DE102012106130A1

DE102012106130A1 - Vereinfachte PV Anlagenerstellung mit einem fortlaufend platzierten Systemblock

Info

Publication number: DE102012106130A1
Application number: DE102012106130A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Küfer; Kai Plociennik; Ingmar Schüle; Martin Bischoff; Oliver Hennig; Frederik Brandes
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-07-07
Publication date: 2013-07-11
Also published as: CN104246800B; US10204179B2; WO2013104446A1; EP2803020A1; CN104246800A; US20150006118A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) im Sinne von solar (aus der Sonne) betriebener Kraftwerke, ihren Aufbau und ihre Erstellung und damit die Bereitstellung von vielen optionalen Strukturen die eine ”Optimierung” mit Blick auf Eigenschaften des PV-Kraftwerks erlauben und nicht nur eine One-shot Gestaltung bieten. Die Erstellung soll vereinfacht und damit beschleunigt werden, oder aber die Anzahl der verfügbaren (sinnvollen) Anlagenmöglichkeiten auf einfache Weise vergrößert werden soll, um (viel) mehr Optionen bei einer Auswahl und Festlegung der richtigen oder gut passenden PV-Anlage zu haben. Vorgeschlagen wird dazu ein Verfahren zum Festlegen einer Struktur der PV-Anlage (101, 102, 103, 104) mit einer gegebenen Anlagenleistung auf einer gegebenen Anlagenfläche (100) mit einer lokal gegebenen Topografie, wobei die PV-Anlage Solartische (T11, T12; ... TN1, TN2), Verkabelungen (70, 80), DC-AC Wandler (W1, W2) und zumindest eine Trafostation (90) aufweist. Ein adaptiver Block wird für die Festlegung der Struktur von zumindest 80% der gegebenen Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet. Der adaptive Block hat als Systemblock (S1) folgende Komponenten: Eine erste Anzahl von Solartischen (T1, T2) und ihre Anordnung in einer Anzahl von Reihen und Spalten; Einen ersten DC-AC Wandler (W). Einen Zugang (Z) vom Rand des ersten Systemblocks (S1) zum DC-AC Wandler (W). Es erfolgt ein erstes Platzieren des ersten Systemblocks (S1) auf der Anlagenfläche (100) mit der lokal gegebenen Topografie; ein mehrfaches, fortlaufendes Platzieren des ersten Systemblocks (S1) auf der Anlagenfläche (100), wobei ein jeweils auf der Anlagenfläche (100) platzierter Block (B2, B3, ...) schon zuvor platzierte Blöcke nicht überlappt. Vor einem jeweiligen Platzieren der Systemblöcke (S1) auf der Anlagenfläche (100) erfolgt eine Anpassung von Abständen (a1, a2, a3, a4) der Reihen der Solartische (T1, T5, T9) des jeweiligen Systemblocks an die Topografie, welche im Ort der Platzierung des jeweiligen ersten Systemblocks in der Anlagenfläche (100) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Blocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert.

Description

Die Erfindung betrifft Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen), im Sinne von solar (aus der Sonne) betriebener Kraftwerke, ihren Aufbau und ihre Erstellung und damit die Bereitstellung von vielen optionalen Strukturen die eine ”Optimierung” mit Blick auf Eigenschaften des PV-Kraftwerks erlauben und nicht nur eine One-shot Gestaltung bieten.
Bei der Erstellung und dem Aufbau von Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung liegt eine Vielzahl, fast schon eine Unzahl von sich teilweise widersprechenden Optimierungszielen vor. Um zu einer ”guten” PV-Anlage zu gelangen, muss ein zufriedenstellender Kompromiss aus verschiedenen Optimierungszielen gefunden werden.
Bestehende Softwaretools zur Optimierung von PV-Anlagen und die ihnen zugrundeliegenden Konzepte und Methoden folgen einem einkriteriellen Ansatz, weshalb sie Prinzip bedingt den Benutzer des Softwaretools nur unzureichend bei der Gestaltung der PV-Anlage unterstützen. Des Weiteren tendieren solche Ansätze dazu, Optimierungsspielraum in einzelnen Kriterien zu vergeben.
Das Grundprinzip der Stromerzeugung in einer Photovoltaik-Anlage lässt sich folgendermaßen beschreiben: Photovoltaik-Module wandeln eintreffendes Sonnenlicht in Gleichstrom um. Mit sogenannten ”Invertern” (das sind funktionell betrachtet DC-AC Wandler, auch im Sinne von Wechselrichtern) wird dieser Gleichstrom in einen Wechselstrom (der lokal verwendeten Netzfrequenz, also 50 Hz oder 60 Hz) mit höherer Spannung umgewandelt, und nach einer weiteren Spannungserhöhung durch zumindest einen Transformator wird der so erzeugte Strom in das Stromnetz eines lokalen Energieversorgers eingespeist. Die Lokalität betrifft den Ort des Aufbaus der Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage).
Die verwendeten PV-Module (Solarmodule) werden nicht einzeln auf der Anlagenfläche aufgestellt, sondern eine größere Anzahl von PV Modulen wird zu einer größeren Baugruppe, einem sogenannten ”Solartisch”, zusammengefasst. Ein Solartisch steht auf mehreren Füßen und kann beispielsweise 100 PV-Module tragen, die in mehreren, z. B. fünf Reihen zu bspw. je zwanzig Modulen auf ihm montiert sind. Je länger ein solcher Tisch ist, desto mehr Stützfüße weist er auf, die auch nach Art eines Basisgestells in Querrichtung mit Streben gehalten sein können, oder nach Art von 3D-Gitterkonstruktionen die Solarmodule tragen können.
Da die von einem einzelnen Modul gelieferte Spannung zu klein ist, um sie direkt in einen DC-AC Wandler einspeisen zu können, werden mehrere Module zu sogenannten Strings in Reihe geschaltet. Ein Solartisch würde beispielsweise fünf Strings zu je zwanzig elektrisch in Reihe geschalteten Modulen enthalten, wobei die fünf Strings den fünf Modulreihen des Tisches entsprechen könnten. Die Strings eines Tisches werden im Beispiel parallel geschaltet. Schließlich werden mehrere Solartische parallel an einen Eingang eines DC-AC Wandlers (z. B. als Inverter oder Wechselrichter) angeschlossen. Andere elektrische Verschaltungen der Module, z. B. nach einem Butterfly Layout, sind ebenso möglich. Hier teilen sich jeweils zwei Strings zwei benachbarte Modulreihen.
Bevorzugte Spannungsbereiche der so erhaltenen, multiplizierten Gleichspannung (mit der Anzahl der Module pro String) können oberhalb von 500 V liegen, bevorzugt im Spannungsbereich zwischen 700 V und 1.500 V.
Zur besseren Ausnutzung der eintreffenden Sonnenstrahlung können die Module auf dem Tisch nicht flach (horizontal) montiert, sondern um einen gewissen Neigungswinkel aus der Horizontalen heraus in Richtung Äquator geneigt sein, wie es durch unterschiedliche Längen der Stützfüße oder des Basisgestells erreichbar ist.
Als technische Problemstellung ist zu nennen, dass die Erstellung von PV-Anlagen als Vielzahl von möglichen Anlagen vereinfacht und damit beschleunigt werden soll, oder aber die Anzahl der verfügbaren (sinnvollen) Anlagenmöglichkeiten auf einfache Weise vergrößert werden soll, um (viel) mehr Optionen bei einer Auswahl und Festlegung der richtigen oder gut passenden PV-Anlage zu haben.
Die Lösung liegt in Anspruch 1 oder 20 oder 34. Alles sind rechnergestützte Lösungen. Einen Datenträger oder ein Programmprodukt oder eine Schaltungsanordnung umschreiben Ansprüche 35ff. Der Datenträger (Anspruch 36) umschreibt ein lauffähiges Programm, das indes auch ohne physischen Träger (CD, DVD, Speicherchip) als downloadbares Programm verstanden werden soll. Der Datenträger ist dabei die Datenleitung, auf der ein Download erfolgt. Zu vermeiden ist bei dieser Auslegung, dass ein ”Programm als solches” beansprucht ist. Dem ist nicht so. Entsprechend ist das Programmprodukt (Anspruch 37) ausgestaltet, die Verfahren der unabhängigen Verfahrensansprüche auszuführen. Die Schaltung (Anspruch 35) hat zumindest einen Speicher (für das zu ladende Ablaufprogramm), und zumindest eine Darstellungseinrichtung.
Eine rechnergestützte mehrkriterielle Optimierung (technischer) PV-Anlagen wird damit möglich. Die Generierung einer großen Vielfalt von möglichen (sinnvollen) PV-Anlagen auf einem zu bebauenden Gebiet (das Anlagengebiet) wird zeitlich verkürzt möglich.
Mit der verfügbaren Vielfalt von Layouts von baufähigen PV-Anlagen ist es einfacher, die Struktur der PV Anlage zu bestimmen, welche den besten Kompromiss aus verschiedenen Optimierungszielen bietet.
Ausgangspunkt und Ziel der PV-Anlage ist der Umriss eines Gebietes (als Anlagengebiet), wobei die Himmelsrichtung 'Nord' meist oben eingezeichnet ist (so orientiert ist).
Bei der beanspruchten rechnergestützten Platzierung von Systemblöcken (und dem Bau der so angeordneten, den Systemblöcken entsprechenden Tischgruppen im Anlagengebiet) ergeben sich gemäß der beanspruchten Erfindung unterschiedliche Abstände zwischen den Tischreihen der Solartische in Nord-Süd-Richtung (also in Richtung einer jeweiligen Spalte der Solartische). Diese resultieren aus der bei der Platzierung der Systemblöcke berücksichtigten Gebietstopografie (sinngemäß gleich als ”Gebietstopologie”) des Anlagengebiets, welches Stellen mit verschieden großer Steigung in Nord-Süd-Richtung oder Plateaus aufweist (ebene Stellen ohne Steigung).
Um eine Verschattung der Tischreihen der Solartische einigermaßen gleichmäßig zu halten, sind bei einer Anordnung auf der Nordhalbkugel Tischreihen in flachen Stellen des Anlagengebiets weit auseinander oder bei nach Norden abfallenden Hängen noch weiter, und Tischreihen an Südhängen näher beieinander platziert. Dies betrifft bei der Platzierung eines jeweiligen Systemblocks die Veränderung der Abstände der Tischreihen.
Das beanspruchte Verfahren legt die Struktur einer PV-Anlage fest. Diese Anlage wird in einer gegebenen Anlagenfläche platziert, wobei diese Anlagenfläche eine für die Anlagenfläche gegebene (lokal gegebene) Topologie aufweist. Gemeint ist damit die Topografie der gesamten Anlagenfläche, in der die PV-Anlage errichtet wird.
Eine PV-Anlage hat typischerweise eine Vielzahl von Solartischen, eine Verkabelung von jedem Solartisch zu einem DC-AC-Wandler (meist Inverter oder Wechselrichter) und die Mehrzahl der auf dem Anlagengebiet platzierten Inverter haben eine elektrische Verkabelung zu zumindest, meist nur einer Trafostation. Die Hierarchie der Solarmodule auf den Solartischen ist von unten nach oben also das Modul, der String (auf dem Tisch), die Zusammenfassung der Strings zu einem elektrisch aktiven Solartisch, die Zusammenfassung mehrerer Solartische zu einem DC-AC-Wandler, wobei alle Solartische, die dem gleichen Wandler elektrisch leitend zugeordnet sind, als Gruppe benannt wird, anders herum betrachtet als Invertergebiet. Die anschließende Verkabelung der mehreren Inverter, wobei jeder Inverter sein Invertergebiet mit Solartischen besitzt, folgt dem Gedanken, dass die bereits auf Wechselstrom umgesetzte Energie der Trafostation zugeführt wird, die eine Erhöhung der Spannung, aber keine Veränderung der Frequenz mehr bewirkt. Ausgang der PV-Anlage ist der Ausgang der Trafostation, die an das Mittelspannungs- oder Hochspannungs-Verbundnetz mit der ”lokalen Frequenz” angeschlossen wird, die je nach Ort der Aufstellung der PV-Anlage variieren kann. In entsprechender Weise sind auch die Wandler von DC zu AC so ausgerüstet, dass sie den Solarstrom auch auf diese Frequenz umsetzen.
Zur Strukturierung der Anlage, oder zur Schaffung der Struktur der gebauten Anlage wird erfindungsgemäß ein adaptiver Block verwendet. Dieser adaptive Block legt die Struktur von zumindest 80% der Anlagenleistung fest. Es kann auch eine höhere Prozentzahl der Anlagenleistung als zur Strukturierung gegebene Nennleistung festgelegt werden (Anspruch 5).
Meist wird aber nicht die gesamte Anlage mit dem adaptiven Block festgelegt, sondern es bleibt zumindest ein Restelement übrig, das manuell platziert werden kann, um die vorgegebene Anlagenleistung genau zu erreichen. Mit anderen Worten muss nicht die Nennleistung eines adaptiven Blocks (als Systemblock-Nennleistung) aus einem ganzzahligen Teiler zur Anlagenleistung folgen (Anlagenleistung ist ganzzahliges Vielfaches der Systemblock-Nennleistung), sondern es kann eine (geringe) Restleistung übrig bleiben, die von einer Nachstrukturierung ergänzt und vervollständigt wird (Anspruch 6).
Der adaptive Block wird als erster Systemblock vorgesehen. Mehrere oder andere Systemblöcke können ebenfalls Anwendung finden, wenn andere Strukturen von PV-Anlagen in demselben Anlagengebiet festgelegt werden sollen (Anspruch 3, 4).
Ein Systemblock ist in der Umschreibung der Ansprüche 1 bis 4 ein solcher Block, der ein Invertergebiet definiert (Gebiet eines DC-AC-Wandlers). Dem Systemblock ist ein DC-AC-Wandler (Inverter) zugeordnet und alle Solartische im Systemblock sind elektrisch an diesen DC-AC-Wandler angeschlossen. Umgekehrt betrachtet ist der Systemblock ein Invertergebiet (Gebiet eines DC-AC-Wandlers). Der Systemblock kann sich also daraus ergeben, welche Nennleistung dieser DC-AC-Wandler aufweist, welche Anzahl von Solartischen im Systemblock vorgegeben werden und berücksichtigt weiter die Nennleistung eines Solartisches im Systemblock (Anspruch 15).
Ein Systemblock beinhaltet demzufolge die genannte Systemblock-Nennleistung. Dies gibt die Quantisierung der schrittweise platzierten Leistung als wachsende Vielzahl der Systemblock-Nennleistung vor, vgl. Anspruch 2, 3, 4, jeweils letztes Merkmal.
Diese Systemblock-Nennleistung wird durch die Anzahl der Solartische in einem Systemblock (erster oder zweiter Systemblock, Ansprüche 1, 3) vorgegeben. Der zu dem Systemblock gehörende DC-AC-Wandler ist an diese Systemblockleistung angepasst (Anspruch 15, Anspruch 33). Mit dem Systemblock, wie er in den Ansprüchen 1 bis 4 erwähnt wird, ist auch der GJB-Systemblock gemeint, der nach Anspruch 20, 34 betroffen ist. Hier ist indes die Gruppenleistung maßgebend, die aus einer Gruppe von zu dieser Gruppe zusammengefassten GJB-Blöcken besteht. Der Systemblock als GJB-Block ist hiervon eine Untermenge.
Die Festlegung der Anzahl der Solartische, die einem (ersten oder zweiten) Systemblock zugeordnet werden, kann über einen Faktor angepasst werden, der berücksichtigt, dass die Nennleistung des DC-AC-Wandler geringer ist als die installierte Leistung der Solartische je Systemblock oder GJB-Systemblockgruppe. Es werden dabei mehr Solartische dem DC-AC-Wandler zugeordnet, als das durch seine reale Nennleistung möglich ist. Berücksichtigt wird dabei, dass die Solarmodule ihre volle Nennleistung meist nur unter Laborbedingungen abgeben und fast nie erreichen. Auch kann berücksichtigt werden, dass die Solarmodule nicht immer mit den optimalen Laborbedingungen im realen Feld von Solarenergie bestrahlt werden, so dass sie geringere Leistung abgeben, als nach ihrem Nennwert vorgesehen. Mit einem Fachbegriff kann das ”Überbuchung” genannt werden, der Faktor liegt oberhalb von 1, meist im Bereich zwischen 10% und 30%, die an höherer Nennleistung von Solartischen einem mit geringerer Nennleistung ausgestatteten DC-AC-Wandler zugeordnet werden. Andersherum betrachtet, kann der DC-AC-Wandler durch Multiplikation mit einem Faktor 1,1, 1,2 oder 1,3 größer erscheinen, als er tatsächlich ist, um dieser größeren Hypothese eine entsprechend größere Solartisch-Anzahl im Systemblock zuzuordnen.
Die Überbuchung erfasst die höhere Nennleistung der Solartische im Systemblock (Anspruch 19). Er bezieht sich auf die zwei alternativen Systemblöcke der Ansprüche 1, 3.
In einer ergänzenden Offenbarung sind auch die Ansprüche 15 und 33 betroffen. Sie geben vor, dass die Systemblockerstellung nach der Nennleistung der DC-AC-Wandler erfolgt, und sich eine entsprechende Anzahl von Solartischen daraus ergibt, unter Berücksichtigung der Nennleistung eines Solartisches. Nimmt man hier ergänzend die Interpretation vor, dass diese sich ergebende Anzahl der Solartische mit einem hypothetisch leistungsfähiger angenommenen DC-AC-Wandler festgelegt wird, so ergibt sich eine größere Anzahl von Solartischen für einen hypothetisch stärker angenommenen DC-AC-Wandler, der real einen geringeren Leistungs-Nennwert hat. Der Bereich, der für diese ergänzende Überbuchung bei der Systemblockerstellung technisch sinnvoll ist, liegt oberhalb von 100% bis zu 130%.
Bei einer GJB-Block Platzierung ist das Maß nicht der kleinere Block, sondern die später daraus gebildete Gruppe. Diese hat eine Gruppenleistung, die höher ist als die Nennleistung des DC-AC-Wandlers, der in dieser Gruppe platziert wird, nach einer jeweiligen Gruppenbildung (Anspruch 38, 39, mit Blick auf jeweiliges Merkmal (d) von Anspruch 20 bzw. Anspruch 34).
Zunächst soll der Systemblock zu Anspruch 1 umschrieben werden. Der Systemblock hat, anschaulich dargestellt in 3, eine feste (oder gegebene) Anzahl von Solartischen. Auch ihre Anordnung im Systemblock ist vorgegeben. Sie besteht aus Spalten und Reihen. In dem Systemblock ist nicht mehr als ein Wandler für das Wandeln von Gleichstrom (DC) zum Wechselstrom (AC) vorgesehen. Zusätzlich ist eine Bahn vorgesehen, die einen Zugang vom Rand des Systemblocks zum DC-AC-Wandler gibt.
Die Umschreibung des Systemblocks kann anschaulich als ein Rechteck interpretiert werden (Anspruch 11). Es sind aber auch andere Formen von Systemblöcken möglich (Anspruch 10). Die umschriebene L-Form erlaubt ebenfalls eine Strukturierung der Anlage mit L-förmigen Systemblöcken. Der Haupt-Anwendungsfall wird aber die vereinfachte rechteckige (oder quadratische) Form des Systemblocks sein (Anspruch 11).
Der Systemblock umschreibt eine flächige Erstreckung, die geeignet ist, die feste Anzahl von Solartischen, den Zugang und den Wandler aufzunehmen. Abstände zwischen den von den Solartischen gebildeten Reihen, die sogenannten Reihenabstände, sind dadurch mit vorgegeben. Sie können im Systemblock gleichförmig sein. Entlang einer Reihe können mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier Solartische platziert sein. Meist wird der Wandler im Mittenbereich des Systemblocks angeordnet sein. Er wird an einer Stelle platziert, wo ein Tisch in der Reihe fehlt.
Zusätzlich zu der Anzahl und der Anordnung der Solartische ist mit der Anordnung also auch vorgebbar, welche Abstände die Solartische je Systemblock bei vorgegebener Größe des Systemblocks haben, und dass diese Abstände gleichförmig sind (Anspruch 12).
Ist ein Systemblock definiert, wird er platziert, und zwar mehrfach platziert. Ein erstes Platzieren des Systemblocks erfolgt an einer an sich beliebigen Stelle der Anlagenfläche. Diese Anlagenfläche hat die zuvor postulierte Topografie/Topologie. Die Platzierung des Systemblocks erfolgt dann mehrfach und fortlaufend (Anspruch 1). Beim Platzieren erfährt der Systemblock eine Anpassung an die Topografie/Topologie. Es ist deshalb zu unterscheiden zwischen dem Systemblock und dem topografie-angepassten Block, der tatsächlich platziert ist. Spricht man von dem angepassten Systemblock als platziertem Block, ist systemimmanent, dass dieser eine Anpassung erfahren hat, die von der Topologie bestimmt wird, an welchem Ort der Block platziert ist. Der platzierte Block kann sich also verlängern oder verkürzen und die Reihenabstände im Block sind nicht weiterhin gleichförmig oder gleich, sondern verändern sich auch entsprechend der Topologie.
Ist die Topologie eben, verändert sich der platzierte Block nicht, die vorgegebenen Komponenten des Systemblocks bleiben unverändert. Besteht die Topologie aus verschiedenen Neigungen, werden die Abstände der Solartische, und zwar die Reihenabstände jeder Solartischreihe zur nächsten Solartischreihe entsprechend der Neigung angepasst.
Verändert wird dabei nicht der Reihenabstand jeder Spalte, sondern immer eine Reihe insgesamt, gegenüber der nächsten Reihe (insgesamt). Deshalb ist von Spaltenrichtung die Rede und von einem Reihenabstand, der sich in Spaltenrichtung verändert (Anspruch 1).
Bei der Platzierung überlappen die Blöcke nicht. Jeder platzierte Block (jeder topografie-angepasste Block, der auf der Anlagenfläche platziert wird) überlappt sich nicht mit einem schon platzierten Block.
Die Anpassung erfolgt vor dem jeweiligen Platzieren, aber nach der Festlegung des jeweiligen Systemblocks. Für eine Anlage im Anlagengebiet bleibt der Systemblock gleich. Nicht gleich bleibt seine jeweilige Veränderung, die sich an die Topografie anpasst, in der die Anlage platziert wird. Diese Vorgaben reichen einem rechnergestützten Platzierer aus, dass er jede Platzierung eines Anlagenblocks so vornimmt, dass sie nicht mit einem schon platzierten Block überlappt und gleichzeitig die Topografiedaten in dem zu platzierenden Blocks verwendet werden, um seine Ausdehnung vor der Platzierung in Richtung der Spalte der Solartische zu verändern. Der Systemblock wird also in Spaltenrichtung abstandsgesteuert von der Topografie, die im Anlagengebiet bekannt ist. Ein Beenden des Platzierens ist vorgesehen (Anspruch 1).
Das mehrfache Platzieren (und vorhergehende Anpassen des Systemblocks, vor der Platzierung) kann – genauer gesprochen – beendet werden (Anspruch 17, 18), wenn keine weitere Platzierung in dem gegebenen Anlagengebiet möglich ist (ohne Überlappung), oder die gegebene Nennleistung der aktuell erstellten PV-Anlage erreicht wird.
Das Erreichen der gegebenen Nennleistung (Anspruch 17) ist so zu verstehen, dass diese Leistung nicht überschritten werden soll. Genau erreicht werden muss sie nicht, sie kann mit dem Erreichen auch so umschrieben werden, dass eine erneute Platzierung eines Systemblocks die vorgegebene Nennleistung überschreiten würde. Dies wird als Abbruchkriterium von dem Platzierer interpretiert, der seine Arbeit damit erfüllt hat. Ist das Anlagengebiet indes nicht vollständig bedeckt und die gegebene Nennleistung durch die platzierte Leistung bereits erreicht, kann der Platzierer ebenfalls sein Auto-Platzieren beenden, es bedarf keiner manuellen Eingabe.
Das Beenden des mehrfachen fortlaufenden Platzierens des ersten Systemblocks verwendet in der ersten Alternative (Anspruch 17) eine Korrelation zwischen der ”gegebenen Nennleistung” und der sich akkumulierenden Platzierungsleistung. Jede Platzierung eines ersten Systemblocks erhöht die (schon) platzierte Leistung. Wenn eine weitere Platzierung eines ersten Systemblocks (mit seiner Systemblock-Nennleistung) die gegebene Nennleistung überschreiten würde, ist das ein END-Kriterium. Dieser Systemblock wird nicht mehr platziert.
Das Beenden erfolgt alternativ, wenn kein weiterer erster Systemblock auf der Anlagenfläche platzierbar ist, ohne mit schon platzierten Systemblöcken zu überlappen (Anspruch 18).
Gesteuert von den umschriebenen Kriterien ist es für den Platzierer automatisiert (rechnergesteuert) möglich, den Systemblock, der ihm vorgegeben wurde, so oft adaptiv in das Anlagengebiet zu platzieren, wie es die Anlagenleistung erfordert.
Eine Nachkorrektur im Sinne einer Nachstrukturierung, wenn ein Stück des Anlagengebiets offen geblieben ist und ein Stück der Anlagenleistung noch fehlt (Anspruch 6) ist manuell möglich, aber auch rechnergestützt möglich.
Es wurde bereits erwähnt, dass auch ein anderer Systemblock Anwendung finden kann. Dieser andere Systemblock wird von einem Systemblock-Generator erzeugt und dem Systemblock-Platzierer vorgegeben. Dieser platziert dann einen anderen vorgegebenen Systemblock, der auch die feste Anzahl von Solartischen, ihre Anordnung in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten, den Wandler und einen Zugang zum Wandler vom Rand des zweiten Systemblocks aufweist. Zumindest eine dieser Kenngrößen ist anders, als beim ersten Systemblock (Anspruch 3). Die dort angegebene zweite Anzahl von Solartischen und der zweite Wandler und der zweite Zugang müssen nicht zwingend alle abweichen, sondern nur eine dieser Kenngrößen des zweiten Systemblocks muss von dem ersten Systemblock abweichen, um ihn zu unterscheiden. Es kann bspw. eine andere Nennleistung eines Wandlers Anwendung finden, es kann eine andere Lage des Zugangs Anwendung finden und es kann eine andere Anzahl von Solartischen Anwendung finden, ebenso ein anderer Abstand oder überhaupt andere Solartische mit anderer Nennleistung (Anspruch 3). Auch mit dem zweiten Systemblock können zumindest 80% der Nennleistung der Anlage aufgefüllt werden. Eine weitere Annäherung an 100% der Nennleistung der Anlage ist ebenso möglich (Anspruch 5).
Verwendet man denselben Systemblock für eine weitere Anlage (Anspruch 2), so kann man diesen Systemblock mit einem anderen Anfangspunkt anders platzieren, als denselben Block für die vorhergehende Anlage. Die Anlagefläche wurde dazu erneut geleert, vor Beginn der Platzierung einer neuen Anlage (Anspruch 2), die in dieselbe lokal gegebene Topografie/Topologie einzupassen ist und dieselbe Anlagenfläche aufweist, aber ein anderes Ergebnis erbringen wird. Dazu erfolgt zumindest eine andere Platzierung desselben Systemblocks. Ein anderer Beginn ist eine Möglichkeit, anders zu platzieren, weil die Autoplatzierung in den Folgeschritten der mehrfachen, fortlaufenden Platzierung des ersten Systemblocks mit der anfänglich anders gewählten Platzierung beginnen wird und demzufolge eine andere Anlage inkrementell entstehen wird.
Das Ende ist wiederum dasselbe, die Autoplatzierung wird beendet, wenn keine weitere überlappungsfreie Platzierung des Systemblocks möglich ist, oder aber die gegebene Nennleistung von der platzierten Leistung schon erreicht ist und das Anlagengebiet noch nicht vollständig gefüllt werden konnte (Anspruch 17, 18). Das Abbruchkriterium, dass die gegebene Nennleistung der PV-Anlage bei der nächsten Platzierung eines Systemblocks überschritten würde, ist so zu interpretieren, dass diese Leistung die zumindest 80% der Anlagenleistung ist, die für eine automatische Belegung vorgesehen ist. Kann mehr als 80% gefüllt werden, beispielsweise 90% der Anlagenleistung, so ist das Abbruchkriterium auch diese 90% der Anlagenleistung. Die beiden Leistungen entsprechen sich. Sie entsprechen beide der vollen Nennleistung, wenn keine Nachstrukturierung der PV-Anlage erfolgt, erfolgen soll oder erfolgen muss (Anspruch 6).
Das Merkmal, dass zumindest eine der Platzierungen (Merkmal (a) und Merkmal (b) des Anspruchs 2) anders sein soll, ist mit Blick auf die entsprechenden Platzierungen der ersten PV-Anlage zu interpretieren. Es kann die zweite Platzierung anders sein, es kann die erste Platzierung anders sein oder es kann jede Platzierung anders sein, sowohl die erste wie auch alle folgenden. Es kann aber auch nur die letzte Platzierung anders sein, was indes selten auftreten wird, wenn alle vorherigen Platzierungen gleich waren und die automatische Platzierung selbsttätig arbeitet.
Einfacher zu sehen ist das andere Ergebnis, wenn ein zweiter Systemblock verwendet wird, der von dem ersten Systemblock in zumindest einer seiner Kenngrößen abweicht (Anspruch 3).
Dadurch ergibt sich eine andere Anlage. Die Kombination der Ansprüche 1, 2 und/oder 3 ergibt eine Vielzahl von unterschiedlich strukturierten Anlagen, die nicht allein mit unterschiedlichen Systemblöcken zustande kommen, sondern auch durch eine unterschiedliche Art der Platzierung desselben Systemblocks entstehen.
Wird für den zweiten Systemblock, der zunächst festgelegt wird (Anspruch 3) eine andere Platzierung gewählt (Anspruch 4, Merkmal (b)), so ist diese andere Platzierung mit Blick auf die Platzierung der Anlage zu sehen, die mit dem zweiten Systemblock erstmals geschaffen wurde. Werden weitere andere Platzierungen Auslöser von noch weiteren Strukturierungen von Anlagen, so muss naturgemäß die jeweils andere Platzierung anders sein, als alle zuvor mit demselben zweiten Systemblock erstellten Anlagen. Sonst stehen keine unterschiedlichen Anlagen mit einer unterschiedlichen Struktur, die für eine spätere Auswahl und Optimierung zu speichern sind.
Die Anspruchswortlaute sind so gefasst, dass jedenfalls einige, bevorzugt alle Systemblöcke (erster oder zweiter Systemblock) in den Reihenabständen für die Platzierung aus der Topografie/Topologie gesteuert angepasst wird, oder anders herum abhängig von der Topografie/Topologie des Ortes, an dem der Systemblock platziert wird, verändert wird, so dass er bei dem Platzieren eine andere Ausdehnung besitzt, als der Ausgangsblock (der Systemblock selbst).
Bevorzugt wird die gesamte Anlage mit der gesamten Leistung so adaptiv erstellt, dass alle Systemblöcke topologie-abhängig angepasst werden. Ist die Topologie indes eben und eine Großzahl der Platzierungen benötigt keine topologische Anpassung, weil der Block sich in seiner Ausdehnung nicht verändert, so soll das von den Ansprüchen ebenso erfasst sein, wie eine Anpassung, die im Ergebnis Null ist. Eine Anpassung des Systemblocks bei einer ebenen Fläche, auf der der Systemblock platziert wird, wäre keine Veränderung, so dass die Ausdehnung des platzierten Systemblocks sich nicht verändert. Weiß ein Benutzer indes, dass bestimmte Bereiche seines Gebietes eben sind, könnte er die Anlage und den Auto-Platzierer dazu veranlassen, in diesem Gebiet überhaupt keine Topologie-Anpassung vorzunehmen, auch keine solche, die ein veränderungsloses Ergebnis erbringt, um den Wortlaut der Ansprüche zu umgehen. Deshalb ist umfasst, dass zumindest einige, bevorzugt alle Systemblöcke topologie-abhängig angepasst werden. Dies, bevor sie platziert werden.
Eine Anpassung der Systemblöcke kann auch auf andere Weise erfolgen. Der Systemblock kann um zumindest eine oder beide Mittelebenen gespiegelt werden (Anspruch 7). Diese Spiegelung erzeugt eine andere Form des Systemblocks, belässt aber seine Komponenten unverändert. Diese Spiegelung erfolgt vor der Platzierung und vor der entsprechenden Anpassung der Reihenabstände unter Einfluss der Topologie des Gebiets, in den der (gespiegelte) Systemblock platziert wird.
Eine noch weitere Anpassung des Systemblocks ist eine Scherung (Anspruch 8). Mit der Scherung wird der Block geneigt, aus einem Rechteck wird ein Parallelogramm. In der dann gescherten Form ist der Block topologie-abhängig platziert.
Die Anpassung der Blöcke in dieser Form passt sich an die Fläche an, die zu füllen ist. Ist eine der Begrenzungslinien des Anlagengebiets geneigt, kann die automatische Platzierung dazu führen, dass der dort, an der Kante anliegende Block, ebenfalls geneigt ausgebildet wird, was sich auch auf Folgeplatzierungen auswirkt. Der Systemblock ist damit eine Art ”Template”, Muster oder Stempel, mit dem gearbeitet wird, dieser Stempel ist aber nicht unveränderlich, sondern gesteuert von dem Anlagengebiet, in dem er platziert wird, beim Platzieren.
Eine Spiegelung um eine oder zwei Mittelebenen des Systemblocks kann erfolgen, um den Zugang passend zu legen. Wenn ein Zugang in Seitenrichtung gegeben ist (vom Rand des Blocks zum DC-AC Wandler), kann es sich für Platzierungen ergeben, zumindest einen Systemblock in gespiegelter Form zu platzieren, so dass die quer liegenden Zugänge von benachbarten Reihen von platzierten Systemblöcken zu demselben Sammelweg führen können, der später noch zwischen die Reihen der platzierten Blöcke gelegt werden kann.
Damit ist angedeutet, dass die automatische Platzierung zu der Struktur der PV-Anlage wird, aber diese so strukturierte Anlage noch nicht ganz vollständig ist, vielmehr durch manuelle Nachbesserungsarbeiten oder Ergänzungsarbeiten noch ergänzt werden kann, wozu auch die letztlich vollständige Belegung oder Verbindung aller Wege oder Sammelweg gehört, die sich an die Zugänge anschließen oder die von den Zugängen aus erreicht werden.
Die Wege oder Zugänge werden dabei entweder für ein Befahren der Anlage benutzt, für ein Begehen der Anlage oder für die Bahnführung von stromtragenden Kabeln/Leitungen, die entlang dieser Wege zu legen sind. In entsprechender Weise ist auch der Zugang zum Inverter in einem jeweiligen Systemblock als eine solche Bahn zu verstehen, die entweder ein Befahren erlaubt, oder nur als ein Kabelweg zur Verfügung steht.
Auch die elektrische Verkabelung der strukturierten Anlage kann nach der Platzierung aller Systemblöcke erfolgen. Diese Verkabelung selbst ist nicht ausdrücklicher Bestandteil des ersten Systemblocks oder des zweiten Systemblocks und wird mit der Platzierung dieser Systemblöcke auch nicht festgelegt.
Das Ergebnis der Platzierung mit den Systemblöcken ist jeweils eine PV-Anlage, die in ihrer Struktur gespeichert wird. Die Vielzahl der gespeicherten Anlagen, die mit dem beanspruchten Verfahren schnell und unkompliziert erhalten werden kann, bildet die Vielzahl von Möglichkeiten ab, die sich für ein Anlagengebiet anbieten.
Die Festlegung der Struktur ist dabei der wesentliche und ausschlaggebende Ansatzpunkt, die sich anschließende Nachbearbeitung über die beschriebenen Wege oder die elektrische Verkabelung sind eher sekundärer Natur. Sie ergeben sich relativ eindeutig aus der Struktur der so aufgebauten Anlage. Eine so aufgebaute Anlage kann auch einige technische Größen bereits besitzen. Andere technische Größen, die hinzukommen, werden durch die nachträglich verlegten elektrischen Leitungen und die Anschlüsse der Solartische zu den Invertern ergänzt.
Diese technischen Größen machen insgesamt eine erstellte Anlage vergleichbar mit einer anderen erstellten Anlage, die im selben Anlagengebiet gebaut werden kann. Dieser technische Vergleich von Anlagen ermöglicht es, die für den Anwendungsfall bestmögliche Anlage zu platzieren und überhaupt festzulegen, um sie auch bauen zu können. Der technische Vergleich bestimmt diese Anlage (Anspruch 13).
Um sie zu vergleichen (die Anlagen), werden sie in einer Speicherkomponente, meist einer Datenbank, zusammen gespeichert (Anspruch 14).
Eine Recheneinrichtung ist dann in der Lage, diese Vielzahl von gespeicherten PV-Anlagen auszulesen und grafisch darzustellen, um den Vergleich zu erleichtern (Anspruch 14).
Geht man mit der Strukturgröße (der Quantisierung oder Diskretisierung der zu platzierenden ”Leistungsquanten”) weiter herab, reduziert man also die Anzahl der festgelegten Komponenten eines Systemblocks auf einen GJB-Block (den elektrischen Einzugsbereich einer Junction Box), so ist nicht mehr zwingend ein DC-AC Wandler einem jeweiligen GJB-Block, der auch als adaptiver Block ausgestaltet sein kann, zugeordnet.
Dieser verkleinerte Systemblock (Anspruch 20 oder Anspruch 34) ist als weitere Lösung der gleichen Aufgabe bestimmt von einer Anzahl Solartische, einer Anzahl der Eingänge eines später zu platzierenden DC-AC Wandlers, dessen Nennleistung und der Nennleistung eines Solartisches. Die Anordnung der Solartische in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten wird ebenfalls vorgegeben (Anspruch 20).
Dieser GJB Block als Systemblock beinhaltet keinen vorgegebenen DC-AC Wandler, sondern definiert eine Gruppe von Solartischen, die einer Anschlussbox ”GJB” (fachspezifisch verstanden) elektrisch zugeordnet sind. Die GJB-Box ist eine im Fachgebiet gebräuchliche Verbindungsbox einer Vielzahl von elektrischen Leitungen von einer Vielzahl von Solartischen, die über den GJB-Block einem Inverter zugeführt wird. Erst später wird einer der Solartische in einer größeren Gruppe von platzierten GJB-Blöcken entfernt und an seiner Stelle ein DC-AC Wandler (Inverter) platziert, dem alle Leitungen aus den GJB-Blöcken elektrisch leitend zugeführt werden.
Eine GJB ist eine passive ”Junction Box”, die elektrisch leitfähig eine Vielzahl von DC Eingangsleitungen aufnimmt und elektrisch verbindet sowie eine DC Ausgangsleitung zur Verfügung stellt, welche die Stromsumme der Eingangsleitungen abgibt. Untergeordnet dieser GJB-Blöcke (und ihr stromauf vorgelagert) sind die AJB (Array Junction Box), welche mehrere Strings eines Tisches elektrisch zusammenfassen. In einem String eines Solartisches sind eine Vielzahl von Solarmodulen in Serie geschaltet.
Mehrere AJB versorgen elektrisch eine GJB und, wie oben beschrieben beim Invertergebiet, ist das GJB-Gebiet dasjenige, welches auch platziert werden kann (Anspruch 20), aber eine kleinere Nennleistung besitzt, als der erste oder zweite Systemblock mit jeweils einem inhärenten DC-AC Wandler (Anspruch 1, 3).
Mehrere GJBs können auch an denselben Eingang eines zugehörigen DC-AC Wandlers angeschlossen werden (Anspruch 34). Die Festlegung der Struktur des adaptiven Blocks ist anders als bei Anspruch 20. Bei Anspruch 20 wird die Anzahl der Solartische noch von der gegebenen Anzahl von Eingängen des später platzierten DC-AC-Wandlers bestimmt. Anspruch 34 lässt diesen Rückschluss offen und nennt eine gegebene Struktur des adaptiven Blocks. Er enthält eine feste Anzahl von gleichen Solartischen (gleich im Sinne einer gleichen Nennleistung und einer gleichen Bauart). Außerdem wird die Anordnung dieser Solartische in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten vorgegeben. Ein DC-AC-Wandler ist nicht schon Gegenstand des so umschriebenen ersten Systemblocks als GJB-Block (Anspruch 34).
Es erfolgt ein mehrfaches Platzieren (Anspruch 20, 34) auf der Anlagenfläche. Die lokal gegebene Topografie bestimmt die Anpassung des zumindest einen Reihabstands der Solartische. Dabei wird unterschieden zwischen zu platzierenden Systemblöcken und schon platzierten Systemblöcken. Als Systemblock wird der GJB-Block angesehen, der zuvor umschrieben war (Anspruch 20, bzw. in anderer Form Anspruch 34). Vor einem jeweiligen Platzieren werden die Reihenabstände der Solartische an die Topografie angepasst, die an dem Ort herrscht, an dem die Platzierung erfolgt. Dadurch verändert sich der Systemblock in einer Richtung, und zwar in der Richtung der Spalte der Solartische. Er wird kürzer, wenn die Topografie eine Steigung in Richtung nach Norden (mit Blick nach Süden) enthält. Die Ausdehnung des platzierten Systemblocks wird größer, wenn es in Richtung nach Norden ein Gefälle ist. Beide Betrachtungen orientieren sich an der Nordhalbkugel mit geneigten Flächen der Solartische in Richtung zum Äquator.
Die Begriffe ”Ausdehnung in Richtung der Spalte der Solartische” sind so zu verstehen, dass es eine Vergrößerung und/oder Verkleinerung sein kann. Die ”Ausdehnung in Richtung der Spalte” betrifft den Relativbezug zu dem noch nicht platzierten GJB-Block.
Ist die vorgegebene Fläche, die mit dem GJB-Blöcken zu belegen ist, gefüllt, wird die automatische Platzierung beendet. Anspruchsgemäß sind dies zumindest 50% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung und entsprechend zumindest 50% der Anlagenfläche als vorgegebene Fläche. Dieser Wert (beide sich entsprechenden Werte) kann bis zu 70%, 80% oder 90% oder 100% verändert werden. Hierfür gibt es zwei Abbruchkriterien. Die gegebene Leistung ist erfüllt und ein weiterer GJB-Block, der platziert werden würde, übersteigt die gegebene Leistung als entsprechender Bruchteil der Nennleistung, die zu erfüllen ist. Das ist ein Abbruchkriterium. Ein zweites Abbruchkriterium ist, wenn kein weiterer Systemblock auf der dem entsprechenden Bruchteil der Anlagenfläche platzierbar ist, ohne mit schon platzierten Systemblöcken zu überlappen.
Im vollständigen Fall ist die (ganze) Nennleistung der PV-Anlage auf dem (ganzen) Anlagengebiet zu platzieren, entsprechende Bruchteile oberhalb von zumindest 50% sind beansprucht. Dieser Wert (beide sich entsprechenden Werte) kann bis zu 70%, 80%, 90% oder 100% verändert werden.
Die Bildung der Gruppen (das mehrfache Bilden von Gruppen oder die mehrfache Gruppenbildung) erfolgt nach Erfüllung des Abbruchkriteriums. Die Gesamtmenge der platzierten GJB-Blöcke ist anfangs noch nicht gruppiert. Es beginnt mit einer ersten Gruppierung von schon platzierten GJB-Blöcken zu einem Block und es wird ein DC-AC-Wandler anstelle eines Solartisches in dieser Gruppe platziert. Alle GJB-Blöcke dieser Gruppe werden mit diesem nachträglich platzierten DC-AC-Wandler verbunden. Es ergibt sich ein GJB-Block pro Eingang eines DC-AC-Wandlers dieser Gruppe, so dass jedem Eingang ein GJB-Block elektrisch leitend zugeordnet wird, bis alle GJB-Blöcke dieser Gruppe elektrisch angeschlossen sind.
Aufgrund des mehrfachen Gruppenbildens geschieht diese Gruppierung mehrfach. Die zweite Gruppe enthält wiederum eine Anzahl von GJB-Blöcken. Es wird ein DC-AC-Wandler anstelle eines Solartisches in der zweiten Gruppe platziert und alle verbliebenen GJB-Blöcke der zweiten Gruppe werden elektrisch mit dem nachträglich platzierten DC-AC-Wandler so elektrisch leitend verbunden, dass alle GJB-Blöcke der zweiten Gruppe elektrisch verbunden sind. Diese Handlung wird fortgeführt, bis alle platzierten GJB-Blöcke gruppiert und elektrisch angeschlossen sind (Anspruch 20).
Löst man sich von der Vorgabe eines GJB-Blocks je Eingang eines DC-AC-Wandlers, so ergibt sich eine allgemeinere Betrachtung, die mehrfache Gruppenbildung geschieht entsprechend (Anspruch 34, Merkmal d), es wird auch ein DC-AC-Wandler anstelle eines Solartisches in einer jeweiligen gebildeten Gruppe platziert und die GJB-Blöcke der Gruppe werden den Eingängen des platzierten DC-AC-Wandlers elektrisch leitend zugeordnet (nicht zwingend exklusiv). Dies geschieht auch für die zweite Gruppe und auch für viele weitere Gruppen, bis alle platzierten GJB-Blöcke gruppiert und (innerhalb ihrer jeweiligen Gruppe) elektrisch verbunden und angeschlossen sind, an dem DC-AC-Wandler. An einem Eingang können auch mehrere GJB-Blöcke angeschlossen sein.
Aufgrund der Vielzahl an Freiheitsgraden ergibt sich eine große Bandbreite an möglichen PV-Anlagen auf einem zu bebauenden Anlagengebiet. Die einzelnen Anlagen verhalten sich dabei bezüglich verschiedener, entscheidungsrelevanter technischer Eigenschaften unterschiedlich, die oft direkt den Optimierungszielen entsprechen (indem sie maximiert oder minimiert werden sollen).
Zu nennen sind hier beispielsweise die (technische) Nennleistung der Anlage, der (technische) Jahresertrag (produzierte Energie in kWh – Kilowattstunden), der technische Aufwand (Anzahl der benötigten Komponenten, Komplexität der Verschaltung) und der Aufwand bei der Montage und der Wartung der Anlage (Robustheit oder Sensitivität).
Die Größe der einzelnen technischen Eigenschaften (und damit die Erfüllung der Optimierungsziele) einer PV-Anlage hängen dabei in komplexer Weise von technischen Parametern ab. Die technischen Eigenschaften werden außerdem beeinflusst durch die Topologie (Steigungen oder Gefälle) des Anlagengebiets, den Sonnenverlauf, entsprechend dem Breitengrad am Ort des spezifischen Gebiets und den typischen Wetterverlauf über dem Gebiet.
Es lässt sich sagen, dass sich die Optimierung einer PV-Anlage durch eine große Bandbreite an möglichen technischen Parametern (Eigenschaften), vielfältige Umwelteinflüsse und komplexe Abhängigkeiten zwischen den Freiheitsgraden auszeichnet. Deshalb benötigt der Baumeister, Konstrukteur und Planer einer PV-Anlage eine gute Unterstützung.
Durch die Generierung einer Vielfalt von PV-Anlagen, welche die Bandbreite möglicher Solar-Kraftwerke auf dem Anlagengebiet abdeckt, wird der Optimierungsspielraum in den einzelnen technischen Eigenschaften aufgezeigt und ein Überblick über sofort verfügbare Alternativen wird erhalten.
Die beanspruchten Erfindungen werden nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt. Auch wenn keine wiederholte Angabe ”insbesondere” oder ”bspw.” vor jeder der Aussagen der folgenden Beschreibung steht, sind sie alle begrifflich als Beispiele zu verstehen.
1 zeigt einen Aufbau einer Systemanlage mit Rechner mit einem Speicher und mehreren Darstellungseinrichtungen, als Beispiel einer Schaltungsanordnung.
1.1 ist eine perspektivische Darstellung eines Tisches T₁, welcher eine Vielzahl von Solarmodulen 21, 22, 23, usw. auf einem Traggestell aufweist, wobei die Gesamtheit der Bedeckung mit Solarmodulen mit 20 benannt ist.
1.2 ist eine Seitenansicht der 1.1, wobei zwei Tische T₁ und T₅ nach rechts beabstandet dargestellt sind und der Abstand 'd' bezeichnet ist. In einer Alternative, bei einem veränderten Verlauf des Geländes von E₁ auf E₂, steht der zweite Tisch T₅ tiefer, repräsentiert durch nur das untere Ende seines Standfußes t₂' und weiter von dem ersten Tisch T₁ entfernt, gekennzeichnet durch den Abstand d', als der Tisch T₅, der auf ebenem Gelände E₁ platziert wird und den geringeren Abstand d vom Tisch T₁ besitzt.
2 zeigt eine Topologiekarte eines aus zwei Rechtecken zusammengesetzten Anlagengebiets 100'. In ihm sind einzelne Höhenpunkte und durch unterschiedliche Grauschattierungen auch gleiche Höhenebenen gezeigt. In diesem Anlagengebiet 100' ist die Anlage zu errichten.
2.1 veranschaulicht eine Vielzahl von Systemblöcken, die alle aus dem gleichen Systemblock S₁ entstanden sind und beim Platzieren in das Anlagengebiet nach 2 hineingesetzt worden sind. Die einzelnen Systemblöcke in der platzierten Form überlappen nicht und füllen das aus zwei Rechtecken bestehende Gebiet praktisch vollständig aus, mit einem jeweiligen Abstand zwischen den Blöcken, in die Bahnen gelegt werden können, welche als befahrbare Wege oder als Kabelwege (sinngemäß: Bahnen) gestaltet werden.
3 zeigt ein Beispiel eines Systemblocks mit vier Spalten und elf Reihen von Solartischen, wobei an der Stelle eines Solartisches etwa in der Mitte des Systemblocks ein DC-AC-Wandler eingezeichnet ist.
3.1 zeigt den Block nach 3 in einer gescherten Fassung mit dem Winkel α.
3.2 zeigt den Systemblock um eine Mittelebene gespiegelt (die Mittelebene verläuft entlang des Zugangs Z).
4 veranschaulicht genauer die Anzahl der Solartische und einen genauer spezifizierten Systemblock, bei dem die Komponenten aus 3 auch ersichtlich sind, nur herabgezeichnet bis zu den Modulen eines Tisches, die als kleine Rechtecke ersichtlich sind. Auch eingezeichnet sind elektrische Leitungen, welche die Tische mit dem Wandler verbinden.
5 ist ein herausvergrößerter Systemblock, wie er demjenigen der 4 entspricht, nur mit höherer Auflösung.
6 zeigt einen platzierten Systemblock, wie er demjenigen der 5 entspricht, nur mit einer Abstandsveränderung der einzelnen Tischreihen gegeneinander (Abstandsveränderungen gesehen in Spaltenrichtung). Es sind zwei Spalten zu sehen, innerhalb derer sich (gleichermaßen) die Abstände a zwischen den Reihen verändern.
7 ist das Aufbaukonzept des Systemblock-Platzierers, wie er zwei Systemblöcke platziert, und wie später, nach Abschluss der Platzierung für das Anlagengebiet Bahnen hinzugefügt werden können, auf denen Kabelwege verlaufen oder auf denen ein Fahrzeug fahren kann. 7 ist nur der erste Abschnitt der folgenden 8 (dort links oben).
8 ist eine breite Platzierung des Systemblocks S₁, wobei die Erstreckung mehr in die Breite als in die Höhe des Anlagengebiets 100 verläuft.
9 ist derselbe Systemblock S₁, nur stärker in die Höhe, als in die Breite orientiert, im Sinne einer anderen Platzierung desselben Systemblocks. Das Anlagengebiet 100 ist das gleiche.
10 ist ein zweiter Systemblock S₂, der im Vergleich zum ersten Systemblock S₁ aus 5 zu sehen ist. Er ist weniger hoch und mehr in die Breite orientiert. Er hat weniger Tischreihen, aber auch zwei Spalten von Tischreihen (links und rechts der vertikalen Mittelebene). Die mit eingezeichnete elektrische Verschaltung durch die Kabel ist nicht Bestandteil des Blocks, sondern nur symbolisch vorhanden.
11 ist die Platzierung des Systemblocks S₂ aus 10 in einer Struktur der Anlage, die höher ist als breit.
12 ist eine Anwendung des Systemblocks S₂ in einer Anlage, die etwa quadratisch ist, die aber gegenüber 11 breiter ist im Aspektverhältnis.
13 ist ein anderer Systemblock, der ähnlicher dem von 5 ist, auch 24 Reihen von Solartischen besitzt, aber schlanker ist, also kürzere Tische in Reihenrichtung besitzt. Hier sind die Module weggelassen, so dass die Tische als solches erkennbar sind. Links zwei Spalten von Solartischen, die dicht aneinander stehen, unter Belassung einer vertikalen Spalte und rechts zwei Spalten von Tischen, die ebenfalls dicht aneinander stehen.
14 ist ein Beispiel eines Aufbaus einer PV-Anlage in einem anderen Gebiet 100''. Dieses Gebiet ist im Wesentlichen flach und der Systemblock nach 13 wurde auf dieses flache Gebiet angewendet, wobei sich auch mit der Topologie-Anpassung keine Veränderung der Reihenabstände der Solartische in dem Systemblock bei der Platzierung ergeben haben.
15 ist ein GJB-Block aus sechs Solartischen.
16a 16b sind Platzierungen von GJB-Blöcken in einem Anlagengebiet 100*.
17 veranschaulicht die Zuordnung eines Invertergebiets zu einer Gruppe ”g” von platzierten GJB-Blöcken.
18 ist der Einbau von Invertern W₁ und W₂ in die Gruppierung g₁ und g₂ des Inverter-Einzugsgebiets von 17.
19 veranschaulicht die elektrische Verbindung der platzierten GJB Systemblöcke, die gruppiert und mit DC-AC Wandler nach 18 versehenen sind.
1 zeigt ein Speichermodul 10, in dem eine Vielzahl von Layouts von PV-Anlagen digital abgelegt ist. Dieser Speicher kann beispielsweise als Datenbank ausgebildet werden. Die in ihm abgespeicherten Layouts von PV-Anlagen 101, 102, später erläutert, die in diesem Beispiel von zumindest einem ersten Rechner 12 ”computergestützt” errechnet worden sind, werden von einem zweiten Rechner 16 ausgelesen und auf einer Bildschirmdarstellung 19a einer Darstellungseinrichtung 19 dargestellt.
Die Bildschirmdarstellung 19a, die ein Ausdruck oder eine Darstellung auf einem Display sein kann, kann zumindest zwei hervorgehobene Bereiche, einen Koordinatenbereich und einen Achsenbereich haben, in dem eine Vielzahl von parallelen Achsen, dargestellt als graphisch repräsentierte Slider (Achse mit grafischen Schiebeknöpfen), aufgetragen sind.
Die 1 ist ein Schaubild, mit dem die Funktion verständlich gemacht werden soll. Dazu sind einzelne Funktionskomponenten des Gesamtverfahrens aufgeschlüsselt, eigenen Rechnerkernen zugeordnet und auch unterschiedliche Darstellungseinrichtungen gezeigt, von denen in 1 drei Darstellungseinrichtungen 18, 19 und 14 dargestellt sind.
Vom Wesen her können auch alle Verfahrensfunktionen, die im Folgenden erläutert werden, mit einem Rechner und einem Hauptspeicher 10 (der eine Datenbank sein kann) ausgeführt werden, wenn dazuhin eine Darstellungseinrichtung, beispielsweise 14, zugegen ist. Dadurch wird aber die Funktion der einzelnen Elemente dieses Gesamtsystems (der Systemanalage) nicht deutlich, so dass diese exemplarisch und verständnis-fördernd einzeln herausgegriffen werden.
Bei einer Erläuterung dieser Funktion wird schon davon ausgegangen, dass die Verfahrensweise gemäß den folgenden Seiten angedeutet wird oder übernommen wird. Die Anlage selbst ist nicht verständlich, ohne die Verständnisweise des Arbeitsverfahrens. Dieser Vorgriff auf die später erfolgende genauere Erläuterung mag deshalb einen Einblick geben oder eine Übersicht vermitteln.
Auf der ersten Darstellungseinrichtung 18, die ein Bildschirm sein kann oder ein Beamer, der den Inhalt eines Bildschirms an eine Projektionsfläche projiziert, ist ein erster Systemblock S₁ gezeigt. Dieser Systemblock S₁ wird von einem Rechner 11 erzeugt, der Systemgenerator genannt werden soll. Der Rechner 1 versorgt die Bildschirmdarstellung 18a auf der Darstellungseinrichtung 18 mit einem Bild des gerade aktiven Systemblocks S₁.
Der Systemgenerator dient in einer interaktiven Handhabung auch dazu, andere Systemblöcke zu erzeugen, wenn durch Pointer (Mauszeiger) oder im Wege einer interaktiven Tablet-Darstellung durch eine Berührung Elemente des Systemblocks S₁ verändert werden. Dies wird von der Darstellungseinrichtung 18 über Anschluss 18b dem Systemgenerator 11 mitgeteilt, der daraufhin den dargestellten Systemblock über die Display-Leitung 18c verändert.
Der Systemgenerator 11 speist den gerade aktuellen Systemblock 51 über die Leitung 18e dem Systemblock-Platzierer 12 zu, der eine Kernaufgabe des Gesamtsystems besitzt. Der Systemblock-Platzierer PLZ oder 12 verwendet den Systemblock aus dem Systemblock-Generator 11 und platziert ihn auf einer weiteren Darstellungseinrichtung 14, die symbolisch ein Anlagengelände 100 darstellt oder anzeigt, wobei auch hier andere Alternativen der Darstellungen verwendet werden können, wie ein Beamer auf eine Projektionsfläche, was sich bei einem großen Anlagengebiet sogar empfiehlt.
Auf dem Anlagengebiet 100 ist eine Trafo-Station 90 symbolisiert und es sind schematisch schon zwei platzierte Systemblöcke S1 zu sehen, die an hier im Beispiel genommenen linken oberen Eckpunkt identifiziert werden. Der erste Eckpunkt 15 wird zunächst platziert. Beispielweise ein Mauszeiger oder eine Koordinateneingabe kann dazu dienen, und diese Platzierung und die Örtlichkeit, an der die erste Platzierung 15 erfolgt, wird von der Displayeinrichtung 14 über die Leitung 14a dem Systemblock-Platzierer 12 zur Kenntnis gegeben. Dieser platziert daraufhin den Systemblock S₁, den er vom Systemgenerator 11 über die Leitung 18e erhalten hat, an dieser Stelle, wie sie symbolisch eingezeichnet ist.
Alle weiteren Systemblock-Platzierungen werden rechnergestützt und automatisch von dem Systemblock-Platzierer 12 vorgenommen, so dass nicht zusätzlich der Platzierpunkt 15b (linker oberer Eckpunkt des Systemblocks als zweiter platzierter Block) vorgegeben werden muss. Diesen findet der Rechner 12 selbst.
Der anfängliche Punkt 15 wird zusätzlich zu dem Systemblock-Platzierer 12 auch dem Topologie-Speicher TOP oder 13 über die Leitung 14b vermittelt. Dieser Topologie-Speicher gibt daraufhin über die Leitung 13a die Geländekonfiguration, im folgenden Topologie, um den Punkt 15 herum an den Systemblock-Platzierer 12.
Der Systemblock-Platzierer 12 vermag dadurch den zu platzierenden Systemblock S1, den er über die Leitung 18e erhalten hat, unter Berücksichtigung der Topologie am ersten Platzierpunkt 15 umzurechnen und so zu platzieren, wie das symbolisch in der Darstellungseinrichtung 14 und deren Anzeige innerhalb des Anlagengeländes 100 gezeigt ist. Die weitere Platzierung der folgenden Systemblöcke, im Beispiel mit der linken oberen Ecke 15b, welche der Systemblock-Platzierer 12 selbst findet, erfolgt unter Berücksichtigung auch der Topologie unterhalb des zweiten Platzierpunktes 15b. Diese Topologie-Information erhält der Systemblock-Platzierer ebenfalls über die Topologie-Leitung 13a, aber angefragt an einem Systempunkt, den nicht ein Benutzer mit 15 vorgegeben hat, sondern der selbst von der Rechnereinheit 12 errechnet wurde (im Beispiel Systempunkt 15b) und über die Anfrageleitung 12b dem Topologie-Speicher 13 mitgeteilt wurde.
Dieser wird ausgelesen und gibt die Topologie am zweiten Platzierpunkt 15b über die Leitung 13a an den Systemblock-Platzierer 12 aus.
Die dargestellte eine Ecke ist nur ein Beispiel einer möglichen Platzierung. Andere Beispiele können sein, die Mitte eines zu platzierenden Systemblocks S₁ oder andere Ecken oder Randlinien. Der Ort, der so identifiziert wird, ist anfangs dem Systemblock-Platzierer 12 und dem Topologie-Speicher 13 bekannt, so dass einerseits die Platzierung zutreffend erfolgt und andererseits die zugehörige Topologie im Ausschnitt des zu platzierenden Systemblocks auch zutreffend über die Leitung 13a dem Systemblock-Platzierer 12 zugeführt wird.
Die Errechnung der Platzierung in dem Systemblock-Platzierer wird genauer in den folgenden Abschnitten der Anmeldung offenbart.
Erwähnt werden soll, was mit diesen Systemblöcken, die das Anlagengebiet 100 füllen, im Anschluss geschieht. Der Systemblock-Platzierer 12 hat einen Zwischenspeicher, in dem er die platzierten Blöcke und ihre Koordinaten zwischenspeichert. Ist das Anlagengebiet 100 gefüllt oder ist es so gefüllt, dass die Nennleistung der Anlagen, die gerade konzipiert wird, erreicht ist, wird die Anlagenkonfiguration oder die Struktur der so gebildeten Anlage, im Beispiel 101, in dem Hauptspeicher 10 oder SP abgelegt.
Auf diese Weise können ein Vielzahl von Strukturen von PV-Anlagen erstellt werden, unter Mitwirkung der drei Zentralkomponenten 11, 12 und 13, und in dem Zentralspeicher 10 abgelegt werden. Sie stehen dort gesammelt zur Verfügung und können von einem hier nicht näher erläuterten Rechnerkern 16 verwendet werden, der zur Optimierung oder zur Auswahl oder überhaupt nur zur Darstellung diese verschiedenen Anlagen in einem weiteren Sichtschirm 19 aufträgt oder in anderer Weise geeignet verändert aufträgt, um aus den vielen möglichen Anlagen eine tatsächlich realistische Anlage für das Gebiet 100 zu finden und zu platzieren. Dazu hat die Optimierung OPT im Rechner 16 eine Eingangsleitung und eine Ausgangsleitung. Mit der Eingangsleitung 10a wird ihm die Vielzahl von gespeicherten Anlagenkonfigurationen zugeführt. Mit der Ausgangsleitung 16a stellt er diese in geeigneter Weise auf dem Sichtschirm 19 dar. Dort ist symbolisch ein gefülltes Anlagengebiet 100 dargestellt, in dem eine Vielzahl von Systemblöcken S₁ schon platziert sind, was aber nur eine mögliche Darstellungsweise ist, viele andere mögliche Darstellungen sind möglich, sollen aber hier nicht vertieft erläutert werden. Eine mögliche Art, die vielen Anlagenkonfigurationen darzustellen und daraus nach mehreren Optimierungskriterien multikriteriell auszuwählen, ist in der Anmeldung DE 10 2011 055 849.7 vom 29. November 2011 offenbart, die hier inhaltlich einbezogen wird, soweit es um Fragen zur grafisch gesteuerten Auswahl aus vorgespeicherten Anlagenkonfigurationen geht (dort aus Speicher 30, hier aus Speicher 10).
Die Steuerung der Optimierung im Rechnerkern 16 erfolgt über die Leitung 19b, die durch Mauszeiger aktivierte Signale überträgt, oder durch nicht dargestellte Tastatureingaben Steuersignale zum Rechner 16 übermittelt.
In der Darstellungseinrichtung 19 ist der Bildschirmbereich 19a dargestellt, der aber auch hier eine Beamer-Darstellung auf einer Projektionsfläche sein kann, oder ein Tablet, bei dem die Anzeige selbst durch haptische Benutzung verändert werden kann und dabei Eingabesignale getätigt werden.
Die Verwendung der so beschriebenen Systemanlage soll im Folgenden näher ausgeführt werden. Bevor dies geschieht, soll eine weitere Grundlage erläutert werden, die sich mit den Solartischen befasst, die zu platzieren sind.
Hier war in 1 bereits davon ausgegangen, dass die Systemblock-Konfiguration, wie sie in 3 oder 4 beispielsweise gezeigt ist, geläufig ist. In dieser Systemblock-Konfiguration ist eine Vielzahl von Solartischen platziert, von denen einer in 1.1 in Schrägansicht gezeigt ist und im Schnitt sind zwei beabstandete Solartische in 1.2 dargestellt. Jeder rechteckige Balken in 3 entspricht einem Solartisch, wobei die Bezugszeichen T₁ und T₅ für die Solartische T₁ und T₅ der 1.1 und 1.2 stehen können.
Die Solartische T_n, die im Beispiel als zwei Tische T₁ und T₅ in den 1.1 und 1.2 dargestellt werden, sind solche, die auf einer Fläche eine Vielzahl von Solarzellen 20 tragen. Diese Solarmodule 21, 21a, 21b, ..., 22, 22a, ... können unterschiedlich organisiert sein. Derzeit gängige Organisationen sind so gestaltet, dass mehrere Reihen 29, 29a, 29b, 29c, 29d von Solarmodulen organisiert werden und flächendeckend auf die Oberseite des Tisches T₁ aufgelegt werden. Sie werden elektrisch auf der Unterseite verschaltet, entweder alle Solarmodule einer Reihe in Serie oder abwechselnd durch Verschachtelung unterschiedlicher Module aus benachbarten Reihen 29, 29a und Serienbildung. In dazu senkrechter Richtung ergeben sich Spalten 21', 22', 23', ... von Solarmodulen.
So kann die abgegebene Spannung jedes Solarmoduls 21, 22, 23, ... addiert werden, so dass eine Spannung entlang eines ”Strings”, bspw. 21 oder 21a entsteht, die der Eigenspannung eines Moduls entspricht, multipliziert mit der Anzahl von in Reihe geschalteten Modulen. Die dadurch gebildete Gleichspannung, die durch Parallelschalten der mehreren Strings nicht verändert wird, sondern nur in ihrem abgebbaren Strom vergrößert wird, ist bei derzeit gängigen Anlagen nicht oberhalb von 1.500 V. Es ist eine Gleichspannung, die von der einstrahlenden Sonnenenergie erzeugt wird.
Die verschiedenen Reihen 29, 29a, 29b (und andere) sind im dargestellten Beispiel auf einer geneigten Fläche aufgelegt. Diese Neigung kann abhängig vom Aufstellort der PV-Anlage unterschiedlich groß sein. Sie kann auch bei nahe 0° liegen, wenn die Solartische T in der Nähe des Äquators aufgestellt werden. Bevorzugt hat sie einen geringen Neigungswinkel, um einer Verschmutzung entgegenzuwirken und beispielsweise Wasser ablaufen zu lassen. Desto weiter nördlich die Solaranlage platziert wird, desto größer ist die Neigung ϑ (theta), welche alle Solarzellen 20 auf der flächigen Seite ihres Solartisches gegenüber der Horizontalen H haben.
Wird die Anlage nahe des Äquators aufgestellt, ist ein Neigungswinkel ϑ nahe 0°, meist oberhalb von 10°, um eine Selbstreinigung zu erzielen, wenn Wasser auf die Solarzellen 20 auftrifft und abfließen soll.
Anlagen, die weiter nördlich aufgestellt werden, haben einen größeren Neigungswinkel, bis zu einem Neigungswinkel zwischen 40° und 50° für PV-Anlagen, die mit den Solartischen gemäß den 1.1 und 1.2 ausgestattet werden und beispielsweise in Schweden aufgestellt sind (> 60° nördlicher Breite). In Mitteleuropa bei einem Breitengrad von zwischen 45° und 55° wird der Neigungswinkel der Solarfläche 20 zwischen 20° und 40° zu liegen kommen. Konkret passen kann ein Bereich um 30° Neigung (±10% Abweichung) für München (ca. 48° Breite).
Die Solarflächen 20 werden dabei Richtung Süden (zum Äquator) ausgerichtet und haben bevorzugt in der ganzen PV-Anlage die gleiche Neigung. Diese Neigung stellt einen technischen Eigenschaftswert dar, der um den Verschattungswinkel (Schattenwinkel) σ (sigma) ergänzt werden kann, der auch für eine Gesamtanlage gleich sein kann. Dieser Winkel ist in der 1.2 repräsentiert und geht von der Oberkante eines Tisches zu der Unterkante des Folgetisches T₅. Durch diesen Winkel wird der Abstand der beiden in 1.2 dargestellten Tische T₁ und T₅ definiert, der dazuhin abhängig davon ist, wie sich die Topologie ändert.
Das auf einem Gestell aufgesattelte Solar-Flächengebilde mit den Solarzellen 20 steht entweder auf mehreren Füßen oder aber auf einem Gestell, das auch durch Quertraversen q₁ in Querrichtung stabilisiert ist. Die beispielsweise dargestellten zwei Füße t₁ und t₂ tragen mit ihrer unterschiedlichen Länge zu dem Neigungswinkel ϑ (theta) bei.
Verändert sich der Geländeverlauf E₁ bei einer zu belegenden Fläche, wie sie in 1.2 dargestellt ist, verändert sich, durch den Verschattungswinkel σ (sigma) vorgegeben, auch der Abstand der Tische voneinander. Der nächste Tisch wird in einem Abstand d' platziert, wenn sich das Gelände abwärts verändert, wie es mit E₂ dargestellt ist. Der zugehörige Fuß t₂' liegt tiefer und durch den vorgegebenen Verschattungswinkel verändert sich der Abstand d' gegenüber dem kürzeren Abstand d, wenn das Gelände E₁ auf gleicher Höhenlage bleibt.
Der elektrische Anschluss der einzelnen Solartische erfolgt durch elektrische Kabel, meist aus Aluminium oder Kupfer. Die Module jedes Tisches sind über eigene Kabel oder Leitungen von den Strings an eine AJB (Array Junction Box) angeschlossen, und mehrere dieser Array Junction Boxes sind miteinander elektrisch verbunden an einer GJB (Generator Junction Box). Diese wird dem Inverter als DC-AC Wandler zugeschaltet, dem die Gruppe von Solartischen zugeordnet ist.
Die Topologiekarte der 2 hat zwei Rechtecke, ein großes linkes und ein kleines rechtes Rechteck, die am unteren rechten Rand des linken Rechtecks miteinander verbunden sind. Es ergeben sich Höhenlinien und spezifisch eingezeichnete Punkte mit konkreten Höhendaten. Aus gleicher Grauschattierung ist zu entnehmen, dass eine gleiche Höhenlage vorhanden ist, beispielsweise das Plateau rechts oben im großen Rechteck, welches bei 122 m liegt. Ein tiefes Plateau mit 107 m liegt mittig im linken Rechteck. Das Gebiet, welches mit der Solaranlage zu belegen oder zu bebauen ist, ist mit 100' (die äußere Umrandung beider Rechtecke gemeinsam) benannt.
Eine solche Kartengeometrie mit den Höhendaten, aber wesentlich feiner aufgelöst, beispielsweise als diskrete Punktefläche (innerhalb der Anlagenfläche 100') ist in dem Topologie-Speicher 13 von 1 gespeichert. Gibt man am Eingang eine Koordinate ein, so wird am Ausgang 14b des Speichers 13 der Höhenwert ausgegeben. Eine alternative Gestaltung ist, dass eine ganze Gruppe an Höhenwerten ausgegeben wird. Am Eingang 14b wird dabei die Topologie mit allen Punkten innerhalb eines Rechtecks ausgegeben, das vordefiniert sein kann und in seiner Größe ein wenig größer sein kann, als der weiter hinten beschriebene Systemblock S₁.
2.1 zeigt die Anwendung der Platzierung von Systemblöcken, wie sie im Folgenden näher erläutert wird, hier vorgreiflich zur Anpassung an die Topologie, die in den folgenden Zeichnungen nur noch begrifflich wiederholt wird, aber mit Denkbezug zur 2.1.
Die eingefasste Anlagenfläche 100' wird beginnend von einem ersten Platzierpunkt 15 belegt. Dieser Platzierpunkt 15 auf der Topologiekarte, gespeichert im Speicher 13, veranlasst diesen, eine gesamte Fläche, die etwas größer sein kann, als der Systemblock S₁, mit Topologiedaten über den Eingang 13a auf den Systemblock-Platzierer 12 zu übertragen. Der Systemblock S₁ wird dann gemäß der folgenden Beschreibung hier platziert, und zwar abhängig von der Topologie, die rechts und unterhalb vom ersten Platzierpunkt 15 in dem Anlagengebiet 100' vorherrscht. Weitere Systemblöcke S₁ werden in Folge abwärts platziert, ohne dass sie mit den jeweils schon zuvor platzierten Systemblöcken S₁ ”kollidieren”, in dem Sinne, dass sie keine Überlappung bilden aber in der gezeigten Weise auch einen Abstand voneinander einhalten können. Auch umgekehrt, von Süden nach Norden, kann eine Strukturierung der Anlage erfolgen. Dabei wäre der erste Platzierpunkt 15d (links unten) und die Systemblöcke werden von Süd nach Nord fortlaufend mehrfachplatziert (Richtung S-N und spaltenweise von Süd nach Nord). Startpunkt 15d liegt günstig in einer unteren Ecke des Gesamtgebiets 100.
24 Systemblöcke sind in dem Anlagengebiet 100' sichtbar platziert, organisiert in einzelnen Spalten, aber nicht zwingend organisiert in durchlaufenden geradlinigen Reihen. Es ist ersichtlich, dass die Systemblöcke, obwohl sie von einem Systemblock, der immer gleich ist, ausgehen, eine unterschiedliche Erstreckung in Höhenrichtung haben (in Längsrichtung der 2.1 gesehen). Die Höhenrichtung darf hier nicht verwechselt werden mit der Höhe im Sinne der Topologie. Höhe beim Systemblock ist so zu verstehen, dass es Höhe und Breite des platzierten Systemblocks ist. Die Breite bei allen Systemblöcken ist gleich geblieben, auch im platzierten Zustand, nur die Höhe variiert, gesteuert über die Position, an der jeder der Systemblöcke platziert ist.
Zu unterscheiden ist deshalb zwischen einem Systemblock und einem ”platzierten Systemblock”, der adaptiert ist.
Schematisch gezeigt sind die Systemblöcke in 3, genauer in 4, ein weiterer Block in 10 und noch ein Systemblock in 13.
Der Systemblock in 3 ist grob schematisch dargestellt. Es genügt für das System und den Platzierer 12, die Struktur des Systemblocks zu behalten und ihn mehrfach zu platzieren, also den Block der 3 mehrfach so auf der Topologiekarte zu platzieren, wie es 2.1 veranschaulicht.
Der Systemblock der genannten Figuren wird dabei von einem Systemblock-Generator 11 erzeugt, in Zusammenarbeit mit einem Planer, Benutzer oder Konstrukteur. Er legt einen (ersten) Systemblock fest, den er auf das Anlagengebiet anzuwenden wünscht. In Zusammenarbeit mit der Bildschirmdarstellung 18a auf dem Sichtschirm 18 wird der erste Systemblock S₁ generiert, der so ausschauen kann, wie es 3 veranschaulicht, oder so ausschauen kann, wie es 4 veranschaulicht.
Der generierte Systemblock hat eine feste Anzahl von Solartischen. Jeder Solartisch ist so aufgebaut, wie es die 1.1 und 1.2 veranschaulichen, mit der Solarfläche 20 und den sie bildenden einzelnen Solarmodulen 21, 21a (erste Spalte), 22, 22a (zweite Spalte), usw., wobei die einzelnen Solarmodule Reihen bilden, die mit 29, 29a, ... benannt sind. Eine jeweilige Spalte ist mit 21', 22' und 23' benannt. Die Solarfläche 20, welche gebildet wird, steht auf Füßen oder einem anderweitigen Gestell, die eine Neigung der Solarfläche 20 bewirken können. Eine solche Solarfläche eines Tisches ist sinngemäß ein rechteckiger Balken in dem Systemblock S₁ der 3. Dieser Tisch T₁ und Tisch T₂ in der ersten Reihe (links von dem Zugang Z) und die Solartische T₃ und T₄ in derselben Reihe (rechts von dem Zugang Z) bilden die erste Reihe.
Die zweite Reihe wird gebildet von den Solartischen T₅, T₆, T₇ und T₈. Zwischen diesen beiden Reihen ist ein Abstand 'a' vorgegeben. Dieser Abstand 'a' ist gleich auch zur dritten Reihe von unten. Auch wenn der optische Eindruck des Systemblocks S₁ der 3 täuscht, dass die Abstände a im Systemblock unterschiedlich sind, ist dem nicht so.
Es werden damit vier Spalten von Solartischen gebildet, wobei zwischen jeweils zwei Spalten links und rechts ein Zugang Z gelegt wird, der vom Rand des Systemblocks zumindest zum DC-AC Wandler W reicht, der im Wesentlichen in der Mitte des Systemblocks S₁ an der Stelle eines Tisches (oder anstelle eines Tisches) generiert wurde.
Diesem Inverter als Beispiel eines DC-AC Wandlers werden alle Solartische dieses Systemblocks elektrisch zugeordnet, also mit ihm elektrisch verbunden. Dies geschieht in einer Zusammenschaltung über Array Junction Boxes (AJB) und über Generator Junction Boxes (GJB) bis zum Inverter. Vom Inverter selbst wird dann eine Leitung zu der später zu zeigenden Trafostation 90 gelegt, diese elektrischen Leitungen sind aber alle noch nicht vordefiniert und müssen nicht Bestandteil des Systemblocks S₁ sein. Ihm geht es um die Platzierung der Solartische im Gebiet, welches in den 8ff als Systemgebiet oder Anlagengebiet 100 gezeigt ist.
Die Veränderung des Systemblocks S₁, wie er später angewendet wird, oder wie er anschaulich als Verständnisgrundlage in 2.1 schon angewendet wurde, kann nach den 3.1 und 3.2 erfolgen.
Beide erhalten eine Anpassung, die möglich ist, bevor der Systemblock mit einer Topologie-Anpassung in dem Gebiet 100 platziert wird.
Eine Scherung um den Winkel α (etwa 30° nach rechts) führt dazu, dass der Zugang Z geneigt verläuft, alle Tische in derselben Reihe verbleiben, nur gestaffelt entlang der schrägen linken Begrenzung des Systemblocks verlaufen, aber die Reihenorientierung nicht verlassen. Auch der Abstand a verändert sich bei dieser Scherung nicht. Die Bezugszeichen bleiben gleich, nur die Neigung α kommt hinzu und der gescherte Systemblock S₁ wird S₁' genannt.
Eine zweite Veränderung des Systemblocks S₁ führt zum Systemblock S₁''. Dies ist in 3.2 veranschaulicht. Der Systemblock S₁ ist gespiegelt um eine vertikale Mittelebene, so dass der Wandler links zu liegen kommt und der linke Tisch T₁ ganz rechts zu liegen kommt. Eine nicht dargestellte Spiegelung ist diejenige um die dazu senkrechte Mittelebene. Beide Spiegelungen können einzeln oder auch kombiniert angewendet werden. Werden sie kombiniert, entspricht das einer Drehung des Systemblocks um seinen Mittelpunkt.
Eine genauere Darstellung eines zweiten Systemblocks, wie er mit den Solarmodulen auf den Tischen belegt ist, veranschaulicht die 4. Hier sind elf Reihen unterhalb des Wandlers W und zwölf Reihen oberhalb des Wandlers W vorgesehen. Es sind links und rechts eine Spalte von Tischen, die aber bei genauerer Betrachtungsweise in vier Spalten zerfallen, weil jede Tischreihe in der linken Spalte aus zwei eng aneinander stehenden Tischen gebildet wird. Der in 3 ersichtliche Spalt zwischen zwei Tischen einer Reihe links vom Zugang Z ist so klein, dass er nicht zeichnerisch auffällt.
Der Zugang Z liegt hier horizontal, reicht aber gleichwohl vom Rand des Systemblocks zum DC-AC Wandler W.
Es ist nur ein Wandler W je Systemblock S₁ vorgesehen, so dass der Systemblock S₁ auch als ”Invertergebiet” angesehen werden kann, also all diejenigen Solartische umfasst, deren elektrischer Anschluss zu diesem Inverter W des Systemblocks führt. Die Abstände der Tischreihen sind mit ”a” im Systemblock S₁ der 4 benannt. Alle Abstände a sind gleich, mit Ausnahme des Abstands, den der Zugang verursacht, der zum Inverter führt.
Die Verkabelung, die nicht zwingend zum Systemblock S₁ gehört, ist in 5 (als vergrößerte 4) eingezeichnet, weil sie in den späteren Darstellungen, wo die Systemblöcke auf dem Anlagengebiet platziert werden, nicht mehr dargestellt werden können (sie sind zu klein). Zu der Verkabelung gehört die Verbindung der AJB aller Tische, wobei jeweils eine Reihe von Tischen zusammengefasst wird und eine horizontale Verbindung 70 entsteht (je Tischreihe). Über AJB-Verbinder wird die vertikale Verkabelung 80 hergestellt, die zum Inverter W führt. Der Inverter W selbst ist mit der auch vertikal verlegten Verbindungsleitung 81 mit einer hier noch nicht dargestellten Trafostation 90 verbunden.
Der Abstand der ersten Reihe zur zweiten Reihe und der zweiten Reihe zur dritten Reihe ist jeweils a. Auch der Abstand der anderen Tischreihen ist in Spaltenrichtung jeweils a, mit Ausnahme dort, wo der Zugang Z zum Inverter vom Rand des Systemblocks S₁ gelegt ist.
Ein solcher Systemblock, wie er in 3 oder 4 (vergrößert in 5) vom Systemblock-Generator 11 definiert worden ist, wird dem Systemblock-Platzierer 12 zugeführt. In dem Platzierer 12 wird der Systemblock entweder für die Platzierung unverändert übernommen, oder aber nach 3.1 oder 3.2 (oder einer der dort noch genannten anderen Spiegelungen) verändert. Diese Veränderung verändert aber nicht die Anzahl der Solartische und ihre Anordnung in einem festen Abstand von Reihen und Spalten, sie verändert nicht den nur einen vorhandenen Wandler und auch nicht das Vorhandensein des Zugangs vom Rand zumindest zu diesem Wandler.
Im angenommenen Beispiel der 6 wird der Systemblock der 4 verwendet. Dieser Systemblock S₁ wird nicht gespiegelt und nicht geschert, sondern nur in einer von der Topologie der 2 abhängigen Form platziert. Dazu erhält der Systemblock-Platzierer 12 die Topologiedaten über den Ausgang 13a vom Funktionselement 13 und erkennt den Beginn der Operation als ersten Platzierpunkt 15, im Beispiel der 1 war es das linke obere Eck, ebenso im symbolisch dargestellten Fall der 2.1.
Der Systemblock aus 4 wird dann abhängig von der Topologie in den Abständen a der Solartischreihen verändert, und diese Veränderung ist abhängig von der Topologie, also dem Verlauf des Bodens am Ort, wo der generierte Systemblock S₁ als Block B₁ (platzierter Systemblock) platziert wird. Der platzierte Systemblock B₁ hat eine andere Erstreckung in Längsrichtung. Seine Breite bleibt gleich, aber durch die Veränderung der Abstände entsteht eine Anpassung in Längsrichtung, die entweder eine Vergrößerung oder eine Verringerung gegenüber dem Modell oder der Vorlage der 4 sein kann.
Ersichtlich ist an der 6, dass der Einfluss der Topologiedaten (= Topografiedaten) über 13a beim Platzierer bewirkt, dass der Systemblock in Längsrichtung gedehnt oder gestaucht wird, aber dies je Reihe vorgenommen wird.
Man kann links oben mit der Orientierung beginnen, wenn der erste Systempunkt 15 links oben liegt. Es kann aber auch eine andere Platzierung mit dem ersten Systempunkt 15a vorgenommen werden, der links unten in der Ecke angeordnet ist. Dieser soll für das Beispiel der 6 verwendet werden. Die ersten beiden Abstände zwischen den ersten drei Reihen sind mit a unverändert, weil das Gebiet hier eben ist. In den Folgereihen werden kürzere Abstände erzeugt, welche das Funktionselement 12 abhängig von der Topologie (= Topografie) an dieser Stelle errechnet, und eine Anpassung der Abstände auf a₁ vornimmt, wobei a₁ kleiner ist als a. In diesem Gebiet herrscht also eine Steigung, auf der Nordhalbkugel gesehen, so dass die Tische enger aneinander stehen können, wenn sie geneigt und nach Süden zum Äquator ausgerichtet sind. Anschließend ist ein abschüssiges Gebiet der Topologie zu erkennen, weil der Abstand der Tische größer wird, die Abstände a₂ und a₃ und a₄ werden zunehmend größer, so dass das Gefälle zunehmend steiler wird. Erst bei den Abständen danach, nach der achten Tischreihe, wird der Abstand wieder kleiner und entspricht etwa dem Abstand a₂, wobei das Gefälle weniger abschüssig ist.
Diese Abstände werden mit Hilfe des Schattenwinkels berechnet, der für die Gesamtanlage gleich bleibt und der mit 1.2 erläutert war. Dort hat er den Wert σ (sigma).
Ein platzierter Tisch ist ein Systemblock, der topografie-abhängig nach 6 angepasst wurde. Der Wandler ist nicht mehr abstrakt W, sondern W₁ für den ersten platzierten Tisch. Der Zugang Z ist nicht mehr abstrakt, sondern der erste platzierte Zugang Z₁ und die Tische bekommen abhängig von dem platzierten Systemblock einen anderen Index, also T₁₅ (erster Block, fünfter Tisch), T₁₆, T₁₇, T₁₈. Links unten ist der Block T₁₁ (erster Tisch, erster Block) beginnend am ersten Platzierpunkt 15a im Beispiel der 6.
Werden mehrere dieser Systemblöcke nacheinander platziert, so kann der Autoplatzierer 12 den nächsten Systemblock so platzieren, wie es 7 erläutert. Hier ist die Trafostation 90 zu sehen und der zweite Platzierpunkt 15b wird vom Autoplatzierer 12 automatisiert festgelegt, er liegt unterhalb des Punktes 15a und ein Stück beabstandet davon, um eine spätere Bahn noch dazwischen legen zu können, der als Fahrweg oder als Kabelweg zur Trafostation verwendet werden kann.
Der zweite platzierte Block S₁ ist derselbe Systemblock von 4, nur wird er unterschiedlich angepasst, weil die Topografie beginnend mit dem zweiten Platzierpunkt 15b eine andere ist, als sie bei der Flächenerstreckung des ersten Systemblocks war. Der erste Systemblock B₁ (nach seiner Platzierung) erhält einen zweiten Systemblock S₁ dazu platziert, der ihn nicht überlappt und der die Anlagengrenze 100 nicht überschreitet. Der zweite platzierte Systemblock S₁ wird B₂ genannt.
Auch für die Platzierung von B₂ ist der Systemblock S₁ aus der 4 verwendet worden, ohne eine Scherung oder ohne eine Spiegelung. Der Zugang Z liegt jeweils rechts von dem Wandler. Im Systemblock B₂ wird der platzierte Wandler W zu W₂ und der platzierte Zugang Z zu Z₂.
Später, nicht jetzt, aber aus Veranschaulichungsgründen in der 7 enthalten, erfolgt die Hinzufügung von Bahnen, die als befahrbare Wege oder als Kabelwege in der gebauten Solaranlage Verwendung finden können. Sie orientieren sich so, dass sie zwischen die platzierten Solartische gelegt werden, aber nicht innerhalb oder durch einen platzierten Systemblock, sondern nur zwischen platzieren Systemblöcken B₁, B₂, ...
Die Fortsetzung der folgenden mehrfachen und laufenden Platzierung, die zweimalig an 7 erläutert wurde, findet sich im Ergebnis in 8. Wiedergefunden werden kann der platzierte Systemblock B₁, der platzierte Systemblock B₂ und zusätzlich zur 7 der noch darunter platzierte Systemblock B₃. Für alle drei platzierten Systemblöcke wurde der Systemblock S₁ von 4 verwendet und keine Spiegelung und keine Scherung. Orientiert an der Trafostation 9 kann nachvollzogen werden, wie die 7 mit dem nächsten platzierten Systemblock B₃ ergänzt wird. Es entstehen der platzierte Wandler W₃ und der platzierte Zugang Z₃.
Die 8 veranschaulicht besonders die Anlagenfläche 100, welche die zu erstellende PV-Anlage 101 aufnimmt. Innerhalb der Fläche, die von der Linie 100 (als Begrenzung) eingerahmt ist, benötigt die erstellte PV-Anlage 101 aber nur einen geringeren Flächenbereich, der mit F₁₀₁ benannt ist. Unterschiedliche Anlagen können so eine unterschiedliche Erstreckung haben, in Höhenrichtung oder in Querrichtung, sie können mehr oder weniger der zur Verfügung stehenden Gesamtfläche 100 einnehmen, und eine Mehrzahl von so gebildeten Anlagen, die anhand der folgenden 9, 11 und 12 erläutert werden, sind zu Vergleichszwecken für eine spätere mehrkriterielle Optimierung und zugehörige Darstellung vom Rechnerkern 16 in dem Speicherbaustein 10 gespeichert.
Am Beispiel der 8 soll erläutert werden, dass die Nennleistung des erstellten PV Kraftwerks 101 mit P_N = 27,8 MW und die Blockleistung eines Systemblocks S₁ mit 2,5 MW zu veranschlagen ist. Bei den platzierten elf Blöcken im Flächenbereich F₁₀₁ ergibt sich eine Gesamtleistung von 27,5 MW, die durch einen zusätzlich kleineren Block, der manuell platziert werden kann, noch zur gesamten Anlagenleistung ergänzt wird. Diese Art der Ergänzung ist eine Nachstrukturierung der schon fast vollständig strukturierten Anlage 101, welche diesen, durch den Systemblock Autoplatzierer 12 erreichten Systemzustand ergänzt.
Dazu kann ein teilweiser erster Systemblock verwendet werden, der so zugeschnitten ist, dass die Gesamtleistung der Anlage erzielt wird. Dies entspricht auch einem der Abbruchkriterien, welche der Platzierer 12 erkennt. Würde er einen weiteren Systemblock S₁ im Anschluss an die schon platzierten elf Blöcke B₁ bis B₁₁ platzieren, ein möglicher Ort wäre rechts vom Block B₁₀ (am rechten Rand der Fläche F₁₀₁), so würde die Nennleistung, die vorgegeben ist, überschritten werden. Der Platzierer 12 beendet also die automatische Platzierung, bevor das gesamte Gebiet 100 mit Systemblöcken S₁ befüllt ist. Eine weitere Platzierung des Systemblocks S₁ würde die vorgegebene Nennleistung von 27,8 MW überschreiten.
Eine andere, in diesem Bild der 8 nicht gezeigte Abbruchmöglichkeit der fortlaufenden Platzierung ist dann gegeben, wenn die Anlagenfläche 100 bereits gefüllt ist, aber die Anlagen-Nennleistung noch nicht erreicht wurde. Ein weiterer Systemblock S₁ könnte dann nicht noch zwischen schon platzierte Blöcke und den Rand 100 der Anlagenfläche hineinpassen, ohne die schon platzierten Blöcke zu überlappen.
Ersichtlich in 8 ist auch die Veränderung der Abstände, die durch eine veränderte Länge (im Bild sinngemäß die Höhe) der Systemblöcke erreicht wird. Der Block B₁ und sein rechts neben ihm liegender Block in der zweiten Spalte sind deutlich unterschiedlich in der Länge, was sich durch kürzere Reihenabstände a im rechten Block B₄ ergibt. Der darunterliegende Block B₅ hat wesentlich größere Abstände zwischen den Reihen der Solartische, so dass seine Länge deutlich größer ist, als die des Blocks B₁.
Die schon eingezeichneten Bahnen (grau unterlegt) sind nachträglich eingefügt. Sie zeigen, in welcher Weise die fertig strukturierte Anlage 101 noch komplettiert werden kann. Dabei verbinden alle Zugänge in den Systemblöcken sich mit jeweils einer außen liegenden Bahn. Die ersten sechs Blöcke B₁ bis B₆ sind in der ursprünglichen Orientierung als Blöcke platziert, wie es 3 veranschaulicht. Eine gespiegelte Version im Sinne der 3.2, angewendet auf den Systemblock S₁ von 4, führt zum Platzieren der drei Systemblöcke in der dritten Spalte. Sie haben ihren Zugang Z nach links ausgerichtet, um zu einem gelegten Weg zu führen, der von seiner linken Seite die anderen Zugänge der mittleren drei Blöcke B₄, B₅ und B₆ aufnimmt oder verbindet.
Ersichtlich ist auch links im Bild die Trafostation 90, die über eine Extrabahn angebunden wird. Auf diesen Bahnen können Fahrzeuge fahren, Personen gehen oder nur Kabel/Leitungen gelegt werden. Das obliegt dem Benutzer und dem Anwendungsfall.
An der Trafostation 90 werden die DC-Leitungen aller platzierter elf Inverter W₁ bis W₁₁ zusammengeführt, die mit entsprechenden, aber hier nicht eingezeichneten Kabeln an die Trafostation angeschlossen sind. Die Trafostation 90 hat demgemäß zwölf Eingänge für die elf Inverter und den einen noch zu platzierenden kleineren Systemblock, um die Anlagen-Nennleistung genau zu erreichen.
9 veranschaulicht eine andere Platzierung. 9 arbeitet mit demselben Systemblock S₁, der auch zur Strukturierung der Anlage 101 verwendet worden ist, das Anlagengebiet 100 ist ebenso gleich.
In dem Anlagengebiet 100 wird aber eine andere Fläche F₁₀₂ belegt, die durch ebenfalls elf platzierte Systemblöcke als Blöcke B₁, B₂, ... bis B₁₁ entsteht.
Das andere Ergebnis wird hier durch einen anderen Beginn erhalten. Der Systemblock S₁ wird erstmalig als Block B₁ weiter oben im Anlagengebiet 100 platziert. Hier ist der platzierte Systemblock B₁ aufgrund der in diesem Gebiet vorliegenden anderen Topologie stärker reduziert in seiner Länge, die Abstände zwischen den Reihen sind verkürzt, was eine Steigung (in der Nordhalbkugel mit geneigten Solarflächen 20 in Richtung zum Äquator) steuernd verursacht. Dies ist im Vergleich zu dem platzierten Block B₁ von 8 zu sehen. Die Folgeplatzierungen geschehen entsprechend den zuvor beschriebenen Schritten mit dem Platzierer, der von dem Topologie-Speicher 13 gespeist wird, und sich automatisch den jeweils nächsten Ort anwählt, der nach einem erfolgten Platzieren als weiteres Flächenstück ”bebaut” werden soll. Es entstehen demnach in der ersten Spalte vier platzierte Blöcke, in der zweiten Spalte ebenfalls vier platzierte Blöcke und in der dritten platzierten Spalte drei Blöcke, die auch zusammen elf Blöcke definieren, die um einen Ergänzungsblock nach-zu-strukturieren sind, zum Erhalt der Anlagen-Nennleistung.
Auch hier wird besonders deutlich, dass das Anlagengebiet 100 nicht voll ausgenutzt wird, so dass der Fachmann sich eine Vielzahl anderer Platzierungen vorstellen kann, die selbst bei gleichbleibender Position der Trafostation 90 sich ergeben können, wenn zumindest ein Block anders platziert wird, der derselbe Systemblock S₁ ist, der die Struktur der Anlage nach 8 erzeugt hat.
Die strukturierte Anlage 102 und die strukturierte Anlage 101 sind zwei Fälle von Aufbauten einer PV Anlage, die in der Speichereinrichtung 10 gespeichert werden.
Im Folgebild der 10 ist zu erkennen, dass ein anders gestalteter Systemblock verwendet wird. Dieser andere Systemblock kann ein zweiter Systemblock sein, verglichen mit dem ersten Systemblock, der in 5 vergrößert und in 4 symbolisch dargestellt war.
Der Systemblock S₂ von 10 ist weniger lang (weniger hoch im Bild) und wirkt breiter, als der Systemblock S₁. Sein Aufbau ist ähnlich, er hat aber weniger Reihen von Solartischen. Es sind acht Solartischreihen unterhalb des Zugangs Z und ebenso acht Solartischreihen oberhalb des Zugangs. In Verlängerung des Zugangs ist eine weitere Solartischreihe in der linken Bildhälfte angeordnet. Obwohl es nicht direkt zu ersehen ist, sind links und rechts von der vertikalen Mittelebene je zwei Spalten an Tischreihen vorhanden, die durch einen in der Zeichnung nicht auffallenden Abstand (mittig) getrennt sind. Der größere Abstand liegt in der Mittelebene und rechts sind ebenfalls zwei Spalten von Tischreihen vorhanden.
Die Tische heißen ebenso, wie im Systemblock der 5. Die Abstände a sind ebenfalls vorhanden und in Spaltenrichtung gleich zwischen allen Tischreihen.
Die mit-dargestellte Verschaltung über die Kabel/Leitungen ist nur symbolisch vorhanden und ist nicht zwingend Bestandteil des Systemblocks S₂. Der Systemblocks S₂ hat ebenfalls eine feste Anzahl von Solartischen, hier weniger, und eine Anordnung in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten. Die Anzahl der Spalten entspricht der von 5, die Anzahl der Reihen ist geringer als der Systemblock von 5.
Es ist nur ein DC-AC Wandler W vorhanden und es gibt einen Zugang, der vom Rand des zweiten Systemblocks S₂ zum Wandler führt.
Ein erstes Platzieren des zweiten Systemblocks von 10 wird anhand der Folgefigur 11 erläutert. Es ist dabei der Zwischenschritt über eine – der zuvor genauer erläuterten 7 entsprechende – Figur weggelassen und gleich die gesamte PV Anlage 103 in 11 gezeigt, die ebenfalls innerhalb des gleichen Gebiets 100 zu platzieren ist.
Die Trafostation 90 liegt an derselben Stelle und es ergibt sich nach Fertigstellung über den Autoplatzierer 12 eine Anzahl von fünfzehn Systemblöcken, welche die Nenn-Kraftwerksleistung von 27,8 MW fast erreicht, jedenfalls nicht überschreiten. Die Nennleistung eines Blocks ist aufgrund der geringeren Reihenanzahl geringer, so dass mehr Blöcke platziert werden, zum Erhalt der Nennleistung. Im gezeigten Beispiel hat ein Block die Nennleistung von 1,85 MW, so dass die Nennleistung vollständig erreicht wird. Eine Nachstrukturierung ist hier nicht erforderlich. Das Gebiet 100 ist auch bei Verwenden dieses Systemblocks S₂ nicht vollständig belegt, sondern die Fläche F₁₀₃ ist kleiner, als die Fläche, welche von der Randlinie oder der Begrenzung 100 des Anlagengebiets erlaubt werden würde. Auch hier ist das Abbruchkriterium der automatischen Platzierung das Erreichen der Nennleistung des zu erstellenden Kraftwerks 103.
Mit 11 entsteht ein weiteres Kraftwerk 103, das strukturiert ist und das im Speicher 10 in seinem Aufbau abgespeichert wird.
Eine Umschreibung der ersten beiden Spalten zeigt, dass die erste Spalte nur aus Original-Systemblöcken S₂ ohne Scherung und ohne Spiegelung erstellt wird, und alle Zugänge Z nach rechts verlaufen. Die zweite Spalte, beginnend mit Block B₆ ist entstanden aus gespiegelten Systemblöcken S₂, die an der vertikalen Mittelebene von dem Funktionselement 12 gespiegelt wurden und dann topologie-abhängig als Blöcke B₆ bis B₁₀ platziert worden sind.
Es ergibt sich ein durchgehender Abstand für eine später gelegte Bahn, die alle ersten zehn Blöcke zu verbinden vermag (mit einer vertikalen Bahn), auf welche alle Zugänge der zehn platzierten Blöcke zulaufen.
Alle fünfzehn platzierten Inverter als Wandler von Gleichstrom (DC) zu Wechselstrom (AC) werden über je eine entsprechend ausgerüstete und stromtragfähige Leitung mit der Trafostation 90 verbunden, die – hier nicht dargestellt – mit dem Verbundnetz, das außerhalb der Anlage 100 installiert ist, elektrisch leitend gekoppelt wird. Gleiches gilt auch für die Trafostation 90 der 8 und 9.
Ein viertes Kraftwerk 104 wird in demselben Gebiet 100 mit einer anderen Platzierung des Systemblocks S2 aus 10 in 12 strukturiert.
In der 12 ist zu sehen, dass die platzierten zweiten Systemblöcke S₂ mit einem ”modulierten” Reihenabstand a als Blöcke B₁ bis B₁₅ platziert werden. Gegenüber 11 ist derselbe Systemblock S₂ verwendet, nur beginnt die erste Platzierung mit dem Startpunkt 15 näher an der Trafostation 90, so dass eine andere Anlage 104 entsteht, die auch als anders strukturierte Anlage benannt werden kann, aber von gleicher Leistung ist. Die PV Anlage 104 nimmt eine Fläche F₁₀₄ ein, die kleiner ist als die gleiche Begrenzung 100, die auch für die Anlagen der 8, 9 und 11 verwendet worden ist.
Deutlich ersichtlich ist die Veränderung des Reihenabstandes a auch innerhalb eines Systemblocks, wenn er platziert worden ist. Diese Modulation ist topologie-gesteuert.
Die jeweilige Berechnung des zu platzierenden Reihenabstands a_i, unter Berücksichtigung des Schattenwinkels erfolgt von der Systemblock-Platziereinrichtung 12, die mit den Daten der Topologie von dem Topologie-Speicher 13 gespeist wird. Der andere Systemblock, der für die 11 und 12 verwendet wurde, wurde von dem Systemblock-Generator 11 erzeugt und kann beispielsweise auf dem gesonderten Bildschirm 18 im Bildabschnitt 18a dargestellt werden. Die fertig strukturierte Anlage 104 wird ebenfalls in der Speichereinrichtung 10 in ihrer Struktur abgespeichert.
Damit sind vier verschiedene Arten von Erstellungen von PV-Anlagen beschrieben, diejenigen, die mit einem ersten Systemblock arbeiten, diejenigen, die mit einer anderen Platzierung desselben Systemblocks arbeiten, Anlagen, die mit einem anderen Systemblock arbeiten und zuletzt auch solche, die mit einer jeweils anderen Platzierung des anderen Systemblocks arbeiten. ”Arbeiten” im Sinne von anlagen-erstellend arbeiten.
Aus diesen vielen Anlagenstrukturierungen entsteht bei entsprechend vielen verschiedenen Systemblöcken eine große Vielfalt von Möglichkeiten der Anlagengestaltung. Alle werden im Speicher 10 eingespeichert.
Eine weitere Systemblock-Gestaltung geht abstrahiert aus 13 hervor. 13 zeigt das Weglassen der einzelnen Module, so dass nur noch die Solartische gezeigt werden, die links von einer Mittelspalte aus zwei Spalten bestehen, die dicht aneinandergerückt sind, und rechts von der Mittelebene ebenfalls aus zwei Spalten bestehen, die dicht aneinandergerückt sind. Damit besteht der gesamte Systemblock aus vier Spalten, zwölf unteren Reihen und elf oberen Reihen, mit Bezug auf den im Wesentlichen mittig platzierten DC-AC-Wandler W und einen Zugang vom linken Rand des Systemblocks zu diesem Wandler W.
Durch das Weglassen der Solarmodule kann die elektrische Verschaltung genauer sichtbar gemacht werden. Ein jeweiliger Solartisch ist mit seinen Strings von Solarmodulen an einem AJB elektrisch angeschlossen, und mehrere dieser AJBs sind mit einem GJB elektrisch verbunden, der zu dem Inverter W führt. Die Interpretation kann auch anders herum erfolgen, mehrere GJB (Anschlussboxen) können auf dem Systemgebiet dieses Systemblocks platziert sein und fassen jeweils eine Gruppe von – von AJBs kommenden – Stromleitungen zusammen, so dass von mehreren GJB-Ausgängen ein Inverter W gespeist wird. Der Inverter hat dazu mehrere Eingänge um von mehreren GJBs Strom aufzunehmen.
Der dritte Systemblock S₃ aus 13 ist noch schlanker als derjenige von 5. Er hat mehr Tischreihen, aber eine geringere Erstreckung in Breitenrichtung. Die Platzierung des Systemblocks S₃ soll in einem alternativen Anlagengebiet 100'' erläutert werden, das in 14 gezeigt ist. Hier ist auch eine Trafostation 90 vorgesehen, aber das Gebiet ist nicht so stark angenähert an ein Quadrat, wie das Gebiet 100 aus den vorhergehenden Figuren. Es ist vielmehr ein schräg liegendes Streifengebiet, das kompliziertere Grenzen aufweist.
Die automatische Platzierung beginnt mit dem Systemblock-Platzierer am Punkt 15. Hier vermag dieser Platzierer nur einen Systemblock als B₁ zu platzieren. Einen weiteren Systemblock kann er nicht unterhalb des Blocks B₁ platzieren, weil die Grenze verlassen werden würde. Der Autoplatzierer beginnt also mit der nächsten Spalte und der Platzierung des Blocks B₂. Unter den Block kann er einen weiteren Systemblock S₃ platzieren, der als B₃ ersichtlich ist. Danach muss er erneut die Spalte wechseln. Die schon eingezeichneten Bahnen (dunkleres Grau), welche die Zugänge jedes Systemblocks verbinden, sind für die fertige Anlage 105 bereits eingezeichnet, sie kamen aber erst am Ende hinzu, als der Systemblock-Platzierer 12 alle zehn Systemblöcke S₁ platziert hatte.
Rechts unten ist ein nachstrukturierter partieller Systemblock zu ersehen, der B₁' heißt. Dieser Block ist kleiner und ein Ausschnitt aus dem Systemblock S₃, um seinen Mittelpunkt und den Inverter W herum ”beschnitten”.
Nach der Platzierung des zehnten Systemblocks B₁₀ (rechts unten in 14) hat der Auto-Platzierer 12 ein Abbruchkriterium ermittelt, das nahezu vollständige Erreichen der Anlagenleistung. Hätte er einen weiteren Systemblock platziert, wäre die Anlagenleistung überschritten worden. Das zweite Abbruchkriterium, welches er berücksichtigt, ist aber auch erfüllt oder wäre auch erfüllt gewesen, die nächste Platzierung eines ganzen Systemblocks S₃ hätte die Grenze 100'' überschritten, so dass dieser Block nicht platziert werden darf, vielmehr die automatische Platzierung vom Funktionselement 12 abzubrechen ist.
Das Nachstrukturieren mit einem kleineren Restblock als ”anderen Block”, bezogen auf den gleichen Block S₃, der für die gesamte Anlage 105 verändert worden ist, schließt die Strukturierung ab oder sagen wir, ”vervollständigt” die Strukturierung, die zuvor bereits automatisiert abgeschlossen worden war.
14 hat aufgrund des flachen Verlaufs der Topologie des Anlagengebiets 100'', das praktisch keine Steigung aufweist, einen nahezu gleichbleibenden Abstand a aller Tischreihen in den Systemblöcken, nach ihrer Platzierung. Der Unterschied in den Reihenabständen ist so gering, dass er zeichnerisch vorhanden, aber optisch nicht wahrnehmbar ist. Das Gelände ist nahezu eben, die kleinen Abweichungen von der Ebenheit des Geländes verursachen auch eine Anpassung über den Systemblock-Platzierer 12, also eine Modulation aller Reihenabstände, aber hier in geringem Ausmaß.
Eine weitere PV-Anlage 105 kann in dem Speicher 10 gespeichert werden und steht für eine spätere Optimierung über den Rechnerkern 16 zur Verfügung.
Alle Systemblöcke, die bislang für die Figuren erläutert worden sind, hatten eine rechteckige Grundstruktur. Die Systemblöcke können aber auch anders in ihrer Form gestaltet sein, z. B. als solche Systemblöcke, die eine L-Form aufweisen.
Eine solche L-Form, die nicht gesondert zeichnerisch dargestellt ist, ergibt sich aus einem rechteckförmigen Block, wenn auf einer Blockhälfte einige Tischreihen fortgelassen werden. An dem Systemblock S₁ aus 3 ist das so vorstellbar, dass die Tischreihen T₁, T₂, T₅ und T₆ wegfallen. Der Systemblock S₁ erhält dann eine L-förmige Struktur, weil seine Begrenzungslinie eine Aussparung links unten erhält.
Diese L-förmigen Blöcke können auch aneinander platziert werden, wobei sie auch nicht überlappen, wenn ein zweimal gespiegelter L-förmiger Block mit einem originären L-förmigen Block aneinandergefügt wird. Diese werden sozusagen lückenlos aneinandergesteckt, im Sinne von lückenlos platziert.
Ein GJB-Block im Beispiel der 15 ist eine Untereinheit eines ersten Systemblocks, wie er anhand der 3 und 4 erläutert wurde. Dort war ein Inverter Bestandteil des Systemblocks und eine vom Rand ausgehende Bahn. Beide fallen weg, der GJB-Block ist einer Anschlussbox zugeordnet und hat im Beispiel der 15 sechs Solartische T₁ bis T₆, die in sich jeweils in einer AJB (array junction box) elektrisch verschaltet sind, um die Strings der Solarfläche 20 aus 1.1 elektrisch anzuschließen und mit einer Leitung weiterführbar zu machen.
In 15 sind sechs Tische T₁ bis T₆ eingezeichnet, die in zwei Reihen zu je drei Tischen mit einem Abstand ”b” angeordnet sind. Rechts von den Tischen T₃ und T₆ sind entweder ein oberer oder ein unterer GJB 50 oder 51 angeordnet. Hier führen die elektrischen Sammelleitungen aus allen AJB aller Tische hin. Entweder zum oberen GJB 50 oder zum unteren GJB 51.
Die Platzierung dieses hier auch als Systemblock benannten GJB-Blocks S₁ ist in platzierter Form in Gruppen von jeweils sechs Solartischen in 16a gezeigt, wobei eine erste Spalte schon vervollständigt ist und eine zweite Spalte gerade begonnen wurde. Das Gebiet 100* ist mit einer komplexen Begrenzung (Gebietsrand) versehen. Diese kann ein Grund dafür sein, dass größere Systemblöcke gemäß 4 hier schlecht einzupassen sind.
Es ergeben sich sieben platzierte GJB-Blöcke vom Typ S₁, die als G₁, G₂ bis G₇ in 16a innerhalb des Anlagengebiets 100* platziert worden sind.
Die Platzierung erfolgt von einem modifizierten Funktionselement 12, welches die Topologiedaten 13 erhält und auch die platzierten Blöcke G₁ bis G₇ von 16a werden in ihrem Abstand b von der Topologie gesteuert ”moduliert”. In 15 ist nur ein Reihenabstand b zu sehen, so dass innerhalb eines platzierten Blocks auch nur ein Reihenabstand an die Topologie des Ortes über 13, 13a und Funktionselement 12 angepasst wird.
Die Trafostation ist in dieser Darstellung zur Vereinfachung weggelassen.
16b zeigt die vollständige Befüllung des zur Verfügung stehenden Gebietes 100*. Es ist ersichtlich, dass keine weiteren GJB-Blöcke aus 15 (in den 16 verkleinert) platziert werden können. Die Platzierung in den 16 entbehrt auch der Wiedergabe der GJB Anschluss Boxen 50 oder 51, die vom Fachmann hinzugedacht werden sollen.
Der GJB-Systemblock aus 15 wird von einer modifizierten Generatorschaltung 11 aus 1 bestimmt, unter Mithilfe eines Sichtschirms und eines Benutzers, der einen bestimmten GJB Systemblock S₁ als GJB-Block definieren oder ändern kann, um ihn über den Autoplatzierer 12 zur Anwendung kommen zu lassen. Der Systemblock ist daher adaptiv, er passt sich also bei der Vorgabe an und er ist nochmals adaptiv hinsichtlich des Abstandes b, bei der Platzierung, eigentlich vor der Platzierung, um ihn dann mit topologie-moduliertem Abstand in der 16a bis zur Vervollständigung gemäß 16b zu platzieren.
Die Berechnung der Anzahl der Solartische im GJB-Block errechnet sich aus der Nennleistung des DC-AC Wandlers, seiner Eingänge (die Zahl seiner Strom aufnehmenden Eingänge) und die Nennleistung eines Solartisches. Es ergibt sich eine Solartischanzahl als Ergebnis der Division von Inverter-Nennleistung geteilt durch das Produkt aus der Anzahl der Eingänge des Inverters und der Nennleistung des Tisches. Daraus ersichtlich ist, dass jeder Solartisch einer gebildeten GJB-Gruppe an einem Eingang des Inverters angeschlossen wird.
Die funktionelle Begründung ist, dass – in einem ersten Ansatz – nicht (viel) mehr DC Leistung an einem Inverter anstehen soll als dieser aufnehmen kann, und dass die Nennleistung möglichst gleichmäßig auf die Eingänge des Inverters zu verteilen ist. Deswegen wird die Nennleistung durch die Anzahl der Eingänge des Inverters geteilt. Um die Tische pro Anschluss zu bestimmen, wird die gewünschte Leistung pro Eingang zusätzlich durch die Nennleistung eines der Solartische geteilt. Damit ergibt sich die Anzahl der Solartische pro GJB-Block (bei einer 1:1 Zuordnung eines GJB zu nur einem Eingang am Inverter).
Die Bestimmung der Anzahl der Solartische kann aufgerundet werden oder abgerundet werden. Es muss naturgemäß eine ganze Zahl sein.
Für die Erstellung des GJB-Systemblocks oder eine Gruppe von solchen Blöcken kann auch eine modifizierte (erhöhte) Anzahl von Solartischen – in einem zweiten Ansatz – verwendet werden. Der DC-AC-Wandler wird um 110%, 120% oder bis zu 130% höher erscheinend hinsichtlich seiner Nennleistung betrachtet, so dass eine größere Anzahl von Tischen oder GJB-Blöcken einer Gruppe diesem zugeordnet wird, als wenn seine reale Nennleistung angenommen wird. Eine andere Berechnung ist auch so möglich, dass den Solartischen nur 90% oder 80% ihrer realen Nennleistung rechnerisch zugebilligt werden, um bei einem angenommenen realen Nennleistungs-Wert des Inverters zu mehr Solartischen in einem GJB-Block oder einer Gruppe zu gelangen. Dies berücksichtigt, dass die Solartische im realen Betrieb (also im Feld) nicht die Nennleistung erzeugen können, die ihnen unter Laborbedingungen für die Spezifizierung ”Nennleistung” zu Teil wird. Man kann damit auch kompensieren, dass dies Solartische im Feld nicht immer 100% bestrahlt werden, um ihre Nennleistung abzugeben, so dass einem Inverter oder einem Invertereingang mehr Nennleistung zugeordnet wird, als ihm nennleistungsmäßig zustehen würde. Er wird gleichwohl nicht überlastet, sondern nur an die schwächere Energieeinstrahlung angepasst, oder aber an die nicht realitätsnahe Bemessung der Nennleistung der Solartische.
Dieser Faktor kann für eine zu planende Anlage konstant sein und er kann vorgegeben werden. Er wird für die Festlegung der GJB-Blöcke (erhöhte Leistung pro Invertereingang) verwendet und er kann auch für den noch nicht platzierten DC-AC-Wandler als funktionelles Standbein des Inverters oder Wechselrichters Anwendung finden, wenn diesem eine platzierte Gruppe von GJB-Blöcken zugeordnet wird (mit der Gruppenleistung). Der Faktor erhöht zwischen 10% bis zu 30% die Gruppenleistung, relativ zum platzierten Inverter. Oder er erhöht die GJB-Blockleistung relativ zu einem Eingang des zu platzierenden Inverters.
Eine feste Anzahl von gleichen Solartischen T₁ bis T₆ ist vorgegeben. Ein noch nicht platzierter DC-AC-Wandler ist vorgedacht, aber noch nicht platziert. Er hat eine bestimmte Anzahl von Eingängen, die vorgegeben ist. Er hat auch eine bestimmte Nennleistung, die ebenfalls bekannt ist. Beide bestimmen die feste Anzahl von Tischen im Systemblock S₁. Auch vorgegeben für den GJB-Block ist die Anordnung der Tische in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten, in 15 zwei Reihen und drei Spalten.
Das errechnet sich daraus, dass eine Vielzahl von GJB-Blöcken platziert und später einem DC-AC Wandler elektrisch zugeordnet werden soll, wie es in 18 dargestellt ist. Nur die genaue Platzierung der einzelnen GJB-Blöcke liegt nicht für den ganzen Inverter schon fest, sondern wird durch sukzessive Platzierung von GJB-Blöcken aufgebaut und an ein komplexeres Gebiet 100* angepasst.
Beim Platzieren darf keine Überlappung geschehen. Es geschieht eine Aneinanderreihung, die zwei Abbruchkriterien kennt, Erreichen der Nennleistung (oder annäherungsweise der Nennleistung) und/oder Überschreiten der Grenze 100* des Anlagengebietes. Aufgrund der kleineren Nennleistung des GJB-Blocks sind mehr dieser Systemblöcke zu platzieren, es ist aber auch möglich, genauer an die Grenze 100* des Anlagengebiets heranzugehen.
Ist das Gebiet 100* belegt, also hat eines der Abbruchkriterien signalisiert, dass keine weiteren GJB-Blöcke platziert werden können, wird die Platzierung beendet. Das kann auch auf einen Anteil des Gebiets, z. B. 50%, 80%, 90% oder mehr angewendet werden. Die durch Platzieren zu erreichende Nennleistung muss dabei nicht entsprechend herabgesetzt sein.
Aus 15 ist anzunehmen, dass ein Solartisch die Nennleistung N_T hat. Der später zu platzierende Inverter W aus 17 hat eine Inverter-Nennleistung N_W. Beide Größen werden dazu herangezogen, die feste Anzahl von gleichen Solartischen in dem GJB-Block festzulegen, um danach diesen Systemblock S₁ mehrfach und fortlaufend zu platzieren, ohne dass er sich mit schon platzierten GJB-Blöcken überlappt.
Im Anschluss an die vollständige (abgeschlossene) Platzierung nach 16b werden Invertergebiete definiert, die eine Mehrzahl von GJB-Blöcken jeweils umfassen. Im Beispiel ist eine Gruppenbildung g₁ erfolgt, welche die ersten fünf GJB-Blöcke G₁ bis G₅ erfasst. Diese sind grau schattiert unterlegt dargestellt. Mit der fünfmal multiplizierten Nennleistung eines GJB-Blocks wird die Nennleistung N_W des zu platzierenden Inverters W angenähert oder erreicht.
In 18 ist dargestellt, dass der Inverter W an einer Stelle eines der Tische platziert worden ist. Ein Tisch der dritten Gruppe G₃ (entsprechend dem Tisch T₆ von 15) wird entfernt, an seine Stelle wird ein Inverter W als W₁ platziert, der in der platzierten Form Inverter W₁ in dem Invertergebiet g₁ ist. Ein ”Invertergebiet” ist nichts anderes, als eine festgelegte Gruppe g_i von GJB-Blöcken.
Die Gruppenbildung setzt sich fort. Sie wird so lange fortgesetzt, wie noch nicht gruppierte GJB-Blöcke im Anlagengebiet 100* vorhanden sind (oder im gegebenen Anteil des Anlagengebiets). Das ist in 18 noch nicht der Fall, hier stehen noch fünf nicht gruppierte GJB-Blöcke G₁₁ bis G_N aus. Diese können spaltenübergreifend zu einer letzten Gruppe g₃ zusammengefasst werden, welche dieselbe Nennleistung erbringt, wie die vorhergehenden Gruppenbildungen g₁ und g₂.
Sind alle platzierten GJB-Blöcke in Gruppen enthalten, wird die Gruppenbildung abgeschlossen.
Sind so viele GJB-Blöcke platziert, dass die letzte Gruppe weniger GJB-Blöcke besitzt, als der zuzuordnende Inverter Eingänge hat, bleiben einige Eingänge des letzten platzierten Inverters offen. Es kann auch ein anderer Inverter an dieser Stelle platziert werden mit einer geringeren Leistung oder mit einer anderen Anzahl von Eingängen. Die so gebildete letzte Gruppe kann auch als die Gruppe angesehen werden, welche zu einer Nachstrukturierung, also zur Komplettierung führt, wie das als Möglichkeit besteht, aber selten auftrifft.
Je ein Solartisch wird entfernt und je ein Inverter, W₁, W₂ in 18 wird platziert.
Das elektrische Verbinden der GJB-Blöcke der gebildeten Gruppen erfolgt so, dass jeder GJB-Block an einen der mehreren Eingänge des jeweils platzierten DC-AC Wandlers (als Beispiel der Inverter) elektrisch angeschlossen wird. Der Inverter hatte zuvor vorgegeben eine bestimmte Anzahl von Eingängen e₁, e₂, e₃ bis e_N und jeder dieser Eingänge wird nun von einem strom-tragenden Kabel elektrisch leitend gespeist, das von einer GJB-Verbinder- oder Sammelbox (Anschlussbox) stammt. Dies veranschaulicht 19, die weiter unten erläutert ist.
Jeder Inverter Eingang hat also einen GJB-Block als Stromlieferant (nur einen, in diesem Beispiel).
Auch hier ist ein Abbruchkriterium gegeben, wenn alle GJB-Blöcke, die platziert worden sind, gruppiert und elektrisch an einen platzierten Inverter angeschlossen sind.
In entsprechender Anwendung der zuvor für die Systemblöcke mit Inverter gegebenen möglichen Anpassungen, also die Scherung oder die Spiegelung um eine oder zwei Mittelebenen gemäß 3, 3.1 und 3.2 ist das auch für die GJB-Blöcke der 15 möglich. Diese Möglichkeiten sind in den 15 bis 18 nicht gesondert dargestellt, können aber aus der vorhergehenden Beschreibung übernommen werden. Auch die Nachstrukturierung ist möglich, kommt jedoch selten vor, da die GJB-Blöcke schon eine kleinere diskrete Leistung besitzen als die großen Systemblöcke, die bereits einem Inverter zugeordnet sind. Im Beispiel der 18 bei jeweils fünf an einem Inverter zusammengefassten GJB-Blöcken ist 1/5 der Diskretisierung des Systemblocks aus 3 erreichbar.
Ein teilweiser GJB-Block zur eventuellen Nachstrukturierung könnte beispielweise aus einer einzigen Tischreihe T₁ bis T₃ bestehen, um die Anlage in der Leistung an den geforderten Nennwert anzupassen.
Auch die Ausgestaltung als L-Form oder als Rechteck ist für den GJB-Block möglich.
Sind mehrere Abstände 'b' im GJB Block vorhanden, sind die mehreren Abstände gleich. Es kann aber auch nur ein Abstand b vorhanden sein, der dann nicht zu einem anderen Abstand gleich sein kann, vgl. 15.
19 soll erläutert werden, um den Gedanken des Anschlusses einer GJB aus 18 detaillierter auszuführen. Zur Vereinfachung der Übersicht sind hier nur drei Gruppen platziert, die drei GJB 50 besitzen und der Gruppe g₁ zugehörig sind. Diese Gruppe g₁ ist das Invertergebiet des schon platzierten Inverters W₁, der an die Stelle des Tisches T₃₁ getreten ist.
Ersichtlich an 19 ist, dass zwei GJB-Blöcke G₁ und G₂ links untereinander platziert worden sind, jeder besitzt einen GJB 50, wie in 15 (oberer Anwendungsfall) gezeigt. Der dritte platzierte GJB-Block G₃ ist um zwei Hauptebenen gespiegelt, also gedreht um die Mittelachse, so dass der GJB-Block 50 unten zu liegen kommt, verbleibt aber neben dem letzten Tisch T₃₆.
Die Verbindungen in elektrisch leitender Form sind eingezeichnet, am Beispiel des platzierten GJB-Blocks G₁. Jeder Solartisch der sechs Solartische T₁₁ bis T₁₆ (erster platzierter Block, sechs Tische 1 bis 6) hat einen AJB, der alle Strings des jeweiligen Tischs zusammenfasst. Jeder der sechs AJB's ist elektrisch leitend mit dem GJB 50 des platzierten GJB-Blocks G₁ verbunden. Dieser GJB 50 hat eine elektrische Verbindungsleitung, die zu einem Eingang e₁ des Inverters W₁ führt.
In entsprechender Weise sind die zwei dargestellten anderen Eingänge e₂ und e₃ des Inverters W₁ von einer entsprechenden GJB-Box 50 eines jeweils platzierten GJB-Systemblocks gespeist. Der Inverter W₁ gibt die auf Wechselspannung umgesetzte Leistung am Ausgang A₁ ab, der zu der Trafostation 90 führt.
Es wird angenommen, dass die Erläuterung zum platzierten GJB-Block G₁ sinngemäß auf die anderen zwei platzierten Blöcke übertragen werden kann, ohne dass dort die zugehörigen AJB's und elektrisch leitenden Kabel eingezeichnet sind, die dort ebenso vorhanden sind, wie im platzierten GJB-Systemblock G₁.
Auch die PV-Anlage 106 aus 18 ist eine solche PV-Anlage, die in ihrer Struktur festgelegt ist und in der Speicherkomponente 10 gespeichert wird. Die dort gesammelten PV-Anlagen 101 bis 106, die aus den hier beschriebenen Verfahren zusammengestellt und in ihrer Struktur festgelegt wurden, können über die Optimierung 16, 19 und die grafische Darstellung zu einer PV-Anlage führen, die bestmöglich die gegebene Fläche ausnutzt und bestmöglich die technischen Zielkriterien erfüllt, die für die Anlage vorgegeben sind.
Alle gespeicherten Anlagen können abstrakt über ihre technischen Kennwerte umschrieben werden. Das sind Nennleistung, Anzahl der Tische, Neigungswinkel der Tische und/oder Jahresertrag. Diese technischen Größen machen die Anlagen miteinander vergleichbar.
Ein Anschluss der GJB Blöcke einer Gruppe 'g' an den zugehörigen Inverter kann auch anders erfolgen, indem mehrere GJB Unterblöcke an einen Eingang des Inverters angeschlossen werden. Zuerst wird die Nennleistung eines Inverters durch die Anzahl der Eingänge und die Nennleistung der Solartische geteilt (also genau wie zuvor für den 1:1 Fall, bei dem nur ein GJB Ausgang an nur einem Inverter Eingang anliegt). Danach wird das Zwischenergebnis durch die Anzahl der GJBs geteilt, die einem Eingang zugeschaltet werden (für die 1:1 Zuordnung ist der Teiler einfach Eins). Diese neue Zahl wird dann gerundet. Dadurch wird die Anzahl der Tische pro GJB für diese Art der Platzierung bestimmt.
Der elektrische Anschluss ist für diese Art der Platzierung mit mehreren GJB-Blöcken je Eingang e₁ auch aus der 19 herzuleiten. Die entsprechende Art des elektrischen Anschließens ist so, dass dabei mehrere GJBs 50 von mehreren platzierten GJB-Systemblöcken an einen Eingang e eines Inverters Strom liefern. Mit dem Faktor 'k' ist bemessen, wie viele GJB-Blöcke an einem Eingang eines Inverters der Gruppe 'g' (das Invertergebiet) angeschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011055849 [0123]

Claims

Verfahren zum Festlegen einer Struktur einer PV-Anlage (101, 102, 103, 104) mit einer gegebenen Anlagenleistung auf einer gegebenen Anlagenfläche (100) mit einer lokal gegebenen Topografie, wobei die PV-Anlage Solartische (T₁₁, T₁₂; ... T_N1, T_N2), Verkabelungen (70, 80), DC-AC Wandler (W₁, W₂) und zumindest eine Trafostation (90) aufweist, wobei ein adaptiver Block für die Festlegung der Struktur von zumindest 80% der gegebenen Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird, und der adaptive Block als erster Systemblock (S₁) folgende Komponenten aufweist – eine erste Anzahl von Solartischen (T₁, T₂) und ihre Anordnung in einer Anzahl von Reihen und Spalten; – einen ersten DC-AC Wandler (W); – einen Zugang (Z) vom Rand des ersten Systemblocks (S₁) zum DC-AC Wandler (W); das Verfahren mit folgenden Schritten (a) Erstes Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) auf der Anlagenfläche (100) mit der lokal gegebenen Topografie; (b) Mehrfaches, fortlaufendes Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) auf der Anlagenfläche (100), wobei ein jeweils auf der Anlagenfläche (100) platzierter Block (B₂, B₃, ...) schon zuvor platzierte Blöcke nicht überlappt; (c) wobei vor einem jeweiligen Platzieren zumindest einiger, bevorzugt aller ersten Systemblöcke (S₁) auf der Anlagenfläche (100) eine Anpassung von Abständen (a₁, a₂, a₃, a₄) der Reihen der Solartische (T₁, T₅, T₉) des jeweiligen Systemblocks an die Topografie erfolgt, welche im Ort der Platzierung des jeweiligen ersten Systemblocks in der Anlagenfläche (100) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Blocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert; Beenden des mehrfachen fortlaufenden Platzierens nach Merkmal (b) und (c).
Verfahren nach Anspruch 1, zur Festlegung einer weiteren PV-Anlage (103) auf der gegebenen Anlagenfläche (100) mit der lokal gegebenen Topografie, welche weitere Anlage (103) Solartische (T₁₁, T₁₂; ... T_N1, T_N2), Verkabelungen (70, 80), DC-AC Wandler (W₁, W₂) und zumindest eine Trafostation (90) aufweist, das Verfahren mit folgenden weiteren Schritten (a) Erstes Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) auf der zunächst leeren Anlagenfläche (100) mit der lokal gegebenen Topografie; (b) Mehrfaches, fortlaufendes Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) auf der Anlagenfläche (100), wobei jeder auf der Anlagenfläche (100) platzierte Block (B₂, B₃, ...) schon zuvor platzierte Blöcke nicht überlappt, (c) und zumindest eine der Platzierungen nach Merkmal (a) und (b) anders ist als die entsprechende Platzierung für die erste PV-Anlage (101) nach Anspruch 1; (d) wobei vor einem jeweiligen Platzieren zumindest einiger, bevorzugt aller ersten Systemblöcke (S₁) auf der Anlagenfläche (100) eine Anpassung der Reihenabstände der Solartische (T₁, T₅) des Systemblocks an die Topografie erfolgt, welche im Ort der Platzierung des Systemblocks in der Anlagenfläche (100) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Blocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert; Beenden des mehrfachen Platzierens des ersten Systemblocks (S₁) nach Merkmal (b) und (d), wenn durch eine weitere Platzierung eine platzierte Leistung die gegebene Nennleistung der weiteren PV-Anlage (103) überschreitet oder wenn kein weiterer Systemblock (S₁) auf der Anlagenfläche (100) platzierbar ist, ohne schon platzierte Blöcke (B₁, B₂) zu überlappen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zur Festlegung einer noch weiteren Struktur einer PV-Anlage (102), wobei ein adaptiver Block für die Festlegung der Struktur von zumindest 80% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird, und der adaptive Block als zweiter Systemblock (S₂) folgende Komponenten aufweist – eine feste zweite Anzahl von Solartischen (T₁, T₂) und ihre Anordnung in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten; – einen zweiten DC-AC-Wandler (W); – einen zweiten Zugang (Z) vom Rand des zweiten Systemblocks (S₂) zum DC-AC Wandler (W); das Verfahren mit folgenden Schritten (a) Erstes Platzieren des zweiten Systemblocks (S₂) auf der zunächst leeren Anlagenfläche (100) mit der lokal gegebenen Topografie; (b) Mehrfaches, fortlaufendes Platzieren des zweiten Systemblocks auf der Anlagenfläche (100), wobei keiner der auf der Anlagenfläche (100) zu platzierenden Blöcke (B₂, B₃, ...) mit einem der schon platzierten Blöcke überlappt; (c) wobei vor einem jeweiligen Platzieren zumindest einiger, bevorzugt aller zweiten Systemblöcke (S₂) auf der Anlagenfläche (100) eine Anpassung der Reihenabstände der Solartische (T₁, T₅) des Systemblocks an die Topografie erfolgt, welche im Ort der Platzierung des Systemblocks als platzierter Block in der Anlagenfläche (100) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Blocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert; Beenden des mehrfachen Platzierens des zweiten Systemblocks (S₂) nach Merkmal (b) und (c), wenn durch eine weitere Platzierung eine platzierte Leistung die gegebene Nennleistung der noch weiteren PV-Anlage (102) überschreitet oder wenn kein weiterer Systemblock (S₂) auf der Anlagenfläche (100) platzierbar ist, ohne schon platzierte Blöcke (B₁, B₂) zu überlappen.
Verfahren nach Anspruch 3, zur Festlegung einer gar noch weiteren PV-Anlage (104) auf der gegebenen Anlagenfläche (100) mit einer lokal gegebenen Topografie, welche noch weitere Anlage (104) Solartische (T₁₁, T₁₂; ... T_N1, T_N2), Verkabelungen (70, 80), DC-AC Wandler (W₁, W₂) und zumindest eine Trafostation (90) aufweist, das Verfahren mit folgenden Schritten (a) Erstes Platzieren des zweiten Systemblocks (S₂) auf der zunächst leeren Anlagenfläche (100) mit der lokal gegebenen Topologie; (b) Mehrfaches fortlaufendes Platzieren des zweiten Systemblocks auf der Anlagenfläche (100), wobei die auf der Anlagenfläche (100) platzierten Blöcke (B₂, B₃, ...) sich nicht mit schon platzierten Blöcken überlappen, (c) und zumindest eine dieser Platzierungen nach Merkmal (a) und (b) anders ist als die entsprechende Platzierung für die noch weitere Anlage (102) nach Anspruch 3; (d) wobei vor einem jeweiligen Platzieren zumindest einiger, bevorzugt aller zweiter Systemblöcke (S₂) auf der Anlagenfläche (100) eine Anpassung der Reihenabstände der Solartische (T₁, T₅) des jeweiligen Systemblocks an die Topologie erfolgt, welche im Ort der Platzierung des jeweiligen Systemblocks in der Anlagenfläche (100) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Bocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert; Beenden des mehrfachen Platzierens des ersten Systemblocks (S₁), wenn durch eine weitere Platzierung eine platzierte Leistung die gegebene Nennleistung der gar noch weiteren PV-Anlage (104) überschreitet oder wenn kein weiterer Systemblock (S₂) auf der Anlagenfläche (100) platzierbar ist, ohne schon platzierte Systemblöcke (B₁, B₂) zu überlappen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste oder zweite Systemblock (S₁, S₂) für die Festlegung der Struktur von zumindest 90% bis 95% der Anlagenleistung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Nachstrukturierung der Anlage in dem verbleibenden Rest bis zu 100% der Anlagenleistung mit zumindest einem teilweisen ersten oder zweiten Systemblock (B'₁) oder mit einem anderen Block für die Vervollständigung der Gesamtstruktur erfolgt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei zumindest einige der platzierten Blöcke (B₁, B₂, B₃, ...) eine Spiegelung um zumindest eine von zwei Mittelebenen des Systemblocks erhalten, vor der, der Topologie entsprechenden Anpassung der Reihenabstände.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7, wobei der jeweilige Systemblock (S₁; S₂) vor zumindest einigen Platzierungen und den entsprechenden Anpassungen der Reihenabstände geschert wird (α; 3.1) und dann in gescherter und topografie-angepasster Form in der Anlagenfläche platziert wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Anpassung der Reihenabstände mit Hilfe eines gegebenen Schattenwinkels erfolgt, der für alle Anpassungen der topografie-abhängig platzierten Systemblöcke für eine PV-Anlagenstruktur gleich ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der erste oder zweite Systemblock L-Form aufweist oder nicht alle Reihen mit Solartischen vollständig besetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine flächige Erstreckung des ersten oder zweiten Systemblocks ein Rechteck ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzahl und Anordnung der Solartische je Systemblock (S₁) bei gegebener Größe des Systemblocks auch gleiche Abstände der Solartische in Spaltenrichtung vorgibt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von PV-Anlagen (101, 102, 103, ...) in ihrer Struktur festgelegt werden, und technische Größen jeder Anlage bestimmt werden, um diese Anlagen technisch vergleichbar zu machen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Vielzahl von PV-Anlagen mit ihren jeweiligen technischen Größen in einer Speicherkomponente (10) zugreifbar gespeichert werden, um für eine Auswahl oder einen Vergleich untereinander grafisch dargestellt zu werden.
Verfahren zur Systemblockerstellung für ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein vorgegebener DC-AC Wandler (W) eine Nennleistung aufweist, sich die Anzahl der Solartische in dem Systemblock (S₁, S₂) daraus ergibt, unter Berücksichtigung der Nennleistung eines Solartisches (T₁, T₂).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Systemblock (S₁) folgende Komponenten aufweist... – eine feste Anzahl als gegebene Anzahl von Solartischen (T₁, T₂) und ihre Anordnung in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten als zweite gegebene Anzahl von Reihen und Spalten; – nur einen ersten DC-AC Wandler (W); – einen Zugang (Z) vom Rand des Systemblocks (S₁) zum DC-AC Wandler (W).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mehrfache fortlaufende Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) als platzierte Blöcke gemäß Merkmal (b) und (c) beendet wird, wenn eine weitere Platzierung die gegebene Nennleistung überschreiten würde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beenden erfolgt, wenn kein weiterer erster Systemblock (S₁) auf der Anlagenfläche (100) platzierbar ist, ohne mit schon platzierten Blöcken (B₁, B₂) zu überlappen.
Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 15, wobei eine Systemblock-Nennleistung mit der Anzahl der Solartische im Systemblock gegeben ist, und diese Leistung gleich oder zwischen 10% bis 30% größer ist als eine Nennleistung des DC-AC-Wandlers, der diesem Systemblock zugeordnet ist.
Verfahren zum Festlegen einer Struktur einer PV-Anlage (106) auf einer gegebenen Anlagenfläche (100) mit einer lokal gegebenen Topografie, wobei die PV-Anlage aufweist: zumindest eine Trafostation (90), Solartische (T₁₁, T₁₂; ... T_N1, T_N2), Verkabelungen (70, 80), mehrere verteilt aufgestellte DC-AC-Wandler (W₁, W₂) mit jeweils einer gegebenen Anzahl von Eingängen für jeweils Gleichstrom; wobei ein adaptiver Block für die Festlegung der Struktur von zumindest 50% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird, und der adaptive Block als erster Systemblock (S₁) folgende Komponenten aufweist – eine feste Anzahl von Solartischen (T₁, T₂), bestimmt durch die gegebene Anzahl der Eingänge eines der (später zu platzierenden) DC-AC-Wandler (W), dessen (bekannter) Nennleistung (N_W) und der Nennleistung eines Solartisches (N_T); – die Anordnung der Solartische in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten; das Verfahren mit folgenden Schritten a) Mehrfaches Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) auf einer Anlagenfläche (100*) mit einer lokal gegebenen Topografie, wobei die auf der Anlagenfläche platzierten Systemblöcke als GJB-Blöcke (G₁, G₂, G₃) sich nicht überlappen; b) wobei vor einem jeweiligen Platzieren zumindest einiger, bevorzugt aller ersten Systemblöcke (S₁) auf der Anlagenfläche (100*) eine Anpassung des oder der Reihenabstände (b) der Solartische (T₁, T₄) des jeweiligen Systemblocks an die Topografie erfolgt, welche im Ort der Platzierung des jeweiligen Systemblocks in der Anlagenfläche (100*) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Bblocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert; c) Beenden des mehrfachen Platzierens des ersten Systemblocks (S₁), wenn durch eine weitere Platzierung eine platzierte Leistung die gegebene Nennleistung überschreitet oder wenn kein weiterer Systemblock (S₁) auf der Anlagenfläche (100*) platzierbar ist, ohne mit schon platzierten Blöcken (G₁, G₂) zu überlappen; d) Mehrfache Bildung von Gruppen (g₁) von bisher nicht gruppierten, platzierten GJB-Blöcken (G₁, G₂, G₃), Platzierung jeweils eines DC-AC-Wandlers (W₁) anstelle eines Solartisches in einer jeweiligen Gruppe (g₁) und elektrisches Verbinden der GJB-Blöcke der Gruppe (g₁) zu den Eingängen des jeweils platzierten DC-AC-Wandlers (W₁) so, dass jedem Eingang ein GJB-Block elektrisch leitend zugeordnet ist, bis alle platzierten GJB-Blöcke gruppiert und elektrisch verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Festlegung der Struktur von zumindest 80% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Festlegung der Struktur von nahezu 100% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird, also praktisch die gesamte Anlage durch Platzieren von Systemblöcken (S₁) auf der Anlagenfläche (100*) erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei eine Nachstrukturierung der Anlage in dem verbleibenden Rest bis zu 100% der Anlagenleistung mit zumindest einem teilweisen ersten Systemblock für die Vervollständigung der Gesamtstruktur erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein adaptiver Block für die Festlegung der Struktur von zumindest 80% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 20ff, wobei zumindest einige der zu platzierenden Blöcke (G₁, G₂, G₃, ...) eine Spiegelung um zumindest eine der Mittelebenen des ersten Systemblocks als noch nicht platzierter GJB Block erhalten, vor der entsprechenden Anpassung des oder der Reihenabstände (b) des platzierten GJB Blocks.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20ff, wobei der jeweilige Systemblock (S₁) vor zumindest einigen Platzierungen und den entsprechenden Anpassungen der Reihenabstände geschert wird und dann in gescherter und topografie-angepasster Form in der Anlagenfläche platziert wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 20ff, wobei die Anpassung des oder der Reihenabstände (b) mit Hilfe des Schattenwinkels erfolgt, der für alle Anpassungen der topografie-abhängig platzierten Systemblöcke für eine PV-Anlagenstruktur gleich ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der erste Systemblock eine L-Form aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei eine flächige Erstreckung des ersten Systemblocks ein Rechteck ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20ff, wobei die Anzahl und Anordnung der Solartische je Systemblock (S₁) bei gegebener Größe des GJB-Blocks auch zumindest einen gleichförmigen Abstand (b) der Solartische in Spaltenrichtung vorgibt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von PV-Anlagen (101, 102, 103, ...) in ihrer Struktur festgelegt werden, und technische Größen jeder Anlage bestimmt werden, um diese Anlagen technisch vergleichbar zu machen.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Vielzahl von PV-Anlagen mit ihren jeweiligen technischen Größen in einer Speicherkomponente (10) zugreifbar gespeichert werden, um für eine Auswahl oder einen Vergleich (16) untereinander grafisch dargestellt zu werden (19).
Verfahren zur GJB Systemblockerstellung für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 20ff, wobei ein vorgegebener DC-AC Wandler (W) eine Nennleistung aufweist, sich die Anzahl der Solartische in dem ersten Systemblock (S₁) als GJB Block daraus ergibt, unter Berücksichtigung der Nennleistung eines Solartisches (T₁, T₂).
Verfahren zum Festlegen einer Struktur einer PV-Anlage (106) auf einer gegebenen Anlagenfläche (100) mit einer lokal gegebenen Topografie, wobei die PV-Anlage aufweist: zumindest eine Trafostation (90), Solartische (T₁₁, T₁₂), Verkabelungen (70, 80), mehrere verteilt aufgestellte DC-AC Wandler (W₁, W₂) mit jeweils einer gegebenen Anzahl von Eingängen für jeweils Gleichstrom; wobei ein adaptiver Block für die Festlegung der Struktur von zumindest 50% der Anlagenleistung als gegebene Nennleistung verwendet wird, und der adaptive Block als erster Systemblock (S₁) eine feste Anzahl von (gleichen) Solartischen (T₁, T₂) und die Anordnung der Solartische in einer festen Anzahl von Reihen und Spalten aufweist; das Verfahren mit folgenden Schritten a) Mehrfaches Platzieren des ersten Systemblocks (S₁) auf einer Anlagenfläche (100*) mit einer lokal gegebenen Topografie, wobei die auf der Anlagenfläche platzierten Systemblöcke als GJB-Blöcke (G₁, G₂, G₃) sich nicht überlappen; b) wobei vor einem jeweiligen Platzieren zumindest einiger, bevorzugt aller ersten Systemblöcke (S₁) auf der Anlagenfläche (100*) eine Anpassung des oder der Reihenabstände (b) der Solartische (T₁, T₄) des jeweiligen Systemblocks an die Topografie erfolgt, welche im Ort der Platzierung des jeweiligen Systemblocks in der Anlagenfläche (100*) gegeben ist, wodurch sich eine Ausdehnung des platzierten Systemblocks in Richtung der Spalte der Solartische des Systemblocks verändert; c) Beenden des mehrfachen fortlaufenden Platzierens des ersten Systemblocks (S₁), wenn eine weitere Platzierung die gegebene Nennleistung überschreitet oder wenn kein weiterer Systemblock (S₁) auf der Anlagenfläche (100*) platzierbar ist, ohne mit schon platzierten Systemblöcken (G₁, G₂) zu überlappen; d) Mehrfache Bildung einer Gruppe (g₁, g₂) von bisher nicht gruppierten, platzierten GJB-Blöcken (G₁, G₂, G₃), Platzierung jeweils eines DC-AC Wandlers (W₁) anstelle eines Solartisches in einer jeweiligen Gruppe und elektrisches Verbinden der GJB-Blöcke jeder Gruppe (g₁) zu den Eingängen des jeweils in die Gruppe platzierten DC-AC Wandlers (W₁), bis alle platzierten GJB-Blöcke gruppiert und elektrisch verbunden sind.
Schaltungsanordnung, ausgebildet und angepasst, eines der vorigen Verfahren, zumindest das Verfahren des Anspruchs 1 oder Anspruchs 20 oder 34 auszuführen.
Datenträger mit einem ablauffähigen Programm, zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Verfahrensansprüche 1 oder 20 oder 34, wenn es in der Schaltungsanordnung nach Anspruch 35 ablauffähig gespeichert ist.
Computerprogrammprodukt, ausgebildet und angepasst, ein Verfahren der vorher gehenden Verfahrensansprüche auszuführen, nachdem es in einer Rechneranlage (10, 11, 12, 13) ablauffähig gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei eine Gruppen-Nennleistung mit der Anzahl der Solartische in der gebildeten Gruppe gegeben ist, und diese Leistung gleich oder zwischen 10% bis 30% größer ist als eine Nennleistung des DC-AC-Wandlers, der gemäß Merkmal (d) nach der Gruppenbildung einer jeweiligen Gruppe aus GJB-Blöcken zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei eine Gruppen-Nennleistung mit der Anzahl der Solartische in der gebildeten Gruppe gegeben ist, und diese Leistung gleich oder zwischen 10% bis 30% größer ist als eine Nennleistung des DC-AC-Wandlers, der nach einer jeweiligen Gruppenbildung von GJB-Blöcken in der jeweiligen Gruppe platziert wird.