DE102011053522B4

DE102011053522B4 - Photovoltaic system and safety device for a photovoltaic system

Info

Publication number: DE102011053522B4
Application number: DE102011053522.5A
Authority: DE
Inventors: Björn Magnussen
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2031-09-13
Also published as: DE102011053522A1

Abstract

Sicherheitseinrichtung für eine Photovoltaikanlage, aufweisend – mindestens ein Brandsensor zum Bereitstellen eines einen Brand oder eine Übertemperatur anzeigenden Signals, – mindestens eine Schutzeinrichtung (60), um eine stromführende Gleichstromleitung (10, 11), die einen Photovoltaikgenerator (1) mit einem Wechselrichter (2) der Photovoltaikanlage verbindet, in einen sicheren Zustand zu schalten, – eine mit dem mindestens einen Brandsensor und der mindestens einen Schutzeinrichtung (60) verbundene Überwachungseinrichtung (51) zur Auswertung des von dem mindestens einen Brandsensor abgegebenen Signals und zur Ansteuerung der Schutzeinrichtung (60), wobei der mindestens eine Brandsensor linienförmig ausgebildet ist und entlang der gesamten Länge der Gleichstromleitung (10) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der der mindestens eine Brandsensor eine pyrotechnische Signalleitung (20) ist, wobei das einen Brand oder eine Übertemperatur anzeigende Signal eine Explosionswelle (21) ist, die von der pyrotechnischen Signalleitung (20) weitergeleitet wird.Safety device for a photovoltaic system, comprising - at least one fire sensor for providing a signal indicating a fire or overheating, - at least one protection device (60) to a current-carrying DC line (10, 11) having a photovoltaic generator (1) with an inverter (2 ) of the photovoltaic system connects to a safe state, - a monitoring device (51) connected to the at least one fire sensor and the at least one protective device (60) for evaluating the signal emitted by the at least one fire sensor and for controlling the protective device (60) wherein the at least one fire sensor is linear and is formed along the entire length of the direct current line (10), characterized in that the at least one fire sensor is a pyrotechnic signal line (20), the signal indicative of fire or overtemperature indicative of an explosion sion wave (21), which is forwarded by the pyrotechnic signal line (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine Photovoltaikanlage, die mindestens einen Brandsensor zur Bereitstellung eines einen Brand oder eine Übertemperatur anzeigenden Signals aufweist und mindestens eine Schutzeinrichtung, um eine stromführende Gleichstromleitung, die einen Photovoltaikgenerator mit einem Wechselrichter der Photovoltaikanlage verbindet, in einen sicheren Zustand zu schalten. Die Sicherheitseinrichtung weist weiter eine mit dem Brandsensor und der Trenneinrichtung verbundene Überwachungseinrichtung zur Auswertung des Signals des Brandsensormittels und zur Ansteuerung der Trenneinrichtung auf. Der mindestens eine Brandsensor ist dabei linienförmig ausgebildet und entlang der gesamten Länge der Gleichstromleitung ausgeführt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Photovoltaikanlage mit einer derartigen Sicherheitseinrichtung. The invention relates to a safety device for a photovoltaic system, which has at least one fire sensor for providing a fire or overtemperature indicative signal and at least one protective device to switch a current-carrying DC power line that connects a photovoltaic generator with an inverter of the photovoltaic system in a safe state , The safety device further has a monitoring device connected to the fire sensor and the separating device for evaluating the signal of the fire sensor means and for controlling the separating device. The at least one fire sensor is linear and designed along the entire length of the DC line. The invention further relates to a photovoltaic system with such a safety device.

Photovoltaikanlagen, im Folgenden abkürzend PV-Anlagen genannt, dienen der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Üblicherweise wird dazu eine Vielzahl von Photovoltaikmodulen (PV-Modulen), von denen jedes eine Zusammenschaltung von mehreren Photovoltaikzellen darstellt, elektrisch zu einem Photovoltaikgenerator (PV-Generator) verschaltet. Der PV-Generator ist mit einem häufig entfernt montierten Wechselrichter verbunden, der der Umwandlung des von ihm gelieferten Gleichstroms in Wechselstrom dient, welcher zur Einspeisung in ein öffentliches oder privates (Inselbetrieb) Energieversorgungsnetz geeignet ist. Bei PV-Anlagen, die an Gebäuden montiert sind, ist es eine häufige Konstellation, dass der PV-Generator auf einem Dach des Gebäudes angeordnet ist, wohingegen der Wechselrichter sich in einem Keller des Gebäudes befindet. Photovoltaic systems, abbreviated to PV systems below, are used to convert sunlight into electrical energy. Usually, a plurality of photovoltaic modules (PV modules), each of which represents an interconnection of a plurality of photovoltaic cells, electrically connected to a photovoltaic (PV) generator. The PV generator is connected to a frequently remotely mounted inverter which converts the DC power it supplies into AC power suitable for feeding into a public or private (stand alone) utility grid. For PV systems mounted on buildings, it is a common constellation that the PV generator is located on a roof of the building, whereas the inverter is located in a basement of the building.

Die PV-Module werden dabei meist derart zu dem PV-Generator serien- und ggf. parallelverschaltet, dass die zwischen dem PV-Generator und dem Wechselrichter verlaufenden Gleichstromleitungen mit Spannungen im Bereich von deutlich mehr als 100 Volt, typischerweise einigen hundert bis über tausend Volt beaufschlagt sind. Eine Spannung dieser Größenordnung ist aus Effizienzgründen sinnvoll, u.a. um ohmsche Verluste in den Leitungen klein zu halten, ohne dass ein aus ökonomischen Gründen unerwünschter allzu großer Leitungsquerschnitt gewählt werden muss. Bei Lichteinfall auf den PV-Generator besteht aufgrund der hohen Spannung jedoch in einem Schadenfall, insbesondere im Brandfall, für einen Menschen die Gefahr eines lebensgefährlichen elektrischen Schlags. Ohne weitere Schutzmaßnahmen lässt sich die Lebensgefahr bei einer direkten Berührung oder einer indirekten Berührung, z.B. über Löschwasser, nur bannen, wenn die Stromerzeugung durch den PV-Generator unterbunden wird, beispielsweise durch eine Verdunkelung der PV-Module. Dieses ist im Brandfall allerdings nur schwer umsetzbar. In this case, the PV modules are usually connected in series and possibly in parallel to the PV generator such that the DC lines running between the PV generator and the inverter have voltages in the range of significantly more than 100 volts, typically a few hundred to more than a thousand volts are charged. A voltage of this magnitude is useful for reasons of efficiency, i.a. in order to keep ohmic losses in the lines small, without having to choose an undesirably too large line cross section for economic reasons. However, in the case of incidence of light on the PV generator due to the high voltage in a case of damage, especially in case of fire, for a person the risk of life-threatening electric shock. Without further protective measures, the risk of death in the case of direct contact or indirect contact, e.g. About firefighting water, only ban if the power generation is suppressed by the PV generator, for example, by a darkening of the PV modules. However, this is difficult to implement in case of fire.

Um beim Betrieb einer PV-Anlage das Auftreten von gefährlichen Spannungen im Brandfall oder bei Wartungsarbeiten zu vermeiden, sind Schutzeinrichtungen bekannt, bei denen in räumlicher Nähe zu dem PV-Generator eine Schutzeinrichtung vorgesehen ist, die, gesteuert durch einen Wechselrichter oder eine sonstige zentrale Steuereinheit, die Gleichstromleitungen zwischen dem PV-Generator und dem Wechselrichter in einen spannungslosen und somit sicheren Zustand schaltet. Eine derartige Schutzeinrichtung ist beispielsweise in der Zeitschrift Photon, Ausgabe Mai 2005, S. 75 bis 77 beschrieben. Das Schalten in einen spannungslosen Zustand kann dabei durch eine Unterbrechung der Gleichstromleitungen mittels Schaltorganen der Schutzeinrichtung geschehen oder durch ein Kurzschließen des PV-Generators. Zur Übertragung von Steuersignalen zu der Schutzeinrichtung werden dabei zusätzlich verlegte Steuerleitungen eingesetzt. Eine derartige Schutzeinrichtung ist auch aus der Druckschrift DE 10 2006 060 815 A1 bekannt, wobei die Steuersignale als Hochfrequenzsignale über die zur Leistungsübertragung vorgesehenen Gleichstromleitungen gesendet werden. In beiden genannten Fällen wird der Gefahrenfall demnach generatorfern am Wechselrichter oder einer vergleichbaren zentralen Steuereinheit erkannt und entsprechend eine generatornahe Schutzeinrichtung angesteuert. In order to avoid the occurrence of dangerous voltages in case of fire or maintenance during operation of a PV system, protective devices are known in which in proximity to the PV generator, a protective device is provided which, controlled by an inverter or other central control unit , which switches DC cables between the PV generator and the inverter to a de-energized and therefore safe state. Such a protective device is described, for example, in the journal Photon, May 2005 issue, pages 75 to 77. The switching to a de-energized state can be done by interrupting the DC cables by means of switching devices of the protective device or by shorting the PV generator. For the transmission of control signals to the protection additionally laid control lines are used. Such a protective device is also from the document DE 10 2006 060 815 A1 The control signals are transmitted as high-frequency signals via the DC lines provided for power transmission. In both cases, the danger is therefore recognized as far as the inverter or a comparable central control unit and accordingly a generator-near protection device is activated.

Eine weitere Schutzeinrichtung ist durch das aus der Druckschrift DE 10 2008 027 189 A1 bekannte Sicherheitselement gegeben. Das generatornah vorgesehene Sicherheitselement verfügt über eine stoß- und wärmeempfindliche Komponente, die bei Einwirkung von erheblichen mechanischen Kräften oder bei außergewöhnlichem Wärmeeintrag zerstört wird und dabei die stromführenden Gleichstromleitungen unterbricht. Das Sicherheitselement kann in Art einer Steckverbindung in die Gleichstromleitung eingesetzt sein, wobei die Steckverbindung durch die stoß- und wärmeempfindliche Komponente mechanisch und vorteilhaft sichtbar aufgetrennt wird. Another protective device is by the document DE 10 2008 027 189 A1 given known security element. The near-generator provided security element has a shock and heat-sensitive component, which is destroyed by the action of considerable mechanical forces or in exceptional heat input and thereby interrupts the live DC lines. The security element can be used in the manner of a plug connection in the DC line, wherein the connector is separated mechanically and advantageously visibly by the shock and heat-sensitive component.

Nachteilig an den bekannten Systemen ist, dass der Brandfall entweder dem Wechselrichter oder der vergleichbaren zentralen Steuereinrichtung signalisiert sein muss oder vor Ort am Generator auftreten muss, um die Schutzeinrichtung entsprechend ansteuern zu können oder auszulösen. Beispielsweise ist eine durch einen Brandfall oder eine auf eine andere Weise hervorgerufene lokale Überhitzung einer Gleichstromleitung in einem Bereich zwischen dem PV-Generator und dem Wechselrichter, die zu einer Zerstörung der Isolierung der Gleichstromleitungen und der damit einhergehenden Freilegung der Leiter führt, von den bekannten Schutzeinrichtungen unter Umständen nicht abgesichert. A disadvantage of the known systems is that the fire must either be signaled to the inverter or the comparable central control device or must occur locally on the generator in order to control the protective device accordingly or trigger. For example, local overheating of a dc line caused by a fire or other event in a region between the pv generator and the inverter leading to destruction of the insulation of the dc lines and the consequent exposure of the dc line Conductor leads, may not be secured by the known protective devices.

Aus der nachveröffentlichten Druckschrift DE 10 2011 110 467 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung mit einer entlang den Gleichstromleitungen verlaufenden Meldefaser bekannt. Die Meldefaser besteht aus einem Material, das ab einer bestimmten niedrigen Schmelztemperatur schmilzt oder erweicht. Die Meldefaser ist an ihrem Ende derart mit einer Kurzschlusseinrichtung verbunden, dass die Kurzschlusseinrichtung aktiviert wird, wenn die Meldefaser schmilzt und beispielsweise nicht mehr auf Zug belastet werden kann. From the post-published publication DE 10 2011 110 467 A1 For example, a safety device with a signaling fiber running along the DC lines is known. The reporting fiber is made of a material that melts or softens from a certain low melting temperature. The signaling fiber is connected at its end to a short-circuiting device such that the short-circuiting device is activated when the signaling fiber melts and, for example, can no longer be loaded with tension.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Sicherheitseinrichtung für eine PV-Anlage der eingangs genannten Art anzugeben, die umfassenden Schutz bei Bränden unabhängig von dem Ort des Brandherdes bietet. Es ist eine weitere Aufgabe, eine entsprechend gesicherte PV-Anlage bereitzustellen. It is an object of the present invention to provide an alternative safety device for a PV system of the type mentioned above, which offers comprehensive protection in fires regardless of the location of the source of the fire. It is a further task to provide a correspondingly secured PV system.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung für eine PV-Anlage sowie eine PV-Anlage mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a safety device for a PV system and a PV system with the respective features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Eine Sicherheitseinrichtung für eine PV-Anlage weist dabei mindestens einen Brandsensor zum Bereitstellen eines einen Brand oder eine Übertemperatur anzeigenden Signals, mindestens eine Schutzeinrichtung, um eine stromführende Gleichstromleitung, die einen PV-Generator mit einem Wechselrichter der PV-Anlage verbindet, in einen sicheren Zustand zu schalten, und eine mit dem mindestens einen Brandsensor und der mindestens einen Schutzeinrichtung verbundene Überwachungseinrichtung zur Auswertung des von dem mindestens einen Brandsensor abgegebenen Signals und zur Ansteuerung der Schutzeinrichtung auf. Der mindestens eine Brandsensor ist linienförmig ausgebildet und entlang der gesamten Länge der Gleichstromleitung ausgeführt. A safety device for a PV system in this case has at least one fire sensor for providing a signal indicative of a fire or overheating, at least one protective device to a current-carrying DC line that connects a PV array with an inverter of the PV system in a safe state to switch, and connected to the at least one fire sensor and the at least one protection device monitoring device for evaluating the output from the at least one fire sensor signal and to control the protection device on. The at least one fire sensor is linear and executed along the entire length of the DC line.

Dadurch, dass der Brandsensor linienförmig ausgebildet ist und entlang gesamten Länge der Gleichstromleitung ausgeführt ist, wird erreicht, dass ein Brand, der die Gleichstromleitungen beschädigen könnte, auch detektiert wird, so dass ein Schalten in den sicheren Zustand erfolgt. Im Rahmen der Anmeldung ist dabei unter einem sicheren Zustand der Gleichstromleitungen ein Zustand zu verstehen, bei dem von einem freiliegenden Leiter auf der Gleichstromseite der PV-Anlage keine Lebens- oder Gesundheitsgefährdung ausgeht. Ein sicherer Zustand liegt dann vor, wenn die Gleichstromleitungen nicht mit derartig hohen Spannungen beaufschlagt sind, die für einen Menschen lebensgefährlich sein können. Ein bevorzugter sicherer Zustand ist die Spannungsfreiheit, auch Spannungslosigkeit genannt. Characterized in that the fire sensor is linear and is designed along the entire length of the DC line, it is achieved that a fire that could damage the DC cables is also detected, so that switching to the safe state takes place. In the context of the application, a safe state of the DC lines is to be understood as a state in which there is no danger to life or health from an exposed conductor on the DC side of the PV system. A safe state is when the DC lines are not subjected to such high voltages that can be life-threatening for a human. A preferred safe state is the absence of voltage, also called lack of tension.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der mindestens eine Brandsensor eine pyrotechnische Signalleitung, wobei das einen Brand oder eine Übertemperatur anzeigende Signal eine Explosionswelle ist, die von der pyrotechnischen Signalleitung weitergeleitet wird. Auf diese Weise wird ein einfacher und sicher funktionierender linienförmiger Brandsensor gebildet. Zudem stellt die pyrotechnische Signalleitung sowohl den Brandsensor dar, als auch eine Signalleitung zur Übertragung der Information, dass ein Brand bzw. eine Überhitzung vorliegt. Würde eine separate Signalleitung eingesetzt, könnte diese durch einen Brand funktionsuntüchtig werden, was bei Verwendung einer pyrotechnischen Signalleitung nicht eintreten kann. According to one aspect of the invention, the at least one fire sensor is a pyrotechnic signal line, wherein the fire or overtemperature indicating signal is an explosive wave relayed by the pyrotechnic signal line. In this way, a simple and safe functioning linear fire sensor is formed. In addition, the pyrotechnic signal line is both the fire sensor, as well as a signal line for transmitting the information that there is a fire or overheating. If a separate signal line were used, it could become inoperative due to a fire, which can not occur when using a pyrotechnic signal line.

Besonders bevorzugt ist dabei mindestens eine Trenneinrichtung vorhanden, die die Überwachungseinrichtung und die Schutzeinrichtung bildet und die eine federkraftbeaufschlagte Steckverbindung für die Gleichstromleitung umfasst, welche durch die Explosionswelle trennbar ist. Eine solche Trenneinrichtung arbeitet zuverlässig und wartungsarm. Weiter ist besonders bevorzugt, dass die federkraftbeaufschlagte Steckverbindung der Trenneinrichtung einen Kupplungsteil und einen Steckerteil aufweist, die gegen die Federkraft einer Trennfeder durch einen Verriegelungshaken zusammengehalten werden, wobei der Verriegelungshaken mit der pyrotechnischen Signalleitung zusammenwirkt. Dieses stellt eine besonders zuverlässige Realisierung einer federkraftbeaufschlagten Steckverbindung dar Particularly preferably, at least one separating device is provided which forms the monitoring device and the protective device and which comprises a spring-loaded plug connection for the DC line, which can be separated by the explosion wave. Such a separator works reliably and low maintenance. Further, it is particularly preferred that the spring-loaded plug connection of the separating device has a coupling part and a plug part, which are held together against the spring force of a separating spring by a locking hook, wherein the locking hook cooperates with the pyrotechnic signal line. This represents a particularly reliable implementation of a spring-loaded connector

Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung ist der mindestens eine Brandsensor ein elektrisches Kabel, dessen Widerstand sich bei einem Brand oder einer Überhitzung ändert, oder ein mit einem Medium gefüllter Schlauch, wobei sich ein Innendruck im Schlauch bei einem Brand oder einer Überhitzung ändert, oder eine optische Signalleitung, insbesondere eine Lichtleiterfaser. Ein elektrisches Kabel, dessen Widerstand sich bei einem Brand oder einer Überhitzung ändert, und das im Folgenden auch als Widerstandskabel bezeichnet wird, ist ebenso wie ein gefüllter Schlauch, dessen Innendruck sich bei einem Brand oder einer Überhitzung ändert, und wie eine optische Signalleitung, insbesondere eine Lichtleiterfaser, die ihre optischen Übertragungseigenschaften bei einem Brand oder einer Überhitzung ändert, gut als linienförmiger Brandsensor geeignet. According to further aspects of the invention, the at least one fire sensor is an electrical cable whose resistance changes in case of fire or overheating, or a hose filled with a medium, wherein an internal pressure in the hose changes in case of fire or overheating, or optical Signal line, in particular an optical fiber. An electrical cable whose resistance changes in the event of a fire or overheating, and which is also referred to below as a resistance cable, is just like a filled hose whose internal pressure changes in the event of fire or overheating, and in particular as an optical signal line an optical fiber that changes its optical transmission characteristics in case of fire or overheating, well suited as a linear fire sensor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung ist der mindestens eine Brandsensor mit der Gleichstromleitung integriert ausgeführt. So wird sichergestellt, dass der Brandsensor an dem Ort der Gleichstromleitung installiert ist. Somit wird ein die Gleichstromleitung angreifendes Feuer sicher von dem Brandsensor detektiert. In a further advantageous embodiment of the safety device, the at least one fire sensor with the DC line is designed to be integrated. This will ensure that the fire sensor is installed at the location of the DC power line is. Thus, a fire engaging the DC line is surely detected by the fire sensor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung ist die Überwachungseinrichtung durch eine Auslöseleitung mit der mindestens einen Schutzeinrichtung verbunden, wobei die Auslöseleitung eine elektrische, pneumatische, hydraulische oder pyrotechnische Leitung ist. Auf diese Weise können die Überwachungseinrichtung und die Schutzeinrichtung räumlich getrennt ausgeführt werden. In a further advantageous embodiment of the safety device, the monitoring device is connected by a triggering line with the at least one protective device, wherein the triggering line is an electrical, pneumatic, hydraulic or pyrotechnic line. In this way, the monitoring device and the protective device can be carried out spatially separated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung ist die Überwachungseinrichtung in den Wechselrichter integriert. Auf diese Weise wird die Anzahl von zusätzlich zu installierenden Komponenten der Sicherheitseinrichtung klein gehalten, was den Aufwand der Installation verringert. In a further advantageous embodiment of the safety device, the monitoring device is integrated in the inverter. In this way, the number of additional components to be installed in the safety device is kept small, which reduces the complexity of the installation.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung weist die Schutzeinrichtung ein elektrisches Schaltorgan, insbesondere einen elektromagnetischen Schalter oder einen Halbleiterschalter, auf. Mit einem elektrisches Schaltorgan kann die Schutzeinrichtung kompakt aufgebaut und räumlich flexibel angeordnet werden. In a further advantageous embodiment of the safety device, the protective device has an electrical switching element, in particular an electromagnetic switch or a semiconductor switch. With an electrical switching device, the protection device can be made compact and arranged spatially flexible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung ist die mindestens eine Schutzeinrichtung in einer Anschlussdose eines Photovoltaikmoduls des Photovoltaikgenerators angeordnet. Eine derartige Anordnung ist besonders sicher, da im Gefahrenfall keine außerhalb des PV-Moduls liegenden Leitungsabschnitte mit gefährlichen Spannungen beaufschlagt sind. In a further advantageous embodiment of the safety device, the at least one protective device is arranged in a junction box of a photovoltaic module of the photovoltaic generator. Such an arrangement is particularly safe because in case of danger, no outside of the PV module lying line sections are exposed to dangerous voltages.

Eine erfindungsgemäße Photovoltaikanlage mit einem Photovoltaikgenerator und einem entfernt angeordneten Wechselrichter, die durch Gleichstromleitungen miteinander verbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass sie die vorstehend beschriebene Sicherheitseinrichtung aufweist. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, wie sie im Zusammenhang mit der Sicherheitseinrichtung beschrieben sind. A photovoltaic system according to the invention with a photovoltaic generator and a remote inverter, which are interconnected by DC lines, is characterized in that it has the above-described safety device. There are the same advantages as described in connection with the safety device.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von vier Figuren näher erläutert. In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments with the aid of four figures.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Darstellung einer gebäudemontierten PV-Anlage im Brandfall, 1 a schematic representation of a building-mounted PV system in case of fire,

2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Sicherheitseinrichtung für eine PV-Anlage in einem normalen Betriebszustand, 2 a schematic representation of a part of a safety device for a PV system in a normal operating condition,

3 die in 2 dargestellte Sicherheitseinrichtung in einem Gefahrenfall und 3 in the 2 illustrated safety device in a hazardous situation and

4 eine schematische Darstellung einer weiteren gebäudemontierten PV-Anlage im Brandfall. 4 a schematic representation of another building-mounted PV system in case of fire.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine auf bzw. in einem Gebäude installierte PV-Anlage. Die PV-Anlage weist einen PV-Generator 1 auf, der über Gleichstromleitungen 10a, 10b mit einem Wechselrichter 3 verbunden ist. Beispielhaft bilden bei dem in 1 dargestellten Beispiel drei auf einem Dach des Gebäudes montierte PV-Module 2 den PV-Generator 1. Die PV-Module 2 sind durch Gleichstromleitungen 11 miteinander verbunden und dadurch in Serie zu einem sogenannten String verschaltet. Die Gleichstromleitungen 11 sind ebenso wie die Gleichstromleitungen 10a, 10b hier beispielhaft einadrig ausgeführt. Sie umfassen jeweils einen Leiter 12, der von einer Isolierung 13 umgeben ist. 1 shows a schematic representation of a installed on or in a building PV system. The PV system has a PV generator 1 on that via DC lines 10a . 10b with an inverter 3 connected is. Exemplary form in the in 1 illustrated example, three mounted on a roof of the building PV modules 2 the PV generator 1 , The PV modules 2 are through dc lines 11 interconnected and thereby connected in series to a so-called string. The DC cables 11 are as well as the DC lines 10a . 10b here exemplified single core executed. They each include a ladder 12 that of isolation 13 is surrounded.

Bei einigen Elementen, beispielsweise bei den Gleichstromleitungen 10a, 10b, sind zur besseren Unterscheidbarkeit die Bezugszeichen um einen Kleinbuchstaben a, b, c usw. ergänzt. Wenn im Rahmen dieser Anmeldung auf solche Elemente durch Bezugszeichen ohne diesen Zusatz Bezug genommen wird, bezieht sich eine Aussage auf die Gesamtheit der Elemente oder auf ein einzelnes, aber nicht näher spezifiziertes dieser Elemente. For some elements, such as the DC cables 10a . 10b , For better distinctness, the reference numerals are supplemented by a lowercase letter a, b, c, etc. When reference is made in this application to such elements by reference numbers without this addition, a statement refers to the totality of the elements or to a single, but unspecified of these elements.

Das Gebäude ist durch Wände 4 und eine Decke 5 symbolisiert, durch die mehrere getrennte Räume bzw. Bereiche 6a bis 6c und ein Dachstuhl 7 voneinander abgetrennt werden. Im dargestellten Beispiel ist der Wechselrichter 3 in einem ersten Raum 6a, beispielsweise einem Kellerraum, des Gebäudes angeordnet und der PV-Generator 1 auf einem Dach des Gebäudes. Zur Verbindung des PV-Generators 1 mit dem Wechselrichter 3 durchlaufen die Gleichstromleitungen 10a, 10b auf ihrem Weg zwischen dem Dachstuhl 7 und dem genannten Kellerraum 6a, in dem der Wechselrichter 3 angeordnet ist, einen weiteren Raum 6b. The building is through walls 4 and a blanket 5 symbolized by the several separate rooms or areas 6a to 6c and a roof truss 7 be separated from each other. In the example shown, the inverter is 3 in a first room 6a , for example, a basement room, the building arranged and the PV generator 1 on a roof of the building. For connection of the PV generator 1 with the inverter 3 go through the DC lines 10a . 10b on her way between the attic 7 and the mentioned basement room 6a in which the inverter 3 is arranged another room 6b ,

In dem weiteren Raum 6b ist ein Brand 8 ausgebrochen, der zu einer Beschädigung 14 der Isolierung 13 der Gleichstromleitung 10a geführt hat. Durch die Beschädigung 14 liegt der Leiter 12 abschnittsweise frei, was zu einer Gefährdung bei einem Löscheinsatz im weiteren Raum 6b führen würde. In the other room 6b is a fire 8th broken out, resulting in damage 14 the insulation 13 the DC line 10a has led. By the damage 14 is the leader 12 free in sections, leading to a hazard in a firefighting in the wider space 6b would lead.

Anmeldungsgemäß ist entlang der Gleichstromleitungen 10a, 10b und auch entlang der die einzelnen PV-Module 2 verbindenden Gleichstromleitungen 11 eine pyrotechnische Signalleitung 20 verlegt. In der Nähe des PV-Generators 1 führen die Gleichstromleitungen 10a und 10b durch Trenneinrichtungen 30a, 30b, die die Gleichstromleitungen 10a, 10b an diesen Stellen auftrennen können. Zwei weitere Trenneinrichtungen 30c, 30d sind jeweils zwischen den einzelnen PV-Modulen 2 des PV-Generators 1 in die Gleichstromleitungen 11 eingesetzt. Zusätzlich sind zwei weitere Trenneinrichtungen 30e, 30f in der Nähe des Wechselrichters 3 angeordnet, im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar an dessen Gleichstromanschlüssen. According to the application is along the DC lines 10a . 10b and also along the the individual PV modules 2 connecting DC cables 11 a pyrotechnic signal line 20 laid. Near the PV generator 1 lead the DC cables 10a and 10b by separating devices 30a . 30b that the DC lines 10a . 10b can split at these points. Two more separators 30c . 30d are each between each PV modules 2 of the PV generator 1 in the DC lines 11 used. In addition, there are two other separators 30e . 30f near the inverter 3 arranged, in the illustrated embodiment, directly to the DC terminals.

Die pyrotechnische Signalleitung 20 ist ebenso wie die Gleichstromleitungen 10a, 10b bzw. 11 durch die Trenneinrichtungen 30 geführt. Die pyrotechnische Signalleitung 20 ist somit als eine durchgehende Signalschleife ausgeführt, die an einem der Anschlüsse des Wechselrichters 3 beginnt, entlang der Gleichstromleitungen 10a, 11 und 10b geführt ist und an dem anderen der Gleichstromanschlüsse des Wechselrichters 3 endet. Alternativ kann die pyrotechnische Signalleitung 20 auch als endloser Ring ausgeführt sein, indem Anfang und Ende am Wechselrichter 3 ebenfalls miteinander verbunden sind. Die pyrotechnische Signalleitung 20 kann dabei eng benachbart zu den Gleichstromleitungen 10, 11 geführt werden, beispielsweise indem beide in regelmäßigem Abstand mit Clips oder Kabelbindern zusammengehalten werden. Auch ist es möglich, die pyrotechnische Signalleitung 20 jeweils mit einer Gleichstromleitung 10, 11 in einem gemeinsamen Leerrohr oder Schlauch zu führen. Besonders vorteilhaft ist es, die Gleichstromleitung innerhalb einer schlauchförmigen pyrotechnischen Signalleitung zu verlegen. The pyrotechnic signal line 20 is the same as the DC power lines 10a . 10b respectively. 11 through the separation devices 30 guided. The pyrotechnic signal line 20 is thus implemented as a continuous signal loop, which is connected to one of the terminals of the inverter 3 starts, along the DC lines 10a . 11 and 10b is guided and at the other of the DC terminals of the inverter 3 ends. Alternatively, the pyrotechnic signal line 20 also be designed as an endless ring, by the beginning and end of the inverter 3 are also connected to each other. The pyrotechnic signal line 20 can be closely adjacent to the DC power lines 10 . 11 be guided, for example by both at regular intervals with clips or cable ties are held together. It is also possible to use the pyrotechnic signal line 20 each with a DC line 10 . 11 to lead in a common conduit or hose. It is particularly advantageous to lay the DC line within a tubular pyrotechnic signal line.

Die pyrotechnische Signalleitung 20 besteht beispielsweise aus einem wärme- bzw. feuerempfindlichen Schlauch, der mit Explosivmaterial, beispielsweise einem Sprengstoff, gefüllt ist. Die Menge des eingebrachten Explosivmaterials ist gering und kann beispielsweise in einer Beschichtung der Schlauchinnenseite mit dem Explosivmaterial bestehen. Derartige pyrotechnischen Signalleitungen (Pyrotechnic Transmission Lines) werden zur Übertragung von Signalen unabhängig von elektrischen Systemen, beispielsweise zur Übertragung von sicherheitsrelevanten (Not-)Signalen in Flugzeugen, eingesetzt. The pyrotechnic signal line 20 For example, it consists of a heat- or fire-sensitive hose which is filled with explosive material, such as an explosive. The amount of explosive material introduced is small and may, for example, consist in a coating of the inside of the hose with the explosive material. Such pyrotechnic transmission lines (Pyrotechnic Transmission Lines) are used for the transmission of signals independently of electrical systems, for example, for the transmission of safety-relevant (emergency) signals in aircraft.

Im dem dargestellten Beispiel führt der Brand 8 nicht nur zu einer Beschädigung 14 der Isolierung 13 der Gleichstromleitung 10a, sondern auch zu einer Zerstörung des Schlauchs der pyrotechnischen Signalleitung 20 in diesem Bereich, wodurch das Explosivmaterial an dieser Stelle entzündet wird und sich eine Explosionswelle 21 in der pyrotechnischen Signalleitung 20 entlang der Leitung in beide Richtungen ausbreitet. Die pyrotechnische Signalleitung 20 stellt in diesem Sinne einen linienförmigen, in einer Dimension ausgedehnten Brandsensor dar, der im Falle eines Brandes (oder einer anders hervorgerufenen Übertemperatur) die Explosionswelle 21 als ein Signal ausgibt. Gleichzeitig bildet die pyrotechnische Signalleitung 20 eine Signalübertragungsstrecke für dieses Signal. In the example shown leads the fire 8th not just to damage 14 the insulation 13 the DC line 10a , but also to a destruction of the tube of the pyrotechnic signal line 20 in this area, which ignites the explosive material at this point and becomes an explosion wave 21 in the pyrotechnic signal line 20 along the pipe in both directions. The pyrotechnic signal line 20 in this sense represents a linear, in one dimension extended fire sensor, which in case of fire (or otherwise caused overtemperature) the explosion wave 21 as a signal. At the same time forms the pyrotechnic signal line 20 a signal transmission path for this signal.

Dieses Signal erreicht z. B. als erstes die Trenneinrichtung 30a, die das Signal zum einen in den nächsten Abschnitt der pyrotechnischen Signalleitung 20 weiterleitet und zum anderen von der Explosionswelle 21 ausgelöst die Gleichstromleitung 10a auftrennt. Die weiter wandernde Explosionswelle 21 erreicht auf gleiche Art sukzessive die Trenneinrichtungen 30c, 30d und 30b, wodurch zum einen auch die Gleichstromleitung 10b vom PV-Generator 1 abgetrennt wird und zum anderen die Serienverschaltung zwischen den einzelnen PV-Modulen des PV-Generators 1 aufgetrennt wird. Die Gleichstromleitungen 10a, 10b sind somit spannungslos geschaltet. Durch die Auftrennung der Serienverschaltung der PV-Module liegt zudem im Bereich des Dachstuhls 7 maximal die Spannung eines einzelnen PV-Modules vor, die üblicherweise unterhalb der Gefahrengrenze für Gleichspannungen von etwa 120 Volt liegt. Weiterhin erreicht die Explosionswelle 21 auch die Trenneinrichtungen 30e und 30f, durch die die Gleichstromleitungen 10a, 10b von dem Wechselrichter 3 abgetrennt werden. Dadurch wird erreicht, dass die Gleichstromleitungen 10a, 10b nicht mit einer eventuell an den Gleichstromanschlüssen des Wechselrichters 3 anliegenden Spannung beaufschlagt sind. This signal reaches z. B. First, the separator 30a , which sends the signal to the next section of the pyrotechnic signal line 20 on the other hand from the explosion wave 21 triggered the DC line 10a separates. The wandering explosion wave 21 achieved in the same way successively the separation devices 30c . 30d and 30b , which on the one hand also the DC line 10b from the PV generator 1 and on the other hand, the series connection between the individual PV modules of the PV generator 1 is separated. The DC cables 10a . 10b are thus switched off. By separating the series connection of the PV modules is also in the roof truss 7 maximum voltage of a single PV module, which is usually below the danger threshold for DC voltages of about 120 volts. Further reaches the explosion wave 21 also the separation devices 30e and 30f through which the DC lines 10a . 10b from the inverter 3 be separated. This will ensure that the DC lines 10a . 10b not with a possibly at the DC terminals of the inverter 3 applied voltage applied.

Von der pyrotechnischen Signalleitung 20 zweigt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine weitere pyrotechnische Signalleitung 40 ab, die in den Bereich 6c des Gebäudes führt. Dieses kann beispielsweise ein Eingangsbereich oder ein Außenbereich des Gebäudes sein, der leicht und schnell zugänglich ist. In diesem Bereich ist die weitere pyrotechnische Signalleitung 40 mit einer Signalisierungseinrichtung 41 verbunden, die eine erfolgte Auslösung der weiteren pyrotechnischen Signalleitung 40 und damit der pyrotechnischen Signalleitung 20 signalisiert. Durch die Signalisierungseinrichtung 41 wird beispielsweise die Feuerwehr vor einem Löscheinsatz bereits darüber informiert, dass von dem auf dem Dach montierten PV-Generator 1 keine Gefahr durch spannungsbeaufschlagte Gleichstromleitungen 10a, 10b oder 11 ausgeht. Weiterhin ist die weitere pyrotechnische Signalleitung 40 mit einem Handauslöser 42 verbunden, über den eine Explosionswelle 21 von Hand, beispielsweise über einen Piezo-Zünder, ausgelöst werden kann. Dieser Handauslöser 42 kann eingesetzt werden, um eine Spannungsfreischaltung der Gleichstromleitungen 10a, 10b, 11 zu erreichen, noch bevor eine automatische Auslösung, wie zuvor beschrieben, einsetzt. In Weiterbildungen der Sicherheitseinrichtung kann vorgesehen sein, auf ähnliche Weise wie die Signalisierungseinrichtung 41 weitere Vorrichtungen anzusteuern, beispielsweise einen Alarmkontakt zur automatischen Benachrichtigung der Feuerwehr, eine Alarmsirene, eine Abschusseinrichtung für Leuchtkugeln oder Türentriegelungen. Es ist gar denkbar, über entsprechende Explosionssätze Befestigungsanker des PV-Generators zu sprengen, so dass dieser, z. B. an einem Seil gebremst, vom Dach heruntergleitet. From the pyrotechnic signal line 20 branches in the present embodiment, a further pyrotechnic signal line 40 starting in the area 6c leads the building. This can for example be an entrance area or an outdoor area of the building, which is easily and quickly accessible. In this area is the further pyrotechnic signal line 40 with a signaling device 41 connected, the one triggered the further pyrotechnic signal line 40 and thus the pyrotechnic signal line 20 signaled. By the signaling device 41 For example, the fire brigade is already informed before a firefighting, that of the mounted on the roof PV generator 1 no danger due to voltage-loaded DC cables 10a . 10b or 11 emanates. Furthermore, the further pyrotechnic signal line 40 with a manual release 42 connected, over which an explosion wave 21 by hand, for example via a piezo igniter, can be triggered. This manual release 42 can be used to de-energize the DC cables 10a . 10b . 11 reach even before an automatic triggering, as described above, begins. In further developments of the safety device can be provided, in a similar manner as the signaling device 41 to control other devices, such as an alarm contact for automatic notification of Fire department, an alarm siren, a firing device for flares or door unlocking. It is even conceivable to explode via appropriate explosion sets mounting anchors of the PV generator, so that this, z. B. braked on a rope, slides down from the roof.

Im Folgenden wird anhand der 2 und 3 die Funktionsweise der Trenneinrichtung 30 näher erläutert. Die Figuren zeigen jeweils eine Trenneinrichtung 30 mit beidseitig angeschlossener Gleichstromleitung 10 und mit dieser in diesem Ausführungsbeispiel mit Kabelbindern 23 verbundenen pyrotechnischen Signalleitung 20 in schematischen Zeichnungen detaillierter als in 1. 2 stellt einen normalen Betriebszustand dar, in dem die Gleichstromleitung 10 nicht unterbrochen ist, wohingegen 3 die Trenneinrichtung 30 nach Auslösen in einem Sicherheits-Zustand zeigt, in dem die Gleichstromleitung 10 aufgetrennt ist. The following is based on the 2 and 3 the operation of the separator 30 explained in more detail. The figures each show a separator 30 with double-sided DC line 10 and with this in this embodiment with cable ties 23 connected pyrotechnic signal line 20 in schematic drawings in more detail than in 1 , 2 represents a normal operating state in which the DC line 10 is not interrupted, whereas 3 the separator 30 after tripping in a safety state shows in which the DC line 10 is separated.

Die Trenneinrichtung 30 stellt einen in die Gleichstromleitung 10 eingeschleiften Steckverbinder dar, mit einem Kupplungsteil 31 und einem Steckerteil 35. Der Leiter 12 der Gleichstromleitung 10 ist von einer Seite her im Kupplungsteil 31 mit einem Kupplungskontakt 32 verbunden und von der anderen Seite her im Steckerteil 35 mit einem Steckerkontakt 36. In dem in 2 dargestellten Normalzustand greift der Steckerkontakt 36 in den Kupplungskontakt 32 ein; die Gleichstromleitung 10 kann stromführend sein. Das Kupplungsteil 31 weist eine Rastnase 33 und der Steckerteil 35 einen Verriegelungshaken 38 auf. In Normalbetriebszustand sind diese beiden ineinander gehakt und eine sich zwischen Kupplungsteil 31 und Steckerteil 35 angeordnete Trennfeder 34 ist gespannt. Zwischen dem Verriegelungshaken 38 und einem Halter 37 verläuft die pyrotechnische Signalleitung 20. Der Verriegelungshaken 38 wird durch eine Entriegelungsfeder 39 mit einer Federkraft beaufschlagt, die den Verriegelungshaken 38 in Richtung des Halters 37 drückt, wodurch die pyrotechnische Signalleitung 20 zwischen diesen beiden fixiert wird. The separator 30 put one in the DC line 10 Inserted connector is, with a coupling part 31 and a plug part 35 , The leader 12 the DC line 10 is from one side in the coupling part 31 with a coupling contact 32 connected and from the other side in the plug part 35 with a plug contact 36 , In the in 2 Normal state shown, the plug contact engages 36 in the coupling contact 32 one; the DC line 10 can be live. The coupling part 31 has a catch 33 and the plug part 35 a locking hook 38 on. In normal operating state, these two are hooked into each other and one between the coupling part 31 and plug part 35 arranged separating spring 34 is curious. Between the locking hook 38 and a holder 37 runs the pyrotechnic signal line 20 , The locking hook 38 is by a release spring 39 acted upon by a spring force that the locking hook 38 in the direction of the owner 37 pushes, causing the pyrotechnic signal line 20 between these two is fixed.

Im Bereich von Verriegelungshaken 38 und Halter 37 ist bei der pyrotechnischen Signalleitung 20 eine Sollbruchstelle 22 vorgesehen, die sich beispielsweise durch eine dünnere Wandstärke in Verbindung mit einer innen angeordneten Explosivstoffladung, deren Menge über die ansonsten vorliegende geringe Explosivstofffüllung hinausgeht, auszeichnet. Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der Sollbruchstelle 22 kann mittels Kupplungsstücken erfolgen, die dazu eingerichtet sind, je zwei Enden von Abschnitten von pyrotechnischen Signalleitungen zu verbinden. Die Kupplungsstücke haben die Eigenschaft, einerseits die Explosionswelle weiterzuleiten und andererseits eine Trennung der Leitungsabschnitte bei Vorliegen einer Explosionswelle hervorzurufen. In the area of locking hooks 38 and holder 37 is at the pyrotechnic signal line 20 a breaking point 22 provided, for example, by a thinner wall thickness in conjunction with an internally arranged explosive charge, the amount of which goes beyond the otherwise present low explosive filling, is characterized. Another possibility for the realization of the predetermined breaking point 22 can be effected by means of coupling pieces which are adapted to connect two ends of sections of pyrotechnic signal lines. The coupling pieces have the property, on the one hand forward the explosion wave and on the other hand to cause a separation of the line sections in the presence of an explosion wave.

Wenn eine Explosionswelle 21 durch die pyrotechnische Signalleitung 20 läuft und die Sollbruchstelle 22 erreicht, führt dieses zur Zündung der zusätzlichen Explosivstoffladung an der Sollbruchstelle 22. Bedingt durch die Zündung dieser zusätzlichen Explosivstoffladung wird die pyrotechnische Signalleitung 20 an dieser Stelle auseinandergerissen, woraufhin sich der Verriegelungshaken 38, getrieben durch die Entriegelungsfeder 39, von der Rastnase 33 wegbewegt und so das Kupplungsteil 31 vom Steckerteil 35 löst. Bedingt durch die Trennfeder 34 werden das Kupplungsteil 31 und das Steckerteil 35 voneinander entfernt und der Kupplungskontakt 32 wird vom Steckerkontakt 36 getrennt, wie dieses in 3 dargestellt ist. Als Folge ist die Gleichstromleitung 10 unterbrochen. Gleichzeitig läuft die Explosionswelle 21 in der pyrotechnischen Signalleitung 20 zur Auslösung weiterer Trenneinrichtungen 30 weiter. Die Trenneinrichtungen 30 überwachen somit, ob ein einen Brand oder eine Übertemperatur anzeigendes Signal von der pyrotechnischen Signalleitung 20 übermittelt wird und dienen als Schutzeinrichtung zum Spannungslosschalten der Gleichstromleitungen. In einer alternativen Ausgestaltung kann eine mit der Trenneinrichtung 30 vergleichbare Einrichtung eingesetzt werden, die die Gleichstromleitung 10 nicht unterbricht und damit in einen spannungslosen Zustand schaltet, sondern den PV-Generator kurzschließt und damit die Gleichstromleitungen spannungslos werden lässt. If an explosion wave 21 through the pyrotechnic signal line 20 runs and the breaking point 22 achieved, this leads to the ignition of the additional explosive charge at the predetermined breaking point 22 , Due to the ignition of this additional Explosivstoffladung is the pyrotechnic signal line 20 torn apart at this point, whereupon the locking hook 38 , driven by the unlocking spring 39 , from the catch 33 moved away and so the coupling part 31 from the plug part 35 solves. Due to the separation spring 34 become the coupling part 31 and the plug part 35 away from each other and the coupling contact 32 is from the plug contact 36 disconnected, like this one in 3 is shown. As a result, the DC line 10 interrupted. At the same time the explosion wave is running 21 in the pyrotechnic signal line 20 for triggering further separation devices 30 further. The separation devices 30 thus monitor whether a fire or overtemperature indicative signal from the pyrotechnic signal line 20 is transmitted and serve as a protective device for disconnecting the DC cables. In an alternative embodiment, one with the separator 30 comparable device can be used, the DC line 10 does not interrupt and thus switches to a de-energized state, but shorts the PV generator and thus allows the DC cables to be de-energized.

Kupplungsteil 31 und Steckerteil 35 werden bevorzugt durch eine entsprechend große Federkraft der Trennfeder 34 so weit und schnell auseinandergetrieben, dass sich an der Trennstelle kein Lichtbogen ausbildet. Eine deutlich sichtbare Trennung der beiden Teile ist zudem eine Versicherung für Feuerwehrkräfte, dass ein Löschen gefahrlos erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die zur Trennung der pyrotechnischen Signalleitung 20 eingesetzte Explosivstofffüllung so angeordnet sein, dass sie eine Trennung von Kupplungsteil 31 und Steckerteil 35 hervorruft oder unterstützt. coupling part 31 and plug part 35 are preferred by a correspondingly large spring force of the separating spring 34 dislocated so far and so fast that no arc is formed at the point of separation. A clearly visible separation of the two parts is also an insurance for firefighters, that a deletion can be done safely. Alternatively or additionally, the separation of the pyrotechnic signal line 20 used Explosivstofffüllung be arranged so that they have a separation of coupling part 31 and plug part 35 causes or supports.

In einer alternativen Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung kann anstelle der pyrotechnischen Signalleitung ein mit einer Flüssigkeit oder einem Gas unter Druck beaufschlagter Schlauch eingesetzt werden. Der Schlauch wird auf eine Druckänderung überwacht, wobei ein Druckabfall auf ein durch einen Brand verursachtes Leck schließen lässt. Eine entsprechende Überwachungseinrichtung detektiert diesen Druckabfall und löst eine oder mehrere Schutzeinrichtungen aus, die Gleichstromleitungen in einen sicheren, beispielsweise spannungsfreien Zustand schalten. In einer anderen Version ist der Schlauch hitzeresistent ausgeführt und zunächst drucklos. Eine Erwärmung führt zur Ausdehnung eines im Schlauch enthaltenen Mediums und somit zu einem Druckanstieg. In einer dritten Variante wird der Schlauch durchströmt. Kann an einem mit einer Überwachungseinrichtung verbundenen anderen Ende die Strömung nicht detektiert werden, so wurde der Schlauch durch einen Brand beschädigt. In an alternative embodiment of the safety device, instead of the pyrotechnic signal line, a hose pressurized with a liquid or a gas under pressure can be used. The hose is monitored for a change in pressure, with a pressure drop indicative of a fire caused leak. A corresponding monitoring device detects this pressure drop and triggers one or more protective devices that switch DC lines to a safe, for example, voltage-free state. In another version, the hose is heat-resistant and initially depressurized. Heating leads to the expansion of a medium contained in the hose and thus to an increase in pressure. In a third variant, the hose is flowed through. If the flow can not be detected at an other end connected to a monitoring device, the hose was damaged by fire.

In 4 ist in analoger Weise wie in 1 eine weitere in einem Gebäude installierte PV-Anlage dargestellt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in der 4 gleiche oder gleich wirkende Elemente wie in den vorherigen Figuren. In 4 is in a similar way as in 1 another installed in a building PV system shown. The same reference numbers indicate in the 4 same or equivalent elements as in the previous figures.

Bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus der PV-Anlage der 4 wird auf die Beschreibung zur 1 verwiesen. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 wird bei dem in 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ein Brand oder eine Überhitzung entlang einer der Gleichstromleitungen 10a, 10b oder 11 durch einen linienförmigen Brandsensor nachgewiesen, der durch ein Widerstandskabel 50 gebildet ist. Das Widerstandskabel 50 kann dabei beispielsweise einen ausgeprägten Temperaturkoeffizienten aufweisen oder ein mehradriges Kabel sein, bei dem einzelne Leiter durch eine niedrigschmelzende Isolierung voneinander getrennt sind. Auch ist es denkbar, ein Kabel einzusetzen, bei dem die Leiter aus einem niedrigschmelzenden Material, zum Beispiel einem Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie etwa einem Weichlot oder einem leitenden Kunststoff, bestehen. In allen Fällen ändert sich der Widerstand des Widerstandskabels 50 deutlich, wenn an einer Stelle entlang einer der Gleichstromleitungen 10a, 10b, 11 ein Brand oder eine Überhitzung auftritt. Das Widerstandskabel 50 ist mit einer Überwachungseinrichtung 51 verbunden, die dazu eingerichtet ist, eine Widerstandsänderung des Widerstandskabels 50 zu detektieren und bei einer beobachteten Widerstandsänderung, die auf eine Überhitzung des Widerstandskabels 50 schließen lässt, ein Signal abzugeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Überwachungseinrichtung 51 in den Wechselrichter 3 integriert und somit generatorfern angeordnet. Es ist jedoch ebenso möglich, die Überwachungseinrichtung 51 in eine Anschlussdose eines PV-Moduls 2 zu integrieren oder als separate Einheit auszubilden. Regarding the basic structure of the PV system of 4 will be on the description for 1 directed. In contrast to the embodiment of 1 will be at the in 4 illustrated embodiment, a fire or overheating along one of the DC lines 10a . 10b or 11 detected by a linear fire sensor passing through a resistance cable 50 is formed. The resistance cable 50 may for example have a pronounced temperature coefficient or be a multi-core cable, in which individual conductors are separated by a low-melting insulation. It is also conceivable to use a cable in which the conductors consist of a low-melting material, for example a metal with a low melting point, such as a soft solder or a conductive plastic. In all cases, the resistance of the resistance cable changes 50 clearly when at one point along one of the DC lines 10a . 10b . 11 a fire or overheating occurs. The resistance cable 50 is with a monitoring device 51 connected, which is adapted to a resistance change of the resistance cable 50 to detect and at an observed resistance change, indicating an overheating of the resistor cable 50 to close a signal. In the illustrated embodiment, the monitoring device 51 into the inverter 3 integrated and thus remotely located. However, it is also possible to use the monitoring device 51 into a junction box of a PV module 2 integrate or train as a separate entity.

Zusätzlich zur beschriebenen Überwachung des Widerstands des Widerstandskabels 50 selbst kann die Überwachungseinrichtung 51 dazu eingerichtet sein, einen Erdschluss des Widerstandskabels 50 zu detektieren. Ein detektierter Erdschluss lässt auf eine Beschädigung einer äußeren Isolierung des Widerstandskabels 50 schließen, die ebenfalls auf einen Brand oder eine Überhitzung hinweist. Entsprechend wird auch bei einem detektierten Erdschluss das zuvor genannte Signal ausgegeben. In addition to the described monitoring of the resistance of the resistor cable 50 even the monitoring device can 51 be adapted to a ground fault of the resistor cable 50 to detect. A detected ground fault indicates damage to the outer insulation of the resistance cable 50 close, which also indicates a fire or overheating. Accordingly, the previously mentioned signal is output even with a detected ground fault.

Die Überwachungseinrichtung 51 ist weiter über Auslöseleitungen 52 mit Schutzeinrichtungen 60a, 60b, 60c verbunden, wobei die Auslöseleitung 52 von der Überwachungseinrichtung 51 mit dem oben genannten, eine Widerstandsänderung des Widerstandskabels 50 anzeigenden Signal beaufschlagt wird. Die Schutzeinrichtungen 60a, 60b, 60c sind vorliegend jeweils unmittelbar an den PV-Modulen 2 angeordnet, beispielsweise innerhalb einer jeweiligen Anschlussdose der PV-Module 2 oder innerhalb eines Steckverbinders zum Anschluss der PV-Module 2. Die Schutzeinrichtungen 60a, 60b, 60c dienen dazu, abhängig von einem über die Auslöseleitung 52 übertragenen Signal die Gleichstromleitungen 10a, 10b, 11 in einen spannungslosen Zustand zu schalten. Dieses kann – ähnlich wie bei den im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen Trenneinrichtungen 30 – durch ein Auftrennen der Gleichstromleitungen 10, 11 bzw. der Verbindung dieser Gleichstromleitungen 10, 11 mit den PV-Modulen 2 geschehen. Das Auftrennen kann dabei durch elektrisch angesteuerte Schaltorgane, beispielsweise Schütze oder Halbleiterleistungsschalter, bewirkt werden. Alternativ kann ein Spannungslosschalten auch durch ein Kurzschließen des jeweiligen PV-Moduls 2 durch die Schutzeinrichtungen 60 erfolgen. Auch dieses kann durch elektrisch angesteuerte Schaltorgane, beispielsweise wiederum durch Schütze oder Halbleiterleistungsschalter, innerhalb der Schutzeinrichtungen 60 bewirkt werden. The monitoring device 51 is still about trigger lines 52 with protective devices 60a . 60b . 60c connected, the trigger line 52 from the monitoring device 51 with the above, a resistance change of the resistance cable 50 indicating signal is applied. The protective devices 60a . 60b . 60c are in each case directly on the PV modules 2 arranged, for example within a respective junction box of the PV modules 2 or within a connector for connecting the PV modules 2 , The protective devices 60a . 60b . 60c serve, depending on one over the triggering line 52 transmitted signal the DC lines 10a . 10b . 11 to switch to a de-energized state. This can - similar to those in connection with the 1 to 3 described separating devices 30 - By disconnecting the DC cables 10 . 11 or the connection of these DC cables 10 . 11 with the PV modules 2 happen. The separation can be effected by electrically controlled switching elements, such as contactors or semiconductor circuit breaker. Alternatively, a disconnected by a short circuit of the respective PV module 2 through the protective devices 60 respectively. This can also be done by electrically controlled switching devices, for example, again by contactors or semiconductor circuit breakers, within the protective devices 60 be effected.

Die Ansteuerung der Schutzeinrichtungen 60 über die Auslöseleitung 52 kann dabei nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, pyrotechnisch, drahtlos über Funk, optisch oder auf andere Weise erfolgen. Entsprechend kann eine Aktion der Schutzeinrichtungen 60, beispielsweise das Unterbrechen einer der Gleichstromleitungen 10, 11, auf einem elektromechanischen (piezoelektrischen, elektromagnetischen), hydraulischen, pneumatischen oder anderen Wirkungsmechanismus beruhen. The control of the protective devices 60 about the trigger line 52 can be done not only electrically, but also mechanically, pneumatically, hydraulically, pyrotechnically, wirelessly via radio, optically or in other ways. Accordingly, an action of the protective devices 60 For example, interrupting one of the DC lines 10 . 11 , based on an electromechanical (piezoelectric, electromagnetic), hydraulic, pneumatic or other mechanism of action.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind auch hier eine Signalisierungseinrichtung 41 und ein Handauslöser 42 vorgesehen, die an eine weitere Auslöseleitung 53 angekoppelt sind, die ihrerseits mit der Auslöseleitung 52 verbunden ist. As in the embodiment of 1 are also a signaling device here 41 and a manual release 42 provided to another tripping line 53 are coupled, in turn, with the trigger line 52 connected is.

Neben der in der 4 dargestellten generatorfernen Anordnung der Überwachungseinrichtung 51 ist auch eine generatornahe Anordnung denkbar. Beispielsweise kann eine Überwachungseinrichtung auch mit einer Schutzeinrichtung integriert in einem Gehäuse ausgeführt sein. Sind mehrere Schutzeinrichtungen vorgesehen, können diese wie im gezeigten Beispiel entweder über Auslöseleitungen mit einer gemeinsamen Überwachungseinrichtung verbunden sein, oder aber mit jeweils eigenen Überwachungseinrichtungen ausgestattet sein. In addition to in the 4 shown far generator arrangement of the monitoring device 51 is also a generator near arrangement conceivable. For example, a monitoring device can also be embodied integrated with a protective device in a housing. If a plurality of protective devices are provided, they can be connected, as in the example shown, either via triggering lines to a common monitoring device, or else equipped with their own monitoring devices.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung wird ein Brand oder eine Überhitzung entlang einer Gleichstromleitung durch ein optisch arbeitendes Sensormittel nachgewiesen. Dazu kann beispielsweise eine Lichtleiterfaser aus Kunststoff, in die an einem Ende Licht eingekoppelt wird, als eine Sensorfaser entlang der Gleichstromleitungen geführt sein. Bei Beschädigung der Faser kann eine an einem anderen Ende generatornah angeordnete Überwachungseinrichtung kein von der Faser übertragenes Licht mehr detektieren und in Reaktion darauf wie zuvor beschrieben, beispielsweise über Auslöseleitungen, Schutzeinrichtungen ansteuern. In a further alternative embodiment, a fire or overheating along a DC line is detected by an optically operating sensor means. For this purpose, for example, an optical fiber made of plastic, in which light is coupled at one end, be guided as a sensor fiber along the DC cables. If the fiber is damaged, a monitoring device arranged at the other end near the generator can no longer detect any light transmitted by the fiber and, in response thereto, control protective devices as described above, for example via triggering lines.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: PV-Generator PV generator
2 2: PV-Modul PV module
3 3: Wechselrichter inverter
4 4: Wand wall
5 5: Decke blanket
6 6: Raum, Gebäudebereich Room, building area
7 7: Dachstuhl roof
8 8th: Brand fire
10 10: Gleichstromleitung DC line
11 11: Gleichstromleitung DC line
12 12: Leiter ladder
13 13: Isolierung insulation
14 14: Beschädigung damage
20 20: pyrotechnische Signalleitung pyrotechnic signal line
21 21: Explosionswelle blast wave
22 22: Sollbruchstelle Breaking point
23 23: Kabelbinder cable ties
30 30: Trenneinrichtung separator
31 31: Kupplungsteil coupling part
32 32: Kupplungskontakt clutch Contact
33 33: Rastnase locking lug
34 34: Trennfeder release spring
35 35: Steckerteil plug part
36 36: Steckerkontakt plug Contact
37 37: Halter holder
38 38: Verriegelungshaken locking hook
39 39: Entriegelungsfeder unlocking
40 40: pyrotechnische Signalleitung pyrotechnic signal line
41 41: Signalisierungseinrichtung signaling device
42 42: Handauslöser manual release
50 50: Widerstandsleitung resistance line
51 51: Überwachungseinrichtung monitoring device
52 52: Auslöseleitung tripping line
53 53: weitere Auslöseleitung further triggering line
60 60: Schutzeinrichtung guard

Claims

Safety device for a photovoltaic system, comprising - at least one fire sensor for providing a signal indicating a fire or overtemperature, - at least one protective device ( 60 ) to a live DC line ( 10 . 11 ), which has a photovoltaic generator ( 1 ) with an inverter ( 2 ) connects the photovoltaic system to switch to a safe state, - one with the at least one fire sensor and the at least one protective device ( 60 ) monitoring device ( 51 ) for evaluating the signal emitted by the at least one fire sensor and for controlling the protective device ( 60 ), wherein the at least one fire sensor is formed linear and along the entire length of the DC line ( 10 ), characterized in that the at least one fire sensor is a pyrotechnic signal line ( 20 ), wherein the signal indicative of fire or overtemperature is an explosion wave ( 21 ), which depends on the pyrotechnic signal line ( 20 ) is forwarded.

Safety device according to Claim 1, in which at least one separating device ( 30 ), which forms the monitoring device and the protective device and which has a spring-loaded plug connection for the DC line ( 10 . 11 ), which by the explosion wave ( 21 ) is separable.

Safety device according to Claim 2, in which the spring-loaded plug connection of the separating device ( 30 ) a coupling part ( 31 ) and a plug part ( 35 ), which against the spring force of a separating spring ( 34 ) by a locking hook ( 38 ) are held together, wherein the locking hook ( 38 ) with the pyrotechnic signal line ( 20 ) cooperates.

Safety device for a photovoltaic system, comprising - at least one fire sensor for providing a signal indicating a fire or overtemperature, - at least one protective device ( 60 ) to a live DC line ( 10 . 11 ), which has a photovoltaic generator ( 1 ) with an inverter ( 2 ) connects the photovoltaic system to switch to a safe state, - one with the at least one fire sensor and the at least one protective device ( 60 ) monitoring device ( 51 ) for evaluating the signal emitted by the at least one fire sensor and for controlling the protective device ( 60 ), wherein the at least one fire sensor is formed linear and along the entire length of the DC line ( 10 ), characterized in that the at least one fire sensor is a hose filled with a medium, wherein an internal pressure in the hose in a fire or overheating changes.

Safety device for a photovoltaic system, comprising - at least one fire sensor for providing a signal indicating a fire or overtemperature, - at least one protective device ( 60 ) to a live DC line ( 10 . 11 ), which has a photovoltaic generator ( 1 ) with an inverter ( 2 ) connects the photovoltaic system to switch to a safe state, - one with the at least one fire sensor and the at least one protective device ( 60 ) monitoring device ( 51 ) for evaluating the signal emitted by the at least one fire sensor and for controlling the protective device ( 60 ), wherein the at least one fire sensor is formed linear and along the entire length of the DC line ( 10 ), characterized in that the at least one fire sensor is an electrical cable ( 50 ) whose resistance changes in case of fire or overheating.

Safety device for a photovoltaic system, comprising - at least one fire sensor for providing a signal indicating a fire or overtemperature, - at least one protective device ( 60 ) to a live DC line ( 10 . 11 ), which has a photovoltaic generator ( 1 ) with an inverter ( 2 ) connects the photovoltaic system to switch to a safe state, - one with the at least one fire sensor and the at least one protective device ( 60 ) monitoring device ( 51 ) for evaluating the signal emitted by the at least one fire sensor and for controlling the protective device ( 60 ), wherein the at least one fire sensor is formed linear and along the entire length of the DC line ( 10 ) is executed, characterized in that the at least one fire sensor is an optical signal line.

Safety device according to claim 6, wherein the at least one fire sensor is an optical fiber.

Safety device according to one of claims 1 to 7, wherein the at least one fire sensor with the DC line ( 10 . 11 ) is integrated.

Safety device according to Claim 1 or one of Claims 4 to 8, in which the monitoring device ( 51 ) by a triggering line ( 52 ) with the at least one protective device ( 60 ), the trigger line ( 52 ) is an electrical, pneumatic, hydraulic or pyrotechnic line.

Safety device according to Claim 9, in which the monitoring device ( 51 ) in the inverter ( 2 ) is integrated.

Safety device according to one of Claims 5 to 9, in which the protective device ( 60 ) has an electrical switching element, in particular an electromagnetic switch or a semiconductor switch.

Safety device according to one of Claims 1 to 11, in which the at least one protective device ( 60 ) in a junction box of a photovoltaic module ( 2 ) of the photovoltaic generator ( 1 ) is arranged.

Photovoltaic system with a photovoltaic generator ( 1 ) and a remotely located inverter ( 3 ), which are powered by DC lines ( 10 . 11 ) are interconnected, characterized in that the photovoltaic system comprises a safety device according to one of claims 1 to 12.