DE102008064450A1 - Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul - Google Patents

Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul Download PDF

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Abstract

Ein Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul, das zum Nebeneinanderreihen mit weiteren Anschlussmodulen und zum elektrischen Verbinden mit den weiteren Anschlussmodulen angepasst ist, ist selbst aus mindestens einem ersten und einem zweiten Modulelement modular aufgebaut, von denen das zweite Modulelement auch während des Betriebs einer Photovoltaikanlage vom ersten Modulelement entfernbar ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul, das zum Nebeneinanderreihen mit weiteren Anschlussmodulen angepasst ist und das zum elektrischen Verbinden mit den weiteren Anschlussmodulen angepasst ist.
  • Bei Photovoltaikanlagen werden Photovoltaik-Flächenelemente vorgesehen, die den von ihnen erzeugten Strom über einzelne zugehörige Strangleitungen liefern. Die Strangleitungen der einzelnen Photovoltaik-Flächenelemente werden gewöhnlich mittels Vorsammler zu einer Sammelleitung zusammengeführt. Mehrere Sammelleitungen werden von Gruppensammlern gebündelt. An die Gruppensammler schließt sich jeweils ein Photovoltaik-Wechselrichter an. Der Photovoltaik-Wechselrichter speist den von der Photovoltaik-Anlage erzeugten Strom in ein Stromnetz, beispielsweise das öffentliche Stromnetz, ein.
  • Die Vorsammler weisen üblicherweise eine Auswerteelektronik zur Diagnostik der Funktionsweise der photovoltaischen Flächenelemente auf. Dazu ist die gesamte Auswerteelektronik des Vorsammlers auf einer einzigen Platine angeordnet. Es ergibt sich teilweise, dass der Vorsammler einen Funktionsfehler an nur einem photovoltaischen Flächenelement anzeigt. Es ist dann eine aufwendige Fehleranalyse notwendig, um zu ermitteln, ob das photovoltaische Flächenelement tatsächlich Ursache für den Funktionsfehler ist. Gegebenenfalls ist nämlich auch die zugehörige Auswerteelektronik fehlerhaft. Wenn die Auswerteelektronik defekt ist, muss diese bei bekannten Photovoltaikanlagen insgesamt ausgetauscht werden.
  • Zugrundeliegende Aufgabe
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Probleme zu lösen und insbesondere ein Photovoltaikanlage-Anschlussmodul zu schaffen, mit dem eine kostengünstigere Fehlerbehebung im Betrieb der zugehörigen Photovoltaikanlage möglich wird.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Photovoltaikanlagen-Modul gemäß Anspruch 1 und einem Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschluss gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul gelöst, das zum Nebeneinanderreihen mit weiteren Anschlussmodulen angepasst ist, das zum elektrischen Verbinden mit den weiteren Anschlussmodulen angepasst ist, und das selbst aus mindestens einem ersten und zweiten Modulelement modular aufgebaut ist, von denen das zweite Modulelement auch während des Betriebs einer zugehörigen Photovoltaikanlage vom ersten Modulelement entfernbar ist. Die erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmodule sind einfach und mit handelsüblichen Werkzeugen nebeneinander gereiht z. B. auf einer Trageschiene zu montieren und zu bedienen. Es ist für eine einfache Handhabung bei der Erstinstallation sowie bei der Fehlersuche und Wartung gesorgt. Die erfindungsgemäßen Anschlussmodule sind in Form von Klemmenreihen speziell für photovoltaische Anlagen, insbesondere photovoltaische Großanlagen, entwickelt. Sie sind als solche aus zwei Modulelementen selbst modular aufgebaut und können dadurch leicht auf verschiedene Bedarfsfälle bei Photovoltaikanlagen abgestimmt werden. Insbesondere kann die Anzahl an anzuschließenden Strangleitungen (Stringzahl) weitestgehend frei gewählt werden und es können mit dem erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul verschiedenste Funkti onalitäten realisiert werden. Der derart hergestellte erfindungsgemäße Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschluss ist auch deshalb besonders kostengünstig, weil die Anzahl an Auswerteeinheiten stark reduziert und der Verdrahtungsaufwand verringert werden kann. Funktionalitäten wie Überspannungsschutz und Gleichstromschalter können kostengünstig als einzelne Modulelemente einbezogen werden. Bei einem Defekt eines Modulelements, beispielsweise einer Messüberwachung, einer Sicherung oder einer Diode, ist nur ein Austausch des jeweiligen, vorteilhaft aufgesteckten Modulelements notwendig. Bei der erfindungsgemäßen Lösung handelt es sich um ein zukunftssicheres System, welches auch nachträglich mit sonstigen Sensoren (beispielsweise Temperatursensor, Lichteinfallssensor) erweiterbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch auf künftige Standards von Kommunikationsmedien anpassen. Modulelemente mit weiteren Funktionen können leicht als Einzelbauteil entwickelt und geprüft werden. So können als Modulelemente beispielsweise digitale und/oder analoge Ein- bzw. Ausgänge geschaffen werden. Amperemeter, digitale Anzeigen oder Stromstatusanzeigen (mehrfarbig, insbesondere grün/gelb/rot) können auch nachträglich vorgesehen werden. Die erfindungsgemäßen Anschlussmodule können darüber hinaus im Gleichstrombereich für die Verteilung, Messung, Sicherung usw. von Potentialen sowie beim Akku-/Batteriebetrieb verwendet werden. Im Wechselstrombereich können Sie für die Strom-/Spannungsverteilung mit Strommessung in industriellen Anlagen Anwendung finden.
  • Vorteilhaft ist es dabei auch, ein Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul vorzusehen, welches lediglich ein erstes Modulelement aufweist und erst später mit einem zweiten Modulelement bestückt wird. Es sind auf diese Weise mit einem so genannten Durchgangsmodul Funktionen auch im Betrieb der Photovoltaikanlage nachrüstbar. Es kann auf diese Weise z. B. eine temporäre Messdatenerfassung an ausgewählten Strängen erfolgen.
  • Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls weist das erste Modulelement einen elektrischen Kontakt zum Anlegen einer Strombrücke auf, mittels der ein am ersten Modulelement eingeleiteter Strom zu einem weiteren Anschlussmodul geleitet werden kann. So kann am ersten Modulelement eine Anschlussmöglichkeit für zwei Strangleitungen bzw. Strings vorgesehen sein, deren Stringstrom an die Strombrücke weitergeleitet wird. Das erste Modulelement weist dazu bevorzugt eine Abdeckung der Strombrücke auf. Die Strombrücke selbst ist bevorzugt unter diese Abdeckung eingelegt oder zwischen dem ersten Modulelement und dem zweiten Modulelement. Ein Fehler bei der Befestigung des jeweiligen Anschlussmoduls kann dadurch erkannt werden, dass die Abdeckung oder das zugehörige zweite Modulelement nicht einrasten, wenn die zugehörige Befestigungsschraube nicht ordnungsgemäß eingeschraubt ist. Ein Fehlen der Befestigungsschraube kann durch eine Öffnung in der Abdeckung oder dem zweiten Modulelement erkennbar gemacht werden.
  • Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls weist das erste Modulelement einen elektrischen Kontakt zum Anlegen einer BUS-Leitung auf, mittels der ein BUS-Signal vom Anschlussmodul zu einem weiteren Anschlussmodul geleitet werden kann. Die BUS-Leitung ist bevorzugt eine interne Verbindungsleitung zwischen den Anschlussmodulen, die vorteilhaft 4-polig ist. Die BUS-Leitung kann als Einlegeteil vorteilhaft mittels Rasthaken am ersten Modulelement fixiert werden, welches so als Sockel für die BUS-Leitung und auch für ein zweites Modulelement dient. Das Kontaktieren der BUS-Leitung erfolgt beim Aufrasten des zweiten Modulelements.
  • Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls umfasst das erste Modulelement eine Anschlussklemme zum daran Anschließen einer Stromleitung eines photovoltaischen Flächenelements und ist als Sockel für das zweite Modulelement gestalten. Bei dieser Art von erstem Modulelement ist die zugehörige Stromschiene unterbrochen und es sind zwei Kontakte zum zugehörigen zweiten Modulelement vorgesehen, insbesondere in Gestalt zweier Tulpenkontakte, um den Strom zum zugehörigen zweiten Modulelement und zurück zu leiten und dort zu verarbeiten. Im zugehörigen zweiten Modulelement ist dazu bevorzugt eine Leiterplatte mit zugehörigen elektrischen und elektronischen Bauelementen vorgesehen.
  • Bei einer vierten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls umfasst das erste Modulelement eine Anschlussklemme zum daran Anschließen eines externen Netzes oder eines Überspannungsschutzes und ist als Sockel für das zweite Modulelement gestaltet. Das derart aus zwei Modulelementen zusammengesetzte erfindungsgemäße Anschlussmodul dient zur Übergabe des Summenstroms an ein externes Netz bzw. eine Anschlussmöglichkeit für einen Überspannungsschutz. Das zweite Modulelement kann dabei bevorzugt eine CPU oder eine Messeinrichtung, insbesondere eine 125A-Messung aufweisen. Es ist so eine Übergabe des Summenstroms inklusive einer Strommessung möglich, was zu besonders geringen Kosten führt.
  • Bei einer fünften vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls umfasst das zweite Modulelement mindestens ein elektrisches Bauelement, das in einem Gehäuse aufgenommen ist, welches an dem als Sockel wirkenden ersten Modulelement ansteckbar und dann über mindestens eine elektrische Kontaktstelle mit dem ersten Modulelement verbunden ist. Das elektrische Bauelement ist wie erwähnt bevorzugt auf einer Leiterplatte angeordnet. Das Gehäuse ist bevorzugt als Gleichteil für verschiedene Arten von elektrischen Bauelementen vorbereitet und weist vorteilhaft auch mindestens einen Lüftungsschlitz auf, damit sich im Gehäuse ein ausgeglichener Temperaturzustand einstellen kann.
  • Bei einer sechsten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls weist das zweite Modulelement ein Gehäuse mit einer Codiereinrichtung auf, mit der das derartige zweite Modulelement eindeutig einer vorbestimmten Art von erstem Modulelement zuzuordnen ist. Ein fehlerhaf tes Montieren von ersten und zweiten Modulelementen ist dadurch sicher verhindert.
  • Bei einer siebten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls weist das zweite Modulelement ein Gehäuse mit einer Bedien-/oder Anzeigeeinrichtung auf, mittels der ein Benutzer mit einem in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Schaltkreis kommunizieren kann. Als Anzeigeeinrichtung ist besonders bevorzugt eine Leuchtdiodenanzeige vorgesehen.
  • Bei einer achten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Anschlussmoduls weist das zweite Modulelement ein Gehäuse mit einer darin angeordneten Sicherung, Diode, Durchgangsleitung, Strommesseinrichtung, Spannungsmesseinrichtung und/oder CPU auf. Es sind auf diese Weise verschiedene Arten von zweiten Modulelementen in einem Baukasten zusammengestellt, der es ermöglicht, je nach Aufgabenstellung das passende bzw. angepasste zweite Modulelement zum zugehörigen ersten Modulelement zu wählen. Mit dem ”Modul Sicherung” erfolgt dabei ein Absichern eines Strangs bzw. Strings, wobei die zugehörige Sicherung innerhalb des zweiten Modulelements nicht wechselbar sein soll. Das ”Modul Diode” wird zum Vermeiden von Rückströmen, die zur Zerstörung eines zugehörigen Flächenelements bzw. Solarpaneels führen könnten, eingesetzt. Die Montage des Moduls Diode erfolgt nur im Plus-Kreis. Das ”Modul Durchgangsleitung” wird verwendet, wenn ein zugehöriges erstes Modulelement installiert wurde und lediglich überbrückt werden soll. Eine Leiterplatte im zweiten Modulelement dient dabei als Durchgangsverbindung. Das ”Modul Strommesseinrichtung” greift den Summenstrom von zugehörigen (in der Regel zwei) Stringanschlüssen mit Steckkontakten vom zugehörigen ersten Modulelement bzw. Sockel ab. Der Summenstrom wird gemessen, wobei die Elektronik des zugehörigen zweiten Modulelements mit einem Mikrocontroller ausgestattet ist, der mit Hilfe eines ”Mess-Shunts” und einer Verstärkerschaltung den fließenden Stringstrom messen kann. Die gemessenen Werte werden mittels einer Software gefiltert, zwischengespeichert und anschließend über den internen BUS an ein CPU-Modul übermittelt. Die Module Strommesseinrichtung erhalten die Betriebsenergie aus dem zugehörigen ”Modul CPU”. Der gemessene Strom wird über die Strombrücke an das erste Modulelement weitergeleitet. Das Potential der Strombrücke ist dabei das Bezugspotential der Elektronik. Eine galvanische Trennung zwischen Laststrom und Messelektronik existiert nicht. Die Messung des fließenden Stroms erfolgt mit einem binären Analog-Digital-Wandler. Die Messung wird so ausgelegt, das vom Nullpunkt aus in beide Richtungen gemessen werden kann, wodurch das Modul Strommesseinrichtung sowohl im Plus- als auch im Minus-Klemmenblock einsetzbar ist. Als Schnittstelle zum Anwender besitzt das Modul Strommesseinrichtung zwei Leuchtdioden. Über die Leuchtdioden wird der aktuelle Zustand des Moduls angezeigt, ebenso kann man den Status des Adressiervorgangs erkennen. In das Modul Strommesseinrichtung kann optional eine Schmelzsicherung zur Absicherung des zugehörigen Flächenelements gegen zu hohe Ströme im Fehlerfall integriert sein. Ferner besitzt das Modul Strommesseinrichtung zur Wärmeabfuhr Lüftungsschlitze. Der interne BUS umfasst vier Signale, von denen zwei der Energieversorgung des Moduls Strommesseinrichtung dienen und die anderen beiden einen bidirektional adressierbaren, synchronen BUS (halbduplex) bilden. Dabei ist ein zugehöriges Modul CPU immer der Meister (master), die Module Strommesseinrichtung verhalten sich als Sklaven (slave). Die Module Strommesseinrichtung benötigen daher keine eigene Spannungsregelung. Durch die Kombination eines Moduls Strommesseinrichtung mit einer Sicherung kann die Funktionalität erweitert und ein zusätzliches Sicherungsmodul eingespart werden. Im ”Modul Spannungsmesseinrichtung” wird die Spannung vom so genannten Minusblock mit Hilfe eines Kabels und eines Kontaktes abgegriffen und gemessen. Die gemessenen Werte werden an den internen BUS weitergeben. Das Modul CPU ist über den internen BUS mit den weiteren Modulen verbunden. Nach außen sind eine dreipolige Schnittstelle und die Spannungsversorgung geführt, die beide potentialfrei zur Photovoltaikspannung liegen. Über die oben genannten Tulpenkontakte wird der Strommesswert in das Modul gebracht. Eine zugehörige Software erkennt, ob ein ”Shunt” angeschlossen ist oder nicht. Das Modul besitzt einen Mikrocontroller, der über den internen Bus mit den anderen Anschlussmodulen kommunizieren kann und extern über einen RS485-Anschluss verfügt. Der Controller sammelt von allen angeschlossenen Anschlussmodulen die Messwerte, filtert diese und verpackt sie in Datenprotokolle, die via RS485 abgefragt werden. Die integrierte Stromversorgung versorgt das eigene Modul und alle angeschlossenen Anschlussmodule. Zusätzlich verfügt das Modul CPU über die Möglichkeit, mit Hilfe eines im zugehörigen ersten Modulelements integrierten Mess-Shunts den Gesamtstrom zu erfassen und den Wert der RS485-Schnittstelle zur Verfügung zu stellen. Die Elektronik des Moduls CPU verfügt über zwei Schnittstellen. Der interne BUS ist physikalisch mit der Schnittstelle der Messmodule identisch. Logisch übernimmt das Modul CPU die Funktion des Meisters, d. h. das Modul CPU steuert die Zeitabfolge der Kommunikation, die Messmodule sind nur ausführende Teilnehmer. Die RS485-Schnittstelle ist über eine dreipolige steckbare Klemme nach außen geführt. Die Signale beinhalten neben den RS485-Datenleitungen „AB” auch noch das Bezugspotential. Da die Messelektronik das Potential der Sammelschiene als Bezugspunkt verwendet, ist eine galvanische Trennung der RS485-Schnittstelle notwendig. Das Modul CPU ist in der Lage, den Gesamtstrom zum Wechselrichter zu messen. Da dieser aber recht hoch sein kann, ist es nicht möglich ihn über die Leiterplatte zu führen. Stattdessen ist im zugehörigen ersten Modulelement bzw. Sockel ein Mess-Shunt integriert. Beide Pole des Mess-Shunts sind zur Weiterverarbeitung auf die zugehörige Leiterplatte geführt. Dort wird das Signal verstärkt und über einen zugehörigen binären Analog-Digital-Wandler dem Mikrocontroller zur Verfügung gestellt. Die Messung ist so ausgelegt, das vom Nullpunkt aus in zwei Richtungen gemessen werden kann. Das Modul CPU kann dadurch im Plus- und auch im Minus-Klemmenblock eingesetzt werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine Prinzipskizze einer photovoltaischen Anlage mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschlusses,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschlusses aus 1,
  • 3 die Ansicht III. in 2 und
  • 4 eine Schaltungsprinzipskizze eines Abschnittes des Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschlusses gemäß 2 und 3.
  • Eine photovoltaische Anlage gemäß 1 umfasst mehrere Flächenelemente bzw. Solarpaneele 10 von denen jeweils Strangleitungen bzw. Strings 12 zu einem Klemmenblock Pluspol 14 und einem Klemmenblock Minuspol 16 führen. Der Klemmenblock Pluspol 14 und der Klemmenblock Minuspol 16 sind vorliegend jeweils als Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschluss gestaltet, der aus einer Mehrzahl Photovoltaikanlagen-Anschlussmodule aufgebaut ist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
  • Von dem Klemmenblock Pluspol 14 führt eine Sammelleitung Plus 18 und von dem Klemmenblock Minuspol 16 eine Sammelleitung Minus 20 weg, mit denen ein ca. 1000 V (Volt) starker Gleichstrom gebündelt wird. Ferner führt von dem Klemmenblock Pluspol 14 eine externe BUS-Leitung 22 weg, die für den so genannten RS485-Standard angepasst ist. Von der Sammelleitung Plus 18 führt eine Ableitung Überspannung Plus 24 und von der Sammelleitung Minus 20 eine Ableitung Überspannung Minus 26 weg.
  • In einer Entfernung 28 von einigen 100 m (Meter) zu den Klemmenblöcken 14 und 16 ist ein Schaltschrank 30 angeordnet, in dem sich ein Wechselrichter 32 befindet. Zu dem Wechselrichter 32 sind die Sammelleitung Plus 18 und die Sammelleitung Minus 20 geführt. Vom Wechselrichter 32 führt eine Leitung 34 zu einem Niederspannungsnetz, welches mit Wechselstrom betrieben wird. In dem Schaltschrank 30 befindet sich ferner eine Systemüberwachung 36, zu der die externe BUS-Leitung 22 hingeführt ist und die ferner mit einer Versorgungsschnittstelle 38 für Wechselstrom 230 V (Volt), einer Ethernetschnittstelle 40, einer Telefonnetzschnittstelle 42 sowie einem Strahlungssensor 44 betrieblich gekoppelt ist.
  • Die 2 und 3 veranschaulichen den Klemmenblock Pluspol 14, wie er an einer Montageschiene bzw. Hutschiene 46 aus einzelnen, nebeneinander aufgereihten Photovoltaikanlagen-Anschlussmodulen 48 aufgebaut ist. Jedes der Anschlussmodule 48 umfasst ein erstes Modulelement bzw. einen Sockel 50 sowie ein zweites Modulelement 52, welches vorliegend als ein vom Sockel entfernbares Steckgehäuse mit Elektronik gebildet ist. Der Klemmenblock Pluspol 14 gemäß den 2 und 3 ist dabei teilbestückt dargestellt.
  • In die an der Hutschiene 46 nebeneinander angeordneten ersten Modulelemente 50 ist eine Strombrücke 54 eingelegt, mit der die Sammelleitung Plus 18 gebildet ist. Ferner ist eine BUS-Leitung 56 zwischen die ersten Modulelemente 50 und die dort eingesteckten zweiten Modulelemente 52 quer über die ersten Modulelemente 50 hinweg eingelegt. Diese BUS-Leitung 56 führt zur externen BUS-Leitung 22. Aus unterschiedlichen ersten Modulelementen 50 und zweiten Modulelementen 52, die aus einem Baukastensystem entnommen sind, sind modular verschiedene Arten von Anschlussmodulen 48 gebildet. Dabei weist ein ”Sockel Anschlussklemme Flächenelement” 58 zwei Stringanschlüsse 60 zum Anschließen je einer Strangleitung 12 auf. Ein ”Sockel Anschlussklemme externes Netz/Sammelleitung” 62 weist eine Klemme 64 zum Anschließen der Sammelleitung Plus 18 auf. Ein ”Sockel Anschlussklemme Überspannungsschutz” 66 weist eine Klemme 68 zum Anschließen der Ableitung Überspannung Plus 24 auf.
  • In 4 sind mehrere zweite Modulelemente 52 veranschaulicht, welche den derartigen ersten Modulelementen 52 zugeordnet sind. Die zweiten Modulelemente 52 sind ein so genanntes ”Modulelement Strommesseinrichtung mit Sicherung” 70, welches dreimal vorgesehen ist, und ein ”Modulelement CPU” 74. Das Modulelement Strommesseinrichtung mit Sicherung 70 ist auf einem Sockel Anschluss klemme Flächenelement 58 aufgesteckt und dient zum Anschluss an der zugehörigen Strangleitung 12 und zum Überwachen des zugehörigen Flächenelements 10. Das Modulelement CPU 74 ist an einem Sockel Anschlussklemme externes Netz/Sammelleitung 62 angeordnet und dient zum Ableiten des Sammelstroms in die Sammelleitung Plus 18. Die Modulelemente 70 und 74 sind über die zugehörigen Sockel 58 und 62 mit den jeweiligen externen Leitungen verbunden. Ferner sind sie über die Strombrücke 54 und die BUS-Leitung 56 miteinander gekoppelt. Über die Strombrücke 54 fließt dabei ein Gleichstrom mit einer Stromstärke von etwa 100 A (Ampere) und einer Spannung von ca. 1000 V (Volt). Die BUS-Leitung 56 ist vierpolig gestaltet, wobei über sie zugleich eine Spannungsversorgung der Modulelemente Strommesseinrichtung mit Sicherung 70 gewährleistet ist.
  • In jedem der Modulelemente 70 und 74 ist eine Leiterplatte 76 mit Elektronikbauteilen vorgesehen. So weist insbesondere jedes der Modulelemente 70 optional eine Sicherung 76, ein Strommess-Bauteil 80 für eine 100A-Messung, ein Mikrocontroller-Bauteil 82, zwei Leuchtdioden 84, ein BUS-Bauteil 86, ein EPROM-Bauteil 88 sowie eine Spannungsversorgung 90 auf.
  • Das Modulelement 74 weist ebenfalls ein Strommess-Bauteil 80, ein Mikrocontroller-Bauteil 82, Leuchtdioden 84 und ein BUS-Bauteil 86 auf. Eine Spannungsversorgung 90 im Modulelement CPU 74 ist mit einer galvanischen Trennung ausgestattet. Das Mikrocontroller-Bauteil 82 des Modulelements 74 ist ferner mit einem Tast-Schalter 92 betrieblich gekoppelt und über eine galvanische Trennung 94 mit einer RS485-Schnittstelle 96 gekoppelt. Die RS485-Schnittstelle 96 ist mit einem BUS-Anschluss 98 gekoppelt, mit dem ferner auch die Spannungsversorgung 90 betrieblich gekoppelt ist.
  • 10
    Flächenelement bzw. Solarpaneel
    12
    Strangleitung bzw. String
    14
    Klemmenblock Pluspol bzw. Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschluss
    16
    Klemmenblock Minuspol bzw. Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschluss
    18
    Sammelleitung Plus
    20
    Sammelleitung Minus
    22
    externe BUS-Leitung
    24
    Ableitung Überspannung Plus
    26
    Ableitung Überspannung Minus
    28
    Entfernung
    30
    Schaltschrank
    32
    Wechselrichter
    34
    Leitung zum Niederspannungsnetz
    36
    Systemüberwachung
    38
    Versorgungsschnittstelle
    40
    Ethernetschnittstelle
    42
    Telefonnetzschnittstelle
    44
    Strahlungssensor
    46
    Montageschiene bzw. Hutschiene
    48
    Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul
    50
    erstes Modulelement bzw. Sockel
    52
    zweites Modulelement bzw. Steckgehäuse mit Elektronik
    54
    Strombrücke
    56
    BUS-Leitung
    58
    Sockel Anschlussklemme Flächenelement
    60
    Stringanschluss
    62
    Sockel Anschlussklemme externes Netz/Sammelleitung
    64
    Klemme Sammelleitung
    66
    Sockel Anschlussklemme Überspannungsschutz
    68
    Klemme Ableitung Überspannung
    70
    Modulelement Strommesseinrichtung mit Sicherung
    74
    Modulelement CPU
    76
    Leiterplatte mit Elektronik
    78
    Sicherung
    80
    Strommess-Bauteil
    82
    Mikrocontroller-Bauteil
    84
    Leuchtdiode
    86
    BUS-Bauteil
    88
    EPROM-Bauteil
    90
    Spannungsversorgung
    92
    Tast-Schalter
    94
    galvanische Trennung
    96
    RS485-Schnittstelle
    98
    BUS-Anschluss extern
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • - RS485-Standard [0022]

Claims (10)

  1. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul (48), das zum Nebeneinanderreihen mit weiteren Anschlussmodulen (48) angepasst ist, das zum elektrischen Verbinden mit den weiteren Anschlussmodulen (48) angepasst ist, und das selbst aus mindestens einem ersten und einem zweiten Modulelement (50; 52) modular aufgebaut ist, von denen das zweite Modulelement (52) auch während des Betriebs einer zugehörigen Photovoltaikanlage vom ersten Modulelement (50) entfernbar ist.
  2. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach Anspruch 1, bei dem das erste Modulelement (50) einen elektrischen Kontakt zum Anlegen einer Strombrücke (54) aufweist, mittels der ein am ersten Modulelement (50) eingeleiteter Strom zu einem weiteren Anschlussmodul (48) geleitet werden kann.
  3. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das erste Modulelement (50) einen elektrischen Kontakt zum Anlegen einer BUS-Leitung (56) aufweist, mittels der ein BUS-Signal vom Anschlussmodul (48) zu einem weiteren Anschlussmodul (48) geleitet werden kann.
  4. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das erste Modulelement (50) eine Anschlussklemme (60) zum daran Anschließen einer Stromleitung eines photovoltaischen Flächenelements (10) umfasst und als Sockel für das zweite Modulelement (52) gestaltet ist.
  5. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste Modulelement (50) eine Anschlussklemme (64; 68) zum daran Anschließen eines externen Netzes oder eines Überspannungsschutzes umfasst und als Sockel für das zweite Modulelement gestaltet ist.
  6. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das zweite Modulelement (52) mindestens ein elektrisches Bauelement (7894) umfasst, das in einem Gehäuse aufgenommen ist, welches an dem ersten Modulelement (50) ansteckbar und dann über mindestens eine elektrische Kontaktstelle mit dem ersten Modulelement (50) verbunden ist.
  7. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das zweite Modulelement (52) ein Gehäuse mit einer Kodiereinrichtung aufweist, mit der das zweite Modulelement eindeutig einer vorbestimmten Art von erstem Modulelement (50) zuzuordnen ist.
  8. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das zweite Modulelement (52) ein Gehäuse mit einer Bedien- und/oder Anzeigeeinrichtung (84) aufweist, mittels der ein Benutzer mit einem in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Schaltkreis (76) kommunizieren kann.
  9. Photovoltaikanlagen-Anschlussmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das zweite Modulelement (52) ein Gehäuse mit einer darin angeordneten Sicherung (78), Diode, Durchgangsleitung, Strommesseinrichtung (80), Spannungsmesseinrichtung und/oder CPU (82) aufweist. (alternativ Lehrgehäuse)
  10. Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschluss (14; 16), insbesondere Vorsammler, zum Zusammenführen des Stroms einzelner photovoltaischer Flächenelemente (10) mit einer Tragschiene (46) und mehreren Photovoltaikanlagen-Anschlussmodulen (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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