CN101924352A - 用于太阳能设备的安全开关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明解决的问题是，成本有利地确保安装在单元、例如住宅上的太阳能设备的可靠关断，其中，用电器应与太阳能设备隔离电流，至用电器的馈电线在通过安全开关设备关断时不应再具有电压。提出一种用于太阳能设备的安全开关设备，其中，太阳能设备由至少一个光伏元件、两个各用于一个至用电器的馈电线的连接端组成，安全开关设备具有旁路，其设置在两个连接端之间及馈电线之前且具有至少一个开关机构用于闭合接触部位，其中，在两个馈电线的每一个中设置至少一个另外的开关机构用于断开接触部位。本发明的特征在于，旁路中的至少一个开关机构和位于光伏设备的每一个馈电线中的另外的开关机构被如此设置和可通过耦合被共同操作，使得在操作安全开关设备时首先两个馈电线的每一个中的至少一个开关机构的接触部位被断开，随后以一时间延迟位于旁路中的至少一个开关机构的接触部位被闭合。

Description

用于太阳能设备的安全开关设备
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能设备的安全开关设备。太阳能板具有两个各用于一个至用电器的馈电线的连接端。设置在两个连接端之间和馈电线之前的旁路具有至少一个用于短接所述旁路的开关机构。在此，开关机构由接触部位组成，所述接触部位具有至少两个触点，可以通过所述机构断开和闭合所述至少两个触点。
背景技术
太阳能板用作太阳能源，并且在太阳辐射下向所连接的用电器提供有效电流。通常将多个太阳能模块共同连接成太阳能板，因此所产生的功率提高。当今，太阳能板越来越多地安装在私人的或者公共的屋顶上并且用作私人家庭或者公共单位的附加能源。
在住宅或者房屋着火的情况下，消防人员必须考虑：切断使用地处的电流和电压，以便例如在使用灭火剂时不会由于电流冲击或者电弧受到损伤。
DE 10 2005 018 173 A1公开了一种用于借助保护装置安全地关闭光伏设备的方法，所述保护装置连接在太阳能设备的连接端上并且具有用于短接光伏设备的旁路。可以手动或者自动地触发所述旁路。根据光伏设备的尺寸，可以向用电器或者在旁路上流动大的电流，所述电流在触发保护装置的情况下必须被控制。因此，保护装置也必须具有相应大的尺寸。电路完全以电子的半导体组件构造。因此，所述设备在电流上未与用电器断开。如果馈电线损坏，则不会发生设备的断开。
DE 20 2006 007 613 U1公开了一种用于光伏设备的防火安全设备，其中，每个馈电线分别具有可中断的转接位置。在进行中断后，虽然用电器与光伏设备断开，但是在直到转接位置的馈电线之间仍然可以出现高的并且因此危险的电压。
发明内容
因此，本发明的任务是成本有利地以电流隔离来确保安装在单元、例如住宅上的太阳能设备的可靠关断。
根据本发明，所述任务通过根据权利要求1所述的设备解决。所述设备的有利实施方式由从属权利要求得出。
本发明涉及一种用于太阳能设备的安全开关设备，其中，太阳能板具有两个各用于一个至用电器的馈电线的连接端，所述安全开关设备具有旁路，所述旁路设置在两个连接端之间和馈电线之前并且具有至少一个用于短接所述旁路的开关机构，其中，在两个馈电线的每一个馈电线上设置至少一个另外的开关机构。这种开关机构具有至少一个由至少两个触点组成的接触部位(Kontaktstelle)，其可被断开或者闭合。在开关设备中可以设置多个这种开关机构。安全开关设备具有开关位置“通电(Power)”，在开关位置“通电”中与太阳能板连接的用电器被供给电压，安全开关设备还具有开关位置“安全(Safety)”，在开关位置“安全”中用电器与太阳能板断开并且太阳能板是短接的。在此，作为用电器也可以考虑通常需要的逆变器。
已经证实特别有利的是，位于太阳能板的每一个馈电线中的用于断开所连接的用电器的开关机构和在太阳能板的旁路中的用于闭合接触部位的至少一个开关机构如此彼此耦合，使得它们可被共同操作，但是在操作后首先两个馈电线的每一个馈电线中的至少一个开关机构的至少一个接触部位被断开，接着以一时间延迟位于旁路中的至少一个开关机构的接触部位被闭合，即在任何情况下都被反向地开关。
有利的是，太阳能板的每一个馈电线中的用于断开所连接的用电器的开关机构和太阳能板的旁路中的用于闭合接触部位的至少一个开关机构设置在两个彼此分开的开关设备中，例如设置在两个负荷隔离开关中。这种负荷隔离开关通常具有多个彼此分开的电流路径，这些电流路径分别具有至少一个开关机构，所述至少一个开关机构分别具有至少一个接触部位，从而可以在一个设备中实现位于太阳能板的每一个馈电线中的用于断开所连接的用电器的开关机构。
两个开关设备的耦合可以由适合的机械耦合装置组成。
可以机械地通过手柄进行两个馈电线的每一个馈电线中的至少一个开关机构的操作。已经证实特别有利的是，借助脱扣器开关两个馈电线的每一个馈电线中的至少一个开关机构。这种脱扣器可以是工作电流脱扣器或者欠压脱扣器。可以手动地例如通过一个另外的开关远程地开关所述脱扣器。这个开关优选位于例如房屋的中央供电装置附近，在那里房屋的电流分配通过保险装置和开关设备进行保护。这通常是地下室或者单独的配电室。如果使用欠压脱扣器作为这种脱扣器，则所述脱扣器可以与房屋电网如此耦合，使得当在室内分配(Hausverteilung)后的电压下降时所述脱扣器脱扣。这样设置的特别优点是，一旦房屋例如通过断开主开关而没有电压时，太阳能设备自动地与电网断开，而不需要辅助能量。这种欠压脱扣器以及以上所述的工作电流脱扣器是标准设备并且可在市场上购买。如果用于断开用电器的开关设备脱扣，则在断开位置之后不再存在电压。
一种特别优选的实施形式的特征在于，在旁路中串联有至少两个可闭合的接触部位。这可以通过使用相应布线的常规开关设备、例如负荷隔离开关实现。
本发明的重要优点在于用于太阳能设备的安全开关设备的两个开关设备的耦合和通过与房屋电网连接的欠压脱扣器的太阳能设备断开的脱扣。这例如在失火的情况下一旦房屋电网自身没有电压时实现太阳能设备与房屋电网和用电器的快速并且自动的断开。随后通过两个开关设备的耦合以小的时间延迟自动地或者通过分开的、例如手动的脱扣进行旁路的短接。由于短接的时间延迟用电器已经与太阳能板断开，因此流动的电流下降至零。因此，与如在同时断开和短接时所必须的情况那样相比，所使用的开关设备可以尺寸较小。
因此，用于至用电器的每一个馈电线中的至少一个开关机构的脱扣的开关可以有利地设置在建筑物的主电流分配设备的几何附近，即设置在消防人员在发生火灾时断开着火的建筑物的供电的地方。至用电器的每一个馈电线中的至少一个开关机构自身和用于闭合太阳能板的旁路中的接触部位的至少一个开关机构可以紧邻太阳能板设置，由此有利地使在用电器与太阳能板断开之后仍然带有电压的导线的长度最小。
在这样的电路设置中特别有利的是：可以使用标准开关设备，例如负荷隔离开关，这些标准的开关设备可以作为批量设备生产并且可以以有利的价格在市场上购买。
已经证实有利的是，两个馈电线的每一个馈电线中的至少一个开关机构和用于闭合太阳能板的旁路中的接触部位的至少一个开关机构设置在一个共同的、例如不受气候影响的壳体中。同样已经证实有利的是，设有可上锁的锁止装置(Sperre)，其阻止安全开关设备可能简单地从安全位置切换到通电位置。尤其是这种止动装置可以借助挂锁锁在安全位置中。相反，也可以设有例如可铅封的锁止装置，其阻止每一个馈电线中的至少一个开关机构从通电位置到安全位置的机械脱扣。以此方式可以阻止对安全开关设备的未经许可的操作。
作为另外的优点，每一个馈电线中的各至少一个开关机构和旁路中的至少一个开关机构可以具有辅助触点，这些辅助触点允许远程查询相应的开关状态。这种辅助触点作为标准设备可以在市场上购买。
通过与一个另外的开关机构的耦合，可以使太阳能板在短接之后附加地接地，由此实现防止电流冲击的额外的安全性。
本发明的其他优点、特征和符合目的的扩展构型由以下根据附图说明的实施例给出。
附图说明
附图示出：
图1：太阳能板的示意图；
图2：开关位置“通电”中的根据本发明的安全开关设备的示意图；
图3：开关位置“安全”中的根据本发明的安全开关设备的示意图；
图4：根据本发明的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
太阳能板1通常由多个太阳能模块1a、1b组成。图1公开了具有三个串联的太阳能模块1a、1b的太阳能板1，它们在它们方面是并联的。所有位于太阳能板中的太阳能模块1a、1b可通过两个输出端11接触并且在太阳辐射时提供电能。
图2公开了开关位置“通电”中的根据本发明的用于安全地关断太阳能设备1的安全开关设备。在太阳能设备1的连接端11上设置有用于断开接触部位的开关机构22。开关机构22的一个电流路径具有一个接触部位，开关机构22的另一个电流路径具有两个串联的接触部位。开关机构22的所有接触部位都是闭合的，由此在至用电器31的馈电线上施加有电压。此外，根据本发明的安全开关设备具有旁路5，所述旁路5设置在两个连接端11之间以及至少一个开关机构22之前并且具有开关机构23，所述开关机构23具有三个串联的用于闭合的接触部位。开关机构23的接触部位是断开的。替换地，在连接端11和至用电器31的馈电线之间的馈电线中以及在旁路5中也可以存在更多或更少个接触部位。此外示出一个脱扣器6，所述脱扣器6作用于至少一个开关机构22以断开接触部分并且通过连接端7连接到房屋的电网上。在此，开关机构22和23位于紧邻太阳能板1的壳体8中。用于开关脱扣器6的可选的开关相反可以连接在连接端7上并且有利地安装在放置并且通过保险装置和开关设备保护例如房屋的全部供电设备的地方。这往往是地下室或者单独的配电室。
图3公开了开关位置“安全”中的根据本发明的用于安全地关断太阳能设备1的安全设备。在此位置中，开关机构22的所有接触部位都是断开的，由此断开至用电器的电流，并且在至用电器31的馈电线上不存在电压。开关机构23的接触部位是闭合的，由此太阳能板是短接的。因此，在电流方向上在旁路后面不再存在电压。
附图标记列表
1太阳能板
1a、1b    太阳能模块
11用于太阳能板的连接端
2耦合装置
22具有可断开的接触部位的开关机构
23具有可闭合的接触部位的开关机构
3用电器
31至用电器的馈电线
4手柄
5旁路
6脱扣器
7至房屋电网的连接端
8壳体

Claims (15)

1.用于一光伏设备(1)的安全开关设备，其中，所述光伏设备(1)由至少一个光伏元件(1a)、两个各用于一个至一用电器(3)的馈电线(31)的连接端(11)组成，所述安全开关设备具有一旁路(5)，所述旁路(5)设置在所述两个连接端(11)之间以及至少一个开关机构(22)之前并且具有至少一个开关机构(23)用于闭合接触部位，其中，在两个馈电线(31)的每一个馈电线中设置至少一个另外的开关机构(22)用于断开接触部位，
其特征在于，
所述旁路(5)中的至少一个开关机构(23)和位于所述光伏设备(1)的每一个馈电线(31)中的另外的开关机构(22)被如此设置和可通过耦合(2)被共同操作，使得在操作所述安全开关设备时首先断开所述两个馈电线(31)的每一个馈电线中的至少一个开关机构(22)的接触部位，随后以一时间延迟闭合位于所述旁路中的所述至少一个开关机构(23)的接触部位。
2.根据权利要求1所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述旁路(5)中的至少一个开关机构(23)和位于所述光伏设备(1)的每一个馈电线(31)中的另外的开关机构设置在彼此分开的开关设备中。
3.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
两个开关机构(22)、(23)的耦合被如此建立，使得所述两个开关机构(22)和(23)被反向地开关。
4.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述两个开关机构(22)、(23)的耦合通过机械手段实现。
5.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
通过一手柄(4)机械地进行所述开关机构(22)的操作。
6.根据权利要求1到4中之一所述的安全开关设备，其特征在于，
通过一脱扣器(6)远程控制地进行所述开关机构(22)的操作。
7.根据权利要求6所述的安全开关设备，
其特征在于，
通过一欠电脱扣器(6)远程控制地进行所述开关机构(22)的操作，所述欠电脱扣器(6)与房屋电网电连接。
8.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
在进行了闭合所述至少一个开关机构(23)的至少一个接触部位后进行所产生的短路的接地。
9.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述旁路(5)中的至少两个开关机构(23)是串联的。
10.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述旁路(5)在地点上设置在所述太阳能设备(1)的附近。
11.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述至少一个开关机构(22)和具有至少一个用于闭合接触部位的开关机构(23)的所述旁路(5)在地点上设置在所述太阳能设备(1)的附近。
12.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述开关机构(22)和(23)设置在一共同的壳体中。
13.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
一可被锁在所述开关设备的安全位置中的锁止装置阻止从所述安全位置到通电位置的简单的切换。
14.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
一可被铅封在所述通电位置中的锁止装置阻止所述开关机构(22)从所述通电位置到所述安全位置的机械的触发。
15.根据上述权利要求之一所述的安全开关设备，
其特征在于，
所述开关机构(22)和(23)中的至少一个开关机构的开关状态可以通过辅助触点被查询。
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