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Die Erfindung betrifft eine Solarpaneelanschlussleitung mit einem von einer äußeren Ummantelung umgebenen Leiter.
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Die Nutzung regenerativer Energiequellen, wie Wasser-, Wind- und Sonnenenergie nimmt zunehmend an Bedeutung an. Solaranlagen haben sich dabei durch ihre einfache Anwendung und Aufbau sowie der deutlichen Leistungsfähigkeit von Solarmodulen in den letzten Jahren bewährt. Das Herzstück einer jeden Solaranlage sind die Solarmodule. Solarmodule sind jedoch relativ einfach zu stehlen. Bisher gab es keinen wirksamen Schutz vor solchen Diebstählen. Schutzeinrichtungen wie Zäune oder auch Gehäuse und Schlösser für die Solarpaneele müssen massiv ausgeführt sein, können jedoch trotzdem leicht mit mechanischen Mitteln aufgebrochen werden. Bei modernen Solaranlagen kann der Diebstahl von Solarpaneelen während des Betriebes der Solaranlage zwar durch einen Leistungsabfall erkannt werden, was die Diebe jedoch nicht davon abhält, in der Nacht zu kommen. Dann vermeiden sie gleichzeitig auch die Gefahr eines elektrischen Schlages.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Solarpaneelanschlussleitung anzugeben, die eine Übertragung von Informationen über den Zustand zumindest des Solarpaneels, mit dem diese Solarpaneelanschlussleitung verbunden ist, ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass innerhalb der äußeren Ummantelung zumindest ein durch wenigstens eine Isolierung von dem ersten Leiter abgetrennter weiterer Leiter vorgesehen ist, wobei die Querschnittsfläche von zumindest einem Leiter um wenigstens das 0,5-fache, vorzugsweise um das 1,6- bis 200-fache, insbesondere um das 15- bis 50-fache, größer als die Querschnittsfläche von zumindest einem anderen Leiter ist. Eine erfindungsmäße Solarpaneelanschlussleitung kann auch als Photovoltaikleitung bezeichnet werden.
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Ist die Querschnittsfläche des größeren Leiters um das 0,5-fache größer als die Querschnittsfläche des kleineren Leiters, ist damit die Querschnittsfläche des größeren Leiters um die Hälfte größer als die des kleinen Leiters. Ist die Querschnittsfläche des größeren Leiters beispielsweise um das 20-fache größer als die Querschnittsfläche des kleineren Leiters, würde bei einer Querschnittsfläche des kleineren Leiters von 0,22 mm2 die Querschnittsfläche des größeren Leiters 4,4 mm2 betragen.
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Der (die) Leiter mit dem größeren Querschnitt dient (dienen) zur Abfuhr des erzeugten Stroms von dem (den) Solarpaneel(en) beispielsweise zum Wechselrichter, während der (die) Leiter mit dem geringeren Querschnitt als Signal- und/oder Kommunikationsader dienen kann.
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Mittels der erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung können beispielsweise Informationen über die unterschiedlichsten Zustände eines Solarpaneels unmittelbar oder mittelbar über ein anderes Bauteil an einen Wechselrichter weitergeleitet werden.
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So kann mittels der Solarpaneelanschlussleitung der Diebstahl eines Solarpaneels, das unmittelbar oder auch mittelbar mit dieser Solarpaneelanschlussleitung verbunden ist, detektiert werden. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann der Leiter mit der kleinen Querschnittsfläche als eine Signalader dienen und beispielsweise als Einzelader ausgebildet sein. Die Signalader wird permanent mit einer kleinen Spannung von ca. 24 Volt belastet. Der Leiter mit der geringeren Querschnittsfläche wird nur mit einer geringen Milliamperezahl durchflossen. Über den Leiter mit dem größeren Querschnitt wird der von dem Solarpaneel bzw. dem Solarmodul erzeugte Strom abgeführt.
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Die erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung kann direkt oder über einen Stecker mit einer üblicherweise am Solarpaneel bzw. Solarpaneelmodul angebrachten Anschlussdose verbunden sein. Wird nun die Leitung durchtrennt oder der Anschluss gelöst, wird der Stromfluss in der Signalader unterbrochen, so dass über eine Auswerteeinheit ein entsprechendes Alarmsignal, beispielsweise ein akustisches Signal, ausgegeben wird. Dies kann je nach Kundenwunsch z. B. über Telefon oder Internet an einen Betreiber erfolgen. Die Stecker der Solarpaneelanschlussleitung sowie die Anschlussdosen sind entsprechend angepasst. Damit läuft die Signalader sowohl durch die Stecker als auch durch die Anschlussdose weiter.
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Die erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung erlaubt aber auch eine Kommunikation, die entweder unidirektional als auch bidirektional ausgebildet sein kann. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann der Leiter mit der kleinen Querschnittsfläche als Kommunikationsader dienen. Damit ist eine gezielte Ansteuerung der Solarpaneele mit Informationen, die beispielsweise eine Aktion mit sich bringen, oder ein Auslesen von Informationen aus der einem Solarpaneel zugeordneten Steuerelektronik, was wiederum mit einer Folgereaktion oder einer Auswertemöglichkeit verbunden ist, möglich.
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So kann über die Solarpaneelanschlussleitung – sofern das Solarpaneel über eine entsprechende Elektronik verfügt – ein kompletter Ausfall des Solarpaneels oder ein Teilausfall, beispielsweise eines Strings, d. h. ein Störzustand, festgestellt werden.
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Mittels der Solarpaneelanschlussleitung kann auch ein Solarpaneel bzw. Solarmodul gezielt in den Betriebszustand oder in den Ruhezustand geschaltet werden. Letzeres ist insbesondere im Brandfall von Bedeutung, da heutzutage Solaranlagen nicht abschaltbar sind und insoweit von Solaranlagen beim Löschen eines Brandes ein erhebliches Gefahrenpotential aufgrund des fortwährend erzeugten Stroms bei Tageslicht ausgeht.
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Auch kann mittels der Solarpaneelanschlussleitung gezielt beispielsweise der Leistungszustand eines Solarpaneels abgefragt werden. Dies ist heutzutage bei Reihenschaltung mehrerer Solarpaneele nicht möglich, da lediglich die Gesamtleistung bestimmt werden kann. Bei einer zu geringen gemessenen Gesamtleistung ist bei laufendem Betrieb bisher nicht erkennbar, durch welche(s) Solarpaneel(e) der Leistungsabfall begründet ist und ob nicht etwa ein oder mehrere Solarpaneel(e) ganz ausgefallen ist (sind).
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Damit können mit der erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung die verschiedensten Zustände detektiert und/oder auch eingestellt werden. Bei einer unidirektionalen Kommunikation ist ein Leiter mit der kleinen Querschnittsfläche als Kommunikationsader ausreichend. Bei bidirektionaler Kommunikation sind zumindest zwei als Kommunikationsadern ausgebildete Leiter mit der kleinen Querschnittsfläche erforderlich.
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Die Querschnittsfläche des zumindest einen Leiters kann zwischen 0,05 und 1,5 mm2, vorzugsweise etwa 0,22 mm2, betragen und die Querschnittsfläche zumindest eines anderen Leiters kann größer als 1,00 mm2, vorzugsweise größer als 2,25 mm2, vorzugsweise etwa 2,5 mm2, etwa 4 mm2, etwa 6 mm2 oder etwa 10 mm2, sein.
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Dabei kann die Solarpaneelanschlussleitung einen koaxialen Aufbau aufweisen, wobei der Leiter mit der kleineren Querschnittsfläche im Inneren angeordnet ist (Innenleiter) und durch die Isolierung von dem darum angeordneten Leiter mit der größeren Querschnittsfläche (Außenleiter) getrennt ist. Der Leiter mit der größeren Querschnittsfläche kann ringförmig, insbesondere kreisringförmig, ausgebildet sein. Der im Inneren angeordnete Leiter (Innenleiter) kann aus dünnen, geflochtenen oder verseilten Drähten, insbesondere Kupferdrähten mit metallener Umhüllung, bestehen. Die Umhüllung ist im Regelfall verzinnt.
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Der koaxiale Aufbau der alarmgesicherten Signalleitung, die im Inneren angeordnet ist, sowie eine Widerstandüberwachung können einer Überbrückung vorbeugen. Die Solarpaneelanschlussleitung muss nur hinsichtlich der Länge entsprechend vorkonfektioniert werden. Anschließend können Anschlüsse ohne erhöhten Aufwand einfach montiert werden.
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Bei Ausbildung der Solarpaneelanschlussleitung zur Alarmsicherung der mit dieser Solarpaneelanschlussleitung mittelbar oder unmittelbar verbundenen Solarpaneelen ist die alarmgesicherte Solarpaneelanschlussleitung damit im Kern mit einer Signalader ausgestattet. Der Außendurchmesser ist etwas dicker als eine bekannte Standard-Solarpaneelanschlussleitung. Es ist der erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung bei koaxialem Aufbau von außen nicht anzusehen, dass diese eine Diebstahlsicherung in Form der Signalader aufweist.
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Der Leiter mit der geringen Querschnittsfläche kann als Litze ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann an, wenn die Solarpaneelanschlussleitung eine hohe Flexibilität aufweisen soll. Selbstverständlich ist aber auch eine Ausgestaltung des Leiters aus Draht möglich.
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Der Leiter mit der größeren Querschnittsfläche kann aus mehreren, insbesondere konzentrisch um den Leiter mit der kleineren Querschnittsfläche angeordneten, Teilleitern bestehen. Jeder Teilleiter kann entweder aus einem Draht oder aber auch selbstverständlich als Litze ausgebildet sein. Die Summe aller Teilleiter bildet die gesamte Querschnittsfläche des Leiters mit der größeren Querschnittsfläche. Die Teilleiter können spiralförmig um den Leiter mit der geringeren Querschnittsfläche gelegt sein, wobei jeder Teilleiter beispielsweise als Litze ausgebildet ist. Eine Ausführungsform mit 8 Teilleitern, wobei jeder Teilleiter eine Querschnittsfläche von 0,5 mm2 hat, kommt damit dem Leiter mit der größeren Querschnittsfläche eine Querschnittsfläche von 4 mm2 zu. Selbstverständlich kann der Leiter mit der größeren Querschnittsfläche auch als Geflecht ausgebildet sein.
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Zumindest ein Leiter mit der kleineren Querschnittsfläche kann aus mehreren Teilleitern bestehen.
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Die äußere Ummantelung oder Schicht kann aus zumindest zwei koaxial angeordneten Mänteln bestehen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel ist eine ”innere” Isolationsschicht und eine äußere Ummantelung vorgesehen.
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Die Solarpaneelanschlussleitung kann als Zwillingsleitung ausgebildet sein, so dass dann ein Leiter in der einen Leitung und der andere Leiter beispielsweise in der anderen Leitung angeordnet ist.
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Zumindest ein Leiter kann als Lichtwellenleiter ausgebildet sein. Dieser kann aus POF (Polymere optische Faser) oder aus Glasfasern bestehen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel dient der Lichtwellenleiter als Daten- oder Kontrollfaser für die Übertragung von analogen oder digitalen Daten und stellt damit den Leiter mit der kleinen Querschnittsfläche dar.
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Als Schirmung eines Leiters, insbesondere des Leiters mit der kleinen Querschnittsfläche, kann ein beschichtetes Kunststoffband, ein metallisches Band im Verbund mit einem Kunststoffband oder ein Geflecht oder eine Umlegung aus blankem oder metallumhüllten Kupfer, einer Kupferlegierung oder einer Kombination aus Stahl und Kupfer bzw. einer Kupferlegierung eingesetzt werden.
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Die Isolierung kann polyolefinische Thermoplaste und/oder thermoplastische Elastomere und/oder Fluorkunststoffe oder dergleichen beinhalten. Vorzugsweise sind die Kunststoffe dabei vernetzt.
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Vorzugsweise beinhaltet die Ummantelung, insbesondere zumindest ein Mantel bzw. Schicht, polyolefinische Thermoplaste und/oder thermoplastische Elastomere und/oder Fluorkunststoffe oder dergleichen. Die Kunststoffe können dabei vorzugsweise vernetzt sein.
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Es biete sich an, wenn zumindest ein Leiter mit der geringen Querschnittsfläche als Buspaar ausgebildet ist.
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Es ist selbstverständlich möglich, dass eine Solarpaneelanschlussleitung mehrere Leiter mit einer geringen Querschnittsfläche aufweist. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann ein Leiter mit einer geringen Querschnittsfläche als Signalader und ein anderer Leiter mit einer geringen Querschnittsfläche als Kommunikationsader ausgebildet sein.
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Im Folgenden wird ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung mit konzentrischem Aufbau,
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2 eine erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung mit einem nichtkonzentrischen Aufbau und einer Zweischichtisolierung,
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3 den Gegenstand nach 2 mit einem konzentrischen Aufbau,
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4 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung mit einem nichtkonzentrischen Aufbau,
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5 den Gegenstand nach 4 in konzentrischer Ausgestaltung,
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6 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung mit einem nichtkonzentrischen Aufbau und mit einem Buspaar,
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7 den Gegenstand nach 6 in konzentrischer Ausgestaltung,
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8 eine als Zwillingsleitung ausgebildete erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung,
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9 eine als Zwillingsleitung ausgebildete erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung mit einem Buspaar und
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10 eine alternative Form eines als Zwillingsleitung ausgebildeten erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung.
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In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarpaneelanschlussleitung 1 mit zwei Leitern 2, 3, die koaxial angeordnet sind. Der Leiter 2 mit der kleineren Querschnittsfläche (Innenleiter) ist im Inneren angeordnet und durch eine Isolierung 4 von dem darum angeordneten Leiter 3 mit der größeren Querschnittsfläche (Außenleiter) getrennt.
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Der Leiter 3 mit der größeren Querschnittsfläche besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus acht Teilleitern 3a, die kreisringförmig, d. h. konzentrisch, um den Leiter 2 mit der kleineren Querschnittsfläche angeordnet sind. Es können aber auch weniger oder mehr Teilleiter 3a, wie z. B. zwölf Teilleiter 3a, vorgesehen sein. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl der Leiter 2 mit der geringeren Querschnittsfläche als auch die einzelnen Teilleiter 3a des Leiters 3 mit der größeren Querschnittsfläche als Litzen ausgebildet. Die Solarpaneelanschlussleitung 1 weist zwei koaxial angeordnete Mäntel 5, 6 bzw. Schichten als äußere Ummantelung auf, nämlich eine innere Isolationsschicht und eine äußere Ummantelung.
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Der Leiter 2 mit der geringeren Querschnittsfläche ist beispielsweise als Signalader ausgebildet, der permanent mit einer geringen Spannung von ca. 24 Volt belastet wird. Die Teilleiter 3a des Leiters 3 mit der größeren Querschnittsfläche dienen zum Abführen des durch die Solarpaneele bzw. Module erzeugten Stroms.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Solarpaneelanschlussleitung 1 dargestellt, bei der der Leiter 2 mit zwei Isolierungen 4a, 4b umhüllt ist. Der Leiter 2 kann beispielsweise als Signalader dienen. Über einen Teil seines Umfangs sind um den Leiter 2 konzentrisch herum sieben Teilleiter 3a angeordnet.
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In 3 ist eine Solarpaneelanschlussleitung 1 dargestellt, bei der die Teilleiter 3a – im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 2 – konzentrisch um den Leiter 2 angeordnet sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 sind zwei Leiter 2a, 2b vorgesehen, die durch eine Isolierung 4 voneinander getrennt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der äußere Leiter 2b konzentrisch um den inneren Leiter 2a angeordnet und beispielsweise geflochten ausgebildet. Die Leiter 2a und 2b dienen beispielsweise als Kommunikationsadern. Um den äußeren Leiter 2b ist wiederum eine Isolierung 4 vorgesehen. Eine oder zwei Schutzbewicklung(en) 9 ist (sind) zusätzlich, insbesondere auf der Außenseite und/oder der Innenseite des Leiters 2b gegenüber der benachbarten Isolierung 4, möglich.
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5 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Solarpaneelanschlussleitung 1 gemäß 4. Im Gegensatz zu 4 sind bei 5 die Teilleiter 3a konzentrisch angeordnet.
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In 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Leiter 2a und 2b als Buspaar ausgebildet sind. Jeder Leiter 2a bzw. 2b ist mit einer Isolierung 4 umgeben, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Buspaar eine Schirmung 7 aufweist. Darüber hinaus sind noch eine Ummantelung 8 und eine Schutzbewicklung 9 vorgesehen. Die Schutzbewicklung(en) 9 kann (können) zwischen der Schirmung 7 und dem Buspaar einerseits und/oder zwischen der Schirmung 7 und der Isolierung 8 andererseits vorgesehen sein.
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In 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Leiter 2a und 2b als Buspaar ausgebildet sind, wobei die Teilleiter 3a konzentrisch um das Buspaar herum angeordnet sind.
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In den 8 bis 10 sind verschiedene Solarpaneelanschlussleitungen 1 dargestellt, die als Zwillingsleitung ausgebildet sind. In der einen Leitung 1a sind die Teilleiter 3a vorgesehen, wobei diese zwei koaxial angeordnete Mäntel 5, 6 bzw. Schichten als äußere Ummantelung aufweisen, nämlich eine innere Isolationsschicht 5 und eine äußere Ummantelung 6.
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In der anderen Leitung 1b mit dem geringeren Querschnitt sind zwei koaxial angeordnete Leiter 2a uns 2b vorgesehen, wobei die beiden Leiter 2a uns 2b durch eine Isolierung 4 voneinander getrennt sind. Der äußere Leiter 2b, der beispielsweise geflochten ausgebildet ist, weist außenseitig wiederum eine Isolierung 4 sowie einen koaxial angeordneten Mantel 6 als äußere Ummantelung auf. Darüber hinaus ist noch zumindest eine Schutzbewicklung 9 vorgesehen. Die Schutzbewicklung(en) 9 kann (können) zwischen der inneren Isolierung 4 und dem Leiter 2b einerseits und/oder zwischen dem Leiter 2b und der äußeren Isolierung 4 andererseits vorgesehen sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 9 sind die Leiter 2a und 2b wiederum als Buspaar ausgebildet. Das Buspaar weist eine Schirmung 7 auf. Zusätzlich sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Isolierung 8 und eine Schutzbewicklung 9 vorgesehen. Die Schutzbewicklung 9 kann zwischen der Schirmung 7 und dem Buspaar einerseits und/oder zwischen der Schirmung 7 und der Isolierung 8 andererseits vorgesehen sein. Als äußere Ummantelung ist ein Mantel 6 vorgesehen.
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Leiter 2 lediglich eine Isolierung 4 und als äußere Ummantelung einen Mantel 6 aufweist.
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Insbesondere bei dem Leiter 2 kann es sich bei allen Ausführungsbeispielen um blankes oder metallumhülltes Kupfer, um eine Kupferlegierung oder auch um eine Kombination aus Stahl mit Kupfer und/oder mit einer Kupferlegierung handeln. Insbesondere jeder Leiter 2 kann als Massivdraht oder als Litze ausgebildet sein, wobei selbstverständlich die Litze auch im Mischaufbau gefertigt sein kann.
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Das jeweilige Buspaar in den verschiedenen Ausführungsformen kann als Daten- oder Kontrollpaar- ausgebildet sein. Es können sowohl analoge als auch digitale Signale übertragen werden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist jedes Buspaar durch eine Schirmung 7 abgeschirmt und ummantelt.
