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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung einer Photovoltaikanlage, mit mindestens einem Überspannungsschutzgerät, wobei das Überspannungsschutzgerät ein erstes Gehäuse aufweist, in dem ein Überspannungsschutzelement angeordnet ist, und wobei das Überspannungsschutzgerät Kontaktelemente aufweist, die von außerhalb des Gehäuses zugänglich sind.
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Zur Erzeugung elektrischen Stroms aus Sonnenlicht werden Photovoltaikanlagen mit Photovoltaikmodulen eingesetzt, die das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Im Stand der Technik bekannte Photovoltaikmodule, die häufig auch als Solarpanele bezeichnet werden, bestehen aus einer Vielzahl von einzelnen Solarzellen, die nebeneinander liegend zwischen einer gemeinsamen vorderen Abdeckschicht und einer gemeinsamen rückseitigen Abdeckschicht angeordnet und miteinander verschaltet sind. Zur Erzielung von höheren Spannungen werden meist mehrere Photovoltaikmodule in Serie geschaltet. Hierzu ist jedem Photovoltaikmodul eine Anschlussdose zugeordnet, die auf der der Sonnenseite abgewandten Rückseite des Photovoltaikmoduls angebracht ist. Die von den Solarzellen des Photovoltaikmoduls kommenden Anschlussleitungen, bei denen es sich in der Regel um Flachbänder handelt, werden in der Anschlussdose mit den eingangsseitigen Anschlusselementen elektrisch leitend verbunden, die innerhalb der Anschlussdose mit ausgangsseitigen Anschlusselementen zum Anschluss externer Leitungen elektrisch verbunden sind. Über die externen Leitungen, die an den ausgangsseitigen Anschlusselementen angeschlossen sind, werden die Photovoltaikmodule zu einer Reihenschaltung miteinander verbunden, die bei Photovoltaikanlagen meist als String (oder Strang) bezeichnet wird.
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Eine Mehrzahl solcher gleich aufgebauter Strings, d. h. mehrere Strings mit einer gleichen Anzahl von identischen Photovoltaikmodulen, werden bei herkömmlichen Photovoltaikanlagen in der Regel direkt mit einem Umrichter verbunden, wobei die einzelnen Strings parallel zueinander geschaltet sind.
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Photovoltaikmodule haben die Eigenschaft, dass sie bei Lichteinfall auf die Solarzellen elektrische Energie in Form einer Gleichspannung liefern. Die Größe der Gleichspannung hängt dabei davon ab, wie stark die einzelnen Photovoltaikmodule mit Lichteinfall beaufschlagt werden. Störungen oder Beschädigungen einzelner Photovoltaikmodule, beispielsweise durch Verschmutzung der der Sonnenseite zugewandten Oberseite der Photovoltaikmodule, längerfristigen Laubbelag oder Leitungsbeschädigungen, führen zu einer Verringerung der umgewandelten elektrischen Energie. Aufgrund der natürlichen Schwankung des Lichteinfalls ist das Vorliegen eines schadhaften Photovoltaikmoduls oder sogar eines schadhaften Strings von Photovoltaikmodulen anhand der Gesamtleistung der Photovoltaikanlage jedoch kaum oder allenfalls nach einem relativ langen Zeitraum feststellbar. Selbst mehrere über die Zeit ausfallende oder leistungsschwache Photovoltaikmodule fallen dabei nicht sofort auf, da die dadurch hervorgerufene Abweichung in der generierten Gesamtleistung auch durch schlechteres Wetter bedingt sein kann.
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Investitionen in Photovoltaikanlagen basieren in erster Linie auf einer Wirtschaftlichkeitsrechnung. Dieser Betrachtung liegt eine dauerhafte Verfügbarkeit sämtlicher Strings und damit sämtlicher Photovoltaikmodule der Photovoltaikanlage zugrunde. Um eine dauerhafte Verfügbarkeit sämtlicher Strings der Photovoltaikanlage zu gewährleisten und eine Beschädigung der Photovoltaikmodule, beispielsweise durch Überspannung zu verhindern, ist in jedem String einer Photovoltaikanlage üblicherweise ein Überspannungsschutz installiert.
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Um zu verhindern, dass der Ausfall einzelner Photovoltaikmodule oder eines gesamten Strings von Photovoltaikmodulen unbemerkt bleibt, sind so genannte Stringüberwachungssysteme vorgesehen, die zusätzlich zum Überspannungsschutzgerät im Schaltkasten installiert und mit den Leitungen der Photovoltaikanlage verbunden werden müssen. Sowohl das Überspannungsschutzgerät als auch das Stringüberwachungssystem erfordern somit eine Verdrahtung im Schaltkasten.
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Die
DE 10 2008 064 450 B4 beschreibt ein Anschlussmodul für eine Photovoltaikanlage, wobei ein einzelnes Modul aus einem Sockel als erstes Modulelement und einem aufsteckbaren zweiten Modulelement besteht. Mehrere derartige Anschlussmodule können nach Art einer Reihenklemme gemeinsam auf einer Tragschiene aufgerastet und über eine Strombrücke sowie eine durchgehende Busleitung miteinander verbunden werden. Je nach Funktion und Aufgabe sind die einzelnen Sockel und die einzelnen zweiten Modulelemente unterschiedlich ausgebildet, wobei auch Funktionalitäten wie Überspannungsschutz, Gleichstromschalter, Stromstatusanzeige oder Messüberwachung in einzelnen Modulelementen integriert sein können.
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Die
DE 20 2011 000 284 U1 offenbart eine Funktionsüberprüfungseinrichtung für Photovoltaikanlagen mit einer Mehrzahl von Überwachungsmodulen, die auf zwei Stromschienen austauschbar innerhalb einer Überwachungsbox angeordnet sind. Zusätzlich können in der Überwachungsbox noch weitere Module, beispielsweise ein Kommunikationsmodul, Überspannungsmodule oder ein Ausgangsmodul angeordnet sein.
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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Überwachung einer Photovoltaikanlage anzugeben, die einfach installiert werden kann und darüber hinaus vorzugsweise auch ein Nachrüsten bei einer bestehenden Anlage ermöglicht.
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Die vorgenannte Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass ein Stringüberwachungsgerät vorhanden ist, das ein zweites Gehäuse und Kontaktmitteln aufweist, die von außerhalb des zweiten Gehäuses zugänglich sind. Am ersten Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts ist dabei ein Bereich zur Anordnung des zweiten Gehäuses des Stringüberwachungsgeräts vorgesehen. In diesem Bereich sind Gegenkontaktmittel angeordnet, die zu den Kontaktmitteln des zweiten Gehäuses des Stringüberwachungsgeräts korrespondieren, so dass die Kontaktmittel und die Gegenkontaktmittel einander kontaktieren können.
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Die Anordnung zur Überwachung einer Photovoltaikanlage umfasst somit ein Überspannungsschutzgerät und ein Stringüberwachungsgerät, die über Kontaktmittel und Gegenkontaktmittel miteinander verbunden sind. ”Miteinander verbunden sein” bedeutet dabei nicht notwendigerweise, dass das Stringüberwachungsgerät und das Überspannungsschutzgerät – also die Geräteelektronik selbst – elektrisch miteinander verbunden sind, sondern lediglich, dass das Stringüberwachungsgerät mit seinen Kontaktmitteln mit am Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts angeordneten Gegenkontaktmitteln in Verbindung steht. Der elektrische Kontakt mit den Gegenkontaktmitteln stellt dabei sicher, dass das Stringüberwachungsgerät im montierten Zustand mit der Gleichspannung bzw. den Leitungen des zu überwachenden Strings der Photovoltaikanlage in Kontakt ist.
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Der Begriff ”Überwachung” ist in diesem Zusammenhang sehr weit zu verstehen, da die Anordnung zum Überwachen der Photovoltaikanlage sowohl Bauelemente zum Überwachen umfasst – das Stringüberwachungsgerät – als auch solche Geräte, die einen String einer Photovoltaikanlage schützen – das Überspannungsschutzgerät. Mittels des Stringüberwachungsgeräts soll ein Defekt oder eine die Leistung negativ beeinflussende Störung eines Strings festgestellt werden. Als Stringüberwachungsgerät eignet sich somit jedes Gerät, das geeignet ist, die ordnungsgemäße Funktion eines Strings einer Photovoltaikanlage zu erfassen.
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Das Überspannungsschutzgerät weist ein erstes Gehäuse auf, in dem ein Überspannungsschutzelement angeordnet ist. Das Überspannungsschutzelement dient zum Schutz vor Überspannungen in der Photovoltaikanlage und kann beispielsweise eine Funkenstrecke, einen gasgefüllten Überspannungsableiter, einen Varistor, eine Suppressordiode oder eine Kombination dieser Elemente aufweisen. Unter anderem zur Kontaktierung des Überspannungsschutzelements sind am ersten Gehäuse Kontaktelemente vorgesehen, die zum Anschluss des Überspannungsschutzgeräts – und damit der gesamten Anordnung zur Überwachung einer Photovoltaikanlage – an eine Photovoltaikanlage, insbesondere an einen zu überwachenden String einer Photovoltaikanlage, dienen.
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Vorzugsweise auf dem ersten Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts ist unmittelbar das zweite Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts angeordnet, so dass sich das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse unmittelbar aneinander befinden. Zur Kontaktierung des Stringüberwachungsgeräts sind am zweiten Gehäuse Kontaktmittel vorgesehen, die mit Gegenkontaktmitteln am ersten Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts kontaktierbar sind. Die Kontaktmittel des Stringüberwachungsgeräts sind somit über die Kontaktmittel und eine – nicht näher beschriebene – Verdrahtung innerhalb des ersten Gehäuses des Überspannungsschutzgerätes elektrisch mit zumindest einem Teil der Kontaktelemente des Überspannungsschutzgeräts verbunden, so dass eine Kontaktierung des Stringüberwachungsgeräts an die Leitungen der Photovoltaikanlage durch Kontaktieren der Kontaktmittel und der Gegenkontaktmittel erfolgt.
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Das Überspannungsschutzgerät und das Stringüberwachungsgerät bilden somit eine gerätetechnische Einheit und fassen die Funktionalitäten beider Gerate, nämlich die Funktionalität des Überspannungsschutzes und die Funktionalität der Stringüberwachung, in der modular zusammengesetzten Anordnung zusammen. Das Überspannungsschutzgerät ist dabei ein erstes Modul und das Stringüberwachungsgerät ein zweites Modul, wobei aus beiden Modulen die Anordnung gebildet wird. Die Basis stellt dabei das Überspannungsschutzgerät dar, das als solches eigenständig und auch ohne ein kontaktiertes Stringüberwachungsgerät funktioniert. Bei erforderlicher oder gewünschter Stringüberwachung wird das Stringüberwachungsgerät mit seinen Kontaktmitteln mit den Gegenkontaktmitteln des Überspannungsschutzgeräts verbunden, so dass die Stringüberwachung nach einem modularen Prinzip eingesetzt wird, wodurch das Überspannungsschutzgerät um eine Funktionalität erweitert wird. Durch Kontaktieren der Kontaktmittel mit den Gegenkontaktmitteln werden sämtliche erforderlichen Kontakte für das Stringüberwachungsgerät hergestellt, so dass ein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand entbehrlich ist. Die Kontaktmittel sind beispielsweise als Steckerstifte, Kontaktflächen oder Kontaktfedern ausgestaltet.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass der zu überwachende String einer Photovoltaikanlage kontinuierlich überwacht wird, ohne dass ein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand erforderlich wird. Dadurch wird eine ständige Transparenz der Leistung der einzelnen Strings der Photovoltaikanlage erreicht. Des Weiteren kann eine einfache Nachrüstung eines Stringüberwachungsgeräts durch Kontaktierung der Kontaktmittel mit den Gegenkontaktmitteln hergestellt werden. Dadurch, dass das Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts unmittelbar auf dem Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts angeordnet wird, erfolgt durch diese Integration auch eine Platzersparnis im Schaltschrank. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine Fehlinstallation eines Stringüberwachungsgeräts ausgeschlossen, da die Kontaktierung durch die Anordnung der Kontaktmittel relativ zu den Gegenkontaktmitteln festgelegt ist. Dies ist insbesondere bei Photovoltaikanlagen mit einer Gleichspannung von bis zu 1000 Volt von besonderer Bedeutung.
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Vorteilhaft sind am Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts Befestigungs- oder Verrastmittel vorgesehen, mit denen das Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts am Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts im kontaktierten Zustand gehalten wird. Das zweite Gehäuse ist dadurch auf das erste Gehäuse aufrastbar und wird beispielsweise durch Rasthaken oder Rastvorrichtungen gehalten.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung ist vorgesehen, dass die Kontaktmittel als Steckerstifte und die Gegenkontaktmittel als Steckerbuchsen ausgebildet sind, so dass das zweite Gehäuse auf das erste Gehäuse aufsteckbar ist. Die Steckerstifte sind vorzugsweise am zweiten Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts angeordnet und ragen aus diesen heraus. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Steckerstifte am Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts und die Steckerbuchsen am Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts angeordnet sind.
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Das Stringüberwachungsgerät ist mit seinen Steckerstiften in die als Steckerbuchsen ausgebildeten Gegenkontaktmittel am Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts einsteckbar, so dass durch die Steckerstifte sowohl eine elektrische Kontaktierung als auch eine mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse des Überspannungsschutzelements und dem Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts realisiert wird. Zusätzlich zur mechanischen Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse ist vorzugsweise ein weiteres mechanischen Befestigungsmittel, beispielsweise mindestens ein Rasthaken vorgesehen, der mit einem Rastvorsprung am zweiten Gehäuse zusammenwirkt, so dass die mechanische Verbindung zusätzlich abgesichert ist. Die Anzahl der Steckerstifte bzw. die Anzahl der Steckerbuchsen richtet sich nach der für den Anschluss des Stringüberwachungsgeräts erforderlichen Anzahl an Einzelkontakten. Der optionale Rasthaken dient als mechanische Sicherung zwischen dem Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts und dem Gehäuse des Stringüberwachungsgeräts und gewährleistet eine sichere mechanische Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse.
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Um die Anordnung des zweiten Gehäuses am ersten Gehäuse weiter zu vereinfachen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung vorgesehen, dass im ersten Gehäuse ein Steckplatz für das zweite Gehäuse ausgebildet ist, so dass das zweite Gehäuse im montierten Zustand von dem ersten Gehäuse zumindest teilweise formschlüssig umschlossen wird. Die Kontur des Steckplatzes im Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts entspricht somit der Außenkontur des Gehäuses des Stringüberwachungsgeräts, so dass das zweite Gehäuse im montierten Zustand von dem ersten Gehäuse zumindest teilweise formschlüssig umschlossen wird, beispielsweise indem das zweite Gehäuse zumindest teilweise in das erste Gehäuse eingesteckt wird. Die Kontaktierung zwischen den Kontaktmitteln und den Gegenkontakten erfolgt vorzugsweise am Boden des Steckplatzes, kann grundsätzlich jedoch auch an einer der mindestens drei, vorzugsweise vier Seitenwände erfolgen.
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Dabei ist vorzugsweise ein als Ausnehmung ausgestalteter Steckplatz vorgesehen, der derart tief in das erste Gehäuse hineinragt, dass das zweite Gehäuse im eingesteckten Zustand bündig mit dem ersten Gehäuse abschließt. Das Stringüberwachungsgerät ist bei dieser Ausführungsform folglich in das Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts einsteckbar, wobei mit dem Einstecken zugleich die elektrische Kontaktierung zwischen den Kontaktmitteln und den Gegenkontaktmitteln erfolgt. Dass das erste Gehäuse im Montagezustand von dem zweiten Gehäuse zumindest teilweise umschlossen wird, hat den Vorteil, dass eine sichere Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse gewährleistet ist, wobei ein unbeabsichtigtes Heraus- oder Ablösen des zweiten Gehäuses zuverlässig verhindert wird.
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Die Montage der Anordnung in einem Schaltschrank wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch vereinfacht, dass das erste Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts derart ausgebildet ist, das es auf eine Tragschiene aufrastbar ist. Das erste Gehäuse weist dazu beispielsweise an seiner Unterseite Rastmittel auf, die mit den Flanken einer Hutschiene verrastbar sind. Als Kontaktelemente sind dabei beispielsweise in den Seitenbereichen des Gehäuses des Überspannungsschutzgeräts Schraub- oder Federklemmen angeordnet, die der elektrischen Verbindung des Überspannungsschutzelements – und indirekt auch der Kontaktierung des über die Kontaktmittel mit den Gegenkontaktmitteln verbundenes Stringüberwachungsgerät – mit den Leitungen eines Strings dienen. Der Bereich zur Anordnung des Gehäuses des Stringüberwachungsgeräts ist dabei vorzugsweise an der Oberseite des Gehäuses des Überspannungsschutzgeräts angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kontaktelemente am ersten Gehäuse als Steckerstifte ausgebildet sind, so dass das Überspannungsschutzgerät steckbar ist. Das Überspannungsschutzgerät kann dann mit seinen Steckerstiften in korrespondierende Steckerbuchsen, beispielsweise in einem Schaltkasten eingesteckt werden. Die mechanische Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse und beispielsweise dem Schaltkasten erfolgt vorzugsweise ebenfalls über die Steckerstifte. Es ist jedoch auch eine Führung des ersten Gehäuses, beispielsweise durch einen Steckschacht, möglich.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Basismodul vorhanden ist, das einen Steckplatz für das Überspannungsschutzgerät aufweist. Dabei ist das Basismodul insbesondere derart ausgestaltet, dass es auf eine Tragschiene aufrastbar ist. Das Basismodul kann bei dieser Ausgestaltung fest mit der Photovoltaikanlage, beispielsweise mit einem String einer Photavoltaikanlage in einem Schaltkasten, verdrahtet sein. Die Verdrahtung des Basismoduls erfolgt beispielsweise über an dem Basismodul angeordnete Schraub- oder Federkraftklemmen. Im Basismodul ist ein Steckplatz für das Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts vorgesehen, so dass das Überspannungsschutzgerät auf einfache Weise in den Steckplatz im Basismodul einsteckbar ist, wodurch gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen dem Basismodul und dem Überspannungsschutzgerät über die Kontaktelemente hergestellt wird. Das Überspannungsschutzgerät ist dadurch einfach auszutauschen, ohne dass die Verdrahtung des Basismoduls mit der Photovoltaikanlage berührt wird. Des Weiteren ist dadurch, dass das Überspannungsschutzgerät mit dem Stringüberwachungsgerät kombiniert ist, auch das Stringüberwachungsgerät auf einfache Weise getrennt oder zusammen mit dem Überspannungsschutzgerät austauschbar.
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Zur vorteilhaften Kontaktierung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass am Basismodul Steckerbuchsen ausgebildet sind, die im aufgesteckten Zustand mit den Steckerstiften am Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts zusammenwirken. Die Kontaktierung zwischen dem Basismodul und dem Überspannungsschutzgerät erfolgt somit über Steckerstifte und Steckerbuchsen, die auf einfache Weise ineinander gesteckt werden. Die mechanische Verbindung zwischen dem Überspannungsschutzgerät und dem Steckplatz im Basismodul wird dabei einerseits durch die Steckerstifte, andererseits durch ein zumindest teilweise formschlüssiges Umgreifen des ersten Gehäuses durch das Basismodul realisiert. Die Steckerstifte am Überspannungsschutzgerät sind vorzugsweise derart angeordnet, dass ein Verpolen der Anschlüsse nicht möglich ist. Wahlweise sind weitere Mittel vorgesehen, die einen fehlerhaften Anschluss verhindern.
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Die Anordnung mit einem Stringüberwachungsgerät und einem Überspannungsschutzgerät stellt somit ein vorteilhaftes ”Stecker-in-Stecker”-System dar, das eine Stringausfallüberwachung und einen Überspannungsschutz in einem Gerät kombiniert, wobei die elektrische Kontaktierung des Stringüberwachungsgeräts indirekt über das Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts erfolgt. Sowohl das Stringüberwachungsgerät als auch das Überspannungsschutzgerät funktionieren dabei unabhängig voneinander.
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Um einen vorteilhaften Betrieb der Anordnung zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass der Status des Stringüberwachungsgeräts auf der Oberseite des zweiten Gehäuses durch ein Anzeigemittel anzeigbar ist. Dazu sind auf der Oberseite des zweiten Gehäuses beispielsweise eine grüne und eine rote Leuchtdiode (LED) angeordnet, wobei bei ordnungsgemäßem Betrieb des überwachten Strings die grüne LED leuchtet, während bei nicht ordnungsgemäßem Betrieb des überwachten Strings die rote LED leuchtet. Dadurch ist auf einfache Art und Weise zu erkennen, welcher String ordnungsgemäß funktioniert und welcher möglicherweise ausgefallen oder beschädigt ist. Des Weiteren kann beispielsweise auf der Oberseite des zweiten Gehäuses eine LCD-Anzeige oder ein Statusbalken vorgesehen sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Status des Stringüberwachungsgeräts – und damit der Status des Strings – beispielsweise per Funk oder über eine feste Verdrahtung an ein zentrales Anzeigegerät gesendet wird, wodurch der Funktionsstatus der einzelnen Stränge zentral an einem Anzeigegerät anzeigbar ist.
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Zum Schutz des Steckplatzes im ersten Gehäuse ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass eine Abdeckung vorhanden ist, mit der der Steckplatz im Gehäuse des Überspannungsschutzgeräts abdeckbar ist. Die Abdeckung überdeckt den Steckplatz und schützt die Gegenkontaktmittel vor Verschmutzung oder Beschädigung, falls kein Stringüberwachungsgerät eingesteckt ist. Die Abdeckung ist wahlweise fest mit dem ersten Gehäuse verbunden oder ist von diesem unabhängig. Als besonders bevorzugt hat sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung herausgestellt, dass die Abdeckung ein Beschriftungsfeld aufweist, so dass eine Beschriftung, beispielsweise eine Nummerierung der einzelnen Strings der Photovoltaikanlage möglich ist. Das Beschriftungsfeld ist beispielsweise mit einem Stift beschriftbar oder es sind gedruckte Anzeigeelemente einsetzbar.
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Vorteilhaft ist das Überspannungsschutzgerät zunächst ohne ein Stringüberwachungsgerät installierbar, wobei bei erforderlicher Stringüberwachung ein Stringüberwachungsgerät durch Einstecken in das Überspannungsschutzgerät nachgerüstet werden kann.
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Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Anordnung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung mit einem Überspannungsschutzgerät und einem Stringüberwachungsgerät,
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2 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Anordnung mit einem Überspannungsschutzgeräts mit einem Stringüberwachungsgerät und einem Basiselement, und
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3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung mit einem Basiselement mit einem eingestecktem Überspannungsschutzgerät und einem Stringüberwachungsgerät.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung 1 zur Überwachung einer Photovoltaikanlage. Die Anordnung 1 umfasst ein Überspannungsschutzgerät 2 mit einem ersten Gehäuse 3. In dem ersten Gehäuse 3 ist ein – nicht dargestelltes – Überspannungsschutzelement angeordnet, bei dem es sich beispielsweise um eine Funkenstrecke, einen gasgefüllten Überspannungsableiter, einen Varistor, eine Suppressordiode oder eine Kombination dieser Elemente handeln kann. Am Gehäuse 3 sind Kontaktelemente 4 vorhanden, die bei dem Ausführungsbeispiel als Steckerstifte ausgestaltet sind.
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Die Anordnung 1 umfasst des Weiteren ein Stringüberwachungsgerät 5, das ein zweites Gehäuse 6 aufweist. An dem zweiten Gehäuse 6 sind Kontaktmittel 7 angeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls als Steckerstifte ausgestaltet sind. Hierzu korrespondierend sind am ersten Gehäuse 3 des Überspannungsschutzgeräts 2 Gegenkontaktmittel 8 vorgesehen, die im montierten Zustand mit den Kontaktmitteln 7 kontaktiert sind. Die Gegenkontaktmittel 8 sind gemäß 1 als Steckerbuchsen ausgestaltet und am Boden eines Bereiches zur Anordnung des zweiten Gehäuses 6 im ersten Gehäuse 3 angeordnet. Der Bereich zur Anordnung des zweiten Gehäuses 6 ist vorliegend als Steckplatz 9 ausgebildet, so dass das zweite Gehäuse 6 des Stringüberwachungsgeräts 5 vollständig in den Steckplatz 9 einsteckbar ist, wobei im montierten Zustand die Kontaktmittel 7 mit den Gegenkontaktmitteln 8 kontaktiert sind und das zweite Gehäuse 6 – außer an der Oberseite – vollständig von dem ersten Gehäuse 3 des Überspannungsschutzgeräts 2 umschlossen wird. Das zweite Gehäuse 6 schließt bündig mit dem ersten Gehäuse 3 ab. Das Überspannungsschutzgerät 2 und das Stringüberwachungsgerät 5 bilden somit eine bauliche Einheit aus einzelnen Modulen, wobei das Überspannungsschutzgerät 2 und das Stringüberwachungsgerät 5 modular austauschbar sind.
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Das Überspannungsschutzgerät 2 ist über die Kontaktelemente 4 mit einer – nicht dargestellten – Photovoltaikanlage kontaktierbar. Über die Kontaktmittel 7 und die Gegenkontaktmittel 8 ist das Stringüberwachungsgerät 5 indirekt auch mit den Kontaktelementen 4 elektrisch verbunden, so dass dann, wenn das Überspannungsschutzgerät 2 über die Kontaktelemente 4 mit den Leitungen der Photovoltaikanlage kontaktiert ist, auch das Stringüberwachungsgerät 5 mit den Leitungen elektrisch verbunden ist. Trotz der gemeinsamen Kontaktierung des Überspannungsschutzgeräts 2 und des Stringüberwachungsgeräts 5 können beide Geräte jedoch unabhängig voneinander arbeiten.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1 zur Überwachung einer – nicht dargestellten – Photovoltaikanlage. Das Stringüberwachungsgerät 5 ist mit seinem zweiten Gehäuse 6 in einem Steckplatz 9 im ersten Gehäuse 3 des Überspannungsschutzgeräts 2 einsteckbar und über die Kontaktmittel 7 bzw. die Gegenkontaktmittel 8 kontaktierbar. Die Kontaktmittel 7 sind wiederum als Steckerbuchsen und die Gegenkontaktmittel 8 korrespondierend als Steckerbuchsen ausgestaltet. Das Überspannungsschutzgerät 2 weist an seinem Gehäuse 3 Kontaktelemente 4 auf, die der Kontaktierung des Überspannungsschutzgeräts 2, insbesondere des in dem Gehäuse 3 angeordneten Überspannungsschutzelements, mit einem Basismodul 10 dienen. Das Basismodul 10 weist einen Steckplatz 11 für das Gehäuse 3 des Überspannungsschutzgeräts 2 auf, so dass im Montagezustand das Gehäuse 3 des Überspannungsschutzgeräts 2 teilweise formschlüssig von dem Basismodul 10 umschlossen wird.
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Die Kontaktierung des Überspannungsschutzgeräts 2 mit dem Basiselement 3 erfolgt über die Kontaktelemente 4 am Überspannungsschutzgerät 2 und über die korrespondierenden Steckerbuchsen 12 am Basismodul 10. Das Basismodul 10 ist im Montagezustand fest mit einer – nicht dargestellten – Photovoltaikanlage verdrahtet, so dass das Überspannungsschutzgerät 2 über das Basismodul 10 mit den Leitungen der Photovoltaikanlage verbunden ist. Das Stringüberwachungsgerät 5 steht über die Kontaktmittel 7 im indirekten Kontakt mit den Leitungen der Photovoltaikanlage. Das Basismodul 10 ist in seinem unteren Bereich derart ausgestaltet, dass es auf eine Tragschiene 13 aufrastbar ist.
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Auf der Oberseite des zweiten Gehäuses 6 des Stringüberwachungsgeräts 5 sind Anzeigemittel 14 in Form von Leuchtdioden angeordnet, die den Status des Stringüberwachungsgeräts 5 im Betrieb anzeigen. Mittels einer grünen und einer roten Leuchtdiode wird die Funktion des überwachten Strings der Photovoltaikanlage angezeigt. Anstelle der angedeuteten Leuchtdioden kann natürlich auch ein Anzeigedisplay oder eine andere vorzugsweise farbige Markierung vorgesehen sein.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung 1 zur Überwachung einer Photovoltaikanlage mit einem Überspannungsschutzgerät 2, das ein erstes Gehäuse 3 aufweist. Das Stringüberwachungsgerät 5 mit seinem zweiten Gehäuse 6 ist in den Steckplatz 9 im ersten Gehäuse 3 des Überspannungsschutzgeräts 2 einsteckbar. Die Kontaktierung des Stringüberwachungsgeräts 5 erfolgt über Kontaktmittel 7 an der Unterseite des zweiten Gehäuses 6, die in korrespondierende Gegenkontaktmittel 8 einsteckbar sind. Das Stringüberwachungsgerät 5 weist auf der Oberseite seines Gehäuses 6 Anzeigemittel 14 in Form von Leuchtdioden auf. Die Leuchtdioden zeigen den Status des überwachten Strings an. Das Basismodul 10 ist an seiner Unterseite derart ausgestaltet, dass es auf eine – in 2 dargestellte – Tragschiene 13 aufrastbar ist. Das Überspannungsschutzgerät 2 ist mit seinem Gehäuse 3 in den Steckplatz 11 im Basismodul 10 eingesteckt und über die – in 2 dargestellten – Kontaktmittel 4 und die Steckerbuchsen 12 elektrisch leitend mit dem Basismodul 10 verbunden.
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Sowohl das in 2 als auch das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel stellen ein ”Stecker-in-Stecker”-System dar. Das Stringüberwachungsgerät 5 ist in das Überspannungsschutzgerät 2 einsteckbar, wobei das Überspannungsschutzgerät 2 wiederum in das Basismodul 10 einsteckbar ist. Im Montagezustand ist das Basismodul 10 fest mit den Leitungen der Photovoltaikanlage, insbesondere mit den Leitungen des zu überwachenden Strings, verdrahtet. Dadurch können das Überspannungsschutzgerät 2 und/oder das Stringüberwachungsgerät 5 wahlweise und unabhängig voneinander ausgetauscht werden können, ohne dass ein Eingriff in die Verdrahtung erfolgen muss. Auch der Betrieb mit nur lediglich dem Überspannungsschutzgerät 2 ist möglich, so dass das Stringüberwachungsgerät 5 auch bei Bedarf in ein bereits installiertes Überspannungsschutzgerät 2 nachgerüstet werden kann.
