CZ201034A3

CZ201034A3 - Method of and device for electric power takeoff from photovoltaic power station

Info

Publication number: CZ201034A3
Application number: CZ20100034A
Authority: CZ
Inventors: Gill@Radomír
Original assignee: Ge System, S.R.O.
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-08-17

Abstract

Vynález se týká zpusobu odberu elektrické energie z výstupu fotovoltaické elektrárny pro vlastní spotrebu v alespon jedné fázi vícefázového lokálního elektrického obvodu a pro odvádení prebytku elektrické energie vyrobené touto fotovoltaickou elektrárnou do verejné trífázové elektrické síte. Pritom se sledují aktuální množství elektrické energie vyrábená v jednotlivých fázích výstupu fotovoltaické elektrárny a aktuální spotreby elektrické energie v jednotlivých fázích lokálního elektrického obvodu, pricemž se zjištená množství vyrábené a spotrebovávané energie porovnávají a podle množství skutecne vyrábené energie v jednotlivých fázích výstupu fotovoltaické elektrárny a podle skutecné aktuální spotreby v jednotlivých fázích lokálního elektrického obvodu se jednotlivé fáze výstupu fotovoltaické elektrárny a jednotlivé fáze lokálního elektrického obvodu vzájemne propojují tak, že z množství elektrické energie vyrobeného fotovoltaickou elektrárnou se maximalizuje množství energie spotrebované v lokálním elektrickém obvodu. Vynález se dále týká príslušného zarízení k odberu elektrické energie.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for extracting electrical energy from the photovoltaic power plant's own power output in at least one phase of a multi-phase local electrical circuit and for dissipating excess electricity generated by the photovoltaic power plant into a public three-phase power network. At the same time, the actual amount of electricity produced in the individual phases of the photovoltaic power plant output and current electricity consumption in each phase of the local electric circuit is monitored, comparing the quantities of produced and consumed energy and the actual amount of energy produced in the individual phases of the photovoltaic power plant and the actual power. the actual consumption in the individual phases of the local electrical circuit, the individual phases of the photovoltaic power plant and the individual phases of the local electrical circuit are interconnected so that the amount of power generated by the photovoltaic power plant maximizes the amount of energy consumed in the local electrical circuit. The invention further relates to a respective electrical power take-off device.

Description

Způsob a zařízení k odběru elektrické energie z fotovoltaické elektrárnyMethod and device for taking electricity from a photovoltaic power plant

Oblast technikyField of technology

Způsob odběru elektrické energie z fotovoltaické elektrárny pro vlastní spotřebu v alespoň jedné fázi vícefázového lokálního elektrického obvodu a pro odvádění přebytku elektrické energie vyrobené touto elektrárnou do třífázové veřejné elektrické sítě.A method of taking electricity from a photovoltaic power plant for its own consumption in at least one phase of a multiphase local electric circuit and for discharging the excess electricity produced by this power plant into a three-phase public electricity grid.

Zařízení k odběru elektrické energie z fotovoltaické elektrárny, které obsahuje zařízeni ke změně stejnosměrného proudu na proud střídavý, přičemž je fotovoltaické elektrárna zapojena alespoň do jedné výstupní fáze a je svými výstupními fázemi spřažena s přípojkou třífázové veřejné elektrické sítě a s přípojem vícefázového lokálního elektrického obvodu.Apparatus for taking electricity from a photovoltaic power plant, which comprises a device for converting direct current into alternating current, the photovoltaic power plant being connected to at least one output phase and coupled with a three-phase public electricity network and a multiphase local electric circuit.

Dosavadní stav technikyState of the art

Výroba elektrické energie přímo ze slunečního záření je velmi čistou a k životnímu prostředí šetrnou výrobní technologií. Fotovoltaický článek, na jehož principu je funkce tohoto energetického zdroje založena, je znám od poloviny dvacátého století. Prudký rozvoj jednotlivých zařízení fotovoltaické elektrárny v posledním desetiletí, který se týká především solárních panelů, způsobu jejich instalace z hlediska umístění, upevnění a elektrického zapojení, vede k dosažení takových plošných výkonů, které jsou zajímavé i z hlediska velkých energetických zdrojů.The production of electricity directly from solar radiation is a very clean and environmentally friendly production technology. The photovoltaic cell, on the principle of which the function of this energy source is based, has been known since the middle of the twentieth century. The rapid development of individual photovoltaic power plant equipment in the last decade, which mainly concerns solar panels, the method of their installation in terms of location, mounting and electrical connection, leads to the achievement of such surface outputs that are interesting in terms of large energy sources.

Význam ovšem mají i nadále zdroje s nízkými výkony využívané původně k napájení elektrických spotřebičů v objektech, které nelze připojit k veřejné elektrické síti. Za současné technické úrovně solárních panelů, z jejichž jednoho čtverečního metru aktivní plochy lze dosáhnout kolem 100 kWh energie za rok, se tento způsob získávání energie stává významným i jako alternativa v rodinných domcích, které jsou prostřednictvím veřejné elektrické sítě elektrifikovány. Přispívá ktomu nemalou měrou státní i nadnárodní o o c C * «9« ® * 94 eoc««r c c e e c r c ο «· ο c e řece · e c.However, the low-power sources originally used to power electrical appliances in buildings that cannot be connected to the public electricity network continue to be important. With the current technical level of solar panels, from one square meter of active area of which around 100 kWh of energy can be achieved per year, this method of obtaining energy is becoming important as an alternative in family houses, which are electrified via the public electricity network. It contributes significantly to the state and supranational o o c C * «9« ® * 94 eoc «« r c c e e c r c ο «· ο c e river · e c.

or e> or o ** o c é * o e*Ύ podpora, která formou dotací, daňových úlev a podobně prosazuje větší využívání obnovitelných zdrojů energie. Využití sluneční energie se tak stává významnou součástí energetického systému.or e> or o ** o c é * o e * Ύ support that promotes greater use of renewable energy sources through subsidies, tax breaks and the like. The use of solar energy thus becomes an important part of the energy system.

Stávající malé fotovoltaické elektrárny o výkonu několika kW, jsou schopny pokrýt po velkou část dne vlastní spotřebu rodinného domu, případně navíc část vyrobené energie postupovat do veřejné sítě.The existing small photovoltaic power plants with an output of several kW are able to cover a large part of the day's own consumption of a family house, or in addition to transfer part of the energy produced to the public grid.

Stejnosměrný proud generovaný na fotovoltaických panelech je veden do střídače, ve kterém je převeden na proud střídavý jednofázový až třífázový. Jedna až tři fáze jsou připojeny alternativně jednak do jedné až tří fází vlastní elektroinstalace v domě, přičemž spotřebiče jsou rozděleny pokud možno rovnoměrně do jednotlivých fází, jednak do jedné až tří fází veřejné elektrické sítě. Takové řešení jsou uvedena například vWO 2008038020 nebo JP2003116222.The direct current generated on the photovoltaic panels is fed to the inverter, in which it is converted to alternating single-phase to three-phase current. One to three phases are connected alternatively to one to three phases of the house's own electrical installation, while the appliances are divided as evenly as possible into individual phases, as well as to one to three phases of the public electricity network. Such solutions are described, for example, in WO 2008038020 or JP2003116222.

Spotřeba energie v jednotlivých fázích domovní instalace kolísá podle aktuálně provozovaných spotřebičů, podobně i výroba elektrické energie v jednotlivých fázích kolísá například podle osvětlení fotovoltaických panelů, podle jejich různého umístění z hlediska orientace vzhledem ke směru dopadajících slunečních paprsků, ke stínění, pokrytí sněhem a podobně. Tato energetická nerovnoměrnost v jednotlivých fázích na výstupu z fotovoltaické elektrárny a v domovní elektroinstalaci není za určitých okolností na závadu. Může však být nevýhodnou pro provozovatele malé fotovoltaické elektrárny v případech, že energie vyrobená z fotovoltaické elektrárny není spotřebována v domovních spotřebičích, ale je vedena do veřejné sítě. Tento nedostatek se zvlášť nepříznivě projevuje s ohledem na různé systémy dotací a dalších výhod, které jsou poskytovány majitelům malých fotovoltaických elektráren s cílem podpořit více vlastní spotřebu vyrobené energie zvláštní fotovoltaické elektrárny před jejími dodávkami do veřejné sítě.Energy consumption in individual phases of a house installation varies according to currently operated appliances, similarly the production of electricity in individual phases varies according to lighting of photovoltaic panels, their different location in terms of orientation with respect to the direction of incident sunlight, shading, snow cover and the like. This energy inequality in the individual phases at the output of the photovoltaic power plant and in the house electrical installation is not a problem under certain circumstances. However, it can be disadvantageous for small photovoltaic plant operators in cases where the energy produced from the photovoltaic power plant is not consumed in household appliances, but is fed into the public grid. This shortcoming is particularly unfavorable in view of the various subsidy schemes and other benefits that are provided to owners of small photovoltaic power plants in order to encourage more of the specific photovoltaic power plant's own energy consumption before it is delivered to the public grid.

Cílem vynálezu je navrhnout řešení, které by nedostatky dosavadního stavu techniky zmírnilo a umožnilo optimálně využít elektrické energie vyráběné fotovoltaickou elektrárnou.The object of the invention is to propose a solution which would alleviate the shortcomings of the prior art and make it possible to make optimal use of the electricity produced by the photovoltaic power plant.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem odběru elektrické energie, jehož podstatou je to, že se sleduji aktuální množství elektrické energie vyráběná v jednotlivých fázích výstupu fotovoltaické elektrárny a aktuální spotřeby elektrické energie v jednotlivých fázích lokálního elektrického obvodu, přičemž se zjištěná množství vyráběné a spotřebovávané energie porovnávají a podle množství skutečně vyráběné energie v jednotlivých fázích výstupu fotovoltaické elektrárny a podle skutečné aktuální spotřeby v jednotlivých fázích lokálního elektrického obvodu se jednotlivé fáze výstupu fotovoltaické elektrárny a jednotlivé fáze lokálního elektrického obvodu vzájemně propojují tak, že z množství elektrické energie vyrobeného fotovoltaickou elektrárnou se maximalizuje množství elektrické energie spotřebované v lokálním elektrickém obvodu. Využití maximálního objemu energie vyrobené fotovoltaickou elektrárnou pro spotřebiče v lokálním elektrickém obvodu, například obytného objektu, je ekonomicky i technicky výhodné.The object of the invention is achieved by a method of electricity consumption, the essence of which is to monitor the current amount of electricity produced in individual phases of photovoltaic power plant output and current electricity consumption in individual phases of local electric circuit, comparing detected amounts according to the amount of actually produced energy in individual phases of photovoltaic power plant output and according to actual current consumption in individual phases of local electric circuit, individual phases of photovoltaic power plant output and individual phases of local electric circuit are interconnected so that the amount of electricity energy consumed in the local electrical circuit. Utilizing the maximum amount of energy produced by a photovoltaic power plant for appliances in a local electrical circuit, such as a residential building, is economically and technically advantageous.

K přepojení fází dojde po vytvoření rozdílu mezi sledovanými aktuálními vyráběnými energiemi a/nebo aktuálními spotřebami energií, jehož velikost je parametrizovatelná. Stanovením minimální velikosti tohoto rozdílu lze zabránit zbytečnému přepínání fází při nevýznamných změnách spotřeby.The phase switching occurs after the difference between the monitored current energies produced and / or the current energy consumptions, the magnitude of which is parameterizable. By setting a minimum size for this difference, unnecessary phase switching can be avoided in the event of insignificant consumption changes.

Doba vyhodnocování rozdílu mezi sledovanými aktuálními vyráběnými energiemi a/nebo aktuálními spotřebami energií, který vyžaduje přepnutí fází, je parametrizovatelná. Tím lze rovněž vyloučit zbytečné přepínání při náhodných krátkodobých změnách výroby či odběru energie.The evaluation time of the difference between the monitored actual energies produced and / or the actual energy consumptions, which requires a phase change, is parameterizable. This also eliminates unnecessary switching in the event of accidental short-term changes in energy production or consumption.

Maximální četnost přepínání fází je parametrizovatelná, což je důležité především s ohledem na zatížení a z toho plynoucí opotřebeni použitých přístrojů.The maximum frequency of phase switching is parameterizable, which is important especially with regard to the load and the resulting wear of the devices used.

Cíle vynálezu je rovněž dosaženo zařízením k odběru elektrické energie, jehož podstatou je to, že ve výstupních fázích fotovoltaické elektrárny jsou uspořádány fázové přepínače, přičemž výstup každého fázového přepínače je rozvětven do fázových vodičů dvou větví, z nichž jedna je připojena na vstup jedné fáze veřejné elektrické šité a druhá je připojitelná na vstup jedné fáze *’* ·** ··* · lokálního elektrického obvodu, přičemž v každé výstupní fázi je před fázovým přepínačem zapojeno první proudové čidlo a v každé vstupní fázi lokálního elektrického obvodu je zapojeno druhé proudové čidlo, přičemž všechna proudová čidla a všechny fázové přepínače jsou spojeny s řídicí jednotkou. Tím je umožněno vzájemné provozní přepínáni výstupní fáze nebo fází fotovoltaické elektrárny a vstupních fází lokálního elektrického obvodu vedoucí k maximalizaci spotřeby energie vyrobené fotovoltaickou elektrárnou ve vlastním lokálním elektrickém obvodu.The object of the invention is also achieved by a power consumption device, the essence of which is that phase switches are arranged in the output phases of a photovoltaic power plant, the output of each phase switch being branched into phase conductors of two branches, one of which is connected to the input of one public phase. sewed and the second is connectable to the input of one phase * '* · ** ·· * · of the local electric circuit, in each output phase a first current sensor is connected in front of the phase switch and in each input phase the local electric circuit a second current sensor is connected , wherein all current sensors and all phase switches are connected to the control unit. This enables mutual switching of the output phase or phases of the photovoltaic power plant and the input phases of the local electrical circuit leading to maximizing the consumption of energy produced by the photovoltaic power plant in the local electrical circuit itself.

Řidiči jednotka obsahuje prostředky pro nastavení přepínacích rozdílů hodnot proudu v jednotlivých fázích, čímž lze nastavit optimální velikost tohoto rozdílu a zabránit přepínání fází při nedůležitých změnách výroby a spotřeby energie. Řídicí jednotka obsahuje prostředky pro nastavení doby vyhodnocování rozdílu mezi sledovanými aktuálními vyráběnými energiemi a/nebo aktuálními spotřebami energií vyžadujícího přepnutí fázového přepínače. Tím lze vyloučit nebo omezit zbytečné přepínání při náhodných krátkodobých změnách výroby či odběru energie.The control unit includes means for setting the switching differences of the current values in the individual phases, whereby the optimal magnitude of this difference can be set and the switching of the phases can be prevented in the event of unimportant changes in the production and consumption of energy. The control unit comprises means for setting the time for evaluating the difference between the monitored current energies produced and / or the current energy consumptions requiring the phase switch to be switched. This eliminates or reduces unnecessary switching in the event of accidental short-term changes in energy production or consumption.

Řídicí jednotka obsahuje prostředky pro nastavení maximální četnosti přepínání fází, což je významné pro trvanlivost používaných přístrojů v elektrickém okruhu a bezporuchovost provozu.The control unit contains means for setting the maximum frequency of phase switching, which is important for the durability of the devices used in the electrical circuit and the trouble-free operation.

Fázový přepínač je integrální součástí zařízení ke změně stejnosměrného proudu na proud střídavý. Taková alternativa může zlevnit výrobní náklady zařízení,The phase switch is an integral part of the device for converting direct current to alternating current. Such an alternative can reduce the production costs of the equipment,

Přehled obrázků na výkreseOverview of pictures in the drawing

Příkladná provedení vynálezu jsou znázorněna na výkrese, kde značí obr. 1 schéma zapojení fotovoltaické elektrárny s jednou výstupní fází, obr. 2 detail zapojení fázových přepínačů u fotovoltaické elektrárny se dvěma výstupními fázemi a obr. 3 detail zapojení fázových přepínačů u fotovoltaické elektrárny se třemi výstupními fázemi.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, where Fig. 1 shows a circuit diagram of a photovoltaic power plant with one output phase, Fig. 2 shows the connection of phase switches in a photovoltaic power plant with two output phases and phases.

η * 0 Ci 0 · r π c c c & a c c c e· c n ©co ©no Ser © β 0 O c © <·> © e * c e J ^{e e r n} ^e* *^e^S3§65€Z*η * 0 Ci 0 · r π ccc & accce · cn © co © no Ser © β 0 O c © <·> © e * ce J ^eern ^e * * ^e ^ S3§65 € Z *

Příklady provedení vynálezuExamples of embodiments of the invention

Na obr. 1 je znázorněno blokové schéma zapojení malé fotovoltaické elektrárny podle vynálezu, která má v tomto příkladném provedení jednofázový výstup. Elektrárna je označena vztahovou značkou 1, přičemž obsahuje blíže neznázoměnou soustavu známých fotovoltaických panelů, k jejichž výstupu nebo výstupům jsou připojeny střídače měnící stejnosměrný proud produkovaný fotovoltaickými články panelů na proud střídavý. Součástí elektrárny je obvykle elektroměr měřící celkové množství vyrobené elektrické energie a příslušné ochrany. Ve výstupním vodiči 11. elektrárny 1 je zapojeno první proudové čidlo 2, za kterým se vodič 11, dělí do větví 3, 4, § vedených do fázových přepínačů 21> ál 11· Fázové vodiče 32, 42, 52_na výstupu fázových přepínačů 31, 41. 51 se rozvětvují na fázové vodiče 33, 43, 53 a paralelní vodiče 34, 44, 54. Fázové j vodiče 33 prvni fáze, 43 druhé fáze a 53 třetí fáze tvoří větev vedenou do třífázového Čtyřkvadrantnlho elektroměru 5, jehož výstup je přes přípojku 61 připojen do veřejné elektrické sítě 62. Fázové vodiče 34 první fáze, 44 druhé fáze a 54 třetí fáze tvoří větev vedenou na vstupy lokálního elektrického obvodu iFig. 1 shows a block diagram of a small photovoltaic power plant according to the invention, which in this exemplary embodiment has a single-phase output. The power plant is designated by the reference numeral 1, and comprises a system of known photovoltaic panels (not shown), to the output or outputs of which are connected inverters converting the direct current produced by the photovoltaic cells of the panels into alternating current. The power plant usually includes an electricity meter measuring the total amount of electricity produced and the associated protection. A first current sensor 2 is connected in the output conductor 11 of the power plant 1, behind which the conductor 11 is divided into branches 3, 4, led to the phase switches 21, and the phase conductors 32, 42, 52 at the output of the phase switches 31, 41. 51 are branched into phase conductors 33, 43, 53 and parallel conductors 34, 44, 54. The phase conductors 33 of the first phase, 43 of the second phase and 53 of the third phase form a branch fed to a three-phase four-quadrant electricity meter 5, the output of which is via connection 61. connected to the public electricity network 62. The phase conductors 34 of the first phase, 44 of the second phase and 54 of the third phase form a branch leading to the inputs of the local electrical circuit i.

7, který je třífázovým domovním rozvodem. Ve fázových vodičích 34, 44, 54 jsou zařazena druhá proudová čidla 35, 45, 55.7, which is a three-phase house distribution. Second current sensors 35, 45, 55 are arranged in the phase conductors 34, 44, 54.

Zařízení obsahuje dále řídicí jednotku 8, jejíž vstupy jsou připojeny k výstupům prvního proudového čidla 2 vedením 81. a druhých proudových i čidel 35, 45, 55 vedeními 82, 83, 84. Výstupy řídicí jednotky jsou připojeny vedeními 85, 86, 87 k fázovým přepínačům 31, 41. 51.The device further comprises a control unit 8, the inputs of which are connected to the outputs of the first current sensor 2 via lines 81 and the second current sensors 35, 45, 55 via lines 82, 83, 84. The outputs of the control unit are connected via lines 85, 86, 87 to phase switches 31, 41. 51.

Na obr. 2 je znázorněna část zařízení podle vynálezu pro fotovoltaickou elektrárnu 1 s dvoufázovým výstupem. Ve výstupním vodiči 12 první fáze je zařazeno první proudové čidlo 21 a ve výstupním vodiči 13 druhé fáze je zařazeno prvni proudové čidlo 22. Za prvními proudovými čidly 21, 22 se vodiče — první fáze a 23 druhé fáze větví. Větve 121, 122. 123 výstupního vodiče 12 první fáze a větve 131,132,133 výstupního vodiče 13 druhé fáze jsou připojeny k vstupům první a druhé fáze fázových přepínačů 31, 41, 51. První proudová čidla 21 a 22 jsou spojena s řídicí jednotkou 8 vedeními 811 a 812. Další zapojení odpovídá provedení znázorněnému na obr. 1.Fig. 2 shows a part of the device according to the invention for a photovoltaic power plant 1 with a two-phase output. A first current sensor 21 is arranged in the output conductor 12 of the first phase and a first current sensor 22 is arranged in the output conductor 13 of the second phase. The branches 121, 122, 123 of the first phase output conductor 12 and the branches 131,132,133 of the second phase output conductor 13 are connected to the first and second phase inputs of the phase switches 31, 41, 51. The first current sensors 21 and 22 are connected to the control unit 8 via lines 811 and 812. Another circuit corresponds to the embodiment shown in FIG. 1.

··· 0« · *c » ••v · * c- a e··« e • · · * e> ·* e o··· 0 «· * c» •• v · * c- a e ·· «e • · · * e> · * e o

..· ..^ssiesc^.. · .. ^ ssiesc ^

Na obr. 3 je znázorněna část zařízení podle vynálezu pro fotovoltaickou elektrárnu 1 s třífázovým výstupem, přičemž ve výstupním vodiči 14 první fáze je zařazeno první proudové čidlo 23, ve výstupním vodiči 15 druhé fáze je zařazeno první proudové čidlo 24 a ve výstupním vodiči 16 třetí fáze je zařazeno první proudové čidlo 25. Za prvními proudovými čidly 23. 24, 25 se vodič 14 první fáze, vodič 15 druhé fáze a vodič 16 třetí fáze větví. Větve 141, 142, 143 výstupního vodiče 14 první fáze, větve 151, 152, 153 výstupního vodiče 15 druhé fáze a větve 161,162,163 výstupního vodiče 16 třetí fáze jsou připojeny k vstupům první, druhé a třetí fáze fázových přepínačů 31, 41, 51. První proudová čidla 23, 24, 25 jsou spojena s řídicí jednotkou 8 vedeními 813, 814, 815. Další zapojení odpovídá provedení znázorněnému na obr. 1.Fig. 3 shows a part of a device according to the invention for a photovoltaic power plant 1 with a three-phase output, wherein a first current sensor 23 is arranged in the output conductor 14 of the first phase, a first current sensor 24 is arranged in the output conductor 15 of the second phase and a third phase, a first current sensor 25 is arranged. Behind the first current sensors 23, 24, 25, the first phase conductor 14, the second phase conductor 15 and the third phase conductor 16 branch. The branches 141, 142, 143 of the first phase output conductor 14, the branches 151, 152, 153 of the second phase output conductor 15 and the branches 161,162,163 of the third phase output conductor 16 are connected to the first, second and third phase inputs of the phase switches 31, 41, 51. the current sensors 23, 24, 25 are connected to the control unit 8 via lines 813, 814, 815. Another connection corresponds to the embodiment shown in FIG.

Typická funkce zařízení podle vynálezu je popsána na provedení fotovoltaické elektrárny 1 s třífázovým výstupem podle obr. 3, resp. obr. 1.A typical function of the device according to the invention is described for an embodiment of a photovoltaic power plant 1 with a three-phase output according to FIG. Fig. 1.

. Elektrárna 1. je v popisovaném příkladném provedení využívána v prvé řadě pro napájení domácích elektrospotřebičů, které jsou připojeny ke všem fázím třífázového lokálního elektrického obvodu, tedy k fázovému vodiči 34 první fáze, fázovému vodiči 44 druhé fáze a fázovému vodiči 54 třetí fáze.. In the exemplary embodiment described, the power plant 1 is used primarily to supply domestic electrical appliances which are connected to all phases of the three-phase local circuit, i.e. to the first phase phase conductor 34, the second phase phase conductor 44 and the third phase phase conductor 54.

Jmenovitý výkon jednotlivých výstupních fází vlastní elektrárny 1, může být určen konstrukčním uspořádáním a zapojením sestav fotovoltaických panelů. Podle jmenovitého výkonu se zpravidla již v době instalace fotovoltaické elektrárny 1 její jednotlivé výstupní fáze přiřadí k vstupním fázím domovního lokálního elektrického rozvodu 7 s přihlédnutím k předpokládané průměrné vlastní spotřebě v jednotlivých fázích. Výstupní výkon fotovoltaické elektrárny 1 se však v jednotlivých fázích může v průběhu výroby elektrické energie měnit dočasně působícími vlivy okolí, například zastíněním v průběhu denní doby, pokrytím listím nebo sněhem apod. Rovněž se může měnit vlastní spotřeba v jednotlivých fázích lokálního elektrického obvodu 7 jak krátkodobě během dne nebo pravidelně ve dnech, tak i dlouhodobě, např. změnou spotřebičů v jednotlivých fázích domovní instalace.The nominal output of the individual output phases of the power plant 1 itself can be determined by the structural arrangement and connection of the photovoltaic panel assemblies. According to the rated output, as a rule already at the time of installation of the photovoltaic power plant 1, its individual output phases are assigned to the input phases of the domestic local electricity distribution 7, taking into account the assumed average self-consumption in the individual phases. However, the output power of the photovoltaic power plant 1 may change in individual phases during the production of electricity due to temporary environmental influences, such as shading during the day, covered with leaves or snow, etc. during the day or regularly on days, as well as in the long term, eg by changing appliances in the individual phases of home installation.

Energie vyrobená fotovoltaickou elektrárnou 1 je prvotně spotřebována v lokálním elektrickém obvodu 7. Pokud je výroba fotovoltaické elektrárny 1 ce c r c *co v e c e o ·· o ó o o c r «ve e e e e c < c n · e o o · ’ ^{r r} ° “ ^QSČOSCZ obvodu 7, pak je vyrobený elektrické sítě 62 ie měřenoThe energy produced by the photovoltaic power plant 1 is initially consumed in the local electrical circuit 7. If the production of the ^photovoltaic power plant 1 is a circuit 7, then it is produced electrical network 62 ie measured

Ί β ο e Λ Ο © Ο Ο větší, než je spotřeba v lokálním elektrickém přebytek odváděn do veřejné elektrické sítě 62.Ο β ο e Λ Ο © Ο Ο greater than the consumption in the local electricity surplus to the public electricity grid 62.

Množství energie odváděné do veřejné čtyřkvadrantnim elektroměrem 6. Čtyřkvadrantním elektroměrem 6 se navíc 5 měří i množství energie případné přiváděné z veřejné elektrické sítě 62 při aktuálně nedostatečném výkonu fotovoltaické elektrárny 1, který nestačí aktuálnímu požadovanému příkonu spotřebičů lokálního elektrického obvodu 7.In addition, the amount of energy supplied to the public four-quadrant electricity meter 6 measures 5 the amount of energy possibly supplied from the public electricity network 62 at the current insufficient power of the photovoltaic power plant 1, which is not sufficient for the current required power consumption of the local electrical circuit 7.

Pro přiklad předpokládejme, že spotřeba energie v lokálním elektrickém obvodu 7 přiváděná fázovými vodiči 34, 44 a 54 ie pro každou fázi stejná nebo 10 větší než energie dodávaná do těchto fází fotovoltaickou elektrárnou 1. V tom případě vodiči 33, 43 a 53 nepřetéká žádná energie do elektrické sítě 62. Současně energie spotřebovávaná spotřebiči za vodičem 54 v lokálním elektrickém obvodu 7 je stejná nebo větší, než energie vedená vodičem 32, a energie vedená vodičem 52 je menší, než energie vedená vodičem 32.........For example, assume that the energy consumption in the local electrical circuit 7 supplied by the phase conductors 34, 44 and 54 is equal to or greater than 10 for each phase than the energy supplied to these phases by the photovoltaic power plant 1. In this case no energy flows through the conductors 33, 43 and 53. to the electrical network 62. At the same time, the energy consumed by the appliances behind the conductor 54 in the local electrical circuit 7 is equal to or greater than the energy conducted by the conductor 32, and the energy conducted by the conductor 52 is less than the energy conducted by the conductor 32 .........

is V případě, že se snižuje odběr lokálního elektrického obvodu ve vodiči 34, řídicí jednotka 8 vyhodnotí poměry spotřeby ve fázích 34, 44 a 54 pomocí signálů 82, 83 a 84 z příslušných proudových čidel 35, 45 a 55 k vyrobené energii z fotovoltaické elektrárny 1 v jednotlivých výstupních fázích pomocí signálů 815, 814 a 813 z příslušných proudových čidel 25, 24 a 23. Řídicí 20 jednotka 8 zajistí maximalizaci- využití energie z fotovoltaické-elektrámy 1 ve vlastni spotřebě v lokálním elektrickém obvodu 7 tak, že fázové přepínače 31 a 51 přepne tak, že se navzájem vymění přiřazení výstupních fázi z fotovoltaické elektrárny 1 z původního připojení 14 -143 k 52 - 54 na nové připojení 14 -141 k 32 - 34 a původního připojení 16 -161 k 32 - 34 na nové připojení a 16 -163 25 k52-54.is In case the consumption of the local electrical circuit in the conductor 34 is reduced, the control unit 8 evaluates the consumption ratios in phases 34, 44 and 54 by means of signals 82, 83 and 84 from the respective current sensors 35, 45 and 55 to the energy produced from the photovoltaic power plant. 1 in the individual output phases by means of signals 815, 814 and 813 from the respective current sensors 25, 24 and 23. The control unit 8 ensures the maximization of the use of energy from the photovoltaic power plant 1 in its own consumption in the local electrical circuit 7 so that the phase switches 31 and 51 switches by exchanging the assignment of the output phases from the photovoltaic power plant 1 from the original connection 14 -143 to 52-54 to the new connection 14 -141 to 32-34 and the original connection 16-161 to 32-34 to the new connection, and 16 -163 25 k52-54.

Analogicky probíhá řízení přívodu elektrické energie vyráběné fotovoltaickou elektrárnou 1 ve všech příkladných provedeních zapojení podle vynálezu.By analogy, the control of the supply of electrical energy produced by the photovoltaic power plant 1 takes place in all exemplary embodiments of the circuit according to the invention.

V neznázorněných provedeních zařízení podle vynálezu jsou například tři 30 fázové přepínače 31, 41, 51 integrovány do jednoho vícefázového přepínače s přepínáním jednotlivých fází. V dalším neznázoméném provedení jsouIn non-illustrated embodiments of the device according to the invention, for example, three 30-phase switches 31, 41, 51 are integrated into one multi-phase switch with individual phase switching. In another embodiment, not shown, they are

*. Ο* o c c o · · · oo re· · o o*. Ο * o c c o · · · oo re · · o o

například jednotlivé fázové přepínače 31, 41, 51 integrovány vždy do jednoho celku tvořeného střidačem a fázovým přepínačem.for example, the individual phase switches 31, 41, 51 are each integrated into a single unit formed by an inverter and a phase switch.

Zařízení podle vynálezu je dále stejným způsobem využitelné při zapojení do tří nebo do dvou fází vícefázového lokálního elektrického obvodu 7, který je spotřebičem elektrické energie vyráběné fotovoltaickou elektrárnou 1.The device according to the invention can furthermore be used in the same way when connected to three or two phases of a multiphase local electrical circuit 7, which is a consumer of electrical energy produced by the photovoltaic power plant 1.

Zásadní výhodou řešení odběru elektrické energie z malé fotovoltaické elektrárny 1 pro lokálni elektrický obvod 7 elektrifikovaného objektu s možností odvádění přebytků energie do veřejné elektrické sítě 62 je možnost maximalizovat dodávku vyráběné energie do lokálního elektrického obvodu 7. Tím je zajištěna priorita zásobení lokálního elektrického obvodu 7 před odvodem do veřejné elektrické sítě 62.The main advantage of the solution of electricity consumption from the small photovoltaic power plant 1 for the local electrical circuit 7 of the electrified building with the possibility of discharging excess energy to the public electricity network 62 is the ability to maximize the supply of energy to the local electricity circuit 7. by discharge to the public electricity network 62.

Toto řešení respektuje ekonomiku provozu takového společensky žádoucího energetického zdroje z hlediska hospodaření jeho majitele. Ve většině států jsou zákonným způsobem nastaveny podmínky, které jsou nejvýhodnější, je-íi spotřebováno maximální množství energie vyrobené fotovoltaickým zdrojem v lokálním elektrickém obvodu sním spřaženým. Většinou jsou stanoveny ceny za výrobu elektrické energie fotovoltaickým zdrojem tak, že výrobce obdrží za každou vyrobenou energetickou jednotku určitou cenu C bez ohledu na to, zda ji spotřebuje sám ve svém lokálním elektrickém obvodur nebo zda jí prodá do veřejné elektrické sítě. Za energetickou jednotku prodanou do veřejné elektrické sítě obdrží výrobce navíc například 10 procent této ceny C, naopak za energetickou jednotku nakoupenou z veřejné elektrické sítě zaplatí například 40 procent ceny C. Je zřejmé, že prodej elektrické energie vyrobené v malé fotovoltaické elektrárně do veřejné elektrické sítě je hospodárný až po zajištění potřebného příkonu pro vlastní spotřebu v lokálním elektrickém obvodu.This solution respects the economics of operating such a socially desirable energy source in terms of its owner's economy. In most countries, the conditions that are most advantageous are legally set if the maximum amount of energy produced by a photovoltaic source in the local electrical circuit is consumed by a coupled sensor. In most cases, prices for the production of electricity by a photovoltaic source are set so that the producer receives a certain price C for each energy unit produced, regardless of whether he consumes it himself in his local electrical circuit or sells it to the public electricity grid. For example, for an energy unit sold to the public electricity grid, the producer receives 10 percent of this price C, while for an energy unit purchased from the public electricity grid he pays for example 40 percent of the price C. It is clear that sales of electricity produced in a small photovoltaic plant it is economical only after providing the necessary power input for own consumption in the local electrical circuit.

Seznam vztahových značek elektrárna výstupní vodič výstupní vodič první fázeList of reference marks power plant output conductor first stage output conductor

121 větev (výstupního vodiče)121 branch (output conductor)

122 větev (výstupního vodiče)122 branch (output conductor)

123 větev (výstupního vodice) výstupní vodič druhé fáze123 branch (output conductor) output conductor of the second phase

131 větev (výstupního vodiče)131 branch (output conductor)

132 větev (výstupního vodiče)132 branch (output conductor)

133 větev (výstupního vodiče) výstupní vodič první fáze133 branch (output conductor) output conductor of the first phase

141 větev (výstupního vodiče)141 branch (output conductor)

142 větev (výstupního vodiče)142 branch (output conductor)

143 větev (výstupního vodiče) výstupní vodič druhé fáze143 branch (output conductor) output conductor of the second phase

151 větev (výstupního vodiče)151 branch (output conductor)

152 větev (výstu pn i ho vodiče)152 branch (output of conductor)

153 větev (výstupního vodiče) výstupní vodič třetí fáze153 branch (output conductor) third phase output conductor

161 větev (výstupního vodiče)161 branch (output conductor)

162 větev (výstupního vodiče)162 branch (output wire)

163 větev (výstupního vodiče) první proudové čidlo první proudové čidlo první proudové čidlo první proudové čidlo první proudové čidlo první proudové čidlo větev (výstupního vedení elektrárny) fázový přepínač fázový vodič první fáze (za přepínačem) fázový vodič první fáze (za přepínačem - do sítě) fázový vodič první fáze (za přepínačem - do lokálního obvodu) druhé proudové čidlo větev (výstupního vedení elektrárny) fázový přepínač fázový vodič fáze (za přepínačem) fázový vodič fáze (za přepínačem - do sítě) fázový vodič fáze (za přepínačem - do lokálního obvodu) druhé proudové čidlo větev (výstupního vedení elektrárny) fázový přepínačS fázový vodič fáze (za přepínačem) fázový vodič fáze (za přepínačem - do sítě) fázový vodič fáze (za přepínačem - do lokálního obvodu) druhé proudové čidlo čtyřkvadrantní elektroměr přípojka (veřejné sítě) veřejná síť lokální elektrický obvod řídicí jednotka163 branch (output conductor) first current sensor first current sensor first current sensor first current sensor first current sensor first current sensor branch (power plant output line) phase switch phase conductor first phase (behind switch) phase conductor first phase (behind switch - to mains ) phase conductor first phase (behind the switch - to the local circuit) second current sensor branch (power plant output line) phase switch phase phase conductor (behind the switch) phase phase conductor (behind the switch - to the mains) phase phase conductor (behind the switch - to the local circuit) second current sensor branch (power plant output line) phase switchS phase phase conductor (behind the switch) phase phase conductor (behind the switch - to the network) phase phase conductor (behind the switch - to the local circuit) second current sensor four-quadrant electricity meter connection (public networks) ) public network local electrical circuit control unit

81 vedení (ij - první čidlo)81 lines (ij - first sensor)

811 vedení (řj - první čidlo)811 line (line - first sensor)

812 vedení (řj - první čidlo)812 line (line - first sensor)

813 vedení (řj - první čidlo)813 line (line - first sensor)

814 vedení (řj - první čidlo)814 line (line - first sensor)

815 vedení (řj - první čidlo) vedení (řj - druhé čidlo) vedení (ij - druhé čidlo) vedení (řj - druhé čidlo) vedení (řj - fázový přepínač)815 line (řj - first sensor) line (řj - second sensor) line (ij - second sensor) line (řj - second sensor) line (řj - phase switch)

86 vedení (řj - fázový přepínač) vedení (η - fázový přepínač)86 line (řj - phase switch) line (η - phase switch)

Claims

PATENT CLAIMS

A method of taking electricity from the output of a photovoltaic power plant (1) for its own consumption in at least one phase of a multiphase local electric circuit (7) and for discharging excess electricity produced by this photovoltaic power plant (1) into a public three-phase electric grid (62), characterized by monitoring the current amount of electricity produced in the individual phases of the photovoltaic power plant output (1) and the current electricity consumption in the individual phases of the local electrical circuit (7), comparing the detected amounts of energy produced and consumed and according to the amount of energy actually produced in the individual phases of the photovoltaic power plant output (1) and according to the actual current consumption in the individual phases of the local electrical circuit (7), the individual phases of the photovoltaic power plant output (1) and the individual phases of the local electrical circuit produced by a photovoltaic power plant u (1) maximizes the amount of energy consumed in the local electrical circuit (7).

The power consumption method according to claim 1, characterized in that the phase switching takes place after the difference between the monitored actual energies produced and / or the actual energy consumptions, the magnitude of which is parameterizable, is established.

The power consumption method according to claim 1 or 2, characterized in that the time for evaluating the difference between the monitored actual energies produced and / or the actual energy consumptions, which requires a phase change, is parameterizable.

Method of electricity consumption according to any one of the preceding claims, characterized in that the maximum phase switching frequency is parameterizable.

5. Apparatus for taking electricity from a photovoltaic power plant (1), which comprises a device for granular direct current to alternating current, <· of ^Λ e. «· Ce <· *> *) Π» f, · «A * · C ťen «π _β « «c

The _photovoltaic power plant ₍ 1) is connected to at least one output phase and is coupled to the connection (61) by its output phases. ) of a three-phase public electricity network (62) and with a connection of a multiphase local electric circuit (7), characterized in that phase switches (31, 41, ⁵¹ ) are arranged in the output phases of the photovoltaic power plant (1), the output of each phase switch ( 31, 41, 51) is branched into phase conductors (33, 34, 43, 44, 53, 54) of two branches, one of which is connected to the input of one phase of the public power supply (62) and the other is connectable to the input of one phase of the local electrical circuit (7), wherein in each output phase a first current sensor (2, 21, 22, 23, 24, 25) is connected in front of the phase switch (31, 41, 51) 10 and in each input phase of the local electrical circuit ( 7) a second current sensor (35, 45, 55) is connected, all current sensors (2, 21, 22, 23, 24, 25, 35, 45, 55) and all phase the switches (31, 41, 51) are connected to the control unit (8).

Electricity consumption device according to claim 5, characterized in that the control unit (8) comprises means for setting the switching differences of the current values in the individual phases.

Electricity consumption device according to claim 6, characterized in that the control unit (8) comprises means for setting the evaluation time of the difference between the monitored current energies 20 and / or the current energies requiring a phase switch (31, 41, 51). ).

Electricity consumption device according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the control unit (8) comprises means for setting the maximum frequency of phase switching.

Electricity consumption device according to any one of claims ⁵ to

8, characterized in that the phase switch (31, 41, 51) is an integral part of the device for converting direct current to alternating current.