AT11662U1 - Dc - freischalteboxen für photovoltaikanlagen - Google Patents

Abstract

In einer Freischaltebox für die Spannungsfreischaltung von Photovoltaikanlagen zu Wechselrichtern sind die wichtigen Komponenten vollständig integriert und es ist auch die jeweilige Verdrahtung vorbereitet. Es kann die DC-Freischaltebox ohne Umbau und oder Ergänzungsarbeiten bzw. Zufügen von zusätzlichen Komponenten sofort nach dem Anschließen benützt werden. Des Weiteren ist eine bisher erforderliche extern montierte Potentialausgleichsschiene durch eine integrierte Erdungsklemme ersetzt. Es genügt also, die erfindungsgemäße Freischaltebox an eine Photovoltaikanlage im Leistungsbereich bis 10 kWp/15 kWp anzuschließen, sodass sie sofort benützt werden kann.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 662 U1 2011-02-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Freischaltebox, die für Spannungsfreischaltung von Photovol-taik-Anlagen zu Wechselrichtern bestimmt ist.

[0002] Dem DE 20 2006 003 596 U1 ist eine Anschlussbox zum Verbinden von Solarzellen mit einem Wechselrichter bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in dem Sicherungen mit Sicherungskörpern, Anschlussklemmen und Kabeleinlässen vorgesehen sind. Bei dieser bekannten Anschlussbox sollen die Sicherungskörper der Sicherungen Gleichstromsicherungen sein.

[0003] Aus der DE 20 2008 007 846 U1 ist eine Anschlussbox zum Verbinden von Solarzellen mit einem Wechselrichter bekannt, wobei in einem Gehäuse mehrere Sicherungen mit Sicherungskörpern und mehrere Anschlussklemmblöcke vorgesehen sind. Die Abgangsleitungen der bekannten Anschlussbox von Sicherungen einerseits und den Anschlussklemmblöcken andererseits zu den Wechselrichtern weisen elektrische Brücken auf, von der aus nur je ein Abgangskabel aus dem Gehäuse zum Wechselrichter führt. In dem Gehäuse sind Kabeleinlässe vorgesehen. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Sicherungskörper der Sicherungen Gleichstromsicherungen sind und stromaufwärts der Brücke, insbesondere Strom-Brücke jeweils eine Kontrolleinheit zwecks Funktionsüberwachung der an diesem Strang angeschlossenen Solarzellen angeordnet ist.

[0004] Die bekannten für Photovoltaikanlagen im Gleichspannungsbereich vorgeschriebenen Freischalteboxen dienen zum Spannungsfreischalten vom Photovoltaikgenerator zum Wechselrichter. Die bekannten Freischalteboxen haben, je nach Photovoltaikanlage, einen Umbau und teilweise eine Materialergänzung erforderlich gemacht, sodass es einen erheblichen logistischen und zeitlichen Aufwand gibt, die bekannten Freischalteboxen einzubauen. Umbau und Materialergänzung war insbesondere notwendig, weil die eingebauten Produkte teilweise oder zur Gänze nicht den technischen Anforderungen entsprachen (z.B. maximal zulässige Spannungswerte des Gleichspannungsfreischalters) oder keine für Photovoltaikanlagen zugelassene Überspannungsableiter oder Kombiableiter vorgesehen sind. Es sind bekannte Freischalteboxen häufig nicht mit den erforderlichen Leitungsquerschnitten belegt und es sind oft keine Gleichstromstrangsicherungen eingebaut oder es sind die eingebauten Strangsicherungen im Gleichspannungsbereich nicht den Vorschriften entsprechend ausgelegt. Schließlich stellen die bekannten Freischaltboxen keine kompakte Einheit dar, beispielsweise die Erdung der Überspannungsableiter außerhalb der Box mit einer zusätzlichen Potentialausgleichsschiene ergänzt werden musste.

[0005] Durch die bekannten Freischalteboxen, die nicht für die zu schaltenden Gleichspannungsströme und Spannungen geeignet sind, ergibt sich eine Gleichstromfunkenstrecke und Brandgefahr.

[0006] Weiters sind die bekannten Freischalteboxen nicht mit nach den SNT-Vorschriften geeigneten Überspannungsableitern bzw. Blitzstromableitern ausgestattet, sodass nicht nur eine Beschädigung der Photovoltaikanlage eintreten sondern auch bei Blitzeinschlägen eine Brandgefahr besteht.

[0007] Schließlich ist es nachgewiesen, dass bei den bekannten Freischaltboxen keine Strangsicherungen vorgesehen sind, sodass eine Brandgefahr besteht. Oft ist auch die Verdrahtung in der Box nicht richtig dimensioniert, also nicht nach den genannten SNT-Vorschriften ausgeführt, wodurch ebenfalls Brandgefahr besteht.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Freischaltebox der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die ohne Umbauten, Produktaustausche oder Ergänzungen in verschiedenen Photovoltaikanwendungen bis 10 kWp bzw. 15 kWp verwendet werden können.

[0009] Darüber hinaus soll bei der erfindungsgemäßen Freischaltbox eine eigens verwendete Erdungsklemme die Potentialausgleichsschiene, welche bisher außerhalb der Freischaltebox montiert werden musste, ersetzten, sodass diese nicht mehr erforderlich ist. 1/7 österreichisches Patentamt AT 11 662 U1 2011-02-15 [0010] Insgesamt soll mit der Erfindung eine Freischaltebox zur Verfügung gestellt werden, die in kurzer Zeit vorort montiert werden kann, die den technischen Vorschriften entspricht und optisch ansprechend ausgebildet ist.

[0011] Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Freischaltebox, welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Freischaltebox sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0012] Für die erfindungsgemäße Freischaltebox können je nach Ausführungsform die nachstehend genannten Merkmale wesentlich sein.

[0013] Auswahl der Gehäuse damit alle notwendigen Komponenten der jeweiligen DC-Freischaltebox genügend Platz finden und das Anklemmen von Kabeln und Drähten problemlos durchgeführt werden kann.

[0014] In der Freischaltebox sind die auf die jeweilige Photovoltaikanlagenleisten abgestimmten Komponenten der DC-Freischaltebox und auch deren vorschriftsmäßige Verwendung vorgesehen.

[0015] Für jedes Photovoltaikgeneratorfeld ist in der DC-Freischaltebox eine eigene Strangsicherung vorgesehen.

[0016] Als Ersatz für die bei den bekannten Freischalteboxen nachträglich außen anzubringende Potentialausgleichsschiene ist eine integrierte Erdungsklemme vorgesehen.

[0017] Die erfindungsgemäße Freischaltebox braucht nur mehr angeschlossen werden, indem die Kabel und Drähte in der Box angeklemmt werden, sodass die erfindungsgemäße Freischaltebox dann sofort benützt werden kann.

[0018] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt: [0019] Fig. 1 eine erste Ausführungsform, [0020] Fig. 2 eine zweite Ausführungsform und [0021] Fig. 3 eine dritte Ausführungsform.

[0022] Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die nachstehend genannten Komponenten enthalten. Beschreibung der Komponenten in Fig. 1 lautet wie folgt: [0023] US 1 - US 4 : [0024] S 1 : [0025] F 1 - F 2 : [0026] K 1 - K 2 : [0027] K 3 [0028] K 4 [0029] K 5 [0030] K 6 [0031] K 7 Überspannungsleiter DC Freischalter DC Strangsicherungen für 2 x lnput"+"

Klemmblock für 2 x Input"-"

Klemmblock für Output 1 +

Klemmblock für Output 2+

Klemmblock für Output 1-Klemmblock für Output 2+

Klemmblock für Erdung [0032] In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden für alle Photovoltaikanwendungen bis 10 kWp mit zwei separaten Strängen im Eingang und zwei separaten Strängen im Ausgang die Komponenten so verschaltet, dass der Anwender nur mehr die jeweiligen Eingangs- und Ausgangsklemmen anzuschließen hat. Sämtliche Verdrahtungen, Überspannungsableiter, DC-Freischalter, DC-Sicherungen, DC-Klemmblöcke und Erdungsklemmblöcke sind vorgefertigt und vormontiert. 2/7 österreichisches Patentamt AT 11 662 U1 2011-02-15 [0033] Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Freischaltebox enthält die nachstehend genannten Komponenten: [0035] S 1 : [0036] F 1 - F 4 : [0037] K 1 [0038] K 2 [0039] K 3 [0040] K 4 [0041] K 5 [0034] ÜS 1 - ÜS 2 : Überspannungsleiter DC Freischalter DC Strangsicherungen für 4 x lnput"+"

Klemmblock intern"+"

Klemmblock für 4 x Input"-"

Klemmblock Output"+"

Klemmblock Output"-"

Klemmblock Erdung [0042] Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind für alle Photovoltaikanwendungen bis 10 kWp, vier separate Stränge im Eingang und ein Strang im Ausgang so verschalten, dass der Anmelder nur mehr die jeweiligen Eingangs- und Ausgangsklemmen anzuschließen hat. Sämtliche Verdrahtungen, Überspannungsableiter, DC-Freischalter, DC-Sicherungen, DC-Klemm-blöcke und Erdungsklemmblöcke sind vorgefertigt und vormontiert.

[0043] Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform enthält die folgenden Bestandteile: [0044] ÜS 1 : [0045] S 1 : [0046] F 1 - F 4 : [0047] K 1 [0048] K 2 [0049] K 3 [0050] K 4 [0051] K 5

Kombiableiter (Blitzströme und Überspannungen) DC Freischalter DC Strangsicherungen für 4 x lnput"+" Klemmblock intern"+"

Klemmblock für 4 x Input"-"

Klemmblock Output"+"

Klemmblock Output"-"

Klemmblock Erdung [0052] Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungform handelt es sich um eine Freischaltebox mit integriertem Blitz- und Überspannungsschutz für Photovoltaikanwendungen bis 15 kWp mit vier separaten Strängen im Eingang und einem Strang im Ausgang. Die Stränge sind so verschalten, dass der Anwender nur mehr die jeweiligen Eingangs- und Ausgangsklemmen anzuschließen hat. Sämtliche Verdrahtungen, Blitz- und Überspannungsableiter, DC-Freischalter, DC-Sicherungen, DC-Klemmblöcke und Erdungsklemmblöcke sind vorgefertigt und vormontiert, sodass keine weiteren Montagearbeiten erforderlich sind.

[0053] Je nach Ausführungsform ergeben die erfindungsgemäßen Freischalteboxen wenigstens eine der nachstehend genannten Vorteile: [0054] - Keine Neuverdrahtung in der jeweiligen Freischaltebox erforderlich [0055] - Alle verwendeten Werkstoffe und Komponenten entsprechen den gültigen SNT-

Vorschriften [0056] - Einsparung der bei bekannten Freischalteboxen außerhalb der Freischaltebox mon tierten Potentialausgleichsschiene [0057] - Keine zusätzlichen DC-Freischaltebox-Komponenten bis 10 kWp/15kWp mehr erfor derlich.

[0058] Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden. 3/7

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT 11 662 U1 2011-02-15 [0059] In einer Freischaltebox für die Spannungsfreischaltung von Photovoltaikanlagen zu Wechselrichtern sind die wichtigen Komponenten vollständig integriert und es ist auch die jeweilige Verdrahtung vorbereitet. Es kann die DC-Freischaltebox ohne Umbau und oder Ergänzungsarbeiten bzw. Zufügen von zusätzlichen Komponenten sofort nach dem Anschließen benützt werden. Des Weiteren ist eine bisher erforderliche extern montierte Potentialausgleichsschiene durch eine integrierte Erdungsklemme ersetzt. Es genügt also, die erfindungsgemäße Freischaltebox an eine Photovoltaikanlage im Leistungsbereich bis 10 kWp/15 kWp anzuschließen, sodass sie sofort benützt werden kann. Ansprüche 1. Freischaltebox, für die Spannungsfreischaltung von Photovoltaik-Anlagen zu Wechselrichtern, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Freischaltebox in einem Gehäuse vorgesehen sind, dass in dem Gehäuse Eingangs- und Ausgangsklemmen für das Anschließen der Freischaltebox zwischen die Photovoltaik-Anlage und den Wechselrichter vorgesehen sind und dass in dem Gehäuse Gleichstrom-Freischalter, Überspannungsableiter, Gleichstrom-Strangsicherungen und Erdungsklemmblöcke vorgesehen sind.
2. 2. Freischaltebox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse für jedes Photovoltaik-Generatorfeld eine Strangsicherung vorgesehen ist.
3. 3. Freischaltebox nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse zwei oder vier an die Photovoltaikanlage anzuschließende Stränge mit den Eingangsklemmen und ein oder zwei an den Wechselrichter anzuschließende Stränge mit den Ausgangsklemmen vorgesehen sind. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4/7