DE102007032605A1 - Fotovoltaikanlage - Google Patents

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fotovoltaikanlage mit mindestens einem Fotovoltaikelement, insbesondere mit mehreren elektrisch miteinander verbundenen Fotovoltaikelementen, sowie elektrischen Verbindungsleitungen zur Bereitstellung von elektrischem Strom.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fotovoltaikanlage mit mindestens einem Fotovoltaikelement, insbesondere mit mehreren elektrisch miteinander verbundenen Fotovoltaikelementen, sowie mit elektrischen Verbindungsleitungen zur Bereitstellung von elektrischem Strom.
  • Derartige Fotovoltaikanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden zur Erzeugung von elektrischer Energie durch Umwandlung von solarer Strahlungsenergie in vielfältigen Varianten eingesetzt. Bekannte Anordnungen sehen eine Vielzahl von einzelnen Fotovoltaikmodulen vor, die beispielsweise auf Gebäudedächern, an Fassaden oder auf Freiflächen aufgestellt und gruppiert sein können. Die einzelnen Module sind in der Regel in Gruppen in Serie geschaltet, so dass die heute meist bereitgestellte elektrische Gleichspannung dann erforderlichenfalls etwa vor Einspeisung in ein öffentliches Stromnetz zu einem Wechselrichter geleitet oder ggf. auch direkt oder ggf. nach Umspannung oder ggf. nach Umwandlung in einem Elektromotor mit Generator oder ggf. nach Zwischenspeicherung in ein öffentliches Stromnetz eingespeist oder zur eigenen Verwendung bereitgestellt werden kann. Mittlerweile ist es auch möglich, durch bestimmte Fotovoltaikmodule Wechselspannung zu erzeugen.
  • Im Schadens- oder Störfall, insbesondere bei Bränden, können die von der Anlage bereitgestellten elektrischen Spannungswerte jedoch zu schwerwiegenden Problemen führen.
  • Bei den Fotovoltaikanlagen aus dem Stand der Technik ist es zwar mittlerweile möglich, diese durch Betätigung bestimmter Freischalter vom Netz zu nehmen. Realisiert ist diese DC (= Gleichstrom)-Freischaltung meist erst am Übergang zum Wechselrichter. Kommt es beispielsweise zum Brandfall, kann die Feuerwehr zumindest über diese Freischaltung das Gebäude teilweise stromlos schalten. Dies gilt jedoch nicht für die Fotovoltaikmodule und die elektrischen Leitungen bis zum DC-Freischalter. Diese bleiben trotzdem unter Spannung. Im Falle eines Fotovoltaikdaches ist das gesamte Dach bzw. die Leitungen, Module, Anschlußdosen oder auch weitere Komponenten – zumindest tagsüber – mit bis zu vielen hundert Volt unter Spannung (meist Gleichspannung). Diese Situation ändert sich real so gut wie nicht, wenn der DC-Freischalter geöffnet wird.
  • Durch das Vorliegen hoher Spannungen (z. B. 900 Volt bei größeren Fotovoltaikanlagen) im Bereich der Fotovoltaikanlagen besteht Lebensgefahr, wenn elektrisch leitende Teile (z. B. freiliegende Verbindungsleitungen ohne Isolierung zwischen den Fotovoltaik-Modulen) berührt werden. Große Gefahren ergeben sich für die Einsatzkräfte der Feuerwehr beim Löschen eines Brandes mit Löschwasser im Bereich der Fotovoltaikanlagen, insbesondere der Fotovoltaik-Module.
  • Diesem Problem widmet sich DE 20 2006 007 613 U1 , welches eine thermische Stromkreistrennung (bei ca. 100–200°C) hauptsächlich irreversibel vorsieht. Eine derartige thermische Stromkreistrennung ist faktisch jedoch völlig unzureichend, weil es dazu im Bereich der Module bereits brennen muss, damit eine solche „Absicherung" überhaupt erst greifen kann. Ob die Schutzfunktion aktiviert wird, kann man optisch nicht sehen. Erst wenn die Flammen schon über die Module schlagen, ist eventuell davon auszugehen, dass die Schutzfunktion aktiviert wurde. Die im genannten Dokument zitierte thermische Stromkreistrennung erfolgt nur passiv und kann nicht aktiv ausgelöst werden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der Fotovoltaikanlagen aus dem Stand der Technik zu überwinden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fotovoltaikanlage mit mindestens einem Fotovoltaikelement, insbesondere auch mit mehreren elektrisch miteinander verbundenen Fotovoltaikelementen, sowie mit elektrischen Verbindungsleitungen zur Bereitstellung von elektrischem Strom gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Stromfluss und/oder die Spannung und/oder die elektrische Verbindung an mindestens einem Fotovoltaikelement und/oder innerhalb mindestens eines Fotovoltaikelements und/oder zwischen mehreren Fotovoltaikelementen steuerbar ist.
  • So ist es mit der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage beispielsweise möglich, diese bei Bedarf, z. B. im Notfall, komplett von lebensgefährlichen Spannungswerten zu befreien bzw. stromlos zu schalten. Dadurch können sämtliche elektrisch leitende Teile der Fotovoltaikanlage gefahrlos berührt werden. Auch ist es bei der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage ohne Weiteres möglich, sämtliche Teile der Anlage im Brandfall gefahrlos mit Löschwasser zu löschen.
  • In der Regel weist die erfindungsgemäße Fotovoltaikanlage eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Fotovoltaikelementen auf. Bei den Fotovoltaikelementen handelt es sich vorzugsweise um Fotovoltaikmodule. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine ganze Fotovoltaikanlage aus einem einzigen Fotovoltaik-Element besteht. Auch ist es denkbar, dass die einzelnen Fotovoltaik-Elemente Fotovoltaik-Dachziegel sind. Auch können die Fotovoltaik-Elemente mit Fotovoltaik-Farbe gestrichene oder mit fotovoltaischer Beschichtung überzogene bzw. beschichtete Flächen, insbesondere auch mit evtl. zusätzlichen Komponenten sein. Ferner ist es denkbar, dass die Fotovoltaik-Elemente mit fotovoltaisch wirksamen Elementen versehene Bahnen sind, die aufgeklebt werden können und evtl. auch besonders elastisch sind oder über keine glatte Oberfläche verfügen. Unter einem Fotovoltaik-Element versteht man allgemein ein Element, welches bei Einfall elektromagnetischer Strahlung bzw. von Photonen (Licht) elektrischen Strom meist über den fotoelektrischen Effekt bereitstellt. Dieser wird in der Regel von Element zu Element durch eine jeweilige Anschlussdose auf der Elementunterseite über die Verbindungsleitungen geleitet. Jede andere Verbindungsvariante soll hier mit einbezogen und abgedeckt sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage weist diese eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Fotovoltaikelementen auf, wobei vorzugsweise der Stromfluss zwischen mindestens zwei der Fotovoltaikelemente mittels einer Unterbrechungseinrichtung steuerbar ist. Steuerbar bedeutet, dass der Stromfluss ganz oder teilweise – auch reversibel – unterbrochen oder reduziert oder die anliegende Spannung reduziert bzw. innerhalb eines Fotovoltaikelements gesteuert bzw. abgeschaltet werden kann. Durch eine solche Steuerung des Stromflusses bzw. der Spannung an oder in einem bzw. zwischen zwei Fotovoltaikelementen bzw. innerhalb eines Fotovoltaikelements wird auch erreicht, dass Verbindungsleitungen zwischen diesen beiden Fotovoltaikelementen im Wesentlichen strom- bzw. spannungsreduziert, insbesondere auch komplett stromfrei sind und damit möglichst gefahrlos berührt werden können.
  • Bei einer bestimmten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage können die, insbesondere in Serie geschalteten, Fotovoltaik-Elemente gruppenweise abwechselnd elektrisch voneinander getrennt und wieder verbunden werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage können sämtliche, insbesondere in Serie geschalteten, Fotovoltaik-Elemente abwechselnd elektrisch voneinander getrennt und wieder verbunden werden. Dadurch ist es möglich, dass im Bedarfsfall der Stromfluss zwischen sämtlichen Fotovoltaik-Elementen einer Fotovoltaikanlage elektrisch voneinander getrennt werden kann, wodurch sämtliche elektrische Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Fotovoltaik-Elementen im Wesentlichen spannungsfrei gesetzt werden können. Somit können möglichst sämtliche Elemente der Fotovoltaikanlage gefahrlos berührt werden.
  • Vorzugsweise erfolgt die Steuerung über mindestens einen fernsteuerbaren Schalter, durch dessen Betätigung insbesondere der Stromfluss zwischen den Fotovoltaikelementen unterbrochen bzw. wiederhergestellt werden kann. Der Schalter ist vorzugsweise drahtlos gesteuert. Die Steuerung kann beispielsweise über Funk, Licht, elektrisch etc. erfolgen.
  • Der Schalter kann beispielsweise ein Magnetschalter sein.
  • Es können auch Leitungen zu oder zwischen den Fotovoltaik-Elementen zur Steuerung verwendet werden, insbesondere auch Verbindungsleitungen. Auch ist eine aktive Selbstaktivierung, vorzugsweise evtl. mittels Sensoren und Mikroprozessorsteuerung, möglich.
  • Mit Vorteil ist mindestens ein Fotovoltaikelement mindestens teilweise einzeln steuerbar, insbesondere abschaltbar. Dadurch können gefährliche Ströme erst garnicht aus den Fotovoltaik-Elementen herausfließen. Eine Abschaltung einzelner Fotovoltaik-Elemente kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Fotovoltaik-Element ein oder mehrere Schalter enthalten sind, durch die der Stromkreis innerhalb eines Fotovoltaik-Elements unterbrechbar ist.
  • Eine weitere Möglichkeit, einzelne Fotovoltaik-Elemente abzuschalten besteht darin, in den einzelnen Fotovoltaik-Elementen Kurzschlüsse zu erzeugen. Diese Kurzschlüsse können ebenfalls durch steuerbare Schalter geschlossen und wieder entfernt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage sind die Wafer innerhalb eines Fotovoltaikelements mindestens teilweise einzeln oder insgesamt steuerbar, insbesondere abschaltbar. Dadurch wird ebenfalls erreicht, dass einzelne Fotovoltaik-Elemente abschaltbar sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Fotovoltaikelemente von der Energiequelle, insbesondere der Sonne, mechanisch, pysikalisch, biologisch, chemisch oder biochemisch getrennt werden, insbesondere auch im Hinblick auf eine Reduzierung der Wirksamkeit des fotoelektrischen Effekts in den Fotovoltaikelementen.
  • So können die Fotovoltaik-Elemente oder Teile hiervon, insbesondere auch die Wafer mechanisch oder auf elektrischem/elektromagnetischen, kristalltechnischem Wege bzw. biologischem oder chemischem oder biochemischem bzw. optischem Wege verschattet werden (Ausführungsvarianten: mit Flüssigkristallen, „Jalousien", Raster, Blenden, Linsensystem etc.). Ergebnis ist eine fotovoltaische Steuerung auch bis hin zur Abschaltung der Fotovoltaik-Elemente insbesondere durch zumindest teilweise Abriegelung der Licht- bzw. Energiequelle oder Reduzierung der einwirkenden Lichtintensität bzw. Leistung auf die fotovoltaisch relevanten Komponenten.
  • Wie bereits oben erwähnt, sind die Fotovoltaik-Elemente vorzugsweise Fotovoltaik-Module.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1a: eine schematische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaues einer Fotovoltaikanlage aus dem Stand der Technik;
  • 1b: eine Darstellung einer nach dem aktuellen Stand der Technik üblichen Anordnung von Fotovoltaik-Elementen;
  • 1c: ein Schaltbild einer Fotovoltaikanlage aus dem Stand der Technik;
  • 2: ein schematisches Schaltbild eines Fotovoltaik-Moduls einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage;
  • 3: ein schematisches Schaltbild einer Fotovoltaik-Element-Anschlussdose zur Verwendung bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage;
  • 4: ein schematisches Schaltbild eines Fotovoltaik-Moduls einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage.
  • 1a zeigt eine schematische Darstellung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Fotovoltaikanlage 1 aus dem Stand der Technik, welche sich auf dem Dach eines Wohnhauses befindet. Die Fotovoltaikanlage ist aus einzelnen Fotovoltaik-Modulen 2 aufgebaut, die gruppenweise in Serie (sog. „String") und mehrere Gruppen gegebenenfalls parallel (nicht dargestellt) geschaltet sind. Die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Fotovoltaik-Modulen 2 erfolgt über elektrische Verbindungsleitungen 3. Weiterhin ist eine elektrische Übergabestelle 4 erkennbar, die beispielsweise ein Schaltkasten, ein sogenannter Gleichspannungs-Freischalter (DC-Freischalter) oder dergleichen sein kann, an dem die von den Fotovoltaik-Modulen 2 insgesamt gelieferte Gleichspannung zur Verfügung gestellt wird.
  • Die von der Anlage 1 gelieferte Gleichspannung wird normalerweise zu einem Wechselrichter 5 geleitet, der für eine Einspeisung in ein öffentliches Stromnetz erforderlich ist, damit die Spannung auf netzkonforme Werte – typischerweise 230 Volt und 50 Hertz – gebracht werden kann. Im Falle eines Notfalls, beispielsweise im Falle eines Brandes, kann die Fotovoltaikanlage am DC-Freischalter vom Stromnetz abgetrennt werden. Durch die Abtrennung der Fotovoltaikanlage am DC-Freischalter 4 wird jedoch nicht erreicht, dass die Spannung von den leitenden Elementen (z. B. den Verbindungsleitungen 3) der Fotovoltaikanlage 1 entfernt wird. So können beispielsweise an den Leitungen 3 zwischen den Fotovoltaik-Modulen 2 Spannungen von mehreren 100 Volt anliegen (abhängig von der Anzahl der in Serie geschalteten Fotovoltaik-Module 2). Dies birgt selbstverständlich große Gefahren für Personen, beispielsweise Feuerwehrleute, die mit diesen Teilen in Berührung kommen. Durch die vorliegende Erfindung wird erreicht, dass sämtliche Teile einer Fotovoltaikanlage bei Bedarf evtl. auch reversibel von gefährlichen elektrischen Spannungswerten befreit werden können. Dadurch soll beispielsweise bei auftretenden Bränden eine Gefährdung der Brandbekämpfer zuverlässig verhindert werden.
  • 1b zeigt eine detailliertere Darstellung der Fotovoltaikmodule 2 aus 1. Jedes der Module 2 weist eine Anschlussdose 6 auf, aus der die Verbindungsleitungen 3 treten. Die einzelnen Verbindungsleitungen 3 können über Stecker 7 mit männlichem Verbindungsteil 7a und weiblichem Verbindungsteil 7b miteinander verbunden werden. Die Verbindungsleitungen 3 können auch einer Signalübertragung dienen.
  • 1c zeigt ein typisches Schaltbild einer heute nach dem aktuellen Stand der Technik üblichen Fotovoltaikanlage. Nach dem Prinzip von 1a bzw. 1b können verschiedene Stränge von jeweils nach 1a bzw. 1b verbundenen Fotovoltaik-Elementen 2 zusammengefasst werden – hier unterbrechbar durch Freischalter 4 vor der Zusammenführung am Wechselrichter 5. Der Wechselrichter 5 wandelt bei den heute meist üblichen Fotovoltaikanlagen den meist durch Gleichstrom-Fotovoltaik-Elemente zur Verfügung gestellten Gleichstrom in Wechselstrom um, der für elektrische Verbraucher oder den Netzanschluss für das öffentliche Netz üblich ist. Wie in der vorliegenden Darstellung gezeigt ist, können mehrere Wechselrichter 5 wiederum auch abgesichert zusammengefasst werden, bevor der Strom über den Zählerverteilerkasten 8 nochmals abgesichert in das öffentliche Stromnetz eingespeist oder für elektrische Verbraucher zur Verfügung gestellt werden kann.
  • 2 zeigt eine schematische Schaltbilddarstellung eines Fotovoltaikmoduls 2a einer Ausführungform einer erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage. Wie auch die in 1b dargestellten Fotovoltaik-Module weist auch das vorliegende Fotovoltaik-Modul 2a eine Anschlussdose 9 auf. Das Fotovoltaik-Modul 2a weist ferner mehrere Einheiten fotoelektrisch wirksamer (fotovoltaischer) Komponenten, in diesem Fall sogenannte Wafer 10, auf. Das Fotovoltaik-Modul 2a weist ferner eine Steuereinheit 11 mit Empfänger und Verstärker zur Schaltung eines Relais 12 auf. Die Steuerung kann sich eigenständig über Sensoren und integrierte Logik bzw. Mechanismen in Gang setzen oder von außen mittels gesendeter Signale betätigt werden. Im Gefahrfall bzw. bei Bedarf kann das Fotovoltaik-Element 2a elektrisch abgetrennt werden, so dass kein gefährliches elektrisches Gefahrpotential mehr außen am Modul anliegt (weder hohe Spannung noch hohe elektrische Leistung). Erreicht wird dies durch die externe oder interne Aktivierung der Steuereinheit 11, bei der das Relais 12 betätigt wird, was den Schalter 13 im Relais öffnet. Dadurch ist der Stromkreis innerhalb des Moduls 2a unterbrochen.
  • Dies könnte auch auf Ebene der einzelnen oder einer einzelnen anderen Komponente am oder im Fotovoltaik-Modul erfolgen. Wird die Steuerung aufgrund externen Signals aktiviert, kann dieses per Funk oder anderer Signale übertragen werden. Es können aber auch Signale über einen hinsichtlich Signalübertragung noch durchlassenden Leistungsübertragungsweg (etwa durch induktive Übertragung via galvanisch entkoppelte Komponenten) übertragen werden.
  • Wird durch den Schalter 13 der Stromkreis innerhalb des Fotovoltaik-Moduls 2a unterbrochen, kann selbstverständlich auch kein Strom mehr aus dem Fotovoltaik-Modul 2a zu einem anderen Fotovoltaik-Modul fließen, so dass auch eine Verbindungsleitung zwischen dem Fotovoltaik-Modul 2a und einem benachbarten Fotovoltaik-Modul stromlos wird.
  • 3 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Vorrichtung zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen zwei Fotovoltaik-Modulen, im Nachfolgenden als Trennbox 14 bezeichnet. Durch die hier dargestellte Trennbox 14 ist es möglich, bereits bestehende und montierte Fotovoltaikanlagen erfindungsgemäß auszurüsten.
  • Die Trennbox 14 weist Anschlussbuchsen 15 und 16 auf, an welche die Verbindungsleitungen, welche zu jeweils einem Fotovoltaik-Modul führen, angeschlossen werden können. Die Trennbox 14 weist eine Steuereinheit 17 zur Schaltung eines Relais 18 auf. Die Steuerung kann sich eigenständig über Sensoren und integrierte Logik bzw. Mechanismen in Gang setzen oder von außen mittels gesendeter Signale betätigt werden. Durch den Schalter 19 im Relais 18 kann die elektrische Verbindung in der Trennbox 14 getrennt werden. Dadurch wird der Stromfluss zwischen den Fotovoltaik-Modulen, die über die Anschlussbuchsen 15 bzw. 16 mit der Trennbox verbunden sind, unterbrochen. Ferner weist die Trennbox 14 eine Einrichtung 20 auf, die z. B. trotz Leitungstrennung dafür sorgt, dass noch ein Signal über den Stromkreis übertragen werden kann, jedoch keine nennenswerte Leistung mehr, insbesondere keine gefährliche elektrische Leistung oder Spannung. Als Variante ist eine galvanische Trennung und Kopplung durch induktive Elemente, Halbleiter- oder andere Schaltungen mit entsprechenden Passeigenschaften denkbar.
  • 4 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Fotovoltaik-Moduls 21 einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage. Auch das Fotovoltaik-Modul 21 weist eine Vielzahl von Wafern 10 auf. Das Fotovoltaik-Modul 21 weist ebenfalls eine Steuereinheit 22 mit Verstärker und Empfänger auf, welche ebenfalls zur Schaltung eines Relais 23 bzw. eines darin integrierten Schalters 24 dient. In der vorliegenden Ausführungsvariante kann durch Betätigung des Schalters 24 (Schließen des Schalters) ein interner Kurzschluss im Fotovoltaik-Modul 21 erzeugt werden, so dass ein Potentialausgleich zwischen den Anschlüssen des Fotovoltaik-Moduls 21 hergestellt wird. Dadurch wird erreicht, dass außen am Fotovoltaik-Modul 21 keine gefährdungsrelevante oder auch nur störende bzw. zu steuernde Spannung anliegt oder Strom fließt. Man kann so beispielsweise bei Berührung der äußeren Kontakte des Fotovoltaik-Moduls 21 keinen elektrischen Stromschlag mehr erhalten, weil dort keine hinreichende Potentialdifferenz mehr anliegt und das Fotovoltaik-Modul intern kurzgeschlossen wurde. Der Kurzschluss wird analog den anderen Ausführungsformen und Lösungen durch einen Schalter 24 im Relais 23 durch die Steuerung 22 aktiviert.
  • Bei allen Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das Steuersignal, das durch insbesonder Funk, Licht, elektrisch (allgemein elektromagnetisch) übermittelt wird, oder das intern mittels Sensoren etc. ausgelöst werden kann, schaltungstechnisch von einer Absicherung der Anlage mit FI-Schutzschaltern begleitet wird und einer damit verbundenen Asymetrie-Schaltung der Ströme, welche zu einem Auslösen der FI-Schutzschalter führen. Schaltet die Steuerung (z. B. Steuereinheit 22 oder 11) ein Relais danach, kann das Schalten lastfrei erfolgen, was zu wesentlich geringerer erforderlicher Dimensionierung der Relais-Schaltleistungen führt, weil zum Schaltzeitpunkt bereits der Stromkreis geöffnet ist.
  • Es versteht sich, dass die dargestellten Ausführungformen nur exemplarisch das Prinzip der vorliegenden Erfindung verdeutlichen. Es sind zahlreiche weitere technische Varianten zur Ausführung der Erfindung möglich. So kann beispielsweise die Stromunterbrechung im Bereich der Fotovoltaik-Module bzw. im Bereich der elektrischen Leitungen, die von den Fotovoltaik-Modulen zum Wechselrichter führen, durch alle denkbaren Stromunterbrechungsvorrichtungen erfolgen.
  • Beim Abschalten einer erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage wird vorzugsweise zuerst der Wechselrichter von der Fotovoltaikanlage abgetrennt. Erst dann folgt beispielsweise ein Abschalten der einzelnen Fotovoltaik-Module. Durch die Abtrennung des Wechselrichters wird zunächst der geschlossene Stromkreis unterbrochen und die einzelnen Module müssen weitaus weniger Stromfluss aushalten als bei einem geschlossenen Stromkreis. Dadurch müssen die Module nicht exakt zur selben Zeit abgeschaltet werden, um diese nicht zu beschädigen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202006007613 U1 [0006]

Claims (12)

  1. Fotovoltaikanlage mit mindestens einem Fotovoltaikelement, insbesondere mit mehreren elektrisch miteinander verbunden Fotovoltaikelementen, sowie elektrischen Verbindungsleitungen zur Bereitstellung von elektrischem Strom, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromfluss und/oder die Spannung und/oder die elektrische Verbindung an mindestens einem Fotovoltaikelement (2, 2a, 21) und/oder innerhalb mindestens eines Fotovoltaikelements und/oder zwischen mehreren Fotovoltaikelementen steuerbar ist.
  2. Fotovoltaikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Fotovoltaikelementen (2, 2a, 21) aufweist, wobei vorzugsweise der Stromfluss zwischen mindestens zwei der Fotovoltaikelementen mittels einer Unterbrechungseinrichtung (12, 13, 18, 19, 23, 24), steuerbar ist.
  3. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere in Serie geschalteten, Fotovoltaikelemente (2, 2a, 21) gruppenweise abwechselnd elektrisch voneinander getrennt und wieder verbunden werden können.
  4. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche, insbesondere in Serie geschalteten, Fotovoltaikelemente (2, 2a, 21) abwechselnd elektrisch voneinander getrennt und wieder verbunden werden können.
  5. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung über mindestens einen fernsteuerbaren Schalter (13, 19, 24) erfolgt, durch dessen Betätigung insbesondere der Stromfluss zwischen den Fotovoltaikelementen (2, 2a, 21) unterbrochen bzw. wiederhergestellt werden kann.
  6. Fotovoltaikanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (13, 19, 24) drahtlos gesteuert ist.
  7. Fotovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (13, 19, 24) ein Magnetschalter ist.
  8. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fotovoltaikelement (2, 2a, 21) mindestens teilweise einzeln steuerbar, insbesondere abschaltbar ist.
  9. Fotovoltaikanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fotovoltaikelement (2, 2a, 21) mindestens teilweise einzeln durch Erzeugung eines Kurzschlusses abschaltbar ist.
  10. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (10) innerhalb eines Fotovoltaikelements (2, 2a, 21) mindestens teilweise einzeln oder insgesamt steuerbar, insbesondere abschaltbar sind.
  11. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotovoltaikelemente Fotovoltaikmodule (2, 2a, 21) sind.
  12. Fotovoltaikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotovoltaikelemente von der Energiequelle, insbesondere der Sonne, mechanisch, pysikalisch, biologisch, chemisch oder biochemisch getrennt werden können, insbesondere auch im Hinblick auf eine Reduzierung der Wirksamkeit des fotoelektrischen Effekts in den Fotovoltaikelementen.
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