DE102012109420A1 - Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator - Google Patents

Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator Download PDF

Info

Publication number
DE102012109420A1
DE102012109420A1 DE102012109420A DE102012109420A DE102012109420A1 DE 102012109420 A1 DE102012109420 A1 DE 102012109420A1 DE 102012109420 A DE102012109420 A DE 102012109420A DE 102012109420 A DE102012109420 A DE 102012109420A DE 102012109420 A1 DE102012109420 A1 DE 102012109420A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
converter
generator
inverter
electrical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102012109420A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102012109420A9 (en
Inventor
Florian Ellerkamp
Klaus Rigbers
Christian Dick
Gerd Bettenwort
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMA Solar Technology AG filed Critical SMA Solar Technology AG
Priority to DE102012109420A priority Critical patent/DE102012109420A1/en
Publication of DE102012109420A1 publication Critical patent/DE102012109420A1/en
Publication of DE102012109420A9 publication Critical patent/DE102012109420A9/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

The inverter (1) has a bidirectional battery charge switching circuit (15) connected to a direct-current (DC) intermediate circuit (9) in order to charge the intermediate circuit with electrical energy of a battery (6) i.e. lithium-ion battery, which is connected to a battery connection (5). The battery charge switching circuit is additionally connected to an alternator connection (2) in order to directly charge the battery with electrical energy of a DC generator (3) that is connected to the alternator connection under bypassing the DC intermediate circuit.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter, insbesondere einen sogenannten Photovoltaikwechselrichter, mit einem Generatoranschluss, einem Netzanschluss und einem Batterieanschluss und mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1. The invention relates to an inverter, in particular a so-called photovoltaic inverter, with a generator connection, a mains connection and a battery connection and with the further features of the preamble of the independent patent claim 1.

Wenn an den Generatoranschluss des Wechselrichters ein Gleichstromgenerator angeschlossen ist, der elektrische Energie aus regenerativen Quellen wie Windkraft oder Sonnenstrahlung gewinnt, steht diese elektrische Energie nicht dauerhaft und möglicherweise nicht genau dann zur Verfügung, wenn sie benötigt wird. Deshalb weist der Wechselrichter die Möglichkeit des Anschlusses einer Batterie als Puffer für elektrische Energie an seinen Batterieanschluss auf. If a DC generator is connected to the generator terminal of the inverter, which recovers electrical energy from renewable sources such as wind power or solar radiation, this electrical energy will not be available permanently, and possibly not exactly when needed. Therefore, the inverter has the possibility of connecting a battery as a buffer for electrical energy to its battery terminal.

Durch das Zwischenspeichern von elektrischer Energie kann der Verbrauch der von dem Gleichstromgenerator erzeugten elektrischen Energie am Ort der Erzeugung, der auch als Eigenverbrauch bezeichnet wird, maximiert werden. Das heißt, es wird so weit wie möglich vermieden, dass der Wechselrichter in einem Zeitraum elektrische Energie in das Wechselstromnetz einspeist, weil sie vor Ort gerade nicht benötigt wird, und in einem anderen Zeitraum elektrische Energie aus dem Wechselstromnetz entnommen wird. In gleicher Weise können auch kurzfristige Schwankungen der elektrischen Leistung eines an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerators ausgeglichen werden, wie sie z. B. bei Photovoltaikgeneratoren auftreten. Durch beide Maßnahmen wird die Belastung eines an den Netzanschluss angeschlossenen Wechselstromnetzes reduziert.By caching electrical energy, the consumption of the electrical energy generated by the DC generator can be maximized at the point of production, which is also referred to as self-consumption. That is, it is avoided as far as possible that the inverter feeds electrical energy into the AC grid in a period of time, because it is currently not needed on site, and in another period, electrical energy is taken from the AC mains. In the same way, even short-term fluctuations in the electrical power of a generator connected to the generator DC generator can be compensated, as z. B. occur in photovoltaic generators. Both measures reduce the load on an AC grid connected to the grid connection.

Bei dem Wechselstromnetz, an das der Wechselrichter angeschlossen ist, kann es sich unmittelbar um ein öffentliches Stromnetz handeln, so dass ein Netzübergabepunkt im Bereich des Netzanschlusses des Wechselrichters gebildet ist. Es kann sich aber auch um ein lokales Wechselstromnetz handeln, das an einem separaten Netzübergabepunkt an ein öffentliches Stromnetz angebunden ist. Diese Konfiguration ist günstig, weil dann mit dem Wechselrichter ein Bedarf an elektrischer Energie in dem lokalen Wechselstromnetz mit möglichst geringem verbleibenden Energietransfer über den Netzübergabepunkt gedeckt werden kann.In the AC network to which the inverter is connected, it may be directly to a public power grid, so that a grid transfer point in the range of the grid connection of the inverter is formed. But it can also be a local AC network that is connected to a separate grid transfer point to a public grid. This configuration is favorable because then with the inverter, a need for electrical energy in the local AC network with the least possible energy transfer over the grid transfer point can be covered.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einer besonders günstigen Anbindung der Batterie an den Wechselrichter. Dabei versteht es sich, dass vorzugsweise besonders hochwertige Batterien mit anhaltend hohem Wirkungsgrad beim Zwischenspeichern von elektrischer Energie, wie beispielsweise Lithiumionenbatterien, zum Einsatz kommen.The present invention is concerned with a particularly favorable connection of the battery to the inverter. It is understood that preferably particularly high-quality batteries with persistently high efficiency in the buffering of electrical energy, such as lithium-ion batteries, are used.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Grundsätzlich ist es bekannt, eine Batterie über einen eigenen bidirektionalen Wechselrichter an ein Wechselstromnetz anzuschließen, an das auch ein Gleichstromgenerator, beispielsweise ein Photovoltaikgenerator, über einen Wechselrichter angeschlossen ist, und zwar auf derselben Seite eines Netzübergabepunkts zu einem öffentlichen Stromnetz hin. Dieses Konzept ist aufwändig, weil zwei getrennte Wechselrichter benötigt werden und weil beim Aufladen der Batterie mit elektrischer Energie von dem Gleichstromgenerator Verluste durch die begrenzten Wirkungsgrade aller im Energiefluss angeordneten Einrichtungen auftreten.In principle, it is known to connect a battery via its own bidirectional inverter to an AC mains, to which a DC generator, for example a photovoltaic generator, is connected via an inverter, namely on the same side of a grid transfer point to a public power grid. This concept is cumbersome because two separate inverters are needed, and because charging the battery with electrical energy from the DC generator causes losses due to the limited efficiencies of all the devices arranged in the energy flow.

Aus D. Magnor et al.: Analysis of the Model Dynamics for the Battery and Battery Converter in a Grid-Connected 5 kW Photovoltaic System, Beitrag des ISEA (Aachen) auf der 25. EUPVSEC in Valencia 2010: http://www.sol-ion-project.eu/sites/en/media_center/conference_papers.html , ist ein Wechselrichter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem ein Gleichspannungszwischenkreis des Wechselrichters über einen ersten DC/DC-Wandler aus einem Photovoltaikgenerator aufladbar ist, und ein zweiter, bidirektionaler DC/DC-Wandler vorgesehen ist, um einerseits eine Batterie aus dem Gleichspannungszwischenkreis zu laden und um andererseits den Gleichspannungszwischenkreis aus der Batterie zu laden. Dieser zweite, bidirektionale DC/DC-Wandler ist konkret aus zwei symmetrischen Halbbrücken aufgebaut, deren Mittelpunkte über Speicherdrosseln zu der Batterie hin miteinander verbunden sind und die gegenphasig getaktet werden, um einen möglichst konstanten Batteriestrom zur bzw. von der Batterie zu erzielen. Bei diesem bekannten Wechselrichter werden beim Aufladen der Batterie mit elektrischer Energie von dem Gleichstromgenerator Verluste durch Umwandlung in Wechselstrom vermieden. Die elektrische Energie von dem Gleichstromgenerator fließt über den ersten und den zweiten DC/DC-Wandler in die Batterie. Auf diese Weise wird ein verbesserter Wirkungsgrad beim Zwischenspeichern von elektrischer Energie in der Batterie erreicht. Out D. Magnor et al .: Analysis of the Model Dynamics for Battery and Battery Converter in a Grid-Connected 5 kW Photovoltaic System, Contribution of ISEA (Aachen) to the 25th EUPVSEC in Valencia 2010: http: //www.sol -ion-project.eu/sites/en/media_center/conference_papers.html , an inverter with the features of the preamble of independent claim 1 is known in which a DC voltage intermediate circuit of the inverter via a first DC / DC converter from a photovoltaic generator is chargeable, and a second, bidirectional DC / DC converter is provided, on the one hand to charge a battery from the DC link and on the other hand to load the DC link from the battery. This second, bidirectional DC / DC converter is concretely constructed from two symmetrical half-bridges whose center points are connected to one another via storage chokes to the battery and which are clocked in opposite phase in order to achieve as constant a battery current as possible from and to the battery. In this known inverter when charging the battery with electrical energy from the DC generator losses are avoided by conversion to AC. The electrical energy from the DC generator flows into the battery via the first and second DC / DC converters. In this way, an improved efficiency in the buffering of electrical energy in the battery is achieved.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, mit dem ein noch besserer Wirkungsgrad beim Zwischenspeichern von elektrischer Energie von einem angeschlossenen Gleichstromgenerator in eine angeschlossene Batterie erreicht wird.The invention has for its object to provide an inverter with the features of the preamble of independent claim 1, with an even better efficiency in the buffering of electrical energy is achieved by a connected DC generator in a connected battery.

LÖSUNG SOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Wechselrichter mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Wechselrichters sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. The object of the invention is achieved by an inverter having the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the new inverter are described in the dependent claims.

Wenn in den Ansprüchen auf einen Generatoranschluss für einen Gleichstromgenerator, einen Batterieanschluss für eine Batterie oder einen Netzanschluss für ein Wechselstromnetz hingewiesen wird, so bedeutet dies nicht, dass der Gleichstromgenerator oder die Batterie oder das Wechselstromnetz Teil des beanspruchten Wechselrichters ist. Der Gleichstromgenerator oder die Batterie oder das Wechselstromnetz werden auch dann nicht zu einem Teil des beanspruchten Wechselrichters, wenn in den Ansprüchen von einem an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerator oder einer an den Batterieanschluss angeschlossenen Batterie oder einem an den Netzanschluss angeschlossenen Wechselstromnetz die Rede ist.When the claims refer to a generator terminal for a DC generator, a battery terminal for a battery or a mains connection for an AC mains, this does not mean that the DC generator or the battery or the AC mains is part of the claimed inverter. The DC generator or the battery or the AC mains will not become part of the claimed inverter even if the claims refer to a DC generator connected to the generator terminal or to a battery connected to the battery terminal or to an AC mains connected to the mains.

Aus eben diesem Grund wird in den Patentansprüchen wiederholt mit unbestimmtem Artikel auf "einen Gleichstromgenerator", "eine Batterie" und "ein Wechselstromnetz" Bezug genommen, obwohl "ein Gleichstromgenerator", "eine Batterie" bzw. "ein Wechselstromnetz" bereits vorherige Erwähnung in den Patentansprüchen gefunden hat.For the same reason, the patent claims repeatedly refer to "a DC generator", "a battery" and "an AC network" with indefinite articles, although "a DC generator", "a battery" and "an AC network" are already mentioned previously has found the claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem Wechselrichter mit einem Generatoranschluss für einen Gleichstromgenerator, einem Batterieanschluss für eine Batterie, einem Netzanschluss für ein Wechselstromnetz, einem Gleichspannungszwischenkreis, einem ersten DC/DC-Wandler, um den Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie von einem an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerator aufzuladen, einem DC/AC-Wandler, um elektrische Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis in ein an den Netzanschluss angeschlossenes Wechselstromnetz einzuspeisen, und einem bidirektionalen Batterieladeschaltkreis, der an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen ist, um den Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie von einer an dem Batterieanschluss angeschlossenen Batterie aufzuladen, ist erfindungsgemäß der Batterieladeschaltkreis zusätzlich an den Generatoranschluss angeschlossen, um eine an dem Batterieanschluss angeschlossene Batterie direkt, d. h. unter Umgehung des Gleichspannungszwischenkreises und damit auch des ersten DC/DC-Wandlers, mit elektrischer Energie von einem an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerator aufzuladen. In an inverter having a generator terminal for a DC generator, a battery terminal for a battery, a mains connection for an AC mains, a DC link, a first DC / DC converter for charging the DC link with electrical energy from a DC generator connected to the generator terminal, a DC According to the invention, AC / AC converters for feeding electrical energy from the DC link into an AC grid connected to the grid connection and a bidirectional battery charging circuit connected to the DC link for charging the DC link with electrical energy from a battery connected to the battery terminal Battery charging circuit is additionally connected to the generator connection to directly connect a battery connected to the battery connection, i. H. bypassing the DC intermediate circuit and thus also the first DC / DC converter to charge with electrical energy from a DC generator connected to the generator terminal.

Mit anderen Worten fließt die elektrische Energie beim Aufladen der an den Batterieanschluss angeschlossenen Batterie von dem an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerator nur durch den Batterieladeschaltkreis, nicht jedoch durch den ersten DC/DC-Wandler, über den der Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie von dem an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerator aufgeladen wird. Hierdurch wird der Wirkungsgrad beim Zwischenspeichern von elektrischer Energie, die dann über den zweiten DC/DC-Wandler in den Gleichspannungszwischenkreis eingespeist werden kann, signifikant gesteigert.In other words, when charging the battery connected to the battery terminal, the electric energy flows from the DC generator connected to the generator terminal only through the battery charging circuit, but not through the first DC / DC converter through which the DC intermediate circuit supplies electric power from the generator terminal charged DC generator is charged. As a result, the efficiency in the buffering of electrical energy, which can then be fed via the second DC / DC converter in the DC intermediate circuit, significantly increased.

Der Batterieladeschaltkreis kann einen bidirektional ausgebildeten DC/DC-Wandler aufweisen, der hier in Bezug auf den ersten DC/DC-Wandler zwischen dem Generatoranschluss und dem Gleichspannungszwischenkreis als zweiter DC/DC-Wandler bezeichnet wird und der wahlweise zwischen den Generatoranschluss oder den Gleichspannungszwischenkreis einerseits und den Batterieanschluss andererseits schaltbar ist. The battery charging circuit may comprise a bidirectionally formed DC / DC converter, which is referred to herein as the second DC / DC converter with respect to the first DC / DC converter between the generator terminal and the DC intermediate circuit and which is selectively connected between the generator terminal or the DC intermediate circuit and the battery terminal is on the other hand switchable.

Alternativ kann der Batterieladeschaltkreis einen zweiten DC/DC-Wandler sowie einen dritten DC/DC-Wandler aufweisen, wobei der zweite DC/DC-Wandler zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis einerseits und dem Batterieanschluss andererseits und der dritte DC/DC-Wandler zwischen dem Generatoranschluss einerseits und dem Batterieanschluss andererseits vorgesehen ist. Der zweite und der dritte DC/DC-Wandler können dabei durch Stromdrosseln passiv entkoppelt sein.Alternatively, the battery charging circuit may include a second DC / DC converter and a third DC / DC converter, wherein the second DC / DC converter between the DC intermediate circuit on the one hand and the battery terminal on the other hand and the third DC / DC converter between the generator terminal on the one hand and the battery connection is on the other hand provided. The second and third DC / DC converters can be passively decoupled by current chokes.

Um eindeutige Energieflusspfade durch den neuen Wechselrichter sicherzustellen, ist es jedoch bevorzugt, wenn der der Batterieladeschaltkreis eine Schalteinrichtung aufweist. Diese kann dann wahlweise den zweiten DC/DC-Wandler zwischen den Gleichspannungszwischenkreis einerseits und dem Batterieanschluss andererseits oder den dritten DC/DC-Wandler zwischen den Generatoranschluss einerseits und den Batterieanschluss andererseits zu schalten. Dies bedeutet, dass durch Schalter, vorzugsweise Relais, jeweils nur der gewünschte Strompfad zu der an den Batterieanschluss angeschlossenen Batterie freigegeben wird.In order to ensure clear energy flow paths through the new inverter, however, it is preferred that the battery charging circuit has a switching device. This can then optionally switch the second DC / DC converter between the DC voltage intermediate circuit on the one hand and the battery connection on the other hand or the third DC / DC converter between the generator connection on the one hand and the battery connection on the other. This means that only the desired current path to the battery connected to the battery connection is released by switches, preferably relays.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Batterieladeschaltkreis beim Aufladen des Gleichspannungszwischenkreises mit elektrischer Energie von einer an den Batterieanschluss angeschlossenen Batterie eine Ausgangsspannung der Batterie hochsetzt, während er beim Laden der Batterie mit elektrischer Energie direkt von einem an den Generatoranschluss angeschlossenen Gleichstromgenerator eine Ausgangsspannung des Gleichstromgenerators tiefsetzt. Das heißt, der dritte DC/DC-Wandler ist, falls vorhanden, als unidirektionaler Tiefsetzsteller ausgebildet. Hingegen ist der zweite DC/DC-Wandler, falls unidirektional ausgebildet, als Hochsetzsteller ausgebildet. Wenn der zweite DC/DC-Wandler jedoch bidirektional ausgebildet ist, wird er zum Batterieanschluss hin tiefsetzend und vom Batterieanschluss weg hochsetzend betrieben. Furthermore, it is preferable if the battery charging circuit boosts an output voltage of the battery during charging of the DC intermediate circuit with electrical energy from a battery connected to the battery connection, while it discharges an output voltage of the DC generator when charging the battery with electrical energy directly from a DC generator connected to the generator connection , That is, the third DC / DC converter is if available, designed as a unidirectional buck converter. By contrast, the second DC / DC converter, if formed unidirectionally, designed as a boost converter. However, when the second DC / DC converter is bidirectional, it is operated in a low-setting manner towards the battery connection and upwards from the battery connection.

Bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter kann eine an den Batterieanschluss angeschlossene Batterie über den Batterieladeschaltkreis alternativ mit elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis aufladbar sein. Auf diese Weise kann der erste DC/DC-Wandler zwischen dem Generatoranschluss und dem Gleichspannungszwischenkreis zum Hochsetzen einer zum direkten Laden der Batterie zu niedrigen Ausgangsspannung eines angeschlossenen Gleichstromgenerators genutzt werden. Außerdem ist das Aufladen der Batterie aus dem Gleichspannungszwischenkreis der bevorzugte Energiefluss beim Aufladen der Batterie mit elektrischer Energie aus einem an den Netzanschluss des Wechselrichters angeschlossenen Wechselstromnetz, weil dann der Wirkungsgrad beim Zwischenspeichern der elektrischen Energie in der Batterie maximiert ist. In the inverter according to the invention, a battery connected to the battery connection via the battery charging circuit can alternatively be charged with electrical energy from the DC intermediate circuit. In this way, the first DC / DC converter between the generator terminal and the DC link can be used to increase a direct charging of the battery to low output voltage of a connected DC generator. In addition, charging the battery from the DC link is the preferred flow of energy when charging the battery with electrical energy from an AC grid connected to the grid of the inverter because then the efficiency of buffering the electrical energy in the battery is maximized.

Für das alternative Aufladen der Batterie mit elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis kann in dem Batterieladeschaltkreis ein bidirektional ausgebildeter zweiter DC/DC-Wandler oder ein grundsätzlich unidirektional ausgebildeter und sonst zum Laden der Batterie direkt aus dem Generatoranschluss verwendeter dritter DC/DC-Wandler oder ein ebenfalls unidirektional ausgebildeter, zusätzlicher vierter DC/DC-Wandler vorgesehen sein. Bei diesen unidirektionalen DC/DC-Wandlern handelt es vorzugsweise um Tiefsetzsteller. For the alternative charging of the battery with electrical energy from the DC intermediate circuit can in the battery charging circuit a bidirectionally trained second DC / DC converter or a basically unidirectionally trained and otherwise used to charge the battery directly from the generator terminal third DC / DC converter or a likewise be provided unidirectionally trained, additional fourth DC / DC converter. These unidirectional DC / DC converters are preferably buck converters.

Wenn in dem Batterieladeschaltkreis der dritte DC/DC-Wandler neben dem zweiten DC/DC-Wandler vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn diese beiden DC/DC-Wandler mindestens ein gemeinsames Bauteil aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine gemeinsame Speicherdrossel, wie sie für die Realisierung der gewünschten Hochsetz- bzw. Tiefsetzstellerfunktion der DC/DC-Wandler benötigt wird. Durch diese doppelte Verwendung der Speicherdrossel werden eine zweite Speicherdrossel und damit zusätzliches erhebliches Gewicht bzw. zusätzliche erhebliche Kosten eingespart. If the third DC / DC converter is provided next to the second DC / DC converter in the battery charging circuit, it is preferred if these two DC / DC converters have at least one common component. Preferably, this is a common storage inductor, as required for the realization of the desired boost or buck converter function of the DC / DC converter. This double use of the storage throttle saves a second storage throttle and thus additional considerable weight or additional considerable costs.

Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter bevorzugt, wenn in dem Batterieanschluss ein Gleichstromfilter vorgesehen ist. Ein solches Gleichstromfilter, das vorzugsweise mindestens eine Stromdrossel und einen Glättungskondensator aufweist, glättet den Batteriestrom, so dass er von Schwankungen frei ist, die die Lebensdauer der Batterie beeinträchtigen. Dies gilt auch dann, wenn der zweite DC/DC-Wandler und ggf. jeder weitere DC/DC-Wandler, der einen Strom zur oder von der Batterie führt, als einfacher Wandler mit nur einem hochfrequent angesteuerten Schalter ausgebildet ist. Grundsätzlich kann zur Glättung des Batteriestroms auch jeweils eine Mehrzahl von parallel geschalteten Teilwandlern für jeden oder einzelne der DC/DC-Wandler vorgesehen sein, wobei die Teilwandler in an sich bekannter Weise in einem Interleavingmode betrieben werden. Dies erhöht jedoch den konstruktiven Aufwand für den erfindungsgemäßen Wechselrichter. Furthermore, it is preferred in the inverter according to the invention if a DC filter is provided in the battery connection. Such a DC filter, which preferably has at least one current choke and a smoothing capacitor, smoothes the battery current, so that it is free of fluctuations that affect the life of the battery. This also applies if the second DC / DC converter and, if appropriate, each further DC / DC converter, which carries a current to or from the battery, is designed as a simple converter with only one high-frequency-controlled switch. In principle, in each case a plurality of parallel-connected partial transducers can be provided for each or each of the DC / DC converters for smoothing the battery current, wherein the partial transducers are operated in a manner known per se in an interleaving mode. However, this increases the design effort for the inverter according to the invention.

Zusätzlich können in dem Batterieanschluss auch ein Batterieschalter zum Vermeiden von Selbstentladung der Batterie und/oder Sicherungen vorgesehen sein. Vielfach ist bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter aber ein separater die Selbstentladung der Batterie verhindernder Schalter nicht erforderlich, da zu diesem Zweck auch Schalter geöffnet werden können, die eigentlich zum Auswählen der Anbindung der Batterie entweder an den Gleichspannungszwischenkreis oder den Generatoreingang vorgesehen sind.In addition, a battery switch for avoiding self-discharge of the battery and / or fuses may be provided in the battery connection. In many cases, a separate self-discharge of the battery preventing switch is not required in the inverter according to the invention, as well as switches can be opened for this purpose, which are actually provided for selecting the connection of the battery either to the DC voltage intermediate circuit or the generator input.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere der relativen Anordnung und Wirkverbindung mehrerer dargestellter Bauteile – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can be effective as an alternative or cumulatively without the advantages necessarily having to be achieved by all embodiments according to the invention. Without altering the subject matter of the attached patent claims, the following applies to the disclosure content of the original application documents and the patent: Further features can be found in the drawings - in particular the relative arrangement and operative connection of several components shown. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings and described.

1 zeigt eine Photovoltaikanlage mit einer grundsätzlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters, der einen DC/DC-Wandler zwischen einem Generatoranschluss und einem Gleichspannungszwischenkreis und einen Batterieladeschaltkreis zwischen einem Batterieanschluss einerseits und dem Gleichspannungszwischenkreis sowie dem Generatoranschluss andererseits aufweist. 1 shows a photovoltaic system with a basic embodiment of the inverter according to the invention, which has a DC / DC converter between a generator terminal and a DC voltage intermediate circuit and a battery charging circuit between a battery terminal on the one hand and the DC voltage intermediate circuit and the generator terminal on the other.

2 zeigt eine erste Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises des erfindungsgemäßen Wechselrichters gemäß 1, bei der ein bidirektionaler DC/DC-Wandler zu dem Gleichspannungszwischenkreis und dem Generatoranschluss hin verzweigt ist. 2 shows a first embodiment of the battery charging circuit of the inverter according to the invention 1 in which a bidirectional DC / DC converter branches to the DC link and the generator terminal.

3 zeigt eine nähere Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises gemäß 2 als Synchronwandler. 3 shows a detailed embodiment of the battery charging circuit according to 2 as synchronous converter.

4 zeigt eine Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises des erfindungsgemäßen Wechselrichters gemäß 1, bei der ein DC/DC-Wandler zwischen dem Batterieanschluss und dem Gleichspannungszwischenkreis und ein weiterer DC/DC-Wandler zwischen dem Generatoranschluss und dem Batterieanschluss vorgesehen ist. 4 shows an embodiment of the battery charging circuit of the inverter according to the invention 1 in which a DC / DC converter is provided between the battery terminal and the DC link and another DC / DC converter is provided between the generator terminal and the battery terminal.

5 zeigt eine nähere Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises gemäß 4 mit einem Hochsetzsteller und einem Tiefsetzsteller. 5 shows a detailed embodiment of the battery charging circuit according to 4 with a boost converter and a buck converter.

6 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises gemäß 4 und 5 ohne aktive Schalteinrichtung zur Auswahl des Hochsetzstellers oder des Tiefsetzstellers. 6 shows an alternative embodiment of the battery charging circuit according to 4 and 5 without active switching device for selecting the boost converter or the buck converter.

7 zeigt eine Variante der Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises gemäß 4 und 5 mit einem eingangsseitig zu dem Generatoranschluss und dem Gleichspannungszwischenkreis verzweigten Tiefsetzsteller. 7 shows a variant of the embodiment of the battery charging circuit according to 4 and 5 with an input side to the generator terminal and the DC intermediate circuit branched buck converter.

8 zeigt eine Variante der Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises gemäß 4 und 5 mit einem zusätzlichen Tiefsetzsteller zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und dem Batterieanschluss. 8th shows a variant of the embodiment of the battery charging circuit according to 4 and 5 with an additional buck converter between the DC link and the battery terminal.

9 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Gleichstromfilters des erfindungsgemäßen Wechselrichters gemäß 1. 9 shows a first embodiment of a DC filter of the inverter according to the invention according to 1 ,

10 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters, bei der der DC/DC-Wandler, der Batterieladeschaltkreis und das Gleichstromfilter gemäß 1 konkretisiert sind. 10 shows an embodiment of the inverter according to the invention, in which the DC / DC converter, the battery charging circuit and the DC filter according to 1 are concretized.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Der in 1 als Teil einer Energieerzeugungsanlage in Form einer Photovoltaikanlage dargestellte Wechselrichter 1 weist einen Generatoranschluss 2 für einen Gleichstromgenerator 3 auf, der eine Ausgangsspannung UPV bereitstellt. Hier ist ein Photovoltaikgenerator 4 angedeutet. Weiterhin weist der Wechselrichter 1 einen Batterieanschluss 5 für eine Batterie 6 auf, um elektrische Energie von dem Gleichstromgenerator 3 zwischenzuspeichern. Die Batterie 6 stellt eine Ausgangsspannung UBatt bereit. An einem Netzanschluss 7 des Wechselrichters 1 ist ein Wechselstromnetz 8 mit einer Netzspannung UGrid angeschlossen. In dem Wechselrichter 1 wird ein Gleichspannungszwischenkreis 9 mit einem oder mehreren Zwischenkreiskondensator 10 über einen DC/DC-Wandler 11, typischerweise einen Hochsetzsteller, mit elektrischer Energie von dem Gleichstromgenerator 3 auf eine Zwischenkreisspannung UDCL aufgeladen. Ein DC/AC-Wandler 12 des Wechselrichters 1 ist vorgesehen, um elektrische Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis 9 in das Wechselstromnetz 8 einzuspeisen, wobei er einen zwischen Leitungen 13 und 14 von dem Generatoranschluss 2 zu dem Gleichspannungszwischenkreis 9 fließenden Gleichstrom in einen Wechselstrom wandelt. Zum Auf- und Entladen der Batterie 6 ist ein Batterieladeschaltkreis 15 zwischen dem Generatoranschluss 2 und dem Batterieanschluss 5 einerseits und dem Batterieanschluss 5 und dem Gleichspannungszwischenkreis 9 andererseits vorgesehen. Der Batterieladeschaltkreis 15 dient zum Laden der Batterie 6 mit elektrischer Energie von dem Generator 3 und zum Laden des Gleichspannungszwischenkreises 9 mit elektrischer Energie aus der Batterie 6. In dem Batterieanschluss 5 ist weiterhin ein Gleichstromfilter 16 vorgesehen, das den Batteriestrom von und zu der Batterie 6 glättet.The in 1 As part of a power generation plant in the form of a photovoltaic system shown inverter 1 has a generator connection 2 for a DC generator 3 on, which provides an output voltage U PV . Here is a photovoltaic generator 4 indicated. Furthermore, the inverter points 1 a battery connection 5 for a battery 6 on to electrical energy from the DC generator 3 temporarily. The battery 6 provides an output voltage U Batt . At a power connection 7 of the inverter 1 is an AC mains 8th connected to a mains voltage U grid . In the inverter 1 becomes a DC voltage intermediate circuit 9 with one or more DC link capacitors 10 via a DC / DC converter 11 , typically a boost converter, with electrical power from the DC generator 3 charged to a DC link voltage U DCL . A DC / AC converter 12 of the inverter 1 is intended to generate electrical energy from the DC link 9 into the AC mains 8th feeding one, taking one between leads 13 and 14 from the generator connection 2 to the DC voltage intermediate circuit 9 flowing direct current into an alternating current converts. For charging and discharging the battery 6 is a battery charging circuit 15 between the generator connection 2 and the battery connector 5 on the one hand and the battery connection 5 and the DC link 9 provided on the other hand. The battery charging circuit 15 is used to charge the battery 6 with electrical energy from the generator 3 and for charging the DC link 9 with electrical energy from the battery 6 , In the battery connection 5 is still a DC filter 16 provided that the battery power to and from the battery 6 smoothes.

Im Betrieb des Wechselrichters 1 wird der Zwischenkreis 9 wahlweise über den DC/DC-Wandler 11 mit elektrischer Energie aus dem Gleichstromgenerator 3 oder über den Batterieladeschaltkreis 15 mit elektrischer Energie aus der Batterie 6 geladen. Dabei wird entweder die Ausgangsspannung UPV des Gleichstromgenerators 3 mit dem DC/DC-Wandler 11 oder die Ausgangsspannung UBatt der Batterie 6 mit dem Batterieladeschaltkreis 15 auf die gewünschte Zwischenkreisspannung UDCL hochgesetzt. Das Aufladen der Batterie 6 mit elektrischer Energie von dem Gleichstromgenerator 3 erfolgt unter Umgehung des DC/DC-Wandlers 11 über den Batterieladeschaltkreis 15, wobei die Ausgangsspannung UPV des Gleichstromgenerators 3 tiefgesetzt wird.In operation of the inverter 1 becomes the DC link 9 optionally via the DC / DC converter 11 with electrical energy from the DC generator 3 or via the battery charging circuit 15 with electrical energy from the battery 6 loaded. In this case, either the output voltage U PV of the DC generator 3 with the DC / DC converter 11 or the output voltage U Batt of the battery 6 with the battery charging circuit 15 to the desired intermediate circuit voltage U DCL set high. Charging the battery 6 with electrical energy from the DC generator 3 is done bypassing the DC / DC converter 11 over the battery charging circuit 15 , wherein the output voltage U PV of the DC generator 3 is set low.

2 zeigt eine mögliche prinzipielle Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises 15 durch einen bidirektionalen DC/DC-Wandler 17, der über eine Schalteinrichtung 18, hier in Form eines Wechselschalters 19, zu einem Anschluss 22 zu dem Gleichspannungszwischenkreis 9 und einem Anschluss 23 dem Generatoranschluss 2 gemäß 1 verzweigt ist. 2 shows a possible basic embodiment of the battery charging circuit 15 through a bidirectional DC / DC converter 17 that has a switching device 18 , here in the form of a changeover switch 19 , to a connection 22 to the DC voltage intermediate circuit 9 and a connection 23 the generator connection 2 according to 1 is branched.

3 illustriert, dass der bidirektionale DC/DC-Wandler 17 gemäß 2 zum Beispiel ein Synchronwandler mit einer symmetrischen Halbbrücke aus zwei Halbleiterschaltern S1 und S2 mit antiparallelen Dioden D2 und D1 und einer an den Mittelpunkt der Halbbrücke angeschlossenen Speicherdrossel L1 sein kann. 3 illustrates that the bidirectional DC / DC converter 17 according to 2 For example, a synchronous converter with a symmetrical half-bridge of two semiconductor switches S 1 and S 2 with antiparallel diodes D 2 and D 1 and one connected to the midpoint of the half-bridge storage inductor L 1 can be.

Mit dem bidirektionalen DC/DC-Wandler 17, der über die Schalteinrichtung 18 wahlweise dem Anschluss 23 zu dem Generatoranschluss 2 und dem Anschluss 22 zu dem Gleichspannungszwischenkreis 9 zugeschaltet wird, ist es auch möglich, den Gleichspannungszwischenkreis 9 indirekt, d. h. über den DC/DC-Wandler 11 gemäß 1 aus der Batterie 6 zu laden, um sowohl eine hochsetzende Funktion des DC/DC-Wandlers 17 als auch des DC/DC-Wandler 11 zu nutzen.With the bidirectional DC / DC converter 17 that's about the switching device 18 optionally the connection 23 to the generator connection 2 and the connection 22 to the DC voltage intermediate circuit 9 is switched, it is also possible, the DC link 9 indirectly, ie via the DC / DC converter 11 according to 1 from the battery 6 to load both a boosting function of the DC / DC converter 17 as well as the DC / DC converter 11 to use.

4 illustriert, dass der Batterieladeschaltkreis 15 auch aus einem DC/DC-Wandler 24 zwischen dem Batterieanschluss 5 und dem Anschluss 22 zu dem Gleichspannungszwischenkreis 9 gemäß 1 und einem weiteren DC/DC-Wandler 25 zwischen dem Anschluss 23 zu dem Generatoranschluss 2 und dem Batterieanschluss 5 gemäß 1 aufgebaut sein kann, die wechselweise über eine Schalteinrichtung 18 in Form zwei separater Schalter 26 und 27 mit dem Batterieanschluss 5 gemäß 1 verbunden werden. Die beiden Schalter 26 und 27 werden alternativ geschlossen; dabei wählt der Schalter 26 den DC/DC-Wandler 24 und der Schalter 27 den DC/DC-Wandler 25 aus. 4 illustrates that the battery charging circuit 15 also from a DC / DC converter 24 between the battery connector 5 and the connection 22 to the DC voltage intermediate circuit 9 according to 1 and another DC / DC converter 25 between the connection 23 to the generator connection 2 and the battery connector 5 according to 1 can be constructed, the alternately via a switching device 18 in the form of two separate switches 26 and 27 with the battery connection 5 according to 1 get connected. The two switches 26 and 27 are closed alternatively; while the switch selects 26 the DC / DC converter 24 and the switch 27 the DC / DC converter 25 out.

Ein in einer Batterieanbindung häufig vorhandener Schalter, der geöffnet wird, um eine Selbstentladung der Batterie zu verhindern, ist hier nicht erforderlich, da eine Selbstentladung der Batterie 6 gemäß 1 dann unterbunden ist, wenn beide Schalter 26 und 27 geöffnet sind.A common in a battery connection switch that is opened to prevent self-discharge of the battery is not required here because a self-discharge of the battery 6 according to 1 then stop when both switches 26 and 27 are open.

5 zeigt eine konkrete Ausgestaltung des Batterieladeschaltkreises 15 gemäß 4, wobei der DC/DC-Wandler 24 als Hochsetzsteller mit einem Schalter S1, einer Diode D1 und einer Speicherdrossel L1 ausgebildet ist, während der DC/DC-Wandler 25 als Tiefsetzsteller mit einem Schalter S2, einer Diode D2 und ebenfalls der Speicherdrossel L1 ausgebildet ist. Die gemeinsame Nutzung der Speicherdrossel L1 sowohl für den Hochsetzsteller 24 als auch für den Tiefsetzsteller 25 ist dadurch ermöglicht, dass die Schalteinrichtung 18 jeweils zwischen dem Mittelpunkt der Diode D1 und des Schalters S1 bzw. des Schalters S2 und der Diode D2 und der Speicherdrossel L1 vorgesehen ist. Die Schalteinrichtung 18 wählt so nicht nur aus, welcher der beiden DC/DC-Wandler 24 und 25 mit dem Batterieanschluss 5 gemäß 1 verbunden ist, sondern auch, wer damit die Speicherdrossel L1 nutzt. 5 shows a specific embodiment of the battery charging circuit 15 according to 4 where the DC / DC converter 24 is formed as a boost converter with a switch S 1 , a diode D 1 and a storage inductor L 1 , while the DC / DC converter 25 as a step-down converter with a switch S 2 , a diode D 2 and also the storage inductor L 1 is formed. The common use of the storage throttle L 1 both for the boost converter 24 as well as for the buck converter 25 is thereby enabled that the switching device 18 respectively between the center of the diode D 1 and the switch S 1 and the switch S 2 and the diode D 2 and the storage inductor L 1 is provided. The switching device 18 So not only selects which of the two DC / DC converters 24 and 25 with the battery connection 5 according to 1 is connected, but also who uses it with the storage inductor L 1 .

6 illustriert die Möglichkeit, ohne eine aktive Schalteinrichtung 18 auszukommen, indem die beiden DC/DC-Wandler 24 und 25 durch Stromdrosseln L2 und L3 zwischen der gemeinsamen Speicherdrossel L1 und den Mittelpunkten zwischen der Diode D1 und dem Schalter S1 bzw. der Diode D2 und dem Schalter S2 entkoppelt sind. Vergleichsweise kleine Induktivitäten dieser Stromdrosseln L2 und L3 sind für eine ausreichende Entkopplung der beiden DC/DC-Wandler 24 und 25 ausreichend, so dass die Auswahl des jeweils aktiven DC/DC-Wandlers nur durch Ansteuerung seines Schalters S1 bzw. S2 erfolgen kann. 6 illustrates the possibility without an active switching device 18 get along by the two DC / DC converters 24 and 25 are de-coupled by current chokes L 2 and L 3 between the common storage inductor L 1 and the centers between the diode D 1 and the switch S 1 and the diode D 2 and the switch S 2 . Comparatively small inductances of these current chokes L 2 and L 3 are sufficient for decoupling the two DC / DC converters 24 and 25 sufficiently, so that the selection of the respective active DC / DC converter can be made only by controlling its switch S 1 and S 2 .

Die Ausführungsform des Batterieladeschaltkreises 15 gemäß 7 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 5 darin, dass der Tiefsetzsteller 25 über einen Schalter S3, auch zu dem Gleichspannungszwischenkreis 9 verzweigt ist. Weiterhin ist eine Sperrdiode D3 in demselben Zweig wie der Schalters S2 vorgesehen, die einen Kurzschluss des DC/DC-Wandlers 11 gemäß 1 über eine in 7 eingezeichnete "Bodydiode" von S2 bei geschlossenem Schalter S3 verhindert. Bei geschlossenem Schalter 27 kann durch wahlweises Ansteuern eines der Schalter S1 oder S3 die Batterie 6 über den Tiefsetzsteller 25 mit elektrischer Energie direkt von dem Gleichstromgenerator 3 oder mit elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis 9 gemäß 1 geladen werden. Das Aufladen der Batterie 6 mit elektrischer Energie aus dem Wechselstromnetz 8 kann beispielsweise erwünscht sein, um Netzdienstleistungen zu erbringen, indem überschüssige Leistung gespeichert wird, um zu einem späteren Zeitpunkt wieder in das Wechselstromnetz 8 eingespeist zu werden. Es versteht sich, dass dann, wenn ein Aufladen der Batterie 6 aus dem Wechselstromnetz 8 heraus möglich sein soll, der DC/AC-Wandler 16 bidirektional ausgebildet sein muss. Das Aufladen der Batterie 6 aus dem Gleichspannungszwischenkreis 9 kann auch dann sinnvoll sein, wenn die Ausgangsspannung UPV des Gleichstromgenerators 3 bereits unter die Ausgangsspannung UBatt der Batterie 6 abgefallen ist, und dennoch ein Aufladen der Batterie 6 mit elektrischer Energie von dem Gleichstromgenerator 3 erfolgen soll.The embodiment of the battery charging circuit 15 according to 7 differs from the one according to 5 in that the buck converter 25 via a switch S 3 , also to the DC voltage intermediate circuit 9 is branched. Furthermore, a blocking diode D 3 is provided in the same branch as the switch S 2 , which is a short circuit of the DC / DC converter 11 according to 1 about one in 7 drawn "body diode" of S 2 with closed switch S 3 prevented. With the switch closed 27 by selectively driving one of the switches S 1 or S 3, the battery 6 over the buck converter 25 with electrical energy directly from the DC generator 3 or with electrical energy from the DC link 9 according to 1 getting charged. Charging the battery 6 with electrical energy from the AC grid 8th For example, it may be desirable to provide network services by storing excess power to re-enter the AC grid at a later time 8th to be fed. It is understood that when charging the battery 6 from the AC mains 8th out, the DC / AC converter should be possible 16 must be bidirectional. Charging the battery 6 from the DC voltage intermediate circuit 9 may also be useful if the output voltage U PV of the DC generator 3 already below the output voltage U Batt of the battery 6 has fallen off, and still charging the battery 6 with electrical energy from the DC generator 3 should be done.

Bei der Ausführungsform des Batterieladeschaltkreises 15 gemäß 8 ist gegenüber der Ausführungsform gemäß 5 ein zusätzlicher DC/DC-Wandler 28 in Form eines Tiefsetzstellers ergänzt, der einen eigenen Schalter S4 und eine eigene Diode D4 aufweist und über einen Schalter 29 der Schalteinrichtung 18, der alternativ zu den Schaltern 26 und 27 geschlossen wird, ebenfalls auf die gemeinsame Speicherdrossel L1 zurückgreift, die auch von dem Tiefsetzsteller 25 und dem Hochsetzsteller 24 genutzt wird. Dieser zusätzliche Tiefsetzsteller 28 ist durch Schließen des Schalters 29 zwischen den Gleichspannungszwischenkreis 9 und den Batterieanschluss 5 mit der angeschlossenen Batterie 6 gemäß 1 schaltbar, um die Batterie 6 aus dem Gleichspannungszwischenkreis 9 zu laden. Grundsätzlich kann der Tiefsetzsteller 28 mit dem Hochsetzsteller 24 zu einem bidirektionalen DC/DC-Wandler zusammengefasst werden, wie beispielsweise dem in 3 gezeigten Synchronwandler, der ein Laden und Entladen des Gleichspannungszwischenkreises mit der bzw. in die Batterie 6 erlaubt.In the embodiment of the battery charging circuit 15 according to 8th is compared to the embodiment according to 5 an additional DC / DC converter 28 supplemented in the form of a buck converter, which has its own switch S 4 and a separate diode D 4 and a switch 29 the switching device 18 which is an alternative to the switches 26 and 27 is closed, also relies on the common storage inductor L 1 , which also from the buck converter 25 and the boost converter 24 is being used. This additional buck converter 28 is by closing the switch 29 between the DC voltage intermediate circuit 9 and the battery connector 5 with the connected battery 6 according to 1 switchable to the battery 6 from the DC voltage intermediate circuit 9 to load. Basically, the buck converter 28 with the boost converter 24 be combined into a bidirectional DC / DC converter, such as the in 3 synchronous converter shown, the charging and discharging the DC link with the or in the battery 6 allowed.

9 illustriert eine mögliche Ausführung des Gleichstromfilters 16 gemäß 1. Das Gleichstromfilter besteht aus einer Kombination von Drosseln 30 und 31 und Kondensatoren 32 und 33 in und zwischen den beiden Leitungen 20 und 21 des Batterieanschlusses 5. Zusätzlich sind in den beiden Leitungen 20 und 21 Sicherungen 34 vorgesehen. Die Sicherungen 34 können als Schmelzsicherungen ausgebildet sein. Die Kondensatoren 32 sind als sogenannte X-Kondensatoren direkt zwischen die beiden Leitungen 20 und 21 geschaltet, während die Mittelpunkte der in Reihe geschalteten Kondensatoren 33 geerdet, d. h. die Kondensatoren 33 als sogenannte Y-Kondensatoren vorgesehen sind. Die Drossel 30 ist nur in einer der beiden Leitungen des Batterieanschlusses 5 vorgesehen. Die Drosseln 31 sind durch magnetische Kopplung stromkompensiert und dienen der Gleichtaktunterdrückung. Zu den den Gleichstrom von und zu der Batterie 6 gemäß 5 filternden Bauteilen zählt auch die Speicherdrossel L1 gemäß den 3 sowie 5 bis 8, die das Gleichstromfilter 16 zu einem LCL-Filter mit zusätzlichen Entstörmaßnahmen ergänzt. 9 illustrates a possible embodiment of the DC filter 16 according to 1 , The DC filter consists of a combination of chokes 30 and 31 and capacitors 32 and 33 in and between the two lines 20 and 21 of the battery connection 5 , In addition, in the two lines 20 and 21 fuses 34 intended. The fuses 34 can be designed as fuses. The capacitors 32 are as so-called X-capacitors directly between the two lines 20 and 21 switched while the midpoints of the series-connected capacitors 33 grounded, ie the capacitors 33 are provided as so-called Y-capacitors. The throttle 30 is only in one of the two lines of the battery connection 5 intended. The throttles 31 are current compensated by magnetic coupling and serve the common mode rejection. To the the DC from and to the battery 6 according to 5 Filtering components also includes the storage inductor L 1 according to the 3 such as 5 to 8th that the DC filter 16 added to an LCL filter with additional suppression measures.

Bei der Ausführungsform des Wechselrichters 1 gemäß 10 ist der Tiefsetzsteller 25 gemäß 5 über den Schalter 27 der Schalteinrichtung 18 mit dem Generatoranschluss 2 und alternativ dazu über den Schalter 29 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 9 verbindbar. Das heißt, der Schalter 29 ist wie in 8 und anders als der Schalter S3 in 7 kein gepulster Schalter und dementsprechend vorzugsweise als Relais ausgebildet. Egal, ob der Tiefsetzsteller 25 mit dem Generatoranschluss 2 oder dem Gleichspannungszwischenkreis 9 verbunden ist, weist er den Schalter S2, die Diode D2 und die Speicherdrossel L1 als aktive Bestandteile auf. Bei der Ausführungsform des Wechselrichters 1 gemäß 10 bewirken die Schalter 26, 27 und 29 der Schalteinrichtung 18 keine vollständige Trennung der beiden Leitungen des Batterieanschlusses 5, da diese über die Diode D2 in Verbindung stehen. Es kann daher sinnvoll sein, ein zusätzliches Batterieabschaltrelais zur Vermeidung einer Selbstentladung der Batterie 6 vorzusehen.In the embodiment of the inverter 1 according to 10 is the buck converter 25 according to 5 over the switch 27 the switching device 18 with the generator connection 2 and alternatively via the switch 29 with the DC intermediate circuit 9 connectable. That is, the switch 29 is like in 8th and unlike the switch S 3 in FIG 7 no pulsed switch and therefore preferably designed as a relay. No matter if the buck converter 25 with the generator connection 2 or the DC intermediate circuit 9 is connected, it has the switch S 2 , the diode D 2 and the storage inductor L 1 as active components. In the embodiment of the inverter 1 according to 10 cause the switches 26 . 27 and 29 the switching device 18 no complete separation of the two lines of the battery connection 5 since these are connected via the diode D 2 . It may therefore be useful to have an additional battery disconnect relay to prevent self-discharge of the battery 6 provided.

Das Gleichstromfilter 16 ist in 10 als LCL-Filter aus der Speicherdrossel L1, einer Entstördrossel 30 und einem Glättungskondensator 32 dargestellt. Zusätzlich ist in jeder der beiden Leitungen des Batterieanschlusses 5 eine Sicherung 34 vorgesehen. Der DC/DC-Wandler 11 zwischen dem Generatoranschluss 2 und dem Gleichspannungszwischenkreis 9 ist als Hochsetzsteller mit einer Speicherdrossel LBC, einer Diode DBC und einem Schalter SBC ausgebildet. Daneben weist der DC/DC-Wandler 11 eine Bypassdiode DBP auf, die es ermöglicht, die Hochsetzstellerschaltung zu umgehen, wenn die Ausgangsspannung UPV des Gleichstromgenerators 3 die benötigte Zwischenkreisspannung UDCL übersteigt, um Verluste zu reduzieren. Auch hier dient der als Hochsetzsteller ausgebildete DC/DC-Wandler 24 zum Aufladen des Gleichspannungszwischenkreises 9 mit elektrischer Energie von der Batterie 6. Dazu wird der Schalter 26, der vorzugsweise als Relais ausgebildet ist, anhaltend geschlossen, und der Schalter S1 wird gepulst betrieben, um die gewünschte Hochsetzung der Ausgangsspannung UBatt der Batterie herbeizuführen. Zum Aufladen der Batterie wird der Schalter 26 geöffnet und entweder der Schalter 27 oder der Schalter 29 geschlossen, je nachdem, ob über den Tiefsetzsteller 25 die Batterie 6 direkt, d. h. unter Umgehung des DC/DC-Wandlers 11 mit elektrischer Energie aus dem Gleichstromgenerator 3 oder aus dem Gleichspannungszwischenkreis 9 aufgeladen werden soll. Beim Aufladen wird dann jeweils der Schalter S2 gepulst betrieben.The DC filter 16 is in 10 as LCL filter from the storage inductor L 1 , a suppression choke 30 and a smoothing capacitor 32 shown. In addition, in each of the two lines of the battery connection 5 a fuse 34 intended. The DC / DC converter 11 between the generator connection 2 and the DC link 9 is formed as a boost converter with a storage inductor L BC , a diode D BC and a switch S BC . Next to it is the DC / DC converter 11 a bypass diode D BP , which makes it possible to bypass the boost converter circuit when the output voltage U PV of the DC generator 3 exceeds the required intermediate circuit voltage U DCL in order to reduce losses. Again, designed as a boost converter DC / DC converter is used 24 for charging the DC voltage intermediate circuit 9 with electrical energy from the battery 6 , This will be the switch 26 , which is preferably designed as a relay, continuously closed, and the switch S 1 is operated pulsed to bring about the desired boosting of the output voltage U Batt of the battery. To charge the battery is the switch 26 open and either the switch 27 or the switch 29 closed, depending on whether on the buck converter 25 the battery 6 directly, ie bypassing the DC / DC converter 11 with electrical energy from the DC generator 3 or from the DC voltage intermediate circuit 9 should be charged. When charging the switch S 2 is then operated in each case pulsed.

Alle in 10 mit einer gestrichelten Linie umschlossenen Teile des Wechselrichters 1 sind vorzugsweise gemeinsam in einem Wechselrichtergehäuse angeordnet. Dasselbe gilt für den Wechselrichter 1 gemäß 1. Grundsätzlich ist aber auch die Aufteilung auf mehrere Teilgehäuse denkbar, beispielsweise mit einem separaten Gehäuse für den Batterieladeschaltkreis 15 und das Gleichstromfilter 16. Alone 10 with a dashed line enclosed parts of the inverter 1 are preferably arranged together in an inverter housing. The same applies to the inverter 1 according to 1 , In principle, however, the division into several sub-housing is conceivable, for example with a separate housing for the battery charging circuit 15 and the DC filter 16 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wechselrichter inverter
22
Generatoranschluss generator connection
33
Gleichstromgenerator DC generator
44
Photovoltaikgenerator photovoltaic generator
55
Batterieanschluss battery terminal
66
Batterie battery
77
Netzanschluss mains connection
88th
Wechselstromnetz AC power
99
Gleichspannungszwischenkreis Dc link
1010
Zwischenkreiskondensator Link capacitor
1111
DC/DC-Wandler DC / DC converter
1212
DC/AC-Wandler DC / AC converter
1313
Leitung management
1414
Leitung management
1515
Batterieladeschaltkreis Battery charging circuit
1616
Gleichstromfilter DC filter
17 17
bidirektionaler DC/DC-Wandler bidirectional DC / DC converter
1818
Schalteinrichtung switching device
1919
Wechselschalter changeover switch
2020
Leitung management
2121
Leitung management
2222
Anschluss connection
2323
Anschluss connection
2424
DC/DC-Wandler DC / DC converter
2525
DC/DC-Wandler DC / DC converter
2626
Schalter switch
2727
Schalter switch
2828
DC/DC-Wandler DC / DC converter
2929
Schalter switch
3030
Drossel throttle
3131
Drossel throttle
3232
Kondensator capacitor
3333
Kondensator capacitor
3434
Sicherung fuse
S1 S 1
Schalter switch
S2 S 2
Schalter switch
S3 S 3
Schalter switch
S4 S 4
Schalter switch
SBC S BC
Schalter switch
D1 D 1
Diode diode
D2 D 2
Diode diode
D3 D 3
Diode diode
D4 D 4
Diode diode
DBC D BC
Diode diode
DBP D BP
Bypassdiode bypass diode
L1 L 1
Speicherdrossel Power inductor
L2 L 2
Drossel throttle
L3 L 3
Drossel throttle
L4 L 4
Drossel throttle
LBC L BC
Drossel throttle
UPV U PV
Ausgangsspannung output voltage
UDCL U DCL
Zwischenkreisspannung Intermediate circuit voltage
UGrid U grid
Netzspannung mains voltage
UBatt U Batt
Ausgangsspannung output voltage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • D. Magnor et al.: Analysis of the Model Dynamics for the Battery and Battery Converter in a Grid-Connected 5 kW Photovoltaic System, Beitrag des ISEA (Aachen) auf der 25. EUPVSEC in Valencia 2010: http://www.sol-ion-project.eu/sites/en/media_center/conference_papers.html [0007] D. Magnor et al .: Analysis of the Model Dynamics for Battery and Battery Converter in a Grid-Connected 5 kW Photovoltaic System, Contribution of ISEA (Aachen) to the 25th EUPVSEC in Valencia 2010: http: //www.sol -ion-project.eu/sites/en/media_center/conference_papers.html [0007]

Claims (13)

Wechselrichter (1) mit a) einem Generatoranschluss (2) für einen Gleichstromgenerator (3), b) einem Batterieanschluss (5) für eine Batterie (6), c) einem Netzanschluss (7) für ein Wechselstromnetz (8), d) einem Gleichspannungszwischenkreis (9), e) einem ersten DC/DC-Wandler (11), um den Gleichspannungszwischenkreis (9) mit elektrischer Energie von einem an den Generatoranschluss (2) angeschlossenen Gleichstromgenerator (3) aufzuladen, f) einem DC/AC-Wandler (12), um elektrische Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis (9) in ein an den Netzanschluss (7) angeschlossenes Wechselstromnetz (8) einzuspeisen, und g) einem bidirektionalen Batterieladeschaltkreis (15), der an den Gleichspannungszwischenkreis (9) angeschlossen ist, um den Gleichspannungszwischenkreis (9) mit elektrischer Energie von einer an den Batterieanschluss (5) angeschlossenen Batterie (6) aufzuladen, dadurch gekennzeichnet, h) dass der Batterieladeschaltkreis (15) zusätzlich an den Generatoranschluss (2) angeschlossen ist, um eine an den Batterieanschluss (5) angeschlossene Batterie (6) direkt, d. h. unter Umgehung des Gleichspannungszwischenkreises (9), mit elektrischer Energie von einem an den Generatoranschluss (2) angeschlossenen Gleichstromgenerator (3) aufzuladen. Inverter ( 1 ) with a) a generator connection ( 2 ) for a DC generator ( 3 ), b) a battery connection ( 5 ) for a battery ( 6 ), c) a network connection ( 7 ) for an AC network ( 8th ), d) a DC voltage intermediate circuit ( 9 ), e) a first DC / DC converter ( 11 ) to the DC link ( 9 ) with electrical energy from one to the generator terminal ( 2 ) connected DC generator ( 3 ), f) a DC / AC converter ( 12 ) to generate electrical energy from the DC link ( 9 ) in a to the mains connection ( 7 ) connected AC mains ( 8th ) and g) a bidirectional battery charging circuit ( 15 ) connected to the DC voltage intermediate circuit ( 9 ) is connected to the DC link ( 9 ) with electrical energy from one to the battery terminal ( 5 ) connected battery ( 6 ), characterized in that h) that the battery charging circuit ( 15 ) in addition to the generator connection ( 2 ) is connected to the battery connector ( 5 ) connected battery ( 6 ) directly, ie, bypassing the DC intermediate circuit ( 9 ), with electrical energy from one to the generator terminal ( 2 ) connected DC generator ( 3 ) to charge. Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterieladeschaltkreis (15) einen bidirektional ausgebildeten zweiten DC/DC-Wandler (17) aufweist, der wahlweise zwischen den Generatoranschluss (2) oder den Gleichspannungszwischenkreis (9) einerseits und den Batterieanschluss (5) andererseits schaltbar ist. Inverter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the battery charging circuit ( 15 ) a bidirectionally formed second DC / DC converter ( 17 ), which is optionally connected between the generator terminal ( 2 ) or the DC voltage intermediate circuit ( 9 ) on the one hand and the battery connection ( 5 ) is switchable on the other hand. Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterieladeschaltkreis einen zweiten DC/DC-Wandler (24) und einen dritten DC/DC-Wandler (25) aufweist, wobei der zweite DC/DC-Wandler (24) zwischen dem Batterieanschluss (5) einerseits und dem Gleichspannungszwischenkreis (9) andererseits und der dritte DC/DC-Wandler (25) zwischen dem Generatoranschluss (2) einerseits und dem Batterieanschluss (5) andererseits vorgesehen ist. Inverter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the battery charging circuit comprises a second DC / DC converter ( 24 ) and a third DC / DC converter ( 25 ), wherein the second DC / DC converter ( 24 ) between the battery connector ( 5 ) on the one hand and the DC voltage intermediate circuit ( 9 ) on the other hand, and the third DC / DC converter ( 25 ) between the generator connection ( 2 ) on the one hand and the battery connector ( 5 ) is provided on the other hand. Wechselrichter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite DC/DC-Wandler (24) und der dritte DC/DC-Wandler (25) mittels Stromdrosseln (L2 und L3) entkoppelt sind. Inverter ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the second DC / DC converter ( 24 ) and the third DC / DC converter ( 25 ) are decoupled by means of current throttles (L 2 and L 3 ). Wechselrichter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterieladeschaltkreis (15) eine Schalteinrichtung (18) aufweist, um wahlweise den zweiten DC/DC-Wandler (24) zwischen den Batterieanschluss (5) einerseits und den Gleichspannungszwischenkreis (9) andererseits oder den dritten DC/DC-Wandler (25) zwischen den Generatoranschluss (2) einerseits und den Batterieanschluss (5) andererseits zu schalten. Inverter ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the battery charging circuit ( 15 ) a switching device ( 18 ) to selectively connect the second DC / DC converter ( 24 ) between the battery connector ( 5 ) on the one hand and the DC voltage intermediate circuit ( 9 ) On the other hand, or the third DC / DC converter ( 25 ) between the generator connection ( 2 ) on the one hand and the battery connection ( 5 ) on the other hand. Wechselrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterieladeschaltkreis (15) beim Aufladen des Gleichspannungszwischenkreises (9) mit elektrischer Energie von einer an den Batterieanschluss (5) angeschlossenen Batterie (6) eine Ausgangsspannung (UBatt) der Batterie (6) hochsetzt und dass der Batterieladeschaltkreis (15) beim Laden der Batterie mit elektrischer Energie direkt von einem an den Generatoranschluss (2) angeschlossenen Gleichstromgenerator (3) eine Ausgangsspannung (UPV) des Gleichstromgenerators (3) tiefsetzt. Inverter ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery charging circuit ( 15 ) when charging the DC intermediate circuit ( 9 ) with electrical energy from one to the battery terminal ( 5 ) connected battery ( 6 ) an output voltage (U Batt ) of the battery ( 6 ) and that the battery charging circuit ( 15 ) when charging the battery with electrical energy directly from one to the generator terminal ( 2 ) connected DC generator ( 3 ) an output voltage (U PV ) of the DC generator ( 3 ) deepened. Wechselrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine an den Batterieanschluss (5) angeschlossene Batterie (6) über den Batterieladeschaltkreis (15) alternativ mit elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis (9) aufladbar ist. Inverter ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that one to the battery terminal ( 5 ) connected battery ( 6 ) via the battery charging circuit ( 15 ) alternatively with electrical energy from the DC intermediate circuit ( 9 ) is rechargeable. Wechselrichter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/AC-Wandler (12) bidirektional ausgebildet ist.Inverter ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the DC / AC converter ( 12 ) is bidirectional. Wechselrichter (1) nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite DC/DC-Wandler (24) und der dritte DC/DC-Wandler (25) mindestens ein gemeinsames Bauteil (L1) aufweisen. Inverter ( 1 ) according to claim 3 or 5, characterized in that the second DC / DC converter ( 24 ) and the third DC / DC converter ( 25 ) have at least one common component (L 1 ). Wechselrichter (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite DC/DC-Wandler (24) ein Hochsetzsteller ist, dass der dritte DC/DC-Wandler (25) ein Tiefsetzsteller ist und dass das mindestens eine gemeinsame Bauteil eine Speicherdrossel (L1) ist. Inverter ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the second DC / DC converter ( 24 ) a boost converter is that the third DC / DC converter ( 25 ) is a buck converter and that the at least one common component is a storage inductor (L 1 ). Wechselrichter (1) nach Anspruch 10 soweit rückbezogen auf Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (18) zwei Schalter (26, 27) aufweist, zu denen eine Leitung (20) zwischen der Speicherdrossel (L1) und dem Gleichspannungszwischenkreis (9) einerseits und dem Generatoranschluss (2) andererseits verzweigt ist. Inverter ( 1 ) according to claim 10 as far as dependent on claim 5, characterized in that the switching device ( 18 ) two switches ( 26 . 27 ), to which a line ( 20 ) between the storage inductor (L 1 ) and the DC intermediate circuit ( 9 ) on the one hand and the generator connection ( 2 ) is branched on the other hand. Wechselrichter (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefsetzsteller über einen zusätzlichen Schalter (S3) zu dem Gleichspannungszwischenkreis (9) verzweigt ist.Inverter ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the buck converter via an additional switch (S 3 ) to the DC voltage intermediate circuit ( 9 ) is branched. Wechselrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Leitungen (20, 21) zu dem Batterieanschluss (5) ein Gleichstromfilter (16) vorgesehen ist. Inverter ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in Cables ( 20 . 21 ) to the battery connector ( 5 ) a DC filter ( 16 ) is provided.
DE102012109420A 2011-10-07 2012-10-04 Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator Pending DE102012109420A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012109420A DE102012109420A1 (en) 2011-10-07 2012-10-04 Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011054283.3 2011-10-07
DE102011054283 2011-10-07
DE102012109420A DE102012109420A1 (en) 2011-10-07 2012-10-04 Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012109420A1 true DE102012109420A1 (en) 2013-04-11
DE102012109420A9 DE102012109420A9 (en) 2013-10-02

Family

ID=47909016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012109420A Pending DE102012109420A1 (en) 2011-10-07 2012-10-04 Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012109420A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112077A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Sma Solar Technology Ag Method for operating a photovoltaic system with energy storage and bidirectional converter for connecting an energy storage device
EP2933895A1 (en) 2014-04-14 2015-10-21 Pho2ris GmbH & Co. KG Control method and system with an inverter, a direct current source and a further direct current source or a direct current sink
US10068700B2 (en) 2015-05-11 2018-09-04 Technische Hochschule Koeln Converter device and coil arrangement for a voltage regulator
CN109193812A (en) * 2018-09-25 2019-01-11 科大智能（合肥）科技有限公司 A kind of garden light storage lotus micro-capacitance sensor economic load dispatching implementation method
FR3100941A1 (en) 2019-09-12 2021-03-19 Renault S.A.S Two-way charging system for an automotive vehicle battery with multiple energy sources

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014010506U1 (en) 2014-04-14 2015-11-09 Manfred PRZYBILLA Control method and system with one inverter, one DC source and another reference source or DC sink
EP3159998A1 (en) 2015-10-20 2017-04-26 AmbiBox GmbH Actuator, system with actuator, energy supply unit for a vehicle on-board network, air conditioning device, power supply for electronic circuits, system for supplying energy to computing centre units, dc charger for electric vehicles
DE102019106472A1 (en) * 2019-03-14 2020-09-17 Sma Solar Technology Ag Inverter with several DC / AC converters and a common sine filter and power generation system with such an inverter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D. Magnor et al.: Analysis of the Model Dynamics for the Battery and Battery Converter in a Grid-Connected 5 kW Photovoltaic System, Beitrag des ISEA (Aachen) auf der 25. EUPVSEC in Valencia 2010: http://www.sol-ion-project.eu/sites/en/media_center/conference_papers.html

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112077A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Sma Solar Technology Ag Method for operating a photovoltaic system with energy storage and bidirectional converter for connecting an energy storage device
DE102013112077B4 (en) * 2013-11-04 2020-02-13 Sma Solar Technology Ag Method for operating a photovoltaic system with an energy store and bidirectional converter for connecting an energy store
EP2933895A1 (en) 2014-04-14 2015-10-21 Pho2ris GmbH & Co. KG Control method and system with an inverter, a direct current source and a further direct current source or a direct current sink
JP2015204747A (en) * 2014-04-14 2015-11-16 フォツーリス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＰｈｏ２ｒｉｓ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ System comprising inverter, dc source, and further dc source or dc sink, and control method
EP2933895B1 (en) 2014-04-14 2018-10-31 AmbiBox GmbH Control method and system with an inverter, a direct current source and a further direct current source or a direct current sink
US10068700B2 (en) 2015-05-11 2018-09-04 Technische Hochschule Koeln Converter device and coil arrangement for a voltage regulator
CN109193812A (en) * 2018-09-25 2019-01-11 科大智能（合肥）科技有限公司 A kind of garden light storage lotus micro-capacitance sensor economic load dispatching implementation method
CN109193812B (en) * 2018-09-25 2021-07-30 科大智能（合肥）科技有限公司 Park light storage and load micro-grid economic dispatching implementation method
FR3100941A1 (en) 2019-09-12 2021-03-19 Renault S.A.S Two-way charging system for an automotive vehicle battery with multiple energy sources

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012109420A9 (en) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012109420A1 (en) Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator
EP3014725B1 (en) Energy storage device having a dc voltage supply circuit and method for providing a dc voltage from an energy storage device
EP2023475B1 (en) Inversion for a grounded DC source, in particular a photovoltaic generator
EP2327145B1 (en) Separating circuit for inverters
DE102011075927A1 (en) Multifunctional power converter circuit for switching switching-network into different switching states during e.g. charging high-volt battery in electric car, has inductor connected to terminal for providing voltage to another terminal
WO2013017186A2 (en) Electrical converter system
DE102013212682B4 (en) Energy storage device with DC power supply circuit and method for providing a DC voltage from an energy storage device
EP1969707A1 (en) Circuit arrangement having a dual coil for producing alternating voltage or an alternating current
EP2994969B1 (en) Assembly for compensating reactive power and active power in a high-voltage network
WO2013143805A2 (en) Battery system, motor vehicle having a battery system, and method for starting up a battery system
DE102010064325A1 (en) System with an electric machine
DE102013202652A1 (en) Charging circuit for an energy storage device and method for charging an energy storage device
DE102010022043A1 (en) Energy storage in the field of electrical energy transmission and distribution
WO2016113298A1 (en) High-voltage battery for a motor vehicle, and motor vehicle
DE102017222554A1 (en) A method for transmitting electrical power from a charging socket to an electrical energy storage of a vehicle electrical system, using an electrical machine of a vehicle and vehicle electrical system
DE102014212935A1 (en) Device for providing an electrical voltage with serial stack converter and drive arrangement
DE102013221830A1 (en) Charging circuit for an energy storage device and method for charging an energy storage device
WO2014154495A1 (en) Energy storage device and system having an energy storage device
CH700030B1 (en) Inverter-circuit arrangement for use in inverter system to couple photovoltaic- and fuel cell systems, has step-up converter circuit connected to intermediate circuit and direct current voltage side at input- and output sides, respectively
DE102013105098B4 (en) Integrated solar / battery inverter
DE102011056135B4 (en) Power generation plant with an energy storage system and associated operating method
DE102017130992A1 (en) Charging / discharging unit for connecting a mobile electrical energy storage to a voltage network
DE102014012028A1 (en) Device and a method for charging or discharging an electrical energy storage device with any operating voltages
DE202017007328U1 (en) Charging / discharging unit for connecting a mobile electrical energy storage device to a voltage network
DE102012208341A1 (en) Lithium ion battery system for e.g. electric car, has battery modules comprising cells connected in series and provided with strands, and load-far ends of strands connected with each other, where modules are connected parallel to converter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed