DE102005030907B4

DE102005030907B4 - Solargeneratoranlage, Multistrangwechselrichter für Solargeneratoranlagen und Verfahren zum Überprüfen der Isolationswiderstände der Solargeneratorstränge

Info

Publication number: DE102005030907B4
Application number: DE102005030907A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Patt Michael
Original assignee: PAIRAN GmbH
Current assignee: PAIRAN GMBH, DE
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: DE102005030907A1

Abstract

Verfahren zum Überprüfen der Isolationswiderstände einer Solargeneratoranlage mit einem Multistrangwechselrichter und einer Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen, mit den Schritten: Verbinden des Pluspols und des Minuspols eines Solargeneratorstrangs für alle Solargeneratorstränge mit Ausnahme eines ersten Solargeneratorstrangs, bis alle Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind, Bestimmen des Isolationswiderstands des ersten Solargeneratorstrangs, und entsprechendes Wiederholen der voranstehenden Schritte für alle verbliebenen Solargeneratorstränge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Isolationswiderstände einer Solargeneratoranlage sowie einen Multistrangwechselrichter für eine Solargeneratoranlage. Die Solargeneratoranlage weist einen Multistrangwechselrichter und eine Mehrzahl von Solargeneratorsträngen auf. Vorzugsweise ist in jedem der Solargeneratorstränge eine Mehrzahl von Solargeneratormodulen angeordnet, die in Reihe geschaltet sind. Die Solargeneratorstränge werden vorzugsweise mit ihren Minuspolen zusammengeschaltet. Derartige Solargeneratoranlagen (”Photovoltaikanlagen”, ”PV-Anlagen”) dienen zur Einspeisung der mittels der Solargeneratormodule erzeugten Energie in ein Versorgungsnetz oder zur Versorgung netzunabhängiger Verbraucher im so genannten Inselbetrieb. Die hierfür erforderliche Wandlung des von den Solargeneratormodulen erzeugten Gleichstroms in Wechselstrom wird durch den Wechselrichter realisiert.
STAND DER TECHNIK
Eine Solargeneratoranlage mit einem Multistrangwechselrichter und einer Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 19 766 A1 bekannt. Die Solargeneratoranlage weist eine Mehrzahl von Strängen (”Strings”) auf, in der jeweils mehrere in Reihe geschaltete Solargeneratormodule angeordnet sind. Jeder der Stränge ist an einen DC/DC-Wandler angeschlossen. Die DC/DC-Wandler sind parallel geschaltet und mit einer Wechselrichterbrücke verbunden. Der von dem Wechselrichter erzeugte Wechselstrom wird in ein Wechselspannungsnetz eingespeist bzw. einem netzunabhängigen Verbraucher bereitgestellt.
Im Stand der Technik wird die automatische Überwachung der Isolationswiderstände von Salargeneratormodulen gegen Erde gefordert, um die Benutzersicherheit von Solargeneratoranlagen zu gewährleisten. Hierbei soll der Widerstand des Pluspols und des Minuspols der Solargeneratormodule gegen Erde einen bestimmten Wert nicht unterschreiten. Ein Defekt der Isolierung der Solargeneratormodule kann aufgrund der hohen Spannungen von bis zu 1.000 V Personen stark gefährden.
Bisher ist es im Stand der Technik jedoch nicht möglich, die Isolationswiderstände von Solargeneratormodulen und somit die Betriebssicherheit einer Solargeneratoranlage zuverlässig zu überprüfen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überprüfen der Isolationswiderstände einer Solargeneratoranlage bereitzustellen, mit dem bei beliebigen Kombinationen der Eingangsspannungen der Mehrzahl von Solargeneratorsträngen in den Multistrangwechselrichter die ordnungsgemäße Isolierung der Solargeneratormodule festgestellt werden kann.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1, 7 und 13 gelöst.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Isolationswiderstände einer Solargeneratoranlage mit einem Multistrangwechselrichter und einer Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Verbinden des Pluspols und des Minuspols eines Solargeneratorstrangs für alle Solargeneratorstränge mit Ausnahme eines ersten Solargeneratorstrangs, bis alle Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind,

– Bestimmen des Isolationswiderstands des ersten Solargeneratorstrangs, und
– entsprechendes Wiederholen der voranstehenden Schritte für alle verbliebenen Solargeneratorstränge.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Solargeneratoranlage mit einem Multistrangwechselrichter sowie einen Multistrangwechselrichter für eine Solargeneratoranlage. Die Solargeneratoranlage weist eine Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen auf. Es ist ein erster Schalter vorgesehen, der dem ersten Solargeneratorstrang derart zugeordnet ist, dass er den Pluspol und den Minuspol des ersten Solargeneratorstrangs in seiner geschlossenen Position verbindet und in seiner geöffneten Position trennt. Ein zweiter Schalter ist dem zweiten Solargeneratorstrang derart zugeordnet, dass er den Pluspol und den Minuspol des zweiten Solargeneratorstrangs in seiner geschlossenen Position verbindet und in seiner geöffneten Position trennt. Eine Steuer- und Messeinrichtung ist zum Ausführen der folgenden Schritte ausgebildet und angeordnet:

– Verbinden des Pluspols und des Minuspols eines Solargeneratorstrangs für alle Solargeneratorstränge mit Ausnahme eines ersten Solargeneratorstrangs, bis alle Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind,
– Bestimmen des Isolationswiderstands des ersten Solargeneratorstrangs, und
– entsprechendes Wiederholen der voranstehenden Schritte für alle verbliebenen Solargeneratorstränge.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Solargeneratoranlage und zum Überprüfen der Isolationswiderstände der Solargeneratoranlage mit einem Multistrangwechselrichter sowie auf den Multistrangwechselrichter und die Solargeneratoranlage mit dem Multistrangwechselrichter. Die Solargeneratoranlage weist eine Mehrzahl n von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl m von Solargeneratormodulen auf. Jeder der Solargeneratorstränge kann nur ein Solargeneratormodul oder auch mehrere Salargeneratormodule aufweisen.
Zum Überprüfen der Isolationswiderstände der Solargeneratoranlage werden nacheinander sämtliche Isolationswiderstände der n Solargeneratorstränge bestimmt. Zum Überprüfen des Isolationswiderstands eines ersten Solargeneratorstrangs werden für alle n – 1 übrigen Solargeneratorstränge der Pluspol und der Minuspol des jeweiligen Solargeneratorstrangs verbunden und dieser Solargeneratorstrang somit kurzgeschlossenen, bis alle Eingangsspannungen der in dieser Weise kurzgeschlossenen n – 1 Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind. Während dieses Zustands wird der Isolationswiderstand des ersten (nicht-kurzgeschlossenen) Solargeneratorstrangs bestimmt. Anschließend werden diese Verfahrensschritte für alle verbliebenen Solargeneratorstränge entsprechend wiederholt. Dies bedeutet, dass die voranstehenden Schritte auch für den zweiten, dritten, vierten, usw. (bis zum n-ten) Solargeneratorstrang durchgeführt werden, wobei dann mit der Ausnahme des zu untersuchenden Solargeneratorstrangs die verbliebenen n – 1 Solargeneratorstränge – d. h. auch der erste Solargeneratorstrang – kurzgeschlossen werden. Es versteht sich, dass der Pluspol und der Minuspol des jeweiligen Solargeneratorstrangs über zwischengeschaltete Elemente – z. B. Induktivitäten oder Dioden – miteinander verbunden werden können.
Solargeneratormodule weisen eine nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie auf, die in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung variiert. Die Spannung am jeweiligen Solargeneratormodul stellt sich nach dem entnommenen Strom ein. Um sicherzustellen, dass eine maximale Leistung entnommen werden kann, wird der Strom mittels eines so genannten Maximum Power Point Trackers (”MPP-Tracker”) eingestellt. Die Zwischenkreisspannung UZK muss um das 1,41-fache höher sein als die geometrische Addition der Zeiger aus Grundschwingung der Netzspannung UNETZ und der Grundschwingung des Spannungsfalls an den Siebkreiselementen UL. In Europa sollte die Zwischenkreisspannung UZK vorzugsweise in etwa 400 V betragen. Um sicherzustellen, dass eine solche Zwischenkreisspannung UZK von etwa 400 V am ZK-Kondensator eingestellt wird, wird üblicherweise ein DC/DC-Wandler zur Spannungsanpassung und zur Findung der maximalen Leistung (MPP) vor den ZK-Kondensator geschaltet. Alternativ kann ein Transformator zur Spannungsanpassung verwendet werden. Bei Solargeneratoranlagen mit mehreren Strängen und einem Mehrstrangwechselrichter ist für jeden Strang ein separater DC/DC-Wandler vorhanden.
Bei bestimmten Eingangsspannungskonstellationen der Solargeneratorstränge in den Mehrstrangwechselrichter wird die Spannung des Pluspols eines ersten Solargeneratorstrangs gegen Erde zu Null. Um dennoch einen eventuell vorliegenden Isolationsfehler zwischen dem Pluspol des zweiten Solargeneratorstrangs und Erde bestimmen und somit die Isolationswiderstände der Solargeneratoranlage zuverlässig überprüfen zu können, wird das neue Steuer- und Messkonzept angewendet.
Vorzugsweise weist der Schritt des Bestimmens des Isolationswiderstands folgende Unterschritte auf:

– Messen der Spannungen zwischen Pluspol und Erde, Minuspol und Erde und Pluspol und Minuspol des ersten Solargeneratorstrangs, während die Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind und der Pluspol und der Minuspol des ersten Solargeneratorstrangs nicht verbunden sind,
– Summieren der zwischen Pluspol und Erde und Minuspol und Erde gemessenen Spannungen, und
– Vergleichen der Summe der zwischen Pluspol und Erde und Minuspol und Erde gemessenen Spannungen mit der zwischen Pluspol und Minuspol gemessenen Spannung.

Gegebenenfalls wird die zwischen Pluspol und Minuspol gemessene Spannung dabei mit einem Faktor gewichtet.
Es ist bevorzugt, dass der jeweilige Pluspol und Minuspol der Solargeneratorstränge für mehrere Millisekunden, insbesondere zwischen 1 ms und 10 ms, verbunden wird. Die verwendete Verbindungsdauer bzw. Kurzschlussdauer hängt dabei z. B. von den herrschenden Spannungen und den eingesetzten Bauelementen ab. Die Solargeneratorstränge werden vorzugsweise durch gleichzeitiges Schalten der Schalter kurzgeschlossen. Es können aber auch unterschiedliche Schaltzeitpunkte gewählt werden, solange sichergestellt ist, dass während der Bestimmung des Isolationswiderstands des nicht-kurzgeschlossenen Solargeneratorstrangs die Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind.
Anhand der Isolationswiderstände kann ein Gut/Schlecht-Signal ausgegeben werden, welches zur Festlegung des Betriebszustands der Solargeneratoranlage dient. So kann beim Vorliegen eines Schlecht-Signals eine Warnmeldung ausgehen und die Solargeneratoranlage nicht anlaufen bzw. abgeschaltet werden, sofern sie bereits läuft. Die Bestimmung der Isolationswiderstände wird vorzugsweise mindestens bei jedem Start der Solargeneratoranlage durchgeführt. Ein Schlecht-Signal wird insbesondere dann ausgegeben, wenn ein Isolationswiderstand mindestens eines der Solargeneratorstränge weniger als ein voreingestellter Wert, insbesondere ein Wert zwischen 500 kΩ und 1000 kΩ, beträgt, Darüber liegende Widerstände werden als betriebssicher angesehen.
Die verwendeten Schalter können Teil eines ohnehin vorhandenen DC/DC-Wandlers sein, so dass kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Verschiedene Arten von DC/DC-Wandlern – z. B. auch zweistufige DC/DC-Wandler mit zwei oder mehr Schaltern pro DC/DC-Wandler – können dabei Anwendung finden.
Es ist aber auch möglich, separate Schalter vorzusehen, insbesondere dann, wenn kein DC/DC-Wandler vorgesehen ist. Die verwendeten Schalter können als elektrische oder elektronische Schalter, insbesondere GTOs, MOSFETs, IGBTs, IGCTs, Bipolare Transistoren, MCTs, Thyristoren oder andere elektronische Schaltelemente, ausgebildet sein.
Die Steuer- und Messeinrichtung zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens und als Teil des neuen Multistrangwechselrichters kann insbesondere als Mikroprozessor ausgebildet sein. Die Steuer- und Messeinrichtung bzw. der Mikroprozessor kann neben der Steuerung der Schalter auch die Steuerung weiterer Bauelemente des Multistrangwechselrichters übernehmen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der gesamten Beschreibung. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche abweichend von den gewählten Rückbeziehungen ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungsfiguren dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Solargeneratoranlage mit einem Einstrangwechselrichter und einem Solargeneratorstrang.
2 zeigt ein Ersatzschaltbild einer neuen Solargeneratoranlage mit einem Mehrstrangwechselrichter und zwei Solargeneratorsträngen.
3 zeigt ein Schaltbild eines ersten konkreten Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage.
4 zeigt ein Schaltbild eines zweiten konkreten Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage,
5 zeigt ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage.
6 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage.
7 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage.
FIGURENBESCHREIBUNG
1 zeigt ein Ersatzschaltbild eines Einstrangwechselrichters einer Solargeneratoranlage. Es werden hochohmige Widerstände R₁ und R₂ zwischen den Pluspol (L+) und den Minuspol (L–) des Solargeneratormoduls PV₁ gegen Erde geschaltet, um an diesen eine Spannung messen zu können. Die Widerstände R₁ und R₂ sind so hochohmig, das im Falle einer Unterbrechung des Erdleiters keine Personen gefährdenden Ströme fließen können. In der Regel werden R₁ = R₂ = 10 MΩ eingesetzt. Dabei teilt sich die Spannung L+ gegen Erde und L– gegen Erde bei gleich großen Widerständen gemäß der Spannungsteilerregel auf. Bei bekannter Spannung des einen Solargeneratorstrangs (und somit des Solargenerators U_SG) und einer Abweichung der gemessenen Teilspannungen kann so auf einen Isolationsfehler des Solargeneratormoduls PV₁ geschlossen werden.
Bei einem Mehrstrangwechselrichter gelten jedoch andere Verhältnisse. Bei der beispielhaften Anzahl von Strängen von n = 2 erweitert sich das Ersatzschaltbild gemäß 1 um das zweite Solargeneratormodul PV₂ und den Ersatzwiderstand R₃, wie dies in 2 dargestellt ist. Der Ersatzwiderstand R₃ repräsentiert im Ersatzschaltbild eine Parallelschaltung. Hier gilt für die Spannung U_GND gegen Erde (U_{GND_Erde}):
Für die Spannung U_PV1plus gegen Erde (U_{PV1plus_Erde}) gilt:
Für die Spannung U_PV2plus gegen Erde (U_{PV2plus_Erde}) gilt:
Die Isolationsmessungen können dann durchgeführt und die Ergebnisse von U_{PV1plus_Erde} und U_{PV2plus_Erde} mit den entsprechenden Ergebnissen der Berechnungen gemäß den oberhalb angegebenen Formeln verglichen werden. Wenn die gemessenen Werte von dem berechneten Werten abweichen, kann grundsätzlich auf einen Isolationsfehler geschlossen werden.
Nun kann aber bei einer bestimmten Eingangsspannungskonstellation der unterschiedlichen Solargeneratorstränge in den Mehrstrangwechselrichter die Spannung U_{PV1plus_Erde} zu Null werden. Dies hat zur Folge, dass ein Isolationsfehler (Erdschluss) zwischen dem Pluspol von PV₂ und Erde nicht erkannt wird. Diese Konstellation der Spannungen tritt entsprechend der Formel in der Klammer des Zählers der oberhalb unter (2) angegebenen Gleichung U_{PV1plus_Erde} auf, wenn folgendes gilt:
Das gleiche Problem eines durch übliche Messung und Berechnung nicht erkennbaren Fehlers kann auftreten, wenn die Spannung U_{PV2plus_Erde} zu Null wird. Ein Isolationsfehler zwischen dem Pluspol von PV₁ und Erde wird dann Im Stand der Technik nicht detektiert, wenn folgendes gilt:
Durch Variation der Messwiderstände und durch Spannungs-Bereichseinschränkung könnte zwar versucht werden, diese Fälle auszuschließen. Die Freiheitsgrade sind jedoch durch die untere Grenze der Widerstände und die gewünschte Spannungsvariationsvielfalt eingeschränkt.
An dieser Stelle setzt nun das erfindungsgemäße Steuerungs- und Messkonzept an, wie dies oberhalb unter der Überschrift ”Beschreibung der Erfindung” detailliert erläutert wurde. Wenn also nun der zweite Solargeneratorstrang PV₂ kurzgeschlossen wird, ist die Spannung U_PV2 in guter Näherung Null und die Gleichung (1) vereinfacht sich zu:
Die Gleichung (5) kann dann nicht mehr erfüllt werden, weil nun folgendes gilt:
Nun reduziert sich das Ersatzschaltbild gemäß 2 zu dem in 1 dargestellten, d. h. einer Anordnung mit nur einer Spannungsquelle bzw. nur einem Solargeneratorstrang PV₁ und nur zwei Widerständen R₁ und R₂. Folglich kann dann das bekannte Mess- und Bestimmungsverfahren verwendet werden, um den Isolationswiderstand des ersten Solargeneratorstrangs PV₁ zu bestimmen, wie dies für Einstrangwechselrichter der Fall ist. Anschließend wird der entsprechende Vorgang für den zweiten Solargeneratorstrang PV₂ wiederholt.
3 zeigt ein Schaltbild eines ersten konkreten Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage anhand des Beispiels der Anordnung von drei Solargeneratorsträngen, nämlich den Solargeneratorsträngen PV₁, PV₂ und PV₃. Es ist insbesondere erkennbar, dass die Steuerung mit den Schaltern S_DC1, S_DC2 und S_DC3 der Solargeneratorsträngen PV₁, PV₂ und PV₃ verbunden ist, so dass diese in der gewünschten Weise geöffnet bzw. geschlossen werden können, um die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Kurzschlüsse zu erzeugen. Der Solargeneratorstrang PV₁ weist in diesem Fall als Schaltelement den Schalter S_DC1 auf, der gemeinsam mit der dargestellten Induktivität und der Diode D₁ einen DC/DC-Wandler bildet.
4 zeigt ein Schaltbild eines zweiten konkreten Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage anhand des Beispiels der Anordnung von drei Solargeneratorsträngen, nämlich den Solargeneratorsträngen PV₁, PV₂ und PV₃. Im Unterschied zu 3 ist insbesondere erkennbar, dass die Steuerung weiterhin mit den zusätzlichen Schaltern S_A1, S_A2 und S_A3 verbunden ist, so dass diese in der gewünschten Weise geöffnet bzw. geschlossen werden können, um die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Kurzschlüsse zu erzeugen. Die zusätzlichen sind hierbei nicht Teil des DC/DC-Wandlers.
5 zeigt ein Schaltbild eines dritten konkreten Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage. In diesem Fall sind als Schalter IGBTs vorgesehen. Es versteht sich, dass stattdessen aber auch andere geeignete elektrische oder elektronische Bauteile verwendet werden können, wobei es ebenfalls möglich ist, in unterschiedlichen Solargeneratorsträngen unterschiedliche Bauteile vorzusehen. Es versteht sich ebenfalls, dass auch bei dieser Ausführungsform die in den 3, 4 dargestellte Steuerung oder eine andere Steuerung vorhanden sein kann.
6 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage anhand des Beispiels der Anordnung von zwei Solargeneratorsträngen, nämlich den Solargeneratorsträngen PV₁ und PV₂. Weiterhin sind die zwei DC/DC-Wandler vereinfacht dargestellt. Die elektrischen bzw. elektronischen Bauteile zum Erzeugen der Kurzschlüsse sind Teil der DC/DC-Wandler. Es wäre aber ebenfalls möglich, diese Bauteile als separate, zusätzliche Bauteile auszubilden. Es versteht sich, dass auch bei dieser Ausführungsform die in den 3, 4 dargestellte Steuerung oder eine andere Steuerung vorhanden sein kann.
7 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der neuen Solargeneratoranlage anhand des Beispiels der Anordnung von drei Solargeneratorsträngen, nämlich den Solargeneratorsträngen PV₁, PV₂ und PV₃. In diesem Beispiel sind die Schalter zum Erzeugen der Kurzschlüsse Teil des Multistrangwechselrichters selbst. Es ist kein DC/DC-Wandler vorhanden. Stattdessen sind so genannte Stringdioden D₁, D₂ und D₃ vorgesehen, die verhindern, dass ein nicht ordnungsgemäß arbeitender Solargeneratorstrang mit einem korrekt arbeitenden Solargeneratorstrang zusammengeschaltet wird.

Claims

Verfahren zum Überprüfen der Isolationswiderstände einer Solargeneratoranlage mit einem Multistrangwechselrichter und einer Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen, mit den Schritten: Verbinden des Pluspols und des Minuspols eines Solargeneratorstrangs für alle Solargeneratorstränge mit Ausnahme eines ersten Solargeneratorstrangs, bis alle Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind, Bestimmen des Isolationswiderstands des ersten Solargeneratorstrangs, und entsprechendes Wiederholen der voranstehenden Schritte für alle verbliebenen Solargeneratorstränge.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens des Isolationswiderstands folgende Schritte aufweist: Messen der Spannungen zwischen Pluspol und Erde, Minuspol und Erde und Pluspol und Minuspol des ersten Solargeneratorstrangs, während die Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind und der Pluspol und der Minuspol des ersten Solargeneratorstrangs nicht verbunden sind, Summieren der zwischen Pluspol und Erde und Minuspol und Erde gemessenen Spannungen, und Vergleichen der Summe der zwischen Pluspol und Erde und Minuspol und Erde gemessenen Spannungen mit der zwischen Pluspol und Minuspol gemessenen Spannung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Pluspol und Minuspol der Solargeneratorstränge für mehrere Millisekunden, insbesondere zwischen 1 ms und 10 ms verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Isolationswiderstände ein Gut/Schlecht-Signal ausgegeben wird, welches zur Festlegung des Betriebszustands der Solargeneratoranlage dient.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Schlecht-Signals eine Warnmeldung ausgeben wird und die Solargeneratoranlage nicht anläuft bzw. abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlecht-Signal ausgegeben wird, wenn ein Isolationswiderstand eines der Solargeneratorstränge weniger als ein voreingestellter Wert, insbesondere ein Wert zwischen 500 kΩ und 1000 kΩ, beträgt.
Multistrangwechselrichter für eine Solargeneratoranlage mit einer Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen, mit: einem ersten Schalter, der dem ersten Solargeneratorstrang derart zugeordnet ist, dass er den Pluspol und den Minuspol des ersten Solargeneratorstrangs in seiner geschlossenen Position verbindet und in seiner geöffneten Position trennt, einem zweiten Schalter, der dem zweiten Solargeneratorstrang derart zugeordnet ist, dass er den Pluspol und den Minuspol des zweiten Solargeneratorstrangs in seiner geschlossenen Position verbindet und in seiner geöffneten Position trennt, und einer Steuer- und Messeinrichtung, die zum Ausführen der folgenden Schritte ausgebildet und angeordnet ist: Verbinden des Pluspols und des Minuspols eines Solargeneratorstrangs für alle Solargeneratorstränge mit Ausnahme eines ersten Solargeneratorstrangs, bis alle Eingangsspannungen der kurzgeschlossenen Solargeneratorstränge in den Multistrangwechselrichter annähernd Null sind, Bestimmen des Isolationswiderstands des ersten Solargeneratorstrangs, und entsprechendes Wiederholen der voranstehenden Schritte für alle verbliebenen Solargeneratorstränge.
Multistrangwechselrichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter Teil eines DC/DC-Wandlers sind.
Multistrangwechselrichter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter als elektrische oder elektronische Schalter, insbesondere GTOs, MOSFETs, IGBTs, IGCTs, Bipolare Transistoren, MCTs, Thyristoren, ausgebildet sind.
Multistrangwechselrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Messeinrichtung als Mikroprozessor ausgebildet ist.
Multistrangwechselrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Messeinrichtung zum Ausgeben eines Gut/Schlecht-Signals ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Schlecht-Signal und eine Warnmeldung ausgegeben werden und die Solargeneratoranlage nicht anläuft bzw. abgeschaltet wird, wenn ein Isolationswiderstand eines der Solargeneratorstränge weniger als ein voreingestellter Wert, insbesondere ein Wert zwischen 500 kΩ und 1000 kΩ, beträgt.
Multistrangwechselrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Messeinrichtung zur Steuerung der Schalter und weiterer Bauelemente des Multistrangwechselrichters ausgebildet ist.
Solargeneratoranlage mit einer Mehrzahl von Solargeneratorsträngen mit einer Mehrzahl von Solargeneratormodulen, gekennzeichnet durch einen Multistrangwechselrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 12.