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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung.
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Photovoltaische
Anlagen (nachfolgend kurz als PV-Anlagen bezeichnet) enthalten als
elektrische Energie erzeugende Elemente eine Vielzahl von Solarzellen,
die zu Solarmodulen miteinander verbunden werden. Durch Reihen-
und/oder Parallelschaltung derartiger Solarmodule entsteht ein sogenannter
Solargenerator. Dieser wird je nach Bedarf im freien Gelände,
auf Hausdächern, an Fassaden od. dgl. montiert. Infolgedessen
sind die einzelnen Solarmodule oder auch der komplette Solargenerator
mehr oder weniger der Gefahr von Diebstählen ausgesetzt.
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Es
sind daher bereits zahlreiche Vorrichtungen zur Diebstahl-Überwachung
von Solarmodulen bekannt geworden. Diese bestehen im einfachsten Fall
aus den Solargeneratoren unmittelbar zugeordneten, optischen Überwachungssystemen
oder aus die Solargeneratoren umgebenden Absperrungen, die ihrerseits
unter Ausnutzung von Ultraschall-, Infrarot- oder elektrischen Sensoren überwacht
werden. Da derartige Vorrichtungen wenig effektiv sind, sind auch
bereits zahlreiche andere Vorrichtungen bekannt geworden, die zwar
eine wirkungsvollere Überwachung ermöglichen,
aber technisch und finanziell aufwendig sind und bei bereits bestehenden Anlagen
nur schwer nachträglich installiert werden können.
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Eine
bekannte Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung (
DE 38 15 691 C2 )
verwendet an den Solargeneratoren montierte, Ruhesignale aussendende
Sender und entfernt davon angeordnete Empfänger, die bei
einem durch Manipulationen am Solargenerator bedingten Ausbleiben
der Ruhesignale einen Alarm auslösen.
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Eine
andere bekannte Vorrichtung (
DE 198 44 977 A1 ) ist mit einer im Solargenerator
untergebrachten Unterbrechungseinrichtung versehen, die ein codiertes
Signal an eine bei einem Verbraucher angeordnete Freigabeeinrichtung
sendet, die ihrerseits ein Antwortsignal an die Unterbrechungseinrichtung übermittelt.
Bleibt das Antwortsignal für eine bestimmte Zeitlang aus,
wird die Energieübertragung vom Solargenerator zum Verbraucher
unterbrochen, was zur Erzeugung eines Alarmsignals genutzt werden
kann.
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Eine
weitere bekannte Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung
(
DE 20 2005 020
161 U1 ) arbeitet mit der während der Dämmerung
oder in der Nacht noch in einem Solargenerator vorhandenen Restspannung
und löst einen Alarm aus, wenn diese Restspannung aufgrund
eines Diebstahls od. dgl. auf Null absinkt.
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Schließlich
ist es bekannt (
DE
20 2006 000 073 U1 ), die einzelnen Module eines Solargenerators durch
eine mechanische Schutzvorrichtung in Form eines alle Module durchsetzenden,
gegen Durchtrennen widerstandsfähigen Strangs, z. B. eines
Drahtseils, oder durch eine aus Kondensatoren bestehende, unterhalb
der Module angeordnete Sensorfläche vor Diebstahl zu schützen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das technische
Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung
eines Solargenerators vorzuschlagen, die vergleichsweise geringe
Installationskosten verursacht, auch leicht nachträglich
an bereits bestehenden Solargeneratoren angebracht werden kann,
keine Veränderungen der einzelnen Module der PV-Anlage
erfordert und unabhängig davon wirksam ist, ob nur ein Modul
oder mehrere oder alle Module des Solargenerators unbefugt entfernt
werden.
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Gelöst
wird dieses Problem erfindungsgemäß dadurch, dass
die Vorrichtung mit Mitteln zur Untersuchung hochfrequenter Eigenschaften
des Solargenerators versehen ist, die durch dem Solargenerator inhärente
Induktivitäten und Kapazitäten festgelegt sind,
und außerdem Mittel zur Auswertung von Änderungen
dieser hochfrequenten Eigenschaften aufweist.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein photovoltaischer
Generator aufgrund der elektrischen Verbindungen und der flächigen
Anordnung der einzelnen Solarzellen innerhalb der Module unvermeidbar
(parasitäre) Induktivitäten und Kapazitäten
aufweist. Diese bestimmen die hochfrequenten Eigenschaften des Solargenerators,
d. h. insbesondere dessen Wechselstromwiderstand (Impedanz), und
können dadurch, dass dem Solargenerator elektrische Wechselsignale
zugeführt werden, auf vielfache Weise untersucht und gemessen
werden. Ändern sich die hochfrequenten Eigenschaften in
unzulässiger Weise, dann kann dies zur Erzeugung von Alarmsignalen
benutzt werden. Der Solargenerator wird dadurch selbst zum Sensor
gegenüber unerlaubten Manipulationen, wie sie z. B. beim
Diebstahl des Solargenerators oder auch einzelner Module eintreten,
und kann daher ohne aufwendige Hilfsmittel unmittelbar zur Anzeige
eines Diebstahls od. dgl. angewendet werden. Dadurch lässt
sich eine insgesamt äußerst preisgünstige
und auch nachträglich noch montierbare Überwachungsvorrichtung
herstellen.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
aus Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 schematisch
eine übliche PV-Anlage mit einem eine Mehrzahl von Modulen aufweisenden Solargenerator
und einer an diesen angeschlossenen Messvorrichtung;
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2 das
Ersatzschaltbild des Solargenerators nach 1;
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3 einen
idealisierten Impedanzverlauf des Solargenerators nach 1 und 2 in
Abhängigkeit von der Frequenz;
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4 ein
erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung des Solargenerators
nach 1;
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5 schematisch
des Grundprinzip der Erfindung;
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6 schematisch
die An- und Auskopplung von Signalen an einer Anschlussleitung des
Solargenerators nach 1; und
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7 ein
zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung des Solargenerators
nach 1.
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Nach 1 enthält
eine übliche PV-Anlage einen Solargenerator 1,
der aus durch elektrische Leitungen 2 verbundenen Solarmodulen 3 zusammengesetzt
ist. Wie 1 zeigt, bilden mehrere, aus einer
Vielzahl von in Serienschaltung verbundenen Modulen 3 jeweils
einen String, so dass der Solargenerator auch als Parallelschaltung
einer Mehrzahl von Strings aufgefasst werden kann. Jeder Solarmodul 3 besteht
seinerseits aus nicht einzeln dargestellten Solarzellen. Über
je eine Anschlussleitung 4 und 5, von denen auch
eine geerdet sein kann, wird die vom Solargenerator 1 in
Form von Gleichstrom und Gleichspannung erzeugte elektrische Energie
der weiteren Verwendung, insbesondere einem Verbraucher von elektrischer
Energie zugeführt.
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Wie
in 2 anhand eines schematischen Ersatzschaltbildes
für den Solargenerator 1 nach 1 angedeutet
ist, weisen die elektrischen Leitungen 2, die die Module 3 und
deren Zellen elektrisch miteinander verbinden, unvermeidbar Induktivitäten 6 auf.
In entsprechender Weise entstehen durch die flächig verteilten
Solarzellen, die z. B. ent weder während des Herstellungprozesses
auf ein Trägermaterial aufgebracht werden oder aus Halbleiterscheiben bestehen,
unvermeidbar parasitäre Kapazitäten 7, die
zusammen mit den Induktivitäten 6 dem Solargenerator 1 insgesamt
eine von derjeweiligen Bauart und Baugröße abhängige
Impedanz verleihen. Außerdem bilden die Induktivitäten 6 und
Kapazitäten 7 elektrische Schwingkreise, die zu
Resonanzen fähig sind.
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Die
Erfindung macht sich dieses nachfolgend unter dem Begriff ”hochfrequente
Eigenschaften” zusammengefasste Verhalten zum Zwecke der Diebstahl-Überwachung
des gesamten Solargenerators 1 oder einzelner Teile davon
zunutze. Begünstigt wird dies vor allem durch die Feststellung,
dass sich die hochfrequenten Eigenschaften des Solargenerators 1 bereits
dann charakteristisch verändern, wenn nur ein einziger
Modul 3 beschädigt oder entfernt wird.
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1 und 2 zeigen
eine Möglichkeit, die hochfrequenten Eigenschaften des
Solargenerators 1 zu untersuchen und zu messen. Hierzu
werden die Anschlussleitungen 4 und 5, an denen
zusätzlich die vom Solargenerator 1 erzeugte Gleichspannung
anliegt, mit einer hochfrequenten Wechselspannungsquelle 8 verbunden,
deren Frequenz bei einer Amplitude von z. B. 1 V z. B zwischen 100
kHz und 10 MHz verändert werden kann. Außerdem
wird an die Anschlussleitungen 4 und 5 ein Wechselspannungsmessgerät 9 gelegt,
während z. B. in die Anschlussleitung 4 ein Wechselstrommessgerät 10 geschaltet wird.
Wird nun die Frequenz der Wechselspannungsquelle 8 kontinuierlich
geändert, dann ändern sich die den Solargenerator 1 durchfließenden
Ströme und die gemessenen Spannungen. Dies ist in 3 durch
eine Kurve 11 angedeutet, die die Abhängigkeit der
Impedanz Z des Solargenerators 1 von der Frequenz f angibt,
wobei die Impedanzen aus den Quotienten U/i der mit den Messgeräten 9 und 10 erhaltenen
Spannungen U und Strömen i bei den entsprechenden Frequenzen
berechnet wurden. Alternativ würde dasselbe Ergebnis erhalten,
wenn zunächst die Gleichung für den Wechselstromwiderstand
z. B. des in 2 dargestellten Schaltkreises
ermittelt und anhand dieser Gleichung dann die Impedanzen Z für verschiedene
Frequenzen berechnet würden. Wie 3 zeigt,
gibt es in der Kurve 11 zahlreiche Maxima 12 und
Minima 14, die Parallel- und Serienresonanzstellen entsprechen.
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Zur
Untersuchung und/oder Messung der hochfrequenten Eigenschaften des
Solargenerators 1 gibt es zahlreiche Möglichkeiten.
Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt 4,
gemäß welcher der Solargenerator 1 in
bekannter und üblicher Weise z. B. über die Anschlussleitung 4 (1)
an einen Wechselrichter 16 angeschlossen ist, der die vom
Solargenerator 1 erzeugte Gleichspannung in eine netzkonforme
Wechselspannung umformt und diese an ein schematisch dargestelltes
Netz 17 liefert. Außerdem ist in 4 ein
erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 18 zur Diebstahl-Überwachung dargestellt.
Diese Vorrichtung 18 enthält eine Auskoppeleinheit 19 und
eine Einkoppeleinheit 20, die beide induktiv, kapazitiv
oder sonstwie derart an die Anschlussleitung 4 gekoppelt
sind, dass über sie elektrische Wechselspannungen vom Solargenerator 1 auf
die Auskoppeleinheit 19 oder umgekehrt Wechselspannungen
von der Einkoppeleinheit 20 auf den Solargenerator 1 übertragen
werden können. Außerdem enthält die Vorrichtung 18 einen
elektrischen Wechselspannungsverstärker 21, der
einen mit der Auskoppeleinheit 19 verbundenen Signaleingang
und einen mit der Einkoppeleinheit 20 verbundenen Signalausgang
aufweist. Schließlich besitzt der Verstärker 21 einen
an eine Auswerteschaltung 22 angeschlossenen Messausgang, über
den z. B. die Amplitude, Frequenz oder Phase des verstärkten Wechselsignals
an die Auswerteschaltung 22 übermittelt werden
kann.
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Über
die beschriebene Vorrichtung 18 wird erfindungsgemäß ein
rückgekoppeltes, schwingfähiges Gebilde in Form
eines elektrischen Oszillators geschaffen, in welchem der Solargenerator 1 mit
seinen Induktivitäten 6 und Kapazitäten 7 (2)
als die Frequenz bestimmendes Bauelement betrachtet werden kann.
Die Anregung der Schwingungen kann sowohl im Gleichtakt- als auch
im Gegentakt-Modus erfolgen.
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Beim
Einschalten der Vorrichtung 18 mittels eines nicht dargestellten
Schalters ergibt sich unabhängig davon, ob der Solargenerator 1 aufgrund
der Sonneneinstrahlung elektrische Energie abgibt oder nicht, die
nachfolgend erläuterte Funktionsweise.
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Zunächst
wird wechselspannungsmäßig in den Leitungen 2 des
Solargenerators 1 lediglich das sogenannte thermische Rauschen
erzeugt. Das hat zur Folge, dass ein breitbandiges Wechselsignal
mit einem breiten Frequenzband über die Auskoppeleinheit 19 zum
Verstärker 21 gelangt und von diesem in Abhängigkeit
von dessen Frequenz- und Phasengang verstärkt wird. Das
verstärkte Signal wird dann über die Einkoppeleinheit 20 wieder
dem Solargenerator 1 zugeführt. Aufgrund der Breitbindigkeit
des Wechselsignals wird eine von dessen Frequenzen mit einem der
Maxima 12 oder Minima 14 gemäß 3 im
Wesentlichen zusammenfallen und Resonanz zur Folge haben. Aufgrund
dieser Resonanz gelangt bevorzugt ein Signal mit der zugehörigen
Resonanzfrequenz wieder zum Eingang des Verstärkers 21,
so dass es von diesem weiter verstärkt wird. Dadurch steigt
die Amplitude des Wechselsignals bzw. der Schwingung mit dieser
Resonanzfrequenz schnell auf große Werte an, während
alle anderen Frequenzen mehr oder weniger unterdrückt werden. Dieses
Aufschaukeln des Signals mit der sich ergebenden, dominierenden
Frequenz setzt allerdings voraus, dass das Produkt aus dem Verstärkungsfaktor
des Verstärkers 21 und dem Rückkopplungsfaktor größer
als eins ist.
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Der
beschriebene Vorgang schreitet solange fort, bis die Aussteuergrenze
des Verstärkers 21 erreicht und ein weiterer Anstieg
nicht mehr möglich ist. Bevorzugt wird, gegebenenfalls
durch zusätzliche Maßnahmen, sichergestellt, dass
die Begrenzung der Amplitude bei vergleichsweise kleinen Spannungen
oder Strömen eintritt, um z. B. unerwünschte Funkstörungen
zu vermeiden.
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Welche
der möglichen Frequenzen (3) sich
bei der beschriebenen Funktion des Solargenerators 1 als
die dominierende, sich aufschaukelnde und schließlich vom
Verstärker 21 überwiegend verstärkte
Frequenz erweist, lässt sich bisher nicht vorhersagen.
Dies hängt vielmehr von der im Einzelfall gewählten
Form und Größe des Solargenerators 1 ab und
muss bei Bedarf im Einzelfall durch Tests ermittelt werden. Vorteilhaft
ist jedoch, dass sich nach jedem Aus- und Einschaltvorgang der Vorrichtung 18 stets
wieder dieselbe Frequenz als die dominierende Frequenz erweist.
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Ein
für die Erfindung wesentliches Merkmal der beschriebenen
Vorrichtung 18 besteht darin, dass Änderungen
am Solargenerator 1 zu einer Veränderung der Frequenz
des vom Verstärker 21 verstärkten Signals
führen. Das gilt einerseits für natürliche Änderungen,
die auf sich ändernde klimatische Verhältnisse
oder Umweltbedingungen zurückzuführen und vergleichsweise
klein sind (z. B. Feuchtigkeit, Regen, Schnee, Strahlung, Tiere
usw.). Andererseits tritt aber auch vor allem dann eine Änderung
der dominierenden Frequenz ein, wenn am Solargenerator 1 Manipulationen
vorgenommen und z. B. Leitungen unterbrochen oder einzelne Module
entfernt werden, weil derartige Manipulationen stets mit einer Veränderung
der durch die Induktivitäten 6 und Kapazitäten 7 festgelegten
Impedanz verbunden sind. In einem solchen Fall bleibt entweder die
vom Verstärker 21 zu verstärkende Schwingung
ganz aus oder es tritt eine sprunghafte, im Vergleich zu natürlichen Änderungen wesentlich
größere Frequenzänderung ein. Beides kann
mit Hilfe der Auswerteschaltung 22 und von in dieser vorgesehenen
Schwellwertschaltern od. dgl. leicht festgestellt und angezeigt
oder zur Abgabe eines Alarmsignals benutzt werden, wobei die Auswerteschaltung 22 wahlweise
z. B. zur Messung der Frequenz, Amplitude, Phase od. dgl. des vom
Verstärker 21 verstärkten Signals eingerichtet
wird. Vorteilhaft ist, dass auf natürlichen Einflüssen
beruhende Änderungen der Impedanz des Solargenerators 1 in
der Regel um so viel kleiner als die auf unerlaubte Manipulationen
zurückgehenden Änderungen sind, dass Fehlalarme
weitgehend vermieden werden. Die Abgabe der Alarmsignale kann vorzugsweise
drahtlos, z. B. über Mobilfunk, direkt zu einer Überwachungsstation,
z. B. zum jeweiligen Anlagenbetreiber, zu einem Wachdienst, zur
Polizei od. dgl., erfolgen.
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Zur
Aus- und Einkopplung der elektrischen Wechselsignale werden die
Aus- und Einkoppeleinheiten 19, 20 beispielsweise
entsprechend 5 ausgebildet, in der das Grundprinzip
der Erfindung allgemein dargestellt ist. Der Solargenerator 1 ist
hier insgesamt idealisiert als Schwingkreis dargestellt, der ein
induktives Element 23 und ein kapazitives Element 24 aufweist
und z. B. mit einer vorgegebenen Resonanzfrequenz schwingen kann.
Das induktive Element 23 ist, wie schematisch durch einen
magnetischen Kern 25 angedeutet ist, induktiv mit einem weiteren
induktiven Element 26a gekoppelt, das die oben beschriebene
Auskoppeleinheit 19 darstellt. Entsprechend ist der in 5 vereinfacht
als Transistor 27 dargestellte Verstärker 21 am
Signal ausgang mit einem weiteren induktiven Element 26b verbunden,
das die oben beschriebene Einkoppeleinheit 20 darstellt
und – wie ebenfalls durch den magnetischen Kern 25 angedeutet
ist – induktiv mit dem Element 23 gekoppelt ist.
Dadurch ist es mittels des induktiven Elements 23 möglich,
einerseits im Solargenerator 1 erzeugte Schwingungen bzw.
Wechselsignale über das induktive Element 26a dem
Transistor 27 zuzuführen, andererseits von diesem
abgegebene Wechselsignale über das induktive Element 26b wieder
in den Solargenerator 1 einzukoppeln. Analog zum Fall der 4 wird
beim Ausführungsbeispiel nach 5 die mit
der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 23, 24 erfolgende
Schwingung immer mehr verstärkt, bis die Grenze des Transistors 27 erreicht
ist.
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In
einer praktischen Ausführungsform der Erfindung, die in 6 gezeigt
ist, wird das aus 5 ersichtliche Grundprinzip
auf den Solargenerator 1 übertragen, der wie in 1 über
die Anschlussleitungen 4, 5 mit dem Wechselrichter 16 verbunden
ist. Die Anschlussleitung 4 ist hier durch einen ersten magnetischen
Kern 28 gesteckt (oder um diesen gewickelt), um den auch
die Wicklung des induktiven Elements 26a gewickelt ist.
Mit einer einzigen Schleife der Anschlussleitung 4 kann
auf diese Weise eine Transformatorwicklung für die Wechselsignale
erzeugt werden. In entsprechender Weise kann die Anschlussleitung 4 durch
einen Kern 29 gesteckt (oder um diesen gewickelt) werden,
auf den auch die Wicklung des induktiven Elements 26b nach 5 gewickelt
ist. Dadurch ist erkennbar, dass am Solargenerator 1 selbst
keinerlei Änderungen vorgesehen werden müssen,
um dessen hochfrequente Eigenschaften zu untersuchen und/oder zu
messen. Außerdem können die Koppelstellen in der
Praxis leicht derart versteckt angebracht werden, dass sie von außen nicht
oder wenigstens nicht ohne weiteres erkannt werden können,
um dadurch einen etwaigen Dieb in der Ungewissheit zu lassen, ob
die Anlage mit einer Überwachungsanlage versehen ist oder
nicht. Schließlich kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung 18 leicht an bereits bestehenden PV-Anlagen
angebracht werden, da sie lediglich an die Anschlussleitungen 4 oder 5 angeschlossen
werden muss.
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7 zeigt
ein zweites, derzeit für am besten gehaltenes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 31 zur
Diebstahl-Überwachung. Im Gegensatz zu 4 ist
die Einkoppeleinheit 20 hier nicht mit dem Signalausgang
des Verstärkers 21, sondern mit der Wechselspannungsquelle 8 nach 1 verbunden.
Dadurch ist es möglich, über die Einkoppeleinheit 20 ein
Wechselsignal mit einer an sich beliebigen Frequenz in den Solargenerator 1 einzukoppeln.
Mit Hilfe der Auskoppeleinheit 19 wird in diesem Fall die
Reaktion des Solargenerators 1 auf dieses Wechselsignal
gemessen. Durch Messung des Stroms und der Spannung des an der Auskoppeleinheit 19 erscheinenden
Signals ist es außerdem möglich, die Impedanz
des Solargenerators 1 bei der an der Signalquelle 8 eingestellten Frequenz
zu messen, wie in 3 beispielhaft durch den Buchstaben
A angedeutet ist. Auch die auf diese Weise ermittelte Impedanz Z,
die die Hochfrequenz-Eigenschaften des Solargenerators 1 widerspiegelt, ändert
sich bei Manipulationen am Solargenerator 1 bzw. dessen
Modulen, so dass sie zur Auslösung eines Alarmsignals genutzt
werden kann, wenn sie vorgegebene Grenzwerte überschreitet. Entsprechendes
gilt, wenn anstatt der Impedanz ein Verhältnis zwischen
einer eingespeisten Größe (Strom, Spannung) zu
einer ausgekoppelten Größe (Strom, Spannung) bei
einer vorgewählten Frequenz gemessen wird, da auch dieses
Verhältnis die Hochfrequenz-Eigenschaften des Solargenerators
wiedergibt.
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Die
Vorrichtung 31 nach 7 bringt
gegenüber der Vorrichtung nach 4 den Vorteil
mit sich, dass die Überwachung des Solargenerators 1 mit mehreren
unterschiedlichen Frequenzen vorgenommen werden kann. Das kann vor
allem vorteilhaft sein, wenn eine einzelne, willkürlich
gewählte Frequenz oder die anhand der 4 beschriebene,
dominierende Frequenz zufällig in einem Bereich liegt, der
zu schlecht auswertbaren Ergebnissen führt, weil z. B.
Manipulationen am Solargenerator 1 in diesem Bereich nur
vergleichsweise kleine Änderungen der hochfrequenten Eigenschaften
zur Folge haben. Durch die Wahl mehrerer Frequenzen wird dagegen stets
ein Bereich angetroffen werden können, der bei Manipulationen
markante Änderungen der hochfrequenten Eigenschaften zur
Folge hat. Werden mehrere, unterschiedliche Frequenzen gewählt,
dann ist es lediglich erforderlich, die Frequenz der Wechselspannungsquelle 8 periodisch
zu ändern bzw. nacheinander auf verschiedene Frequenzen
einzustellen und die Auswerteschaltung 22 synchron dazu
auf diesen Frequenzen zugeordnete Grenzwerte einzustellen.
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Die
Auswerteschaltung 22 wird im Übrigen mit besonderem
Vorteil selbstlernend ausgebildet. Dies ermöglicht es,
die Vorrichtung 18, 31 nach ihrer Installation
an einer PV-Anlage zunächst mit vergleichsweise großen
Grenzwerten arbeiten zu lassen, solange die Auswirkungen natürlicher
Störungen der Anlage auf die Messergebnisse durch die Witterung,
durch Tiere od. dgl. noch nicht bekannt sind. Die Auswerteschaltung 22 wird
in diesem Fall z. B. so ausgebildet, dass sie in bestimmten Zeitabständen
Mittelwerte der Amplituden od. dgl. der vom Verstärker 21 abgegebenen
Spannungen ermittelt und unter Berücksichtigung dieser
Mittelwerte die Grenzwerte schrittweise reduziert, um sie dadurch
an natürliche Änderungen der hochfrequenten Eigenschaften
des Solargenerators 1 anzupassen. In entsprechender Weise
könnten nach der Installation solche Änderungen
am Solargenerator 1 simuliert werden, die einem Diebstahl
od. dgl. entsprechen, um der Vorrichtung 18, 31 dadurch
Messwerte vorzugeben, die in jedem Fall zur Abgabe eines Alarmsignals
führen müssen. Derartige selbstlernende Auswerteschaltungen
lassen sich durch Anwendung üblicher Mikroprozessortechniken
problemlos einrichten und ermöglichen eine hohe Empfindlichkeit
der Vorrichtung 18, 31 gegenüber den
tatsächlich zu überwachenden Situationen. Ein
Vorteil dieser Maßnahme ist, dass Fehlalarme leichter als
bei Vorgabe fester Grenzwerte vermieden werden können.
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Ein
zusätzlicher Schutz gegen Manipulationen kann beispielsweise
durch periodische Frequenz- oder Amplitudenmodulation oder durch
Codierung der erzeugten hochfrequenten Signale oder durch aktive
Frequenzverschiebung erfolgen. Würde für Manipulationszwecke
ein fremdes Hochfrequenz-Signal passender Amplitude und Frequenz extern
in den Solargenerator 1 eingekoppelt, so würde
dies auffallen, wenn die Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung
eine aktive Modulation oder aktive Frequenzverschiebung als Manipulationsschutz durchführt,
da das extern zur Manipulation eingespeiste Signal nicht der Modulation
oder Frequenzverschiebung folgt. Einen solchen Manipulationsschutz
kann die Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung z. B. nach
intern erzeugten Zufallsmustern oder Quasi-Zufallsmustern oder mit
ver schiedenen Frequenzen in pseudozufälliger Reihenfolge
durchführen, so dass das Verhalten der Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung
extern nicht vorhergesagt werden kann. Die zufallsbedingte Modulation
hat zusätzlich den Vorteil, dass durch Verteilung der von der
Vorrichtung zur Diebstahl-Überwachung in den Solargenerator
eingespeisten Hochfrequenzenergie über ein breites Frequenzspektrum
die hochfrequente Störung benachbarter Geräte,
Anlagen oder Funkdienste verhindert werden kann.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden
können. Insbesondere ist klar, dass die Untersuchung und/oder
Messung der hochfrequenten Eigenschaften des Solargenerators 1 auch
auf eine andere als die beschriebene Weise durchgeführt
werden kann. Beispielsweise wäre es möglich, die
in 3 angedeuteten Impedanzen mit Hilfe von speziellen
Impedanzanalysatoren oder kalibrierten Schwingkreisen direkt zu
messen. Möglich wäre ferner, lediglich die im
Solargenerator 1 erzeugten Wechselströme zu messen,
da diese wie die Impedanzen ein Maß für die hochfrequenten
Eigenschaften der Solargeneratoren 1 sind. Auch eine Frequenzmessung
mit Hilfe von Frequenzzählern, Phasenregelschleifen (PLL)
oder eine Phasenmessung sind möglich. Der Begriff ”hochfrequente Eigenschaften” soll
daher nicht einschränkend verstanden werden, sondern vielmehr
im Rahmen der vorliegenden Anmeldung alle Eigenschaften umfassen,
die durch die dem Solargenerator 1 inhärenten Induktivitäten 6 und
Kapazitäten 7 festgelegt sind und messtechnisch
erfasst werden können. Außerdem soll der Begriff ”Mittel
zur Anzeige von Änderungen der hochfrequenten Eigenschaften” alle
diejenigen Mittel erfassen, die es ermöglichen, insbesondere
die durch unzulässige Manipulationen am Solargenerator 1 bewirkten Änderungen
der Impedanz des Solargenerators 1 zu ermitteln. Dabei
ist gleichgültig, ob die durch Manipulationen am Solargenerator 1 bewirkten Änderungen
der hochfrequenten Eigenschaften als Folge einer automatischen Reaktion
(4) oder als Folge einer Stimulation von außen
mit Hilfe eines Wechselsignals (7), das
auch aus einzelnen Impulsen bestehen könnte, messbar bzw.
erkennbar gemacht werden. Weiter kann es vorteilhaft sein, die beschriebene
Vorrichtung mit einer vom üblichen Stromnetz unabhängigen
Stromversorgung, z. B. einer Batterie, zu versehen. Damit kann die
Vorrichtung auch bei ungewollter Abschaltung des Stromnetzes funktionsfähig
bleiben. Außerdem erstreckt sich die erfindungsgemäße
Diebstahl-Überwachung des Solargenerators nicht nur auf
dessen Leitungen 2 und Solarmodule 3, sondern
auch auf alle mit diesem verbundenen Teile, die bei einer unberechtigten
Entfernung oder Zerstörung zu entsprechenden Änderungen
der hochfrequenten Eigenschaften führen. Das gilt insbesondere
für den Wechselrichter 16, der ebenfalls an die Überwachungsschleife,
insbesondere die Anschlußleitung 4 angeschlossen
ist. Schließlich versteht sich, dass die verschiedenen
Merkmale auch in anderen als beschriebenen und dargestellten Kombinationen
angewendet werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3815691
C2 [0004]
- - DE 19844977 A1 [0005]
- - DE 202005020161 U1 [0006]
- - DE 202006000073 U1 [0007]