DE102011088233A1 - Photovoltaikanlage mit Selbsthalteeinrichtung - Google Patents

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Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Photovoltaikanlage (1) mit einem oder mehreren Photovoltaikmodulen (3) zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Wechselstromnetz (4) vorgeschlagen. Dabei sind die Photovoltaikmodule (3) über eine Gleichstromleitung (5) mit einem Wechselrichter (6) verbunden, an den das Wechselstromnetz (4) angeschlossen ist. An den Wechselrichter (6) ist eine Selbsthalteeinrichtung (2) geschaltet, die bei ungenügender Spannungsversorgung durch die Photovoltaikmodule (3) den Betrieb des Wechselrichters (6) aufrechterhält.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Photovoltaikanlage mit einem oder mehreren Photovoltaikmodulen zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Wechselstromnetz, wobei die Photovoltaikmodule über eine Gleichstromleitung mit einem Wechselrichter verbunden sind, an den das Wechselstromnetz angeschlossen ist.
  • Eine derartige Photovoltaikanlage ist bekannt. Immer mehr finden dabei CPV-Module (concentrated photovoltaic) Anwendung, die sehr effizient sind und das Sonnenlicht über optische Systeme auf kleine, aber hoch effiziente Solarzellen konzentrieren. Hierbei wird ein ein- oder mehrachsiges Nachführungssystem (Tracker-System) für die Photovoltaikmodule verwendet. Bei gleicher Modulfläche liefern sie ein Vielfaches an Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Modulen.
  • Durch die Konzentration des Sonnenlichts wird auch das Verhalten der CPV-Module gegenüber herkömmlichen Photovoltaikmodulen verstärkt. Bei schnellen Einstrahlungswechseln, beispielsweise Wolkenzug etc., führt dies dazu, dass der Strom und die Spannung bis auf nahezu 0A bzw. wenige Volt abfällt. Die Versorgungsspannung des CPV-Feldes reicht dann für einen Betrieb eines DC-gespeisten Wechselrichters nicht mehr aus und der Wechselrichter schaltet ab.
  • Ein Großteil der in der Praxis verwendeten Stringwechselrichter werden DC gespeist und braucht beim Wiedereinschalten einige Minuten bis die erforderliche Symmetrie erreicht und sonstige Routinen durchlaufen sind. Starke Einstrahlungsschwankungen würden insbesondere bei Verwendung von CPV-Modulen zu häufigen Abschaltungen und Wiederanlaufvorgängen führen. Während dieser Zeit ist die Einspeisung der Energie ins Wechselstromnetz unterbrochen, so dass der Betreiber der Anlage entsprechende wirtschaftliche Verluste hinnehmen muss.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Photovoltaikanlage der oben genannten Art vorzuschlagen, die eine Energieeinspeisung auch bei starken Einstrahlungsschwankungen ohne Abschaltung des Wechselrichters ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
  • Dabei ist an den Wechselrichter eine Selbsthalteeinrichtung geschaltet, die bei ungenügender Spannungsversorgung durch die Photovoltaikmodule den Betrieb des Wechselrichters aufrechterhält.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Photovoltaikanlage 1 mit einer Selbsthalteeinrichtung 2. Die Photovoltaikanlage 1 weist einen oder mehrere Photovoltaikmodule 3, z.B. CPV-Module (concentrated photovoltaic), zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Wechselstromnetz 4 auf. Die Photovoltaikmodule 3 sind über eine Gleichstromleitung 5 mit einem Wechselrichter 6 verbunden, an den das Wechselstromnetz 4 über einen Netztransformator 7 angeschlossen ist. Die an den Wechselrichter 6 geschaltete Selbsthalteeinrichtung 2 hält auch bei ungenügender Spannungsversorgung durch die Photovoltaikmodule 3 den Betrieb des Wechselrichters 6 aufrecht.
  • Die Selbsthalteeinrichtung 2 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform eine Reihenschaltung aus einem Transformator 8, einem Gleichrichter 9, einer Konstantstromquelle 10 und einer Diode 11. Die Selbsthalteeinrichtung 2 ist auf der einen Seite mit dem Wechselrichter 6 verbunden und steht auf der anderen Seite mit dem Wechselstromnetz 4 in Verbindung, das hier als Energiequelle für die Selbsthalteeinrichtung 2 dient.
  • Die Selbsthalteeinrichtung 2 erzeugt und liefert den für den Betrieb des Wechselrichters 6 nötigen Gleichstrom.
  • Die Selbsthalteeinrichtung 2 kann aber auch mit einer Batterie als Energiequelle verbunden sein oder es kann hierzu die Stromversorgung für die Tracker-Systeme verwendet werden.
  • Die Selbsthalteeinrichtung 2 ist tageszeit- und/oder lichtgesteuert an- und ausschaltbar.
  • Durch die Selbsthalteeinrichtung 2 kann der Wechselrichter 6 bei den oben beschriebenen Einstrahlungseinbrüchen mit einer Mindestertragsleistung in Betrieb gehalten werden. Sobald die Photovoltaikmodule 3 wieder genügend Leistung liefern können, erfolgt der Übergang des Wechselrichters 6 in den energetischen Betrieb.
  • Die Einspeisung der Mindestertragsleistung kann über einen freien Stringeingang oder über einen Y-Stecker erfolgen.

Claims (6)

  1. Photovoltaikanlage (1) mit einem oder mehreren Photovoltaikmodulen (3) zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Wechselstromnetz (4), wobei die Photovoltaikmodule (3) über eine Gleichstromleitung (5) mit einem Wechselrichter (6) verbunden sind, an den das Wechselstromnetz (4) angeschlossen ist, und wobei an den Wechselrichter (6) eine Selbsthalteeinrichtung (2) geschaltet ist, die bei ungenügender Spannungsversorgung durch die Photovoltaikmodule (3) den Betrieb des Wechselrichters (6) aufrechterhält.
  2. Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthalteeinrichtung (2) einen Transformator (8), einen Gleichrichter (9) und eine Konstantstromquelle (10) aufweist.
  3. Photovoltaikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthalteeinrichtung (2) mit dem Wechselstromnetz (4) verbunden ist, das als Energiequelle für die Selbsthalteeinrichtung (2) dient.
  4. Photovoltaikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthalteeinrichtung (2) mit einer Batterie als Energiequelle verbunden ist.
  5. Photovoltaikanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (3) als CPV-Module ausgeführt sind.
  6. Photovoltaikanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthalteeinrichtung (2) tageszeit- und/oder lichtgesteuert an- und ausschaltbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3776828A1 (de) * 2018-04-10 2021-02-17 SMA Solar Technology AG Photovoltaische energieerzeugungsanlage, versorgungsleitung für eine energieerzeugungsanlage, gegenstecker und wechselrichter

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008038542A1 (de) * 2008-08-20 2010-02-25 Adensis Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Aufschaltung einer Photovoltaikanlage an ein Stromversorgungsnetz
DE102009025363A1 (de) * 2009-06-18 2011-02-03 Adensis Gmbh Anfahrquelle Wechselrichter

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