CH705665A1 - Steckeranordnung und Wechselrichterschaltkasten für eine Fotovoltaikanlage und Verfahren zum mechanischen Trennen der Fotovoltaikanlage vom Wechselrichterschaltkasten. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckeranordnung zum Anschluss eines festen Buchsenteils (1) an einem freien Steckerteil (11) oder eines festen Steckerteils an einem freien Buchsenteil eines Fotovoltaikmoduls, wobei das feste Buchsenteil (1) bzw. das feste Steckerteil mit einer Schaltungsplatine (7) direkt stromleitend verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Wechselrichterschaltkasten (8) mit einer Anzahl von Steckeranordnungen für den Anschluss von Fotovoltaikmodulen einer Fotovoltaikanlage. Schliesslich wird ein Verfahren zum mechanischen Trennen einer an einem Wechselrichterschaltkasten (8) angeschlossenen Fotovoltaikanlage beansprucht.

Description

Hintergrund

[0001] Die Erfindung betrifft eine Steckeranordnung für ein Fotovoltaikmodul, umfassend ein festes Buchsenteil zum Anschluss an einem freien Steckerteil, oder ein festes Steckerteil zum Anschluss an einem freien Buchsenteil, ferner einen Wechselrichterschaltkasten mit einer Mehrzahl von Steckeranordnungen für den Anschluss von Fotovoltaikmodulen einer Fotovoltaikanlage und ein Verfahren zum mechanischen Trennen einer Fotovoltaikanlage von einem solchen Wechselrichterschaltkasten gemäss den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen.

Stand der Technik

[0002] Fotovoltaikanlagen sind Solarstromanlagen, welche die Sonnenenergie in elektrischen Strom umwandeln. Dabei wird zwischen Inselbetrieb, bei dem der gelieferte Strom von lokalen Verbrauchern benötigt wird, und Netzbetrieb, bei dem der Strom in ein Netz gespeist wird, unterschieden. Bei beiden Betriebsarten ist es nötig, den von den Solarzellen oder Solarmodulen der Fotovoltaikanlage gelieferte Gleichstrom in Wechselstrom bzw. Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln. Für diese Aufgabe werden sogenannte Wechselrichter verwendet, welche beispielweise aus 12V Gleichspannung Wechselspannung mit 220V, 50Hz erzeugen. Die Wechselrichter umfassen typischerweise eine Reihe von Eingängen für mehrere Fotovoltaikmodule bzw. Fotovoltaikbänken. Dabei wird ein Fotovoltaikmodul mit einem Steckerteil an einem Buchsenteil angeschlossen, das seinerseits über ein Kabel an einem Gleichstromeingang des Wechselrichters angeschlossen ist.

[0003] Aus CH 697 606 ist eine steckbare Kabelkupplung für den Einsatz in einer Fotovoltaikanlage bekannt. Dabei werden das Steckerteil und das Buchsenteil einrastend miteinander verbunden. Ferner werden harte und weiche Isolationsmaterialien verwendet, um einerseits den Kontaktstecker des Steckerteils zu fixieren und andererseits um den Bereich zwischen Buchse und Stecker abzudichten. Dadurch ergibt sich eine bessere Isolation gegenüber Ausseneinflüssen.

[0004] Aus DE 10 2009 019 082 ist ein Steckverbindersystem für Solarpaneele von Fotovoltaikanlagen bekannt. Dabei ist ein Druckausgleichselement am Gehäuse des Buchsenteils oder des Steckerteils vorgesehen, welches für eine zuverlässige Entlüftung des Innenraums der Steckerverbindung sorgt.

Darstellung der Erfindung

[0005] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Anschliessen einer Fotovoltaikanlage an einen Wechselrichter zu verbessern und zu vereinfachen und die Kosten einer solchen Gesamtanlage zu verringern.

[0006] Diese Aufgabe wird mittels einer Steckeranordnung für ein Fotovoltaikmodul, umfassend ein festes Buchsenteil zum Anschluss an einem freien Steckerteil, oder ein festes Steckerteil zum Anschluss an einem freien Buchsenteil gelöst. Das feste Buchsenteil umfasst eine einpolige metallene Kontaktbuchse zum stromleitenden Verbinden mit einem metallenen Kontaktstecker des freien Steckerteils oder das feste Steckerteil umfasst einen einpoligen metallenen Kontaktstecker zum stromleitenden Verbinden mit einer metallenen Kontaktbuchse des freien Buchsenteils, wobei die Kontaktbuchse oder der Kontaktstecker mindestens eine Kontaktfahne zum direkten stromleitenden Verbinden, insbesondere durch Löten oder Einpressen, mit einer Schaltungspiatine umfasst, wobei die Kontaktfahne im Bereich ihrer freien Extremität Fixierungsmittel zu einer mechanischen Fixierung des festen Buchsenteils oder des festen Steckerteils an der Schaltungsplatine aufweist. Das feste Buchsenteil oder das feste Steckerteil umfasst ein Gehäuse, aus dem die Kontaktbuchse oder der Kontaktstecker anschlussseitig hinausragt, wobei das Gehäuse erste Befestigungsmittel zur Befestigung des festen Buchsenteils oder des festen Steckerteils an der Schaltungsplatine und/oder zweite Befestigungsmittel zur Befestigung des festen Buchsenteils oder des festen Steckerteils an einem zur Schaltungsplatine senkrechten Paneel aufweist.

[0007] Ferner wird die Aufgabe mit einem Wechselrichterschaltkasten mit einer Anzahl von festen Buchsenteilen und/oder von festen Steckerteilen einer Steckeranordnung für den Anschluss von Fotovoltaikmodulen einer Fotovoltaikanlage gelöst. Der Wechselrichterschaltkasten umfasst einen Gehäusekasten, eine innerhalb des Gehäusekastens angeordnete Wechselrichterplatine mit mindestens einem Gleichstromeingang und mindestens einem Wechselstrom- oder Gleichstromausgang, wobei die Wechselrichterplatine zur Zuführung von Gleichstrom Anschlussdurchbrechungen zur direkten stromleitenden Verbindung mit den Kontaktfahnen der jeweiligen Kontaktbuchsen oder Kontaktstecker aufweist. Zusätzlich zur stromleitenden Verbindung sind die ersten Befestigungsmittel des Gehäuses zum Befestigen der festen Buchsenteile oder der festen Steckerteile an der Wechselrichterplatine vorgesehen. Eine Wand des Gehäusekastens weist Aussparungen auf, durch welche der anschlussseitige Teil der jeweiligen Kontaktbuchsen oder Kontaktstecker aus dem Gehäusekasten hinausführbar ist. Die zweiten Befestigungsmittel des Gehäuses sind zur Befestigung der festen Buchsenteile oder der festen Steckerteile an die Wand vorgesehen.

[0008] Schliesslich wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum mechanischen Trennen einer an einem Wechselrichterschaltkasten angeschlossenen Fotovoltaikanlage gelöst. Dabei werden nach einer Stromabschaltung alle angeschlossenen freien Steckerteile nacheinander mittels eines Trennschlüssels vom zugehörigen festen Buchsenteil getrennt oder alle angeschlossenen freien Buchsenteile nacheinander mittels eines Trennschlüssels vom zugehörigen festen Steckerteil getrennt, indem zwei Vorsprünge des Trennschlüssels jeweils in einen Kanal des Formteils des jeweiligen festen oder freien Steckerteils, in dem jeweils ein mit einem Steg formschlüssig in Abziehrichtung verbundener Einrastkopf des Schnappers angeordnet ist, quer zur Abziehrichtung so weit geschoben werden, bis die formschlüssige Verbindung durch Abdrücken der Einrastköpfe aufgehoben ist.

[0009] Die erfindungsgemässe Steckeranordnung ermöglicht einerseits auf Kabel zwischen festem Buchsenteil bzw. festem Steckerteil und Wechselrichterplatine oder auf vorgeschalteten Sicherungen, eventuell mit Sicherungshaltern und Klemmen zu verzichten, da das feste Buchsenteil oder das feste Steckerteil direkt auf der Wechselrichterplatine befestigbar ist, und andererseits bietet sie eine stabilere Montage, da die festen Buchsenteile bzw. die festen Steckerteile zusätzlich zu den stromleitenden Kontakten Befestigungsmöglichkeiten am Gehäuse des Wechselrichterplatinenkastens bieten. Bei herkömmlichen Lösungen wird ein Zwischenkabel zwischen dem Buchsenteil und der Wechselrichterplatine oder vorgeschalteter Sicherungen, eventuell mit Sicherungshaltern und Klemmen, benötigt. Dieses Kabel ist an der Wechselrichterplatine angelötet. Der Anschluss zwischen Wechselrichterplatine und Photovoltaikanlage ist somit in einem Abstand vom Wechselrichterschaltkasten angeordnet, was einerseits den Nachteil hat, dass er je nach Umgebung relativ ungeschützt gegenüber Wasser- und Kälteeinwirkung ist und andererseits dass beim Hantieren in der Nähe des Anschlusses dieser leicht herausgerissen werden kann, da nur die Lötverbindung auf der Platine unter Umständen keine genügend feste Befestigung bietet. Diese Nachteile werden von der vorliegenden Lösung vermieden.

[0010] Ein Vorteil des erfindungsgemässen Wechselrichterschaltkastens ist neben den bereits beschriebenen Vorteilen der Steckeranordnung darin zu sehen, dass mindestens ein Teil des Anschlusses zwischen der Wechselrichterplatine und der Photovoltaikanlage im Inneren des Kastens angeordnet ist und dadurch von äusseren Einflüssen, z.B. Witterungseinflüssen, weitgehend geschützt ist. Durch die stabile Befestigung der festen Buchsenteile bzw. der festen Steckerteile in mehreren Punkten des Gehäuses des Wechselrichterschaltkastens wird die Gefahr des Ausreissens von festen Buchsenteilen bzw. von festen Steckerteilen minimiert. Dabei belastet das Gewicht der freien Steckerteile bzw. der freien Buchsenteile in verbundenem Zustand nicht die elektrischen Kontakte der zugehörigen festen Buchsenteile bzw. der festen Steckerteile, sondern wird vom Gehäuse des Wechselrichterschaltkastens aufgenommen.

[0011] Das Trennen der Fotovoltaikanlage von der Wechselrichterplatine gestaltet sich aufgrund der genannten strukturellen Besonderheiten der Steckeranordnung bzw. des Wechselrichterschaltkastens einfach; beim Trennen von freien Steckerteilen ist nur eine Hand nötig um einen Kontakt zu trennen. Aufgrund der stabilen Befestigung des Gehäuses der festen Buchsenteile bzw. der festen Steckerteile am Gehäuse des Wechselrichterschaltkastens besteht dabei keine Gefahr, dass diese von der Platine herausgerissen werden.

[0012] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren abhängigen Ansprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0013] Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt <tb>Fig. 1<sep>ein festes Buchsenteil einer erfindungsgemässen Steckeranordnung in perspektivischer Explosionsansicht, <tb>Fig. 2<sep>das feste Buchsenteil gemäss Fig. 1in seitlicher Explosionsansicht, <tb>Fig. 3<sep>einen schematisierten Wechselrichterschaltkasten mit festen Buchsenteilen der Steckeranordnung in verschiedenen Montagephasen, <tb>Fig. 4<sep>eine Ansicht auf einer Wand des Wechselrichterschaltungskastens aus dessen Inneren gesehen, mit oberhalb und unterhalb der Wechselrichterplatine angeordneten festen Buchsenteilen der Steckeranordnung, <tb>Fig. 5<sep>eine perspektivische Ansicht von ausserhalb des Wechselrichterschaltungskastens einer Wand, mit festen Buchsenteilen bzw. mit festen Steckerteilen in verschiedenen Anschlussstadien, <tb>Fig. 6<sep>eine perspektivische Ansicht einer Wand mit Buchsenteil-Steckerteil Paaren in verschiedenen Anschlussstadien, <tb>Fig. 7<sep>ein freies Steckerteil mit einem angesetzten Trennschlüssel in perspektivischer Ansicht, und <tb>Fig. 8<sep>eine schematisierte Wechselrichterplatine mit senkrecht angeordneten festen Buchsenteilen in verschiedenen Montagephasen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0014] Im Folgenden werden Ausführungsformen der Steckeranordnung am Beispiel eines festen Buchsenteils 1 (Fig. 1) beschrieben. Ausführungsformen für feste Steckerteile 11a (Fig. 5) sind analog, weshalb auf die explizite Wiederholung der meisten Aspekte verzichtet wird. Es werden lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen insbesondere im Zusammenhang mit Fig. 5und 7erläutert.

[0015] Fig. 1 zeigt ein festes Buchsenteil 1 in perspektivischer Explosionsansicht. Das feste Buchsenteil 1 umfasst eine Kontaktbuchse 2, welche von einem Gehäuse 3 umgeben ist. Die Kontaktbuchse 2 weist Kontaktfahnen 2b auf, welche zur elektrisch leitenden Verbindung der Kontaktbuchse 2 mit einer hier nicht dargestellten Schaltungsplatine dienen und einen Kontaktstift 2a zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem hier nicht gezeigten KontaktStecker eines freien Steckerteils einer Fotovoltaikanlage. Ferner umfasst das feste Buchsenteil 1 erste und zweite Befestigungsmittel, wobei die ersten und die zweiten Befestigungsmittel des Gehäuses 3 jeweils ein Paar Bohrungen 5a, 6a und Schrauben 5b, 6b zur Verschraubung des Gehäuses 3 an die Schaltungsplatine bzw. an ein Paneel umfassen. Anstatt Schrauben können auch Nieten zum Einsatz kommen. In einer nicht gezeigten Ausführungsform können die ersten und die zweiten Befestigungsmittel zu einer schraubenlosen Befestigung Schnappvorrichtungen und Gegenstücke zu den Schnappvorrichtungen umfassen. Die Schaltungsplatine und das Paneel sind in Fig. 3, 4dargestellt. Weiter umfasst das feste Buchsenteil 1 ein Formteil 4, welches über den Kontaktstecker gestülpt wird und mittels der Schrauben 5b der zweiten Befestigungsmittel am Gehäuse 3 festschraubbar ist. Die gestrichelten Linien in Fig. 1sind zur Verdeutlichung der Achsen des ersten und zweiten Befestigungsmittels eingezeichnet. Das Formteil 4 wird mit Hilfe von Schnappern 4a am freien Steckerteil gesichert, was im Zusammenhang mit Fig. 5und 7 detailliert beschrieben wird. Zwischen dem Formteil 4 und dem Gehäuse 3 können bei der Flanschverbindung mittels der zweiten Befestigungsmittel Dichtungsmittel 12 vorgesehen sein, welche die Kontaktbuchse 2 vor äusseren Einflüssen wie Feuchtigkeit schützen. Diese können, wie dargestellt, z.B. O-Ringe sein. Andere dem Fachmann bekannten Abdichtungsmöglichkeiten sind auch möglich. Das Gehäuse 3 weist Lüftungsschlitze 3a zur Abführung von Wärme auf. Bekanntlich wird aufgrund von Widerständen der Kontakte (Kontaktbuchse und KontaktStecker) Wärme entwickelt, wenn ein Strom durch die Kontakte fliesst, wobei bei der vorliegenden Anwendung die Ströme in der Grössenordnung von 20 A sind, was eine nicht zu vernachlässigende Wärmeenti^icklung bedeutet. Die Lüftungsschlitze 3a sind also dafür vorgesehen, eine Überhitzung der Kontaktbuchse durch die Abführung der Wärme nach ausserhalb des Buchsenteils 1 zu verhindern.

[0016] Fig. 2 zeigt das feste Buchsenteil 1 gemäss Fig. 1in seitlicher Explosionsansicht. In dieser Ansicht ist die Ausgestaltung der Kontaktfahnen 2b der Kontaktbuchse 2 gut sichtbar. In der gezeigten Ausführungsform sind sechs Kontakt f ahnen 2b vorgesehen, von den drei in dieser Darstellung nicht sichtbar sind. Die Anzahl der Kontaktfahnen 2b kann je nach zu leitender Stromstärke und/oder Layout der Wechselrichterplatine variieren, beispielsweise können auch fünf Kontaktfahnen 2b vorhanden sein.

[0017] Zwei der Kontaktfahnen 2b weisen im Bereich ihrer freien Extremitäten Fixierungsmittel 2c, 2d auf. Die Fixierungsmittel 2c, 2d jeder Kontaktfahne 2b weisen jeweils zwei gegenüberliegend an den länglichen Seiten der Kontaktfahne 2b angeordnete Nasen 2d auf. In einer Ausführungsform der festen Buchsenteile 1 sind die Nasen 2d aus einem biegsamen Material, vorzugsweise Metal, ausgeführt. Dadurch können sie vor dem Einstecken der Kontaktbuchse 2 in Anschlussdurchbrechungen 16 (Fig. 3) der Wechselrichterplatine in gebogenem Zustand vorliegen, damit sie durch diese Durchbrechungen eingeführt werden können. Nach dem Einführen werden sie aufgebogen und nehmen die Gestalt aus Fig. 2 an, um ein Herausziehen aus den jeweiligen Anschlussdurchbrechungen 16 zu verhindern, was die Stabilität des festen Buchsenteils 1 erhöht.

[0018] Die zwei Kontaktfahnen 2b können optional oder zusätzlich zu den Nasen 2d jeweils ein derart angeordnetes Durchgangsloch 2c aufweisen, dass zwei gegenüberliegende Kontaktfahnen 2b nach der Verbindung der Kontaktbuchse 2 mit der Schaltungsplatine auf der dem Körper der Kontaktbuchse 2 gegenüberliegenden Seite der Schaltungsplatine mittels einer Schrauben-Mutter-Verbindung in Richtung zueinander anziehbar sind. Dies verhindert auch ein Herausziehen der Kontaktbuchse 2 aus der Schaltungsplatine, was eine erhöhte Stabilität des gesamten festen Buchsenteils 1 garantiert.

[0019] Selbstverständlich können die Nasen 2d und die Durchgangslöcher 2c für sich alleine oder in Kombination vorliegen. Auch kann es vorgesehen sein, dass alle Kontaktfahnen 2b solche Sicherungsmitteln aufweisen.

[0020] Fig. 3 zeigt einen schematisierten Wechselrichterschaltkasten 8 mit festen Buchsenteilen 1 in verschiedenen Montagephasen. Im Inneren des Wechselrichterschaltkastens 8 ist eine Wechselrichterplatine 7 befestigt, die hier stark vereinfacht ohne Bauteile der Wechselrichterschaltung gezeigt ist. Beispielsweise sind die Ausgänge der Wechselrichterplatine 7 nicht gezeigt. Dabei kann es sich aber beispielsweise um Wechselstrom- oder Gleichstromausgänge mit nachgeschaltetem Transformator handeln, was dem Fachmann bekannt ist. Die vom Betrachter aus gesehen hinterste Darstellung zeigt eine erste Montagephase, in der die Kontaktbuchse 2a in Anschlussdurchbrechungen 16 der Wechselrichterplatine 7 eingesteckt ist. In einem hier nicht gezeigten Zwischenschritt werden die Kontaktfahnen 2b an die Wechselrichterplatine 7 gelötet. Bei einem optionalen weiteren Zwischenschritt werden die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen zusätzlichen Sicherungen (Nasen 2d, Durchgangslöcher 2c mit Schrauben) aktiviert. Die mittlere Darstellung zeigt eine zweite Montagephase, bei der das Gehäuse 3 des festen Buchsenteils 1 über den Körper der Kontaktbuchse 2a gestülpt wurde. In der linken Darstellung ist das Gehäuse 3 an die Wechselrichterplatine 7 mittels der ersten Befestigungsmittel 6a, 6b befestigt. Die Wand 8a, im vorliegenden Zusammenhang auch Paneel genannt, umfasst Aussparungen durch welche die hinausragenden Kontaktbuchsen 2a hindurchpassen. Nach der Befestigung des Gehäuses 3 des festen Buchsenteils 1 an die Wechselrichterplatine 7 wird die Wand 8a des Wechselrichterschalt kastens 8 über die Kontaktbuchsen 2a gestülpt und am übrigen Gehäuse 8 befestigt. Schliesslich wird in dieser dritten Phase das Formteil 4 an die Wand 8a positioniert und mittels der zweiten Befestigungsmittel 5a, 5b am Gehäuse 3 des festen Buchsenteils 1 befestigt. Damit ist die Montage der Gleichspannungseingänge des Wechselrichterschaltkastens 8 fertig und ein freies Steckerteil 11 kann an das feste Buchsenteil 1 angeschlossen werden. Dies wird im Zusammenhang von Fig. 5näher erläutert. Das feste Buchsenteil 1 ist derart mit der Schaltungsplatine 7, hier die Wechselrichterplatine, verbunden bzw. befestigt, dass die Achse des Kontaktstifts 2a der Kontaktbuchse 2 in einer Ebene liegt, die parallel zur Ebene der Wechselrichterplatine 7 ist. Die Achse des Kontaktstifts 2a kann auch nicht-parallel in einem bestimmten Winkel zur Ebene der Wechselrichterschaltungsplatine 7 angeordnet sein, d.h. die Kontaktbuchse kann schräg, in einer solchen Äusführungsform vorzugsweise senkrecht, zur Wechselrichterplatine 7 positioniert sein.

[0021] Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Gleichspannungseingänge der Wechselrichterplatine 7 in einer Ansicht von innerhalb des Wechselrichterschaltkastens 8. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere feste Buchsenteile 1 in einer Reihe an einem Rand der Wechselrichterplatine 7 angeordnet, wobei die festen Buchsenteile 1 abwechselnd auf einer Seite und auf der anderen Seite der Wechselrichterplatine 7 angeordnet sind. Dabei ist es bevorzugt dass jeweils ein erstes Befestigungsmittel 6a, 6b zur gleichzeitigen Befestigung zweier benachbarten festen Buchsenteile 1 vorgesehen ist. Dadurch wird Platz gespart und der Wechselrichterschaltkasten 8 kann kompakter gestaltet werden.

[0022] Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Wand 8a mit festen Buchsent eilen 1 und festen Steckerteilen 11a in verschiedenen Anschlussstadien von ausserhalb des Wechselrichterschaltkastens 8. Die zwei rechten festen Buchsenteile 1 der oberen Reihe sind nicht an ein freies Steckerteil 11 angeschlossen. Das anschlussseitig am Gehäuse 3 des festen Buchsenteils 1 lösbar befestigte Formteil 4 umfasst zwei Schnapper 4a (Fig. 1) zur Sicherung des freien Steckerteils 11 oder des festen Steckerteils 11a nach der Verbindung der Kontaktbuchse 2a mit dem Kontaktstecker. Beim festen Steckerteil 11a ist der Kontaktstecker in der Figur nicht sichtbar und befindet sich im Inneren eines Formteils 11b des festen Steckerteils 11a. Der Begriff anschlussseitig bezieht sich auf den Anschluss eines festen Buchsenteils 1 mit einem freien Steckerteil 11 bzw. eines festen Steckerteils 11a mit einem freien Buchsenteil 1a. Das linke feste Buchsenteil 1 der oberen Reihe ist in mit einem freien Steckerteil 11 verbundenem Zustand gezeigt und das mittlere feste Steckerteil 11a der unteren Reihe ist in mit einem freien Buchsenteil 1a verbundenen Zustand gezeigt.

[0023] In der unteren Reihe sind links und rechts zwei feste Steckerteile 11a in nicht angeschlossenem Zustand gezeigt. Die festen Steckerteile 11a entsprechen den freien Steckerteilen 11 im Hinblick auf den Einsteckmechanismus. Sie unterscheiden sich von diesen dadurch, dass sie auch Kontaktfahnen zum direkten elektrisch leitenden Verbinden mit der Wechselrichterplatine 8 aufweisen und andere Formteile 11b haben. Sie sind mit freien Buchsenteilen 1a verbindbar, welche sich von den festen Buchsenteilen 1 dadurch unterscheiden, dass sie keine Kontaktfahnen haben und stromleitend über ein Kabel mit der Fotovoltaikanlage verbunden sind. Mit anderen Worten können die Kontaktbuchsen 2 sowohl für feste Buchsenteile 1 als auch für feste Steckerteile 11a verwendet werden. Die Ausgestaltung als festes Buchsenteil oder festes Steckerteil wird erst durch das aufgesetzte Formteil 4, 11b bestimmt, was die Flexibilität der Anschlussgestaltung erhöht.

[0024] Zum Anschliessen einer nicht gezeigten Fotovoltaikanlage an den Wechselrichterschaltkasten 8 wird jeder Pol der Fotovoltaikanlage über ein festes Buchsenteil 1 direkt und ohne Zwischenkabel mit der Wechselrichterplatine 7 des Wechselrichterschaltkastens 8 elektrisch leitend verbunden, indem jeweils ein freies Steckerteil 11 der Fotovoltaikanlage in den aus der Wand 8a des Wechselrichterschaltkastens 8 hinausragenden Teil des festen Buchsenteils 1 derart eingesteckt wird, dass der Kontaktstecker des freien Steckerteils 11 und die Kontaktbuchse 2a des festen Buchsenteils 1 elektrisch leitend ineinander gesteckt werden. Anschliessend werden die freien Steckerteile 11 durch Einrasten der Schnapper 4a der festen Buchsenteile 1 in entsprechende, durch Stege 13 gebildete Aussparungen der freien Steckerteile 11 gesichert. Dies gilt auch für den Anschluss von festen Steckerteilen 11a an freien Buchsenteilen 1a.

[0025] Die Wand 8a mit den Aussparungen ist vorzugsweise mindestens spritzwasserdicht am Wechselrichterschaltkasten 8 befestigbar und insbesondere abbaubar. Auch die festen Buchsenteile 1 bzw. die festen Steckerteile 11a können mindestens spritzwasserdicht in den Aussparungen der Wand 8a befestigt werden. In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann die Wand 8a auch ein fester Teil des Wechselrichterschaltkastens sein. In diesem Fall ist eine andere Wand des Wechselrichterschaltkastens 8 abbaubar und spritzwasserdicht befestigbar.

[0026] Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, dass in Fig. 6Formteil-Paare 14 vorgesehen sind. Dabei sind ein Formteil 4 eines festen Buchsenteils 1 und ein Formteil 11b eines festen Steckerteils 11a fest miteinander verbunden und als Paar einbaubar. In der Ausführungsform nach Fig. 6 ist diese Verbindung derart gebildet, dass nach dem Einbau die festen Steckerteile 11a des Paars unterhalb und die festen Buchsenteile 1 des Paars oberhalb der Wechselrichterplatine 7 angeordnet sind. Somit bilden sich zwei Reihen: eine Reihe mit festen Buchsenteilen 1 und eine Reihe mit festen Steckerteilen 11a. Es kann aber auch eine beliebige Anzahl von Formteilen 11b von festen Steckerteilen 11a und/oder Formteilen 4 von festen Buchsenteilen 1 fest verbunden und als Einheit einbaubar sein.

[0027] Eine Kombination von festen Steckerteilen 11a und festen Buchsenteilen 1, sei sie mittels der genannten Paare 14 in beliebig mehrfacher Anzahl oder als einzelne Konnektoren in beliebig mehrfacher Anzahl als Buchsenteile oder Steckerteile realisiert, erhöht die Anschlussflexibilität beim Wechselrichterschaltkasten 8, so dass zum Anschliessen der Fotovoltaikanlage der Anschlusstyp dieser keine Rolle spielt und somit keine Buchse-Buchse oder Stecker-Stecker Adapter notwendig sind. Ferner können auch mehrpolige Buchsenteil-Steckerteil-Paare vorgesehen sein.

[0028] Fig. 7 zeigt ein freies Steckerteil 11 mit einem angesetzten Trennschlüssel 12 in perspektivischer Ansicht. Zum Trennen einer am Wechselrichterschaltkasten 8 angeschlossenen Fotovoltaikanlage werden nach einer Stromabschaltung alle angeschlossenen freien Steckerteile 11 nacheinander mittels des Trennschlüssels 12 vom zugehörigen festen Buchsenteil 1 getrennt, indem zwei Vorsprünge 12a des Trennschlüssels 12 jeweils in einen Kanal 11b eines Formteils des jeweiligen freien Steckerteils 11, in dem jeweils ein mit einem Steg 13 formschlüssig in Abziehrichtung verbundener Einrastkopf des Schnappers 4a angeordnet ist, quer zur Abziehrichtung so weit geschoben werden, bis die formschlüssige Verbindung durch Abdrücken der Einrastköpfe aufgehoben ist. Anschliessend wird durch Ziehen des Trennschlüssels 12 in Abziehrichtung das freie Steckerteil 11 durch das Zusammenwirken der Vorsprünge 12a mit einer Wand des jeweiligen Kanals 11b mitgenommen und dadurch vom festen Buchsenteil 1 getrennt. Die Abziehrichtung ist definiert als parallel zur Kontaktbuchsenachse und weg von der Wand 8a.

[0029] Im Falle der Verwendung von festen Steckerteilen 11a wird der Trennschlüssel 12 nur zum Lösen der Schnapper 4a verwendet. Nach dem Lösen der Schnapper 4a wird das freie Buchsenteil 1a mit einer Hand oder einem Werkzeug aus dem festen Steckerteil 11a herausgezogen.

[0030] Fig. 8 zeigt eine schematisierte Wechselrichterplatine mit senkrecht angeordneten festen Buchsenteilen 1 in verschiedenen Montagephasen.

[0031] Bei dieser Äusführungsform ist das feste Buchsenteil 1 mit der Wechselrichterplatine 7 derart verbunden bzw. befestigt, dass die Achse des Kontaktstifts 2a der Kontaktbuchse 2 senkrecht zur Ebene der Wechselrichterplatine 7 liegt. Dazu ist das Gehäuse 3 des festen Buchsenteils 1 derart angepasst, dass die Kontaktfahnen 2b auf der hinteren Seite, bezogen auf die Ausführungsform des festen Buchsenteils aus Fig. 3, des Körpers der Kontaktbuchse 2 angeordnet sind. Dies ist bei der rechten Kontaktbuchse 2 in der ersten Montagephase sichtbar. In der zweiten Montagephase werden das Gehäuse 3 und die O-Ringe 12 montiert. In der dritten Montagephase wird das Formteil 4 angebracht und in der vierten Montagephase wird ein freies Steckerteil 11 an das feste Buchsenteil 1 angeschlossen.

[0032] Obwohl vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt, sondern sie kann im Rahmen des Geltungsbereiches der folgenden Ansprüche auf andere Weise ausgeführt und angewendet werden.

Claims (14)

1. Steckeranordnung für ein Fotovoltaikmodul, umfassend ein festes Buchsenteil (1) zum Anschluss an einem freien Steckerteil (11), oder ein festes Steckerteil (11a) zum Anschluss an einem freien Buchsenteil (1a), wobei das feste Buchsenteil (1) eine einpolige metallene Kontaktbuchse (2) zum stromleitenden Verbinden mit einem metallenen Kontaktstecker des freien Steckerteils (11) oder das feste Steckerteil (11a) einen einpoligen metallenen Kontaktstecker zum stromleitenden Verbinden mit einer metallenen Kontaktbuchse des freien Buchsenteils (1a) umfasst, wobei die Kontaktbuchse (2) oder der Kontaktstecker mindestens eine Kontaktfahne (2b) zum direkten stromleitenden Verbinden, insbesondere durch Löten oder Einpressen, mit einer Schaltungsplatine (7) umfasst, wobei die Kontaktfahne (2b) im Bereich ihrer freien Extremität Fixierungsmittel (2c, 2d) zu einer mechanischen Fixierung des festen Buchsenteils (1) oder des festen Steckerteils (11a) an der Schaltungsplatine (7) aufweist, und wobei das feste Buchsenteil (1) oder das feste Steckerteil (11a) ein Gehäuse (3) umfasst, aus dem die Kontaktbuchse (2) oder der Kontaktstecker anschlussseitig hinausragt, wobei das Gehäuse (3) erste Befestigungsmittel zur Befestigung des festen Buchsenteils (1) oder des festen Steckerteils (11a) an der Schaltungsplatine (7) und/oder zweite Befestigungsmittel zur Befestigung des festen Buchsenteils (1) oder des festen Steckerteils (11a) an einem zur Schaltungsplatine (7) senkrechten Paneel (8a) aufweist.

2. Steckeranordnung nach Anspruch 1, wobei die Fixierungsmittel (2c, 2d) jeder Kontaktfahne (2) jeweils zwei gegenüberliegend an Längsseiten der Kontaktfahne (2b) angeordnete, insbesondere biegsame, Nasen (2d) aufweisen und/oder jeweils ein derart angeordnetes Durchgangsloch (2c) aufweisen, dass zwei gegenüberliegende Kontaktfahnen (2) nach der Verbindung der Kontaktbuchse (2) mit der Schaltungsplatine (7) auf der dem Körper der Kontaktbuchse oder des Kontaktsteckers gegenüberliegenden Seite der Schaltungsplatine (7) mittels einer Schrauben-Mutter-Verbindung in Richtung zueinander anziehbar sind.

3. Steckeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei fünf oder sechs Kontaktfahnen (2b) vorgesehen sind.

4. Steckeranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten und die zweiten Befestigungsmittel des Gehäuses (3) jeweils ein Paar Bohrungen (5a, 6a) und Schrauben (5b, 6b) oder Nieten zur Befestigung des Gehäuses (3) an die Schaltungsplatine (7) bzw. an das Paneel (8a) oder zu einer schraubenlosen Befestigung Schnappvorrichtungen und Gegenstücke umfassen.

5. Steckeranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das feste Buchsenteil (1) oder das feste Steckerteil (11a) derart mit der Schaltungsplatine (7) verbindbar und/oder befestigbar ist, dass die Achse eines Kontaktstifts (2a) der Kontaktbuchse (2) oder des Kontaktsteckers in einer Ebene liegt, die in einem Winkel zwischen 0 und 180° zur Ebene der Schaltungsplatine (7) geneigt ist.

6. Steckeranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am Gehäuse (3) mindestens ein Lüftungsschlitz (3a) zur Abführung von Wärme vorgesehen ist.

7. Steckeranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein anschlussseitig am Gehäuse (3) lösbar befestigtes Formteil (4; 11b) mit mindestens zwei Schnappern (4a) zur Sicherung des freien Steckerteils (11) am festen Buchsenteil (1) oder des festen Steckerteils (11a) am freien Buchsenteil (1a) nach Herstellung ihrer Verbindung.

8. Steckeranordnung nach Anspruch 7, wobei das Formteil (4; 11b) mittels der zweiten Befestigungsmittel am Gehäuse (3) in der Form einer Flanschverbindung befestigbar ist, wobei insbesondere zwischen dem Formteil (4; 11b) und dem Gehäuse (3) mindestens eine Dichtung (12), insbesondere ein O-Ring, vorgesehen ist, welche nach der Verbindung des Formteils (4; 11b) und des Gehäuses (3) das Eindringen von Flüssigkeiten ins Innere des Gehäuses (3) verhindert.

9. Wechselrichterschaltkasten (8) mit einer Anzahl von festen Buchsenteilen (1) und/oder von festen Steckerteilen 11a) einer Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für den Anschluss von Fotovoltaikmodulen einer Fotovoltaikanlage, umfassend einen Gehäusekasten, eine innerhalb des Gehäusekastens angeordnete Wechselrichterplatine (7) mit mindestens einem Gleichstromeingang und mindestens einem Wechselstrom- oder Gleichstromausgang, wobei die Wechselrichterplatine (7) zur Zuführung von Gleichstrom Anschlussdurchbrechungen (16) zur direkten stromleitenden Verbindung mit den Kontaktfahnen (2b) der jeweiligen Kontaktbuchsen (2) oder Kontaktstecker aufweist, wobei zusätzlich zur stromleitenden Verbindung die ersten Befestigungsmittel des Gehäuses (3) zum Befestigen der festen Buchsenteile (1) oder der festen Steckerteile (11a) an der Wechselrichterplatine (7) vorgesehen sind, und wobei eine Wand (8a) des Gehäusekastens Aussparungen aufweist, durch welche der anschlussseitige Teil der jeweiligen Kontaktbuchsen (2) oder Kontaktstecker aus dem Gehäusekasten hinausführbar ist, und wobei die zweiten Befestigungsmittel des Gehäuses (3) zur Befestigung der festen Buchsenteile (1) oder der festen Steckerteile (11a) an die Wand (8a) vorgesehen sind.

10. Wechselrichterschaltkasten nach Anspruch 9, wobei mehrere feste Buchsenteile (1) und/oder feste Steckerteile (11a) in einer Reihe auf der Wechselrichterplatine (7) angeordnet sind, insbesondere wobei feste Buchsenteile (1) und/oder feste Steckerteile (11a) abwechselnd auf einer Seite und auf der anderen Seite der Wechselrichterplatine (7) angeordnet sind, insbesondere derart, dass jeweils ein erstes Befestigungsmittel (6a, 6b) zur gleichzeitigen Befestigung zweier benachbarten festen Buchsenteile (1) oder festen Steckerteilen (11a) oder eines festen Buchsenteils (1) mit einem festen Steckerteil (11a) vorgesehen ist.

11. Wechselrichterschaltkasten nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Wand (8a) mindestens spritzwasserdicht am Wechselrichterschaltkasten (8) befestigbar ist und insbesondere abbaubar ist oder wobei die Wand (8a) ein fester Teil des Wechselrichterschaltkastens ist.

12. Wechselrichterschaltkasten nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei Formteile (11b) von festen Steckerteilen (11a) und/oder Formteile (4) von festen Buchsenteilen (1) fest verbunden und als Einheit einbaubar sind, insbesondere wobei jeweils ein Formteil (11b) eines festen Steckerteils (11a) und ein Formteil (4) eines festen Buchsenteils (1) fest verbunden und als Paar (14) einbaubar sind.

13. Verfahren zum mechanischen Trennen einer an einem Wechselrichterschaltkasten (8) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 angeschlossenen Fotovoltaikanlage, bei dem nach einer Stromabschaltung alle angeschlossenen freien Steckerteile (11) nacheinander mittels eines Trennschlüssels (12) vom zugehörigen festen Buchsenteil (1) einer Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 getrennt werden oder alle angeschlossenen freien Buchsenteile (1a) nacheinander mittels eines Trennschlüssels (12) vom zugehörigen festen Steckerteil (11a) der Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 getrennt werden, indem zwei Vorsprünge (12a) des Trennschlüssels (12) jeweils in einen Kanal (11b) des Formteils (4; 11b) des jeweiligen festen oder freien Steckerteils (11a; 11), in dem jeweils ein mit einem Steg (13) formschlüssig in Abziehrichtung verbundener Einrastkopf des Schnappers (4a) angeordnet ist, quer zur Abziehrichtung so weit geschoben werden, bis die formschlüssige Verbindung durch Abdrücken der Einrastköpfe aufgehoben ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei durch Ziehen des Trennschlüssels (12) in Abziehrichtung das freie Steckerteil (11) durch das Zusammenwirken der Vorsprünge (12a) mit einer Wand des jeweiligen Kanals (11b) mitgenommen und dadurch vom festen Buchsenteil (1) entfernt wird.