DE102010047378A1

DE102010047378A1 - Verfahren und Anordnung zur Überwachung von Betriebs-Parametern einer Gleichstromquelle

Info

Publication number: DE102010047378A1
Application number: DE102010047378A
Authority: DE
Inventors: Helmut Roppelt
Original assignee: HPF GmbH
Current assignee: HPF GmbH
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-04-05

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Anordnung (1) zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle (2a bis 2n), die mit wenigstens einer weiteren Gleichstromquelle (2b bis 2n) in einer Reihenschaltung verbunden ist, wobei der Pluspol und der Minuspol der Gleichstromquelle (2a bis 2n) mit einer Datenerfassungseinrichtung (4a bis 4n) verbunden sind, die die Betriebsparameter der Gleichstromquelle erfasst und diese über eine die Gleichstromquelle (2a bis 2n) und die weitere Gleichstromquelle (2a bis 2n) miteinander verbindende elektrische Zuleitung (6) einer entfernt gelegenen Auswerteinheit (18) zuführt. Die Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Datenerfassungseinrichtung (4a bis 4n) einen Mikrocontroller (10) sowie einen durch den Mikrokontroller angesteuerten Leistungstransistor (12), insbesondere einen MOSFET-Transistor, umfasst, der elektrisch mit dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichstromquelle (2a bis 2n) verbunden ist und dessen Eingang vom Mikrocontroller (10) mit einer den erfassten Betriebsparametern entsprechenden Folge elektrischer Signale beaufschlagt wird, welche den Leistungstransistor (12) durchschalten und zu einem Stromfluss zwischen dem Minuspol und dem Pluspol der Gleichstromquelle (2a bis 2n) führen, derart, dass die dem Leistungstransistor (10) zugeführte Signalfolge über die elektrische Zuleitung (6) als eine zu der Signalfolge korrespondierende Folge von negativen Strompulsen übertragen wird, und dass die Auswerteinheit (18) eine Auskoppeleinheit (22) umfasst, die die negativen Strompulse induktiv erfasst und diese in eine Folge von die momentanen Betriebsparameter der Gleichstromquelle (2a bis 2n) enthaltenden Spannungspulsen überführt, die digital weiterverarbeitbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Beim Betreiben von einer Vielzahl von Gleichstromquellen in einer Reihenschaltung, z. B. von Solarmodulen in einer Solarfarm oder von Akkumulatorzellen in einem Akkumulatorenblock besteht der Wunsch, insbesondere die momentane Zellspannung und auch die Zelltemperatur einer jeden Gleichstromquelle zu überwachen, um Stromquellen, die durch Alterungsprozesse oder Fehlbehandlungen beschädigt sind, frühzeitig ausfindig machen und ggf. ersetzen oder überbrücken zu können.
Aus der US 2010/0127571 A1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, mehrere in Reihe geschaltete Solarmodule mit einer Datenerfassungseinrichtung auszustatten, welche die gemessen Werte für die Panelspannung, den Strom und die Temperatur über einen seriellen Bus an eine Auswerteinheit überträgt, die die Module in der Reihenschaltung nach Bedarf zu- und abschaltet. Die Schrift gibt keinen Hinweis darauf, die Betriebsparameter von den einzelnen Modulen durch eine Folge von negativen Strompulsen über die Gleichspannungsleitungen zu übertragen, über die die Module ihre elektrische Leistung kumuliert abführen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen sich die Betriebsparameter von einzelnen, in einer elektrischen Reihenschaltung miteinander verbundenen Gleichstromquellen auf einfache Weise erfassen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und 6 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle, die mit wenigstens einer weiteren Gleichstromquelle in einer Reihenschaltung verbunden ist, der Pluspol und der Minuspol der Gleichstromquelle mit einer Datenerfassungseinrichtung verbunden, die die Betriebsparameter, insbesondere die Zellspannung und Temperatur der Gleichstromquelle erfasst und diese über eine die Gleichstromquelle und die weitere Gleichstromquelle miteinander verbindende elektrische Zuleitung einer entfernt gelegenen Auswerteinheit zuführt, welche an zentraler Stelle, z. B. nahe einem Wechselrichter oder in einer zentralen Überwachungseinrichtung wie einem Leitstand oder gleichen angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Datenerfassungseinrichtung den Pluspol und den Minuspol der Gleichstromquelle zur Erzeugung einer Folge von die erfassten Betriebsparameter in digitaler, bzw. kodierter Form enthaltenden negativen Strompulsen wiederholt und über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg über einen Leistungstransistor und bevorzugt einen Lastwiderstand miteinander verbindet, und die Auswerteinheit eine Hallsonde oder eine Induktivität, z. B. einen bekannten Übertrager, enthält, die die Folge von negativen Strompulsen erfasst und diese in eine Folge von die momentanen Betriebdaten der Stromquelle enthaltenden Spannungspulsen überführt, die von der Auswerteinheit digital weiterverarbeitet und z. B. auf einem Display ausgegeben werden.
Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass die Übertragung der negativen Strompulse über die den Gleichstrom der Gleichstromquellen abführenden elektrischen Zuleitungen erfolgen kann, ohne dass es eines vergleichsweise aufwändigen Bussystems bedarf, welches in der Regel eine zusätzliche Leitung erfordert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der sehr kurz wählbaren Pulsweite von bevorzugt weniger als 10 ms, insbesondere von weniger als 1,5 ms, der Kurzschluss der jeweiligen Gleichstromquelle, die z. B. ein bekannter Akkumulator, z. B. ein Blei- oder Lithium enthaltender Akkumulator oder auch eine Solarzelle oder gar ein Solarmodul mit mehreren Solarzellen sein kann, bei einer störungsfreien Signalübertragung nur eine vergleichsweise geringe Verlustleistung auftritt. Die Verlustleistung entsteht darüber hinaus zudem jeweils nur an der gerade vermessenen Gleichstromquelle mit einer vergleichsweise geringen Spannung, was ebenfalls die zur Erzeugung der negativen Strompulse benötigte Verlustleistung verringert.
Vorzugsweise werden eine Vielzahl von Gleichstromquelle, z. B. 10, 20 oder gar 100 Gleichstromquellen oder mehr, in einer Reihenschaltung miteinander verbunden, wie es bei einem Akkumulatorenblock oder in einer Solarfarm mit 100-ten von Solarpanelen der Fall ist, wobei bevorzugt jeder Gleichstromquelle eine eigene Datenerfassungseinrichtung in Form einer gedruckten Schaltung zugeordnet ist, die auch nachträglich an den Stromquellen angeordnet werden kann.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken enthält die Datenerfassungseinrichtung einen Analog-Zu-Digitalwandler, der die Zellspannung der Gleichstromquelle erfasst und in bekannter Weise in ein digitales Spannungssignal überführt, welches in der Datenerfassungseinrichtung in eine zum momentan erfassten Spannungsverlauf korrespondierende Folge von negativen Strompulsen umgewandelt wird, welche an die Auswerteinrichtung übertragen und von dieser erfasst werden. Hierdurch ergibt sich ein vergleichsweise günstiger und unkomplizierter Schaltungsaufbau, der in vorteilhafter Weise ein direktes Abgreifen der momentanen Zellspannung der zugeordneten Gleichstromquelle erlaubt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Auswerteinrichtung einen Signalgenerator, der den Stromfluss in der Zuleitung wiederholt und über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg verringert, um eine weitere Folge von negativen Strompulsen zu erzeugen, welche zu einem von der Datenerfassungseinrichtung erfassbaren Steuersignal, insbesondere einem Notabschaltsignal, korrespondiert. Hierbei ist der Betrag der Stromstärkenänderung, d. h. der Betrag der Amplitude der weiteren negativen Strompulse um ein Mehrfaches größer, insbesondere um einen Faktor 2 bis 3 oder gar mehr, als der Betrag der Stromstärkenänderung der negativen Strompulse, d. h. der Amplituden der Strompulse die die Betriebsparameter von der, bzw. den Datenerfassungseinrichtungen an die Auswerteinheit übertragen. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, von der entfernt gelegenen Auswerteinrichtung oder auch von einer anderen zentralen Stelle aus ein Not-Abschaltsignal an die Datenerfassungseinrichtungen einer jeden Gleichstromquelle zu übersenden, welches insbesondere im Falle von Solarpanelen dazu genutzt werden kann, die Zuleitungen zu den Plus- oder Minuspolen eines Solarpaneels einer Solarfarm z. B. über einen Leistungstransistor oder ein Relais oder eine sonstige bekannte Schaltung, zu unterbrechen und dadurch im Falle eines Brandes die anliegenden Spannungen zu verringern.
Dies gilt entsprechend auch für Akkumulatorenblöcke mit einer lebensbedrohlichen Gesamtspannung der Reihenschaltung von mehr als ca. 40 V, wobei die Unterbrechung der Stromzuleitung hierbei auch über eine geeignete elektrische Zusatzschaltung oder ein Relais erfolgen kann, welches auf die dabei fließenden hohen Ströme ausgelegt ist.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist es von besonderem Vorteil, wenn die Datenerfassungseinrichtung die weiteren Strompulse über den Analog-Zu-Digitalwandler erfasst, da dieser hierbei doppelt genutzt werden kann, ohne eine weiter Induktivität an jeder der Gleichstromquellen vorsehen zu müssen, was insbesondere bei Akkumulatorblöcken oder Solarfarmen zu erheblichen Kostenvorteilen führt.
Um die Übertragungsqualität bei einer Übertragung der Pulsfolgen durch zwei oder mehr Datenerfassungseinrichtung zu verbessern, werden die Pulsfolgen bevorzugt zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder mit unterschiedlichen Pulslängen und/oder einer unterschiedlichen Anzahl von Pulsen innerhalb einer Pulsfolge ausgesandt. Hierbei kann es ebenfalls vorgesehen sein, dass der Zeitpunkt der Übertragung durch ein gemeinsames, von der Auswerteinheit übersandtes Synchronisationssignal, welches in der zuvor beschriebenen Weise erzeugt wird und z. B. die dreifache Amplitude wie ein durch eine Datenerfassungseinrichtung erzeugter Puls besitzen kann, synchronisiert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle, die mit weiteren Gleichstromquellen in einer Reihenschaltung elektrisch verbunden ist, und
2 eine schematische Detailansicht einer Datenerfassungseinrichtung, die elektrisch an den Plus- und Minuspol einer zu überwachenden Gleichstromquelle angeschlossen ist.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle 2a, die mit einer weiteren Gleichstromquelle 2b sowie einer beliebigen Anzahl von weiteren Gleichstromquellen 2n in einer Reihenschaltung verbunden ist, eine Datenerfassungseinrichtung 4a, die mit dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichstromquelle 2a verbunden ist.
Obgleich gemäß der Darstellung von 1 sämtliche Gleichstromquellen 2a bis 2n jeweils eine zugeordnete eigene Datenerfassungseinrichtung 4a bis 4n aufweisen, können auch zwei oder mehr Gleichstromquellen einer Solarfarm oder eines Akkumulatorenblocks gruppenweise mit einer Datenerfassungseinrichtung verbunden sein, um die Betriebsdaten einer Gruppe von Stromquellen zu erfassen und die Anzahl an Datenerfassungseinrichtungen zu reduzieren.
Gemäß der Darstellung von 1 sind die Gleichstromquellen 2a bis 2n über eine mit der Bezugsziffer 6 bezeichnete Zuleitung in einer Reihenschaltung verbunden, die zur Übertragung der elektrischen Leistung von den Gleichstromquellen 2a bis 2n in elektrischer Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher 8 steht, der beispielsweise ein in 1 exemplarisch gezeigter Wechselrichter sein kann, der insbesondere bei Gleichstromquellen 2a bis 2n die durch Solarmodule gebildet werden, die Gleichspannung in eine Wechselspannung überführt.
Jede der Datenerfassungseinrichtungen 4a bis 4d enthält (siehe 2) einen Mikrocontroller 10, der einen Leistungstransistor 12 ansteuert, welcher beispielsweise ein MOSFET-Transistor sein kann, und der elektrisch mit dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichstromquelle bevorzugt über einen ohmschen Widerstand oder eine sonstige ohmsche Last 14 verbunden ist.
Die Datenerfassungseinrichtung 4a bis 4c enthält weiterhin einen Analog-Zu-Digitalwandler 16, der die von der zugehörigen Gleichstromquelle 2a bis 2n abgegebene Zellenspannung in ein zur Zellenspannung korrespondierendes digitales Signal, d. h. eine Folge Nullen und Einsen, umwandelt, welche dem Mikrocontroller 10 zugeführt wird. Der Mikrocontroller 10 erfasst das digitale Signal und wandelt dieses in eine Signalfolge um, welche zusätzlich zu der erfassten Zellenspannung der Gleichstromquelle ebenfalls eine Identifikationsnummer enthält, welche der jeweiligen Datenerfassungseinrichtung 4a bis 4c zugeordnet ist und diese eindeutig identifizierbar macht. Durch die Übersendung der Betriebsparameter zusammen mit der Identifikationsnummer der jeweiligen Datenerfassungseinrichtung, die bevorzugt in einem Speicher des Mikrocontrollers 10 abgelegt ist, lassen sich in einer Solarfarm oder auch in einem Akkumulatorenblock mit einer Vielzahl von Gleichstromquellen die jeweiligen Gleichstromquellen räumlich lokalisieren, bei denen die Zellenspannung oder die Temperatur oder ein sonstiger über einen Sensor erfasster Betriebsparameter nicht mehr innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. In gleicher Weise kann die Datenerfassungseinrichtung 4a bis 4n einen Temperatursensor 24 aufweisen, der die Temperatur der Stromquelle erfasst. Der Temperatursensor ist bevorzugt in der Datenerfassungseinrichtung, bzw. im Mikrocontroller 10 integriert.
Um die Folge von negativen Strompulsen zu erzeugen schaltet der Leistungstransistor 12 entsprechend der zugeführten, bevorzugt digitalen Signalfolge durch und verbindet den Pluspol und den Minuspol der jeweiligen Gleichstromquelle 2a bis 2n mit einander, wodurch eine zu der vom Mikrocontroller 10 zugeführten Signalfolge korrespondierende Folge von negativen Strompulsen in der Zuleitung 6 erzeugt wird, welche über die Zuleitung 6 übertragen wird.
Wie der Darstellung von 1 weiterhin entnommen werden kann, umfasst die erfindungsgemäße Anordnung 1 eine Auswerteinheit 18, welche an einer entfernt von den Gleichstromquellen 2a bis 2n angeordneten Stelle, z. B. in einem mehrere einhundert Meter entfernten Leitstand oder einer zentralen Steuereinrichtung einer Solarfarm positioniert ist. Die Auswerteinheit 18 umfasst eine Auskoppeleinheit 22, z. B. eine Induktivität oder einen Hallsensor 22, welcher die von einer Datenerfassungseinrichtung 4a bis 4n erzeugte Folge von negativen Strompulsen aus der elektrischen Zuleitung 6 auskoppelt und diese der Auswerteinheit 18 als eine die Betriebsparameter der jeweiligen Gleichstromquelle 2a bis 2n und deren Identifikationsnummer enthaltende Folge von Spannungspulsen zuführt. Die Folge von Spannungspulsen wird von der Auswerteinheit 18 weiter verrechnet und beispielsweise auf einem Display 20 für einen Bediener zur Darstellung gebracht, der anhand der Identifikationsnummer und der momentanen Zellspannung eine beispielsweise defekte Gleichstromquelle 2a bis 2n identifizieren und in einem Batterieblock oder einer Solarfarm lokalisieren kann.
Die erfindungsgemäße Anordnung 1 kann weiterhin einen entfernt von der Gleichstromquelle 2a bis 2n angeordneten Signalgenerator 26 umfassen, der eine Einkoppeleinheit 30 mit einem bevorzugt digitalen elektrischen Signal beaufschlagt, welches insbesondere einem Notabschaltsignal oder einem zeitlichen Synchronisationssignal zur zeitlichen Synchronisation der bevorzugt zeitlich versetzten Ausgabezeitpunkte für die jeweiligen Pulsfolgen entspricht. Die Einkoppeleinheit 30 enthält bevorzugt einen Leistungstransistor 32, der entsprechend dem zugeführten elektrischen Signal durchschaltet und den gemeinsamen Pluspol und Minuspol der in Reihe geschalteten Gleichstromquellen 2a bis 2n vor dem elektrischen Verbraucher 8 zur Erzeugung einer weiteren Folge von negativen Strompulsen über eine ohmsche Last 34 miteinander verbindet, bzw. kurz schließt. Jede der Datenerfassungseinrichtungen 4a bis 4n weist eine Auskoppeleinheit, insbesondere in Form des Analog-Zu-Digitalwandlers 16 auf, der die weitere Folge von negativen Strompulsen in eine zu dieser korrespondierende Folge von Spannungspulsen überführt, die dem Mikrocontroller 10 zugeführt werden. Um die weitere Folge von negativen Strompulsen hierbei mit hoher Sicherheit identifizieren zu können, besitzen die weiteren Strompulse bevorzugt eine gegenüber den von den Datenerfassungseinrichtungen 4a bis 4n erzeugten Strompulsen vergrößerte Signalhöhe/Amplitude, die z. B. um einen Faktor 3 größer sein kann. Sobald der Mikrocontroller 10 ein entsprechendes Spannungssignal vom Analog-Zu-Digitalwandler erhält, welches einem Notabschaltsignal entspricht, steuert dieser einen weiteren Leistungstransistor 30, der in der Zuleitung zwischen der Datenerfassungseinrichtung 4a bis 4n und dem Plus- oder dem Minuspol der zugehörigen Gleichstromquelle 2a bis 2n angeordnet ist, in der Weise an, das die elektrische Leitungsverbindung unterbrochen wird. Das zugeführte Notabschaltsignal kann z. B. durch Einschalten des Signalgenerators 26 über einen nicht gezeigten elektrischen Schalter bewirkt werden, und führt dazu, dass die Stromzuleitung zu sämtlichen Gleichstromquellen 2a bis 2n über den weiteren Transistor 30, der bevorzugt ein selbstsperrender Transistor ist, unterbrochen wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass lediglich die vergleichsweise geringen und daher nicht lebensbedrohlichen Gleichspannungen jeder einzelnen Gleichstromquelle 2a bis 2n in einer Solarfarm oder einem Batterieblock anliegen, nicht jedoch die kumulierte Gesamtspannung aller Gleichstromquelle, so dass im Falle von Löscharbeiten an einer Solaranlage oder beim Unfall eines elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs keine Gefahr von lebensbedrohlichen Gleichspannungen besteht.
Um die erfindungsgemäße Anordnung nach einer Notabschaltung wieder einzuschalten, wird die gemeinsame Zuleitung 6 durch Anlegen einer entsprechenden Spannung an den gemeinsamen Plus- und Minuspol der Reihenschaltung bestromt, wodurch die Mikrocontroller 10 wieder aktiviert werden und z. B. über einen integrierten Timer oder auch nach der Zuleitung eines entsprechenden Aktivierungssignals durch den Signalgenerator 26 und die Einkoppeleinheit 28 den Transistor 30 wieder durchschalten, so dass die Datenerfassungseinrichtungen 4a bis 4n über ihre zugeordnete Gleichstromquelle mit elektrischer Energie versorgt werden und die Reihenschaltung der Gleichstromquellen 2a bis 2n erneut hergestellt wird.
Bezugszeichenliste

1: erfindungsgemäße Anordnung
2a–n: Gleichstromquelle
4a–n: Datenerfassungseinrichtung
6: elektrische Zuleitung
8: elektrischer Verbraucher
10: Mikrokontroller
12: Leistungstransistor
14: ohmsche Last
16: Analog-Zu-Digital Wandler
18: Auswerteinheit
20: Display
22: Auskoppeleinheit
24: Temperatursensor
26: Signalgenerator
28: Einkoppeleinheit
30: weiterer Leistungstransistor/Schalter in Datenerfassungseinrichtung
32: Leistungstransistor in Einkoppeleinheit
34: ohmsche Last in Einkoppeleinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010/0127571 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle, die mit wenigstens einer weiteren Gleichstromquelle in einer Reihenschaltung verbunden ist, wobei der Pluspol und der Minuspol der Gleichstromquelle mit einer Datenerfassungseinrichtung verbunden ist, die die Betriebsparameter, insbesondere die Zellspannung der Gleichstromquelle erfasst und diese über eine die Gleichstromquelle und die weitere Gleichstromquelle miteinander verbindende elektrische Zuleitung einer entfernt gelegenen Auswerteinheit zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung den Pluspol und den Minuspol der Gleichstromquelle zur Erzeugung einer Folge von die Betriebsparameter enthaltenden negativen Strompulsen wiederholt und über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg über einen Leistungstransistor miteinander verbindet, und dass die Auswerteinheit eine Auskoppeleinheit enthält, die die Folge von negativen Strompulsen insbesondere induktiv oder durch einen Hallsensor erfasst und diese in eine Folge von die momentanen Betriebdaten der Stromquelle enthaltenden Spannungspulsen überführt, die digital weiterverarbeitbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung einen Analog-Zu-Digitalwandler enthält, der die Zellspannung der Gleichstromquelle erfasst und in ein digitales Spannungssignal überführt, welches in der Datenerfassungseinrichtung in eine korrespondierende Folge von negativen Strompulsen überführt wird, welche von der Auswerteinrichtung erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung einen Signalgenerator enthält, welcher den Stromfluss in der Zuleitung zur Erzeugung einer weiteren Folge von negativen Strompulsen welche zu einem von der Datenerfassungseinrichtung erfassbaren Steuersignal, insbesondere ein Notabschaltsignal korrespondiert, wiederholt und über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg verringert, wobei der Betrag der Stromstärkenänderung der weiteren negativen Strompulse größer, insbesondere um einen Faktor 2 bis 3 größer ist, als der Betrag der Stromstärkenänderung der negativen Strompulse zur Übertragung der Betriebsparameter.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung die weiteren Strompulse über den Analog-Zu-Digitalwandler erfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsfolgen der Datenerfassungseinrichtung der ersten Gleichstromquelle und die Pulsfolgen einer der zweiten Gleichstromquelle zugeordneten weiteren Datenerfassungseinrichtung zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder mit unterschiedlichen Pulslängen oder Pulsdauern ausgesandt werden.
Anordnung (1) zur Überwachung von Betriebsparametern einer Gleichstromquelle (2a bis 2n), die mit wenigstens einer weiteren Gleichstromquelle (2b bis 2n) in einer Reihenschaltung verbunden ist, wobei der Pluspol und der Minuspol der Gleichstromquelle (2a bis 2n) mit einer Datenerfassungseinrichtung (4a bis 4n) verbunden sind, die die Betriebsparameter der Gleichstromquelle erfasst und diese über eine die Gleichstromquelle (2a bis 2n) und die weitere Gleichstromquelle (2a bis 2n) miteinander verbindende elektrische Zuleitung (6) einer entfernt gelegenen Auswerteinheit (18) zuführt, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (4a bis 4n) einen Mikrocontroller (10) sowie einen durch den Mikrokontroller angesteuerten Leistungstransistor (12), insbesondere einen MOSFET-Transistor, umfasst, der elektrisch mit dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichstromquelle (2a bis 2n) verbunden ist und dessen Eingang vom Mikrocontroller (10) mit einer den erfassten Betriebsparametern entsprechenden Folge elektrischer Signale beaufschlagt wird, welche den Leistungstransistor (12) durchschalten und zu einem Stromfluss zwischen dem Minuspol und dem Pluspol der Gleichstromquelle (2a bis 2n) führen, derart, dass die dem Leistungstransistor (10) zugeführte Signalfolge über die elektrische Zuleitung (6) als eine zu der Signalfolge korrespondierende Folge von negativen Strompulsen übertragen wird, und dass die Auswerteinheit (18) eine Auskoppeleinheit (22) umfasst, die die negativen Strompulse induktiv erfasst und diese in eine Folge von die momentanen Betriebsparameter der Gleichstromquelle (2a bis 2n) enthaltenden Spannungspulsen überführt, die digital weiterverarbeitbar sind.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungstransistor (10) mit dem Plus- und/oder Minuspol über eine ohmsche Last (14), insbesondere einen bevorzugt veränderbaren ohmschen Widerstand, verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (4a bis 4n) einen Analog-Zu-Digitalwandler (16) umfasst, der die momentane Spannung der Gleichstromquelle (2a bis 2n) und/oder die von einem mit der Gleichstromquelle thermisch gekoppelten Temperatursensor (24) erfassten Temperatursignale in ein digitales Signal umwandelt, welches dem Mikrocontroller (10) zugeführt und von diesem insbesondere zusammen mit einer der Gleichstromquelle zugeordneten und im Mikrocontroller abgelegten Identifizierungsnummer dem Eingang des Leistungstransistors (12) zugeführt werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen entfernt von der Gleichstromquelle (2a bis 2n) angeordneten Signalgenerator (26) und eine von diesem angesteuerte Einkoppeleinheit (30) umfasst, welche den Stromfluss in der elektrischen Zuleitung (6) zur Erzeugung einer weiteren Folge von negativen Strompulsen, welche zu einem von der Datenerfassungseinrichtung erfassbaren Steuersignal, insbesondere einem Notabschaltsignal korrespondiert, wiederholt und über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg verringert, dass die Datenerfassungseinrichtung (4a bis 4n) eine Auskoppeleinheit (16) aufweist, die die weitere Folge von negativen Strompulsen in eine zu dieser korrespondierende Folge von Spannungspulsen überführt, die dem Mikrocontroller (10) zugeführt werden, und dass der Mikrocontroller (10) mit einem weiteren Leistungstransistor (30) verbunden ist, der den elektrischen Stromfluss zwischen dem Pluspol oder dem Minuspol der Stromquelle (2a bis 2n) unterbricht, wenn dem Mikrocontroller (10) eine Folge von Spannungspulsen zugeführt wird, die einem Notabschaltsignal zugeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppeleinheit einen Leistungstransistor (32) enthält, welcher dem gemeinsamen Pluspol und Minuspol der in Reihe geschalteten Gleichstromquellen (2a bis 2n) zur Erzeugung der weiteren Folge von negativen Strompulsen über eine ohmsche Last (34) miteinander verbindet.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle (2a bis 2n) eine photovoltaische Zelle oder ein Solarmodul ist, welches eine Vielzahl von in Reihe und/oder parallel zu einander geschalteten photovoltaischen Zellen enthält.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (2a bis 2n) und die weitere Stromquelle eine Akkumulatorzelle sind.