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Hintergrund der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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Aus
EP 2 037 537 A1 ist
ein Anschlussmodul für
einen Vorsammler einer Photovoltaikanlage mit folgenden Merkmalen
bekannt: einer Anschlussklemme zum daran Anschließen einer
Stromleitung eines photovoltaischen Flächenelements, mindestens einem
mit der Anschlussklemme elektrisch leitend verbundenen elektrischen
Bauelement, einem Gehäuse,
welches das mindestens eine elektrische Bauelement umschließt und derart
plattenförmig
ausgebildet ist, dass die Ausdehnung des Gehäuses in einer Dickenrichtung
um ein Mehrfaches geringer ist als eine Ausdehnung des Gehäuses in
einer Richtung quer dazu, sowie einer elektrischen Leitung zwischen der
Anschlussklemme und einem Verbindungselement zum elektrisch leitenden
Verbinden des Anschlussmoduls mit einem weiteren Modul.
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Zugrundeliegende Aufgabe
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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.
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Erfindungsgemäße Lösung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Lösung anhand
der beigefügten
schematischen Zeichnungen näher
erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
Prinzipskizze einer photovoltaischen Anlage mit einem Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschlusses,
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschlusses
aus 1,
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3 die
Ansicht III. in 2 und
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4 eine
Schaltungsprinzipskizze eines Abschnittes des Photovoltaikanlagen-Stromsammelanschlusses
gemäß 2 und 3.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In 4 sind
mehrere zweite Modulelemente 52 veranschaulicht, welche
den derartigen ersten Modulelementen 50 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.
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In
jedem der Modulelemente 70 und 74 ist eine Leiterplatte 76 mit
Elektronikbauteilen vorgesehen. So weist Insbesondere jedes der
Modulelemente 70 optional eine Sicherung 78, ein
Strommess-Bauteil 80 für
eine 100 A-Messung, ein Mikrocontroller-Bauteil 82, zwei
Leuchtdioden 84, ein BUS-Bauteil 86, ein EPROM-Bauteil 88 sowie
eine Spannungsversorgung 90 auf.
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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.
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- 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