AT515047A1 - Anordnung zum Schalten von Photovoltaikanlagen - Google Patents

Abstract

Eine Anordnung zum wenigstens teilweise Ein- und Ausschalten einer Photovoltaikanlage (4) umfasst ein Zentralmodul (1), ein Steuermodul (6) und Schaltmodule (5), die zwischen bzw. bei Photovoltaikmodulen (3) der Photovoltaikanlage (4) vorgesehen sind. Die Schaltmodule (5) trennen/schließen die elektrische Verbindung zwischen Photovoltaikmodulen (3) der Photovoltaikanlage (4), sobald das Zentralmodul (1) vom Steuermodul (6) einen entsprechenden Schaltbefehl erhalten hat. Nach dem Ausschalten der Schaltmodule (5) liegt von der Photovoltaikanlage (4) keine hohe (gefährliche) Spannung vor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ein- und Ausschaltenvon Photovoltaikanlagen.

Wenn an Photovoltaikanlagen beispielsweise durch Einsatzkräfteim Brandfalle oder in anderen gefährlichen Situationengearbeitet werden soll, ist es erforderlich, dass der Aufbaugefährlicher Spannungen, die das Einsatzpersonal gefährdenkönnte, verhindert wird. Insbesondere ist es wichtig, dass diederzeit bestehenden Unzulänglichkeiten bezüglich des korrektenLöschverhaltens von Feuerwehren bei Photovoltaikanlagenbeseitigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anordnung zurVerfügung zu stellen, die dem vorgenannten Sachverhalt gerechtwird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Anordnung,welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung zumindest einZentralmodul vorgesehen ist, dem wenigstens ein Steuermodul undwenigstens ein Schaltmodul zugeordnet ist, kann unter Verwendungdes Steuermoduls durch Einsatzkräfte nach Eingabe eineseindeutigen Anlagencode der Status der Photovoltaikanlageabgefragt und, sofern diese eingeschaltet ist, das wenigstensteilweise Ausschalten der Photovoltaikanlage ausgelöst werden.Das Steuermodul muss nicht fix dem Zentralmodul zugeordnet sein,sondern kann für jedes beliebige Zentralmodul verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das SteuermodulEinsatzkräften nach Eingabe des Anlagencode die Abfrage desStatus der Photovoltaikanlage und das Abschalten der Anlageinsbesondere kabellos, also aus sicherer Entfernung vorzunehmen.

Weiter kann vorgesehen werden, dass auf dem Steuermodul deraktuelle Zustand der Photovoltaikanlage angezeigt wird und dabeiauf mögliche Fehler und Gefahren hingewiesen wird.

Das bei der erfindungsgemäßen. Anordnung vorgesehene Zentralmodulnimmt in einer bevorzugten Ausführungsform die gesamte Logik desSystems, das heißt der Anordnung einschließlich derPhotovoltaikanlage in sich auf. Das Zentralmodul dient derÜberwachung des Zustandes (Status) der Photovoltaikanlage,dessen Einschalten und Ausschalten und das Bereitstellen desStatus an das Steuermodul.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Überwachung desZustandes alle Schaltmodule und das Zentralmodul selbst.

Das Ein- bzw. Ausschalten der Photovoltaikanlage kann in einerAusführungsform durchgeführt werden, wenn von einem Steuermodulinnerhalb der Reichweite des Zentralmoduls ein entsprechendesSignal gesendet wird. Voraussetzung, dass dies ausgeführt wird,ist, dass am Steuermodul ein eindeutiger Anlagencode (Code desZentralmoduls) eingegeben wird.

Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass beiSchaltvorgängen (beim Einschalten und Ausschalten) ein ganzbestimmter Verfahrensablauf eingehalten wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass deraktuelle Zustand der Photovoltaikanlage an das Steuermodul nurabgegeben wird, wenn der richtige Anlagencode eingegeben wordenist.

Das wenigstens eine bei der erfindungsgemäßen Anordnungvorgesehene Schaltmodul unterbricht in einer bevorzugtenAusführungsform Photovoltaikkabel zwischen Photovoltaikmodulender Photovoltaikanlage oder trennt das Photovoltaikmodul von derrestlichen Photovoltaikanlage, sobald das Zentralmodul von einemSteuermodul den entsprechenden Befehl erhalten hat. Auf diese

Art und Weise wird die Spannung an der Photovoltaikanlage soweitherabgesetzt, dass keine Spannungen mehr vorliegen, die denEinsatzkräften gefährlich werden können.

Beim Wiedereinschalten der Photovoltaikanlage ist vorgesehen,dass der Schalter in dem wenigsten einen Schaltmodul wieder inden leitenden Zustand übergeht bzw. das Photovoltaikmodul wiedermit der. restlichen Photovoltaikanlage verbindet.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann zusätzlich ein Auswertemodulumfassen, das eine Verbindung zum Internet herstellt. Von demAuswertemodul werden der aktuelle Zustand sowie die aktuellenund vorhergehenden elektrischen Parameter der Photovoltaikanlagean einen zentralen Server übermittelt. So kann dieFunktionstüchtigkeit und die Anlagenperformance überwachtwerden.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein,dass beim Auftreten von Problemen in der Photovoltaikanlagediese mit Hilfe des Auswertemoduls erkannt und veranlasst wird,dass Wartungspersonal zum Beheben des Fehlers derPhotovoltaikanlage veranlasst wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile sowie Merkmale der Erfindungergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einesbevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, in dereine erfindungsgemäße Anordnung schematisch dargestellt ist.

Kernstück der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein Zentralmodul1, das über Photovoltaikkabel 2 mit den Photovoltaikmodulen 3der Photovoltaikanlage 4 verbunden ist.

Zwischen oder bei den Photovoltaikmodulen 3 der -Photovoltaikanlage 4 sind Schaltmodule 5 angeordnet, die überdas Zentralmodul 1 zum Ein- und Ausschalten betätigt werdenkönnen, sodass an die Photovoltaikkabel 2 nicht die Summe derSpannung aller Photovoltaikmodule 3 der Photovoltaikanlage 4 angelegt ist, sondern nur die Spannung einzelnerPhotovoltaikmodule 3, da die Verbindung zwischen oder bei deneinzelnen Photovoltaikmodulen 3 durch die Schaltmodule 5unterbrochen oder überbrückt ist, wenn sich diese im nichtleitenden Zustand befinden. Je nach Notwendigkeit kann.jeweilszwischen zwei Photovoltaikmodulen 3 oder nur teilweise zwischenzwei Photovoltaikmodulen 3 ein Schaltmodul 5 angeordnet seinoder es kann bei jedem Photovoltaikmodul 3 oder bei nur einemTeil der Photovoltaikmodule 3, z.B. bei jedem 3. oder 4.Photovoltaikmodul 3, ein Schaltmodul 5 angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst weiters ein Steuermodul6, das über einen gesicherten Kommunikationskanal 7,insbesondere ein verschlüsselter Kommunikationskanal 7, mit demZentralmodul 1 kommuniziert, um einerseits Steuerbefehle zumSchalten der Schaltmodule 5 abzugeben und, sofern vorgesehen,vom Zentralmodul 1 Informationen über den Zustand derPhotovoltaikanlage 4 erhält.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform dererfindungsgemäßen Anordnung ist weiters ein Auswertemodul 8vorgesehen, das mit dem Zentralmodul 1, beispielsweise über eineFunkverbindung 9, verknüpft ist und über das Internet 11 einenAuswerteserver 10 mit relevanten Anlagendaten versorgt.

Das in der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehene Steuermodul 6ist in der Lage mit dem Zentralmodul 1 eine gesicherteKommunikation 7 aufzubauen. Über das Steuermodul 6 kann derAnlagencode der zu steuernden Photovoltaikanlage 4 eingegebenwerden.

Am Steuermodul 6 kann der Aufbau der Photovoltaikanlage 4, derenAnlagecode eingegeben worden ist, schematisch dargestelltwerden. Dabei ist vorgesehen, dass die schematische Darstellungder Photovoltaikanlage 4 von dem Zentralmodul 1 an dasSteuermodul 6 abgegeben wird.

Mit Hilfe des Steuermoduls 6 kann, nachdem der gesicherteKommunikationskanal 7 aufgebaut und der richtige Anlagecodeeingegeben worden ist, das Abschalten und Wiedereinschalten derPhotovoltaikanlage 4 beziehungsweise das Schalten derSchaltmodule 5 ausgelöst werden.

Allfällige bei Schaltvorgängen auftretende Fehler können amSteuermodul 6 angezeigt werden. Bei der Erfindung ist inBetracht gezogen, am Steuermodul 6 durch entsprechende AnzeigenStatuscodes für die Schaltmodule 5 anzuzeigen, beispielsweise:

Eingeschaltet (Rot),

Ausgeschaltet (Grün),

Nicht erreichbar / Warnung (orange).

Zusätzlich kann am Steuermodul 6 eine Anzeige vorgesehen sein,die aktiv ist, wenn eine versuchte Stromabschaltung nichterfolgreich war. Diese Anzeige kann ein visuelles und/oderakustisches Signal sein.

Das Zentralmodul 1 ist in der Lage, zu dem Steuermodul 6 einengesicherten Kommunikationskanal 7 aufzubauen.

Im Zentralmodul 1 ist der Anlagencode eindeutig werksseitigeingegeben und vorzugsweise nicht veränderbar. In demZentralmodul 1 ist die dem Steuermodul 6 übermittelbareschematische Darstellung der Photovoltaikanlage 4 gespeichert.

In dem Zentralmodul 1 kann ein nicht flüchtiger Speichervorgesehen sein, der jeden Zugriff auf die Photovoltaikanlage 4durch ein Steuermodul 6 oder ein Auswertemodul 8 rückwirkendprotokolliert.

Das Steuermodul 6 sendet autorisierte Befehle an jeneZentralmodule aus, für welche der richtige Anlagencodeeingegebenen worden ist, worauf hin das Zentralmodul 1 dieSchaltmodule 5 veranlasst, Schaltvorgänge durchzuführen.

Das Zentralmodul 1 gibt nach dem Ausführen von Befehlen eineentsprechende Rückmeldung bzw. Fehlermeldung an das mit ihmverbundene Steuermodul 6 ab.

Weiters ist vorgesehen, dass das Zentralmodul 1 mit allen ineiner Photovoltaikanlage 4 angeordneten Schaltmodulen 5 inregelmäßigen Abständen kommuniziert. Schaltmodule 5, die nichtantworten, werden intern als nicht erreichbar gekennzeichnet.Dieser Umstand wird, wenn ein Steuermodul und/oder dasAuswertemodul 8 mit dem Zentralmodul 1 verbunden ist, an dasSteuermodul 5 und/oder das Auswertemodul 8 weitergegeben.

Das Abschaltverfahren kann beispielsweise wie folgt ablaufen:

Abschalten des Gleichstromflusses und

Anweisung an alle sich in der Photovoltaikanlage4 befindlichen Schaltmodule 5, ihren Schalter zuöffnen

Das Einschaltverfahren kann wie folgt aussehen:

Anwendung an die Schaltmodule 5 ihren Schalter zuschließen und

Wiedereinschalten des Gleichstromflusses.

Die in der erfindungsgemäßen Anordnung zwischenPhotovoltaikmodulen 3 der Photovoltaikanlage 4 (String),vorgesehenen Schaltmodule 5 können auch bei geöffnetem Schalterund abgeschalteten Gleichstromfluss in der Lage sein, mit demZentralmodul 1 zu kommunizieren.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Photovoltaikkabel2 das ausschließliche Kommunikationsmedium zwischenSchaltmodulen 5 und Zentralmodul 1 sind. Den Schaltmodulen 5zugeführte Befehle zum Aus- bzw. Einschalten werden nach Erhalt des Befehls (vom Steuermodul 6 über das Zentralmodul 1)bevorzugt unverzüglich durchgeführt.

Das gegebenenfalls vorgesehene Auswertemodul 8 kann über DHCPeine IP-Adresse erhalten. Insbesondere ist vorgesehen, dass dasAuswertemodul 8 automatisch eine Verbindung zum Internet 11herstellt.

In einer Ausführungsform ist das Auswertemodul 8 so ausgebildet,dass es zum Zentralmodul· 1 einen gesicherten Kommunikationskanal9 aufbauen kann.

Im Auswertemodul 8 kann der Verbindungszustand zumAuswerteserver 10 einerseits und zum Zentralmodul 1 andererseitserkennbar angezeigt werden. Am Auswertemodul 8 kann derAnlagecode in verschlüsselter Form hinterlegt sein.

Das Auswertemodul 8 liest in einer bevorzugten Ausführungsformin regelmäßigen Abständen den Zustand und elektrische Parameterder Photovoltaikanlage 4 vom Zentralmodul 1 ab und sendet denZustand und elektrische Parameter der Photovoltaikanlage 4 anden Auswerteserver 10. -

Der vom Auswertemodul· 8 angesteuerte Auswerteserver 10 ist inder Lage, den Zustand und elektrische Parameter vonPhotovoltaikanlagen 4 von beliebig vielen Auswertemodulen 8entgegen zu nehmen.

Die dabei empfangenen Daten können dabei in einer DB-Strukturgespeichert werden. Dabei ist darauf geachtet, dass die Datenimmer dem richtigen Zentralmodul 1 zugewiesen werden.

Des Weiteren kann im Auswerteserver 10 der zu jedem Zentralmodul·1 gehörende Standort und der zuständige Monteur gespeichertsein.

Fehler in der Photovoltaikanlage 4 oder m der erfmdungsgemaJJenAnordnung können sofort einen optischen und/oder akustischenAlarm auslösen.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel dererfindungsgemäßen Anordnung wie folgt beschrieben werden:

Eine Anordnung zum wenigstens teilweise Ein- und Ausschalteneiner Photovoltaikanlage 4 umfasst ein Zentralmodul 1, einSteuermodul 6 und Schaltmodule 5, die zwischen oder beiPhotovoltaikmodulen 3 der Photovoltaikanlage 4 vorgesehen sind.Die Schaltmodule 5 trennen/schließen die elektrische Verbindungzwischen oder bei Photovoltaikmodulen 3 der Photovoltaikanlage4, sobald das Zentralmodul 1 vom Steuermodul 6 einenentsprechenden Schaltbefehl erhalten hat. Nach dem Ausschaltender Schaltmodule 5 liegt von der Photovoltaikanlage 4 keine hohe(gefährliche) Spannung vor.

Claims (15)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zum wenigstens teilweise Ein- und Ausschalten vonPhotovoltaikanlagen (4) mit wenigstens zweiPhotovoltaikmodulen (3), gekennzeichnet durch einZentralmodul (1), ein Steuermodul (6) und wenigstens einSchaltmodul (5), das die elektrische Verbindung zwischenbzw. bei Photovoltaikmodulen (3) der Photovoltaikanlage (4)trennt oder schließt, wobei das Zentralmodul (1) dasSchaltmodul (5) nach Erhalt eines Befehls vom Steuermodul(6) ansteuert, um das Schaltmodul (5) ein- beziehungsweiseauszuschalten.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dasSteuermodul (6) nach Eingabe des Codes derPhotovoltaikanlage (4) mit dem Zentralmodul (1) verbundenist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Steuermodul (6) den aktuellen Zustand derPhotovoltaikanlage (4), insbesondere den Schaltzustand desSchaltmoduls (5) bzw. wenigstens eines der Schaltmodule (5)anzeigt.
4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Steuermodul(6) und Zentralmodul (1) ein Kommunikationskanal (7),insbesondere ein gesicherter Kommunikationskanal (7), ist.
5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurchgekennzeichnet, dass ein Auswertemodul (8) vorgesehen ist,über welches das Zentralmodul· (1) den Zustand undelektrische Parameter der Photovoltaikanlage (4) an einenAuswerteserver (10) übermittelt.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurchgekennzeichnet, dass auf dem Zentralmodul (1) ein Anzeigegerät zum Anzeigen der Photovoltaikanlage (4)vorgesehen ist.
7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurchgekennzeichnet, dass am Steuermodul (6) eineAnzeigeeinrichtung für die Zustände "eingeschaltet","ausgeschaltet" und/oder "nicht erreichbar" derSchaltmodule (5) der Photovoltaikanlage (4) vorgesehen ist.
8. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurchgekennzeichnet, dass im Zentralmodul (1) ein nichtflüchtiger Speicher vorgesehen ist, in dem Zugriffe durchdas Steuermodul (6) und/oder das Auswertemodul (8)wenigstens eine vorbestimmbare Zeit lang gespeichert sind.
9. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurchgekennzeichnet, dass das Zentralmodul (1) überPhotovoltaikkabel (2) mit den Photovoltaikmodulen (3) derPhotovoltaikanlage (4) verbunden ist.
10. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurchgekennzeichnet, dass die Photovoltaikanlage (4) mehrerePhotovoltaikmodule (3) umfasst, und dass zumindest beieinem Teil der Photovoltaikmodule (3) oder bei jedemPhotovoltaikmodul (3) ein Schaltmodul (5) vorgesehen istoder dass zumindest teilweise zwischen zwei , Photovoltaikmodulen (3), insbesondere jeweils zwischen zweiPhotovoltaikmodulen (3), ein Schaltmodul (5) vorgesehenist.
11. 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurchgekennzeichnet, dass das Auswertemodul (8) über dasInternet (11) mit einem Auswerteserver (10) verbunden ist.
12. 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurchgekennzeichnet, dass am Steuermodul (1) eine Anzeige füreine vorzugsweise schematische Darstellung der Photovoltaikanlage (4) und deren Ist-Zustand vorgesehenist.
13. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurchgekennzeichnet, dass dem Zentralmodul (1), dem Steuermodul(6) und/oder dem gegebenenfalls vorgesehenen Auswertemodul(8) eine Signaleinrichtung zum Abgeben akustischer und/oderoptischer Signale zugeordnet ist, wobei die Signale dasErgebnis eines Schaltvorganges anzeigen.
14. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurchgekennzeichnet, dass im Zentralmodul (1) eine vorzugsweiseschematische Darstellung der Photovoltaikanlage (4)gespeichert ist.
15. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurchgekennzeichnet, dass dem Auswertemodul (8) einAuswerteserver (10) zugeordnet ist, an dem Zustände undelektrische Parameter von wenigstens einerPhotovoltaikanlage (4) abgegeben werden.