection is claimed, is a functional module according to claim 21 or 22. The fact that the temperature sensor is mounted on the mounting bracket inside the housing, results in a particularly high dynamics in the temperature measurement, because In this way, the temperature sensor is in direct contact with the aluminum substructure on which the photovoltaic modules are laid.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Advantageous developments are the subject of the remaining dependent claims.
Nachstehend wird die Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to schematic representations. Show it:
Die
In der Regel werden derartige Solaranlagen auf einer Tragkonstruktion (in
Die Seitenansicht des Gebäudes gemäß
Mit der nachfolgend näher zu beschreibenden zusätzlichen Ausstattung von Photovoltaik-Solaranlagen soll ein System geschaffen werden, mit dem es unter Minimierung des technischen Aufwands gelingt, die Photovoltaik-Solaranlage selbst ebenso wie die an die Solaranlage angrenzende Umgebung hinsichtlich unzulässiger Temperaturentwicklungen zu überwachen und mit größtmöglicher Sicherheit zu betreiben.With the additional equipment of photovoltaic solar systems to be described in more detail below, a system is to be created which, while minimizing the technical complexity, succeeds in monitoring the photovoltaic solar system itself as well as the surroundings adjacent to the solar system with regard to inadmissible temperature developments and with the greatest possible safety to operate.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass die individuell vorliegenden Montageparameter der Solaranlage von entscheidender Bedeutung dafür sind, welche Aussagekraft einer oder mehrerer Zustandsmessungen im Bereich einer Photovoltaik-Solaranlage zukommt. Deshalb wird erfindungsgemäß die Solaranlage hinsichtlich ihrer Installationsumgebung unter Einbeziehung der jeweils vorliegenden Montageparameter analysiert, woraufhin eine Auswahl aussagekräftiger Punkte X (
Als Montage-Parameter wird beispielsweise der Montageort und/oder die Größe der Solaranlage und/oder die Geometrie der Anlage und/oder die Eigenstruktur der Anlage, d. h. die Formgebung und der Abstand der einzelnen Photovoltaik-Module zueinander, und/oder die Topographie der Solaranlage und/oder die Orientierung der Solaranlage im Raum herangezogen. Bei der Auswahl der Aussagekräftigen Punkte X, über deren Temperaturentwicklungen eine zuverlässige Aussage über das Vorliegen eines kritischen Zustands im Bereich der Anlage getroffen werden kann, wird also neben der Geometrie der Solaranlage auch die Umgebung einbezogen. Für das gezeigte Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass bei der Auswahl der Punkte X, deren Temperaturentwicklung überwacht werden soll, die Dachneigung, die Materialbeschaffenheit des Dachs (Ziegeldach, Blechdach, andere Materialien und Materialverbund), die Lage der Öffnungen, d. h. des Dachfensters
Es wird dadurch beispielsweise – wie in
Mit dem Pfeil HL in
Die Kriterien, nach denen die für diese Vorhersage entscheidenden Punkte X ausgewählt werden, bestimmen auch das weiter unten näher zu beschreibende, vorzugsweise als individuell zusammengestellte Software vorliegende Auswertemuster, nach dem die Temperaturentwicklung an diesen ausgewählten Punkten ausgewertet wird.The criteria according to which the decisive points X are selected for this prediction also determine the evaluation pattern to be described in more detail below, preferably as individually compiled software, according to which the temperature development at these selected points is evaluated.
Diejenigen Photovoltaik-Module, die den vorstehend beschriebenen aussagekräftigen Punkten X jeweils am nächsten kommen, werden erfindungsgemäß mit Temperatursensoren
Aus den
Wie sich aus der
Das mit
Zu beiden Seiten des Gehäuses
Die Einbindung des Funktions-Moduls
Mit dem Bezugszeichen
Um das DC-String-Netz für die Datenkommunikation nutzen zu können, wird der Modulator/Demodulator
Die Gesamt-Verschaltung des Überwachungssystems ist in
Mit dem Bezugszeichen
Einzelheiten des Aufbaus der Module
Das mit
Nachfolgend werden die einzelnen Funktionen der Einzelkomponenten des Überwachungssystems näher erläutert:
Die Funktion der Funktions-Module
The function of the
Sobald das erste Messergebnis gespeichert worden ist, geht das Auswertemuster der Analyse- und Steuereinheit in einen Modus über, in dem auch die zeitliche Entwicklung der Signale der Temperatursensoren einzeln und/oder im Verhältnis zueinander ausgewertet wird. Da die einzelnen Messungen in vorbestimmten Zeitabständen bzw. mit festen zeitlichen Abständen für jeden Punkt vorgenommen und abgespeichert werden, kann mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem eine lückenlose Dokumentation einer Brandentwicklung bereitgestellt werden, wobei über den Empfangs- und Sendemodul
Um den Datenstrom innerhalb des Überwachungssystems möglichst klein zu halten, ist es von Vorteil, die Temperaturaufzeichnung mittels eines sogenannten Standort-Temperatur-Differenz-Messsystems vorzunehmen, welches wie folgt arbeitet. Die zuerst eingegangene ID-Adresse mit dem höchsten Messergebnis erhält für die weiteren Messzyklen keinen Eingang mehr in der Analyse- und Steuereinheit
Wenn die Temperaturentwicklung an den einzelnen Funktions-Modulen
Gleichzeitig mit der Meldung der Alarm- bzw. Brandsituation an die Brandmeldezentrale sendet der Empfangs- und Sendemodul
Gleichzeitig ist der Funktions-Modul
Wie oben bereits angesprochen, sind die Überwachungspunkte, d. h. die Positionen der Funktions-Module individuell entsprechend der Modulanordnung in Bezug zur Installationsumgebung unter Einbeziehung der vorliegenden Montage-Parameter festgelegt. Deshalb ist es auch von Vorteil, wenn die einzelnen Funktions-Module
Bei der Inbetriebnahme erfolgt zunächst eine ID-Adressen-Zuordnung und -Vergabe an die einzelnen Funktions-Module
Die Arbeitsweise der Steuerung ist derart, dass eine Mischung zwischen einer sogenannten Ereignissteuerung und einer Steuerung nach dem sogenannten ”Polling”-Prinzip erfolgt. Außergewöhnliche Ereignisse an den Funktions-Modulen
Spätestens dann, wenn mindestens ein Funktions-Modul
Aufgrund der vorzugsweise freien Programmierbarkeit der einzelnen Funktions-Module einerseits und der Analyse- und Steuereinheit andererseits ist das erfindungsgemäße Überwachungssystem an alle denkbaren Konfigurationen anpassbar, mit dem Vorteil, dass dennoch nur ein kleiner Bruchteil der in der Photovoltaik-Anlage eingebauten Photovoltaik-Module mit den erfindungsgemäßen Funktions-Modulen ausgestattet werden müssen.Due to the preferably free programmability of the individual functional modules on the one hand and the analysis and control unit on the other hand, the monitoring system according to the invention can be adapted to all conceivable configurations, with the advantage that nevertheless only a small fraction of the built-in photovoltaic system photovoltaic modules with the inventive functional modules must be equipped.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Funktions-Modul bei Überschreiten des individuell eingestellten Schwellwerts der Temperatur ein Alarm-Datenpaket in der Weise sendet, dass es neben einem Alarm-Bit die aktuell gemessene Temperatur und den individuell eingestellten Schwellwert sendet. Das Datenpaket wird von der Analyse- und Steuereinheit
- a) Der Funktions-
Modul 30 fragt beim nächstgelegenen Funktions-Modul an, damit dieser statt seiner eine Nachricht an die Analyse- und Steuereinheit schickt (sogenannte ”Relay”-Funktion); - b) der Funktions-
Modul 30 erkennt eine Störung und trennt den betreffenden DC-String auf. Dabei schickt er auch den anderen Funktions-Modulen den Befehl zum Auftrennen des Strings, wodurch eine weitere Verbesserung der Sicherheit bei Ausfall der Analyse- und Steuereinheit56 geschaffen wird.
- a) The
functional module 30 asks the nearest function module to send a message to the analysis and control unit instead of it (so-called "Relay"function); - b) the
functional module 30 detects a fault and disconnects the relevant DC string. He also sends the other function modules the command to split the string, thereby further improving the security in case of failure of the analysis andcontrol unit 56 is created.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, dass mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem eine Branderkennung und -lokalisierung möglich wird, die sich durch eine bislang nicht erreichte Überwachungssicherheit und -schnelligkeit auszeichnet, und zwar unter Zuhilfenahme möglichst weniger zusätzlicher Komponenten. Gleichzeitig kann jedoch das erfindungsgemäße Überwachungssystem aufgrund des Umstands, dass die Temperatursensoren in ein Datenkommunikationsnetz integriert sind, welches laufend auf Vollständigkeit überprüft wird, gleichzeitig als Diebstahlschutz dienen, mit dem nicht nur festgestellt wird, ob ein Photovoltaik-Modul entwendet worden ist, sondern – aufgrund der erfassten ID eines Moduls – auch der Ort des Diebstahls lokalisiert und zur Anzeige gebracht werden kann.From the above description, it is clear that with the monitoring system according to the invention, a fire detection and localization is possible, which is characterized by a previously unattained monitoring security and speed, with the help of as few additional components. At the same time, however, due to the fact that the temperature sensors are integrated in a data communication network which is continuously checked for completeness, the monitoring system according to the invention can simultaneously serve as theft protection, with which it is determined not only whether a photovoltaic module has been stolen, but - due the detected ID of a module - also the location of the theft can be located and displayed.
Dadurch, dass die einzelnen Funktions-Module
Das Überwachungssystem kann ferner zusätzlich mit Rauch- und/oder Feinpartikelmeldern ausgestattet werden, wodurch die Überwachungsgenauigkeit noch verfeinert werden kann. Hierzu gibt es verschiedene Alternativen für die Realisierung. Beispielsweise werden entweder gesonderte Rauch- und/oder Feinpartikelmelder vorgesehen oder es werden zumindest ausgewählte Funktions-Module
Auch beim Diebstahlschutz kann optional auf ein sogenanntes ”Relay”-Transfer-Verfahren zurückgegriffen werden. Jeder Funktions-Modul
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bzw. einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Überwachungssystems kann vorgesehen sein, dass die Programmierung der einzelnen Module und der Analyse- und Steuereinheit über den Empfangs- und Sendemodul
Mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Bestückung einer Photovoltaik-Solaranlage ergeben sich folgende Vorteile:
Zunächst kann der Betreiber einer Photovoltaik-Solaranlage wählen, ob er eine Feuermeldeanlage, eine Diebstahlsicherung oder eine Kombination beider Aufgaben realisieren will. Aufgrund der Zusammenstellung des Überwachungssystems aus Modulen ist es auch möglich, ein einmal eingerichtetes Systems beispielsweise für die Feuerüberwachung mit geringem montagetechnischen Aufwand derart umzurüsten, dass eine verbesserte Diebstahlsicherung bereitgestellt wird.With the above-described assembly of a photovoltaic solar system according to the invention, the following advantages result:
First, the operator of a photovoltaic solar system can choose whether he wants to implement a fire alarm system, an anti-theft device or a combination of both tasks. Due to the composition of the monitoring system of modules, it is also possible to retrofit a system once set up, for example, for the fire control with little installation effort such that an improved anti-theft device is provided.
Die Brandschutz-Überwachung kann unter Zuhilfenahme der in den Funktions-Modulen
Die von dien Temperatursensoren über die Zeit abgegebenen und laufend erfassten Signale werden auf der Basis eines vorzugsweise frei programmierbaren Auswertemusters ausgewertet, welches auf das Gesamtsystem unter Einbeziehung der vorliegenden geometrischen, konstruktiven, materialtechnischen und umgebungsbedingten Parameter zugeschnitten ist. Dies verleiht dem erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren eine zusätzliche Intelligenz, die es ermöglicht, wesentlich zuverlässiger als bekannte Systeme zwischen einbaubedingten, harmlosen punktuellen Temperaturentwicklungen an einzelnen Positionen der Solaranlage und dem Entwickeln einer gefährlichen Situation zu unterscheiden. Dadurch gelingt es gleichzeitig, die Einstufung eines kritischen Temperaturentwicklung frühzeitiger als bisher zu treffen, da das zugeschnittene Auswertemuster die von den Temperatursensoren angegebenen Signale über die Zeit auswertet, so dass bereits Entwicklungen kritischer Situationen frühzeitig erfassbar sind.The emitted by the temperature sensors over time and continuously detected signals are evaluated on the basis of a preferably freely programmable evaluation pattern, which is tailored to the overall system, taking into account the existing geometric, constructive, material engineering and environmental parameters. This gives the monitoring method according to the invention an additional intelligence, which makes it possible to differentiate much more reliably than known systems between installation-related, harmless punctual temperature developments at individual positions of the solar system and the development of a dangerous situation. As a result, it is possible at the same time to classify a critical temperature development earlier than previously, because the tailored evaluation pattern evaluates the signals indicated by the temperature sensors over time, so that developments in critical situations can be detected at an early stage.
Nicht nur die Temperaturverteilung in der Solaranlage, sondern auch deren Entwicklung kann erfindungsgemäß in das Verfahren zur Überwachung einbezogen werden, wodurch es zuverlässiger als bislang gelingt, eine Aussage über den tatsächlichen Sicherheitszustand der Anlage zu treffen.Not only the temperature distribution in the solar system, but also their development can be included according to the invention in the method for monitoring, making it more reliable than hitherto succeeding to make a statement about the actual safety status of the system.
Der Modus, nach dem das Auswertemuster abgearbeitet wird, muss nicht im gesamten Betriebsspektrum des Überwachungsverfahren unverändert bleiben. Es ist von Vorteil, den Auswerte-Modus so zu gestalten, dass er bis zu einem bestimmten Zustandspunkt der Anlage, beispielsweise bis zu dem Zeitpunkt, zu dem zumindest ein Temperatursensor einen Signal-Schwellwert erreicht, auf einem einfachen Level, wie zum Beispiel auf einem ereignisgesteuerten Level bleibt. Erst dann kann das Auswertemuster in einen Auswerte-Modus übergehen, in dem die zeitliche Entwicklung der Signale der Temperatursensoren einzeln und/oder zueinander ausgewertet wird. Auf diese Weise kann der Signalfluss minimiert werden, ohne spürbare Funktionsbeeinträchtigungen des Verfahrens in Kauf nehmen zu müssen.The mode according to which the evaluation pattern is processed does not have to remain unchanged in the entire operating spectrum of the monitoring method. It is advantageous to configure the evaluation mode so that it can be up to a certain state point of the system, for example up to the time at which at least one temperature sensor reaches a signal threshold, at a simple level, such as on a event-driven level remains. Only then can the evaluation pattern pass into an evaluation mode in which the temporal development of the signals of the temperature sensors is evaluated individually and / or to one another. In this way, the signal flow can be minimized without having to accept significant functional impairments of the process.
Durch die laufende Abfrage, Abspeicherung und Archivierung der Messdaten kann eine Brandentwicklung dokumentiert und über einen Datenkommunikations-Modul – auch per Fernabfrage – zu beliebiger Zeit abgerufen werden. Hierzu kann es von Vorteil sein, mit einer gesonderten Auslesebox bzw. einem separaten Auslese-Modul zu arbeiten, der es lediglich der Polizei und/oder Brandfahndern und/oder Brand-Versicherungsunternehmen erlaubt, Daten auszulesen. Damit stehen erstmals allein diesen Zielgruppen Daten zur Verfügung, die eine zuverlässige Aussage über eine Brandentstehung erlauben.Through the continuous query, storage and archiving of the measured data, a fire development can be documented and retrieved via a data communication module - also by remote inquiry - at any time. For this purpose, it may be advantageous to use a separate readout box or to work a separate read-out module that only allows the police and / or fire investigators and / or fire insurance companies to retrieve data. For the first time, only these target groups will have access to data that will allow reliable information on the development of a fire.
Dadurch, dass die einzelnen Module mit einer elektrischen Speichereinrichtung ausgestattet sind, bleiben sie auch dann autark und funktionsfähig, wenn die Stromversorgung durch die Photovoltaik-Anlage ausfällt.The fact that the individual modules are equipped with an electrical storage device, they remain self-sufficient and functional even if the power supply through the photovoltaic system fails.
Durch die erfindungsgemäße Art des Abschaltens der Photovoltaik-Solaranlage wird die Verletzungsgefahr durch hohe Spannungen (z. B. Gleichstrom-Spannungsstromschläge und -Kurzschlusslichtbögen) vollständig beseitigt, da im kritischen Fall vor dem Kurzschließen der einzelnen Strings die Anlage vom Wechselstromnetz genommen wird. Bestehende Photovoltaik-Solaranlagen können mit geringem Aufwand nachgerüstet werden, um die Funktionen des vorstehend beschriebenen Überwachungssystems bereitzustellen.The type of switching off of the photovoltaic solar system according to the invention completely eliminates the risk of injury due to high voltages (eg DC voltage current pulses and short-circuit arcs), since the system is disconnected from the AC mains in the critical case before the individual strings are short-circuited. Existing photovoltaic solar systems can be retrofitted with little effort to provide the functions of the monitoring system described above.
Das Überwachungssystem kann zusätzlich mit allen herkömmlichen zusätzlichen Sicherungssystemen kombiniert werden, wie z. B. mit Gas-, Rauch-, Wassereintrittsmeldern usw.The monitoring system can additionally be combined with all conventional additional security systems, such as: B. with gas, smoke, water inlet detectors, etc.
Die Analyse- und Steuereinheit ist durch ihre Programmierbarkeit sehr flexibel und kann auch dazu genutzt werden, neben Alarmsignalen zusätzliche Informationen auszusenden, die für den Brandschutz von elementarer Bedeutung sind, wie z. B. Angaben darüber, wo sich der Zugang zu einer absoluten Abschaltung der Anlage befindet.The analysis and control unit is very flexible due to its programmability and can also be used to send in addition to alarm signals additional information that is of fundamental importance for fire protection, such. B. Details of where the access to an absolute shutdown of the system is located.
Selbstverständlich sind Abweichungen von den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.Of course, deviations from the described embodiments are possible without departing from the spirit of the invention.
Das Überwachungssystem kann mit zusätzlichen Steuermodulen ausgestattet werden, die jeweils einem String
Die Analyse- und Steuereinheit
Das System ist auch nicht auf Photovoltaik-Solaranlagen beschränkt, die sich an Gebäuden befinden. Es ist vielmehr auch möglich, mit diesem System reine Solar-Parks daraufhin zu überwachen, ob an bestimmten Stellen kritische thermische Zustände im Entstehen sind.The system is also not limited to photovoltaic solar systems located on buildings. Rather, it is also possible to use this system to monitor pure solar parks as to whether critical thermal states are emerging at certain points.
Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zur Überwachung kritischer Temperaturentwicklungen an Solaranlagen mit Photovoltaik-Modulen, wobei die Besonderheit darin besteht, dass
eine Vielzahl von Temperatursensoren (
ein Datenkommunikationsnetz (
a variety of temperature sensors (
a data communication network (
Diese Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise bei folgendem Verfahren zur Überwachung kritischer Temperaturentwicklungen an mit Photovoltaik-Modulen bestückten Solaranlagen verwendet werden:
- a) Analyse der Modulanordnung in Bezug zur Installationsumgebung unter Einbeziehung der vorliegenden Montage-Parameter;
- b) Auswahl aussagekräftiger Punkte, über deren Temperaturentwicklungen eine zuverlässige Aussage über das Vorliegen eines kritischen Zustands im Bereich der Anlage getroffen werden kann;
- c) Bestücken der diesen Punkten nahe kommenden Module mit Temperatursensoren; und
- d) Auswerten der von den Temperatursensoren über die Zeit abgegebenen Signale auf der Basis eines auf das System zugeschnittenen Auswertemusters.
- a) analysis of the module arrangement in relation to the installation environment, taking into account the present assembly parameters;
- b) selection of meaningful points over whose temperature developments a reliable statement about the existence of a critical condition in the area of the plant can be made;
- c) equipping the modules close to these points with temperature sensors; and
- d) evaluating the signals emitted by the temperature sensors over time on the basis of an evaluation pattern tailored to the system.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202006007613 U1 [0003] DE 202006007613 U1 [0003]
- DE 102005018173 B4 [0004] DE 102005018173 B4 [0004]
- WO 2010/031394 A1 [0005] WO 2010/031394 A1 [0005]
- WO 2009/026602 A1 [0005] WO 2009/026602 A1 [0005]
- WO 2007/041693 A2 [0005] WO 2007/041693 A2 [0005]
- EP 2136411 A1 [0005] EP 2136411 A1 [0005]
- EP 1587148 A1 [0005] EP 1587148 A1 [0005]
- DE 102008008504 A1 [0005] DE 102008008504 A1 [0005]
- DE 102008003272 A1 [0006] DE 102008003272 A1 [0006]
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202011110600.8U DE202011110600U1 (en) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | Device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202011110600.8U DE202011110600U1 (en) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | Device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules |
DE102011053616.7A DE102011053616B4 (en) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | Method and device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules and functional module for such a device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202011110600U1 true DE202011110600U1 (en) | 2015-02-05 |
Family
ID=69144000
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011053616.7A Expired - Fee Related DE102011053616B4 (en) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | Method and device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules and functional module for such a device |
DE202011110600.8U Expired - Lifetime DE202011110600U1 (en) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | Device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011053616.7A Expired - Fee Related DE102011053616B4 (en) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | Method and device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules and functional module for such a device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE102011053616B4 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021006104A1 (en) | 2021-12-12 | 2023-06-15 | Friedhelm Engels | Shutdown PV system |
CN116311750A (en) * | 2023-03-21 | 2023-06-23 | 安徽博微智能电气有限公司 | Intelligent fireproof system and method for control cabinet based on Internet of things |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014105990A1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Franz Baumgartner | Solar module system consisting of a plurality of solar cell modules with separator for particular teilgeschattete solar cell strands |
DE102020116121A1 (en) | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Falk Leipold | Fire fighting system for photovoltaic modules installed on roofs |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1587148A1 (en) | 2004-04-13 | 2005-10-19 | Apex BP Solar | photovoltaic module and photovoltaic system for the production of electric energy using it |
DE202006007613U1 (en) | 2006-05-11 | 2006-08-17 | Beck, Manfred | Photovoltaic system for production of electrical energy, has thermal fuse provided in connecting lines between photovoltaic unit and hand-over point, where fuse has preset marginal temperature corresponding to fire temperature |
WO2007041693A2 (en) | 2005-10-04 | 2007-04-12 | Thompson Technology Industries, Inc. | System and method for array and string level monitoring of a grid-connected photovoltaic power system |
WO2009026602A1 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Fronius International Gmbh | Method for theft recognition on a photovoltaic unit and inverter for a photovoltaic unit |
DE102005018173B4 (en) | 2005-04-19 | 2009-05-14 | Swiontek, Karl, Dipl.-Ing. | Switching device for safe interruption of operation of photovoltaic systems |
DE102008003272A1 (en) | 2008-01-05 | 2009-07-09 | Hans-Hermann Hunfeld | Monitoring unit for photovoltaic modules |
DE102008008504A1 (en) | 2008-02-11 | 2009-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for theft detection of a PV module and failure detection of a bypass diode of a PV module as well as corresponding PV sub-generator junction box, PV inverter and corresponding PV system |
EP2136411A1 (en) | 2008-06-11 | 2009-12-23 | SAVIO S.p.A. | Antitheft and monitoring system for photovoltaic panels |
WO2010031394A1 (en) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | Martin Sauter | Device and method for monitoring a solar module |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007032605A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-02-05 | Robert Maier | Fotovoltaikanlage |
DE102009031839B4 (en) * | 2009-07-03 | 2011-06-09 | Ingmar Kruse | Method for monitoring individual photovoltaic modules in an arrangement comprising a plurality of photovoltaic modules and a device for carrying out the aforementioned method |
DE102010023549B4 (en) * | 2010-06-03 | 2016-03-24 | Dmos Gmbh | Photovoltaic generator with circuit system and method for protecting photovoltaic modules |
-
2011
- 2011-09-14 DE DE102011053616.7A patent/DE102011053616B4/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-14 DE DE202011110600.8U patent/DE202011110600U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1587148A1 (en) | 2004-04-13 | 2005-10-19 | Apex BP Solar | photovoltaic module and photovoltaic system for the production of electric energy using it |
DE102005018173B4 (en) | 2005-04-19 | 2009-05-14 | Swiontek, Karl, Dipl.-Ing. | Switching device for safe interruption of operation of photovoltaic systems |
WO2007041693A2 (en) | 2005-10-04 | 2007-04-12 | Thompson Technology Industries, Inc. | System and method for array and string level monitoring of a grid-connected photovoltaic power system |
DE202006007613U1 (en) | 2006-05-11 | 2006-08-17 | Beck, Manfred | Photovoltaic system for production of electrical energy, has thermal fuse provided in connecting lines between photovoltaic unit and hand-over point, where fuse has preset marginal temperature corresponding to fire temperature |
WO2009026602A1 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Fronius International Gmbh | Method for theft recognition on a photovoltaic unit and inverter for a photovoltaic unit |
DE102008003272A1 (en) | 2008-01-05 | 2009-07-09 | Hans-Hermann Hunfeld | Monitoring unit for photovoltaic modules |
DE102008008504A1 (en) | 2008-02-11 | 2009-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for theft detection of a PV module and failure detection of a bypass diode of a PV module as well as corresponding PV sub-generator junction box, PV inverter and corresponding PV system |
EP2136411A1 (en) | 2008-06-11 | 2009-12-23 | SAVIO S.p.A. | Antitheft and monitoring system for photovoltaic panels |
WO2010031394A1 (en) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | Martin Sauter | Device and method for monitoring a solar module |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021006104A1 (en) | 2021-12-12 | 2023-06-15 | Friedhelm Engels | Shutdown PV system |
CN116311750A (en) * | 2023-03-21 | 2023-06-23 | 安徽博微智能电气有限公司 | Intelligent fireproof system and method for control cabinet based on Internet of things |
CN116311750B (en) * | 2023-03-21 | 2023-08-18 | 安徽博微智能电气有限公司 | Intelligent fireproof system and method for control cabinet based on Internet of things |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011053616A1 (en) | 2013-03-14 |
DE102011053616B4 (en) | 2015-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1850445B1 (en) | Battery charging device and corresponding operating and manufacturing method | |
CN201541407U (en) | Outdoor cabinet for communication system | |
WO2011138319A1 (en) | Method for limiting the generator voltage of a photovoltaic installation in case of danger and photovoltaic installation | |
EP1720241A2 (en) | Photovoltaic generator with thermal switch | |
DE102008029491B4 (en) | Protection device for a solar system and solar system | |
EP2168173A2 (en) | Photovoltaic system | |
DE102011106632B4 (en) | Inverter with monitoring of the moisture condition and operating procedure | |
DE102011053616B4 (en) | Method and device for monitoring critical temperature developments on solar systems with photovoltaic modules and functional module for such a device | |
EP2077588A2 (en) | Monitoring unit for photovoltaic modules | |
WO2007006564A2 (en) | Device for monitoring photovoltaic panels | |
CN110707549A (en) | Safety monitoring regulator cubicle based on thing networking | |
CN2772098Y (en) | Electric safety monitoring system | |
DE102009060417B4 (en) | Communication device and method for monitoring and controlling security systems | |
EP1413997B1 (en) | Arrangement for detecting a smoke generation and/or a fire in a switch cabinet or the like for activating a fire alarm and method of operation thereof | |
CN207069551U (en) | A kind of novel pressboard | |
DE102010049293B3 (en) | 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 | |
EP2461365A1 (en) | Photovoltaic module and combination of multiple photovoltaic modules | |
DE102010037760A1 (en) | Device for de-energizing electrical lines of building or building complex, has protection device including release mechanism that is formed to displace protection device in activated condition while releasing protection device | |
DE102013018950A1 (en) | Generator connection box for increased electrical safety and reduced maintenance costs for PV power plants | |
CN108829148A (en) | Dehumidification device and system applied to outdoor cable distribution box | |
EP2367206A2 (en) | Protection circuit for a Photovoltaic device | |
DE3815691C2 (en) | ||
CN210536063U (en) | Safety monitoring regulator cubicle based on thing networking | |
CN204536954U (en) | A kind of safing low-voltage distribution cabinet temperature control system | |
CN109149425B (en) | Dustproof high-low voltage switch cabinet dispels heat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20150319 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20150401 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: STERR, RICHARD, DE Free format text: FORMER OWNER: SOLAR BAVARIA BAYERN SUED GMBH, 94161 RUDERTING, DE |
|
R082 | Change of representative | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R158 | Lapse of ip right after 8 years |