DE102013207119A1

DE102013207119A1 - PV-Wechselrichter

Info

Publication number: DE102013207119A1
Application number: DE201310207119
Authority: DE
Inventors: Ralf Seeger; Andreas Harst; Thomas Kittel
Original assignee: Kaco New Energy GmbH
Current assignee: Kaco New Energy GmbH
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2014-10-23

Abstract

Ein Photovoltaik(PV)-Wechselrichter (1) weist auf: ein Gehäuse (5), eine Leistungselektronik, mindestens einen Anschluss (2a bis 2d) für einen DC-Steckverbinder, ein Schaltmittel, welches in einer Verbindungsschaltstellung den Anschluss (2a bis 2d) des DC-Steckverbinders elektrisch mit der Leistungselektronik verbindet und welches in einer Trennschaltstellung den Anschluss (2a bis 2d) des DC-Steckverbinders elektrisch von der Leistungselektronik trennt, und eine Anschlussabdeckung (3) mit einer Drehhandhabe (4), die eine Trennfreigabedrehstellung und eine Trennschutzdrehstellung aufweist, wobei die Anschlussabdeckung (3) in einer Abdeckposition auf das Gehäuse (5) aufsetzbar ist, wobei in der Abdeckposition ein Trennen des DC-Steckverbinders von dem Anschluss (2a bis 2d) verhindert ist, wobei die Drehhandhabe (4) in der Abdeckposition derart mit dem Schaltmittel wirkverbunden ist, dass in der Trennschutzdrehstellung das Schaltmittel die Verbindungsschaltstellung einnimmt und in der Trennfreigabedrehstellung das Schaltmittel die Trennschaltstellung einnimmt, und wobei die Anschlussabdeckung (3) nur in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe (4) vom Gehäuse (5) entfernbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Photovoltaik(PV)-Wechselrichter.
PV-Wechselrichter weisen üblicherweise Anschlüsse zum Anschließen von so genannten DC-Steckverbindern (Direct Current, Gleichspannung) auf, mittels derer PV-Module bzw. PV-Generatoren mit dem PV-Wechselrichter elektrisch verbunden werden.
PV-Module oder PV-Generatoren liefern Gleichspannungen bzw. Gleichströme. Ein Trennen eines DC-Steckverbinders unter Last, d. h. während der PV-Wechselrichter elektrische Energie in ein Netz einspeist, sollte vermieden werden, da hierbei nicht selbst-löschende Lichtbögen entstehen können, die beispielsweise Verletzungen und Brände verursachen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen PV-Wechselrichter zur Verfügung zu stellen, der eine hohe Betriebssicherheit aufweist und bei dem insbesondere verhindert wird, dass DC-Steckverbinder unter Last getrennt werden können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen PV-Wechselrichter nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Photovoltaik(PV)-Wechselrichter weist herkömmlich ein Gehäuse und eine Leistungselektronik bzw. Leistungselektronikschaltung auf, die beispielsweise dazu vorgesehen ist, eine Gleichspannung (bzw. einen Gleichstrom), der von einem oder mehreren angeschlossenen PV-Modulen erzeugt wird, in eine netzeinspeisefähige Spannung zu wandeln und in ein Netz einzuspeisen. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
Der Photovoltaik(PV)-Wechselrichter weist weiter herkömmlich mindestens einen Anschluss bzw. eine Anschlussbuchse für einen zugehörigen Anschlussverbinder, beispielsweise einen DC-Steckverbinder, auf, der zum Anschließen eines oder mehrerer PV-Module bzw. PV-Generatoren vorgesehen ist. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
Der Photovoltaik(PV)-Wechselrichter weist weiter ein Schaltmittel auf, beispielsweise in Form eines Relais oder eines Schützes, das in einer Verbindungsschaltstellung den oder die Anschlüsse des oder der DC-Steckverbinder elektrisch mit der Leistungselektronik verbindet und das in einer Trennschaltstellung den oder die Anschlüsse des oder der DC-Steckverbinder elektrisch von der Leistungselektronik trennt.
Der Photovoltaik(PV)-Wechselrichter weist weiter eine Anschlussabdeckung, beispielsweise in Form eines Kunststoffformkörpers, mit einer Drehhandhabe, beispielsweise in Form eines um eine Achse drehbaren Bedienelements, auf, wobei die Drehhandhabe eine Trennfreigabedrehstellung und eine Trennschutzdrehstellung aufweist, die sich beispielsweise um 90 oder 180 Winkelgrad unterscheiden können.
Die Anschlussabdeckung ist in einer festgelegten bzw. bestimmungsgemäßen Abdeckposition auf das Gehäuse aufsetzbar, aufrastbar und/oder aufsteckbar, wobei in der Abdeckposition ein Trennen des oder der DC-Steckverbinder von dem oder den Anschlüssen mechanisch verhindert wird, indem beispielsweise der Anschluss selbst oder bestimmte Bereiche des Anschlusses und/oder des DC-Steckverbinders für einen Benutzer unzugänglich ist/sind.
Die Drehhandhabe ist in der Abdeckposition derart mit dem Schaltmittel wirkverbunden bzw. mechanisch gekoppelt, dass in der Trennschutzdrehstellung das Schaltmittel die Verbindungsschaltstellung einnimmt, d. h. der PV-Wechselrichter von dem PV-Modul bereitgestellte elektrische Energie in das Netz einspeisen kann, und in der Trennfreigabedrehstellung das Schaltmittel die Trennschaltstellung einnimmt.
Die Anschlussabdeckung ist ausschließlich in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe vom Gehäuse entfernbar bzw. auf das Gehäuse aufsetzbar, so dass ein Trennen unter Last sicher vermieden wird.
Das Schaltmittel kann zur Einstellung seiner Schaltstellung mit einer drehbaren Schaltwelle wirkverbunden sein, wobei die Drehhandhabe einen Kopplungsbereich aufweist, der mit der Schaltwelle in der Abdeckposition der Anschlussabdeckung drehfest mechanisch gekoppelt ist.
Der Kopplungsbereich kann mit der Schaltwelle formschlüssig verbunden sein. Beispielsweise kann die Schaltwelle einen rechteckförmigen bzw. quadratischen radialen Querschnitt aufweisen, wobei der Kopplungsbereich eine korrespondierend geformte Öffnung aufweist, in die ein hierfür vorgesehener Bereich der Schaltwelle zur Bildung eines Formschlusses eingeführt wird.
Die Schaltwelle kann einen Spannstift aufweisen, der mit einer Schließeinrichtung der Anschlussabdeckung bzw. der Drehhandhabe derart mechanisch wechselwirkt, dass die Anschlussabdeckung nur in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe vom Gehäuse entfernbar ist.
Der Anschluss und/oder der DC-Steckverbinder kann/können einen betätigbaren Entriegelungsmechanismus aufweisen, der nur in einem entriegelten Zustand ein Trennen des DC-Steckverbinders erlaubt, wobei die Anschlussabdeckung in der Abdeckposition den Entriegelungsmechanismus des DC-Steckverbinders derart überdeckt bzw. blockiert, dass eine Betätigung bzw. Entriegelung des Entriegelungsmechanismus verhindert wird, so dass ein Abziehen des DC-Steckverbinders von dem Anschluss nicht möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigt in jeweils perspektivischer Darstellung:
1 einen Bereich eines Photovoltaik(PV)-Wechselrichters mit einer Anschlussabdeckung zur Abdeckung von DC-Anschlüssen, wobei die Anschlussabdeckung in Abdeckposition angeordnet ist,
2 den in 1 gezeigten Bereich des PV-Wechselrichters, wobei die Anschlussabdeckung von den Anschlüssen entfernt ist, und
3 die in den 1 und 2 gezeigte Anschlussabdeckung in einer Rückansicht.
1 zeigt einen Bereich eines Photovoltaik(PV)-Wechselrichters 1 mit einer Anschlussabdeckung 3 zur teilweisen Abdeckung von DC-Anschlüssen bzw. DC-Anschlussbuchsen 2a bis 2d, wobei die Anschlussabdeckung 3 in Abdeckposition angeordnet ist.
Der PV-Wechselrichter 1 weist herkömmlich ein Gehäuse 5 und eine in das Gehäuse integrierte Leistungselektronik (nicht gezeigt) auf, die beispielsweise dazu vorgesehen ist, eine Gleichspannung (bzw. einen Gleichstrom), der von einem oder mehreren angeschlossenen PV-Modulen erzeugt wird, in eine netzeinspeisefähige Spannung zu wandeln und in ein Netz einzuspeisen. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
Der PV-Wechselrichter 1 weist weiter herkömmlich vier Anschlüsse bzw. Anschlussbuchsen 2a bis 2c zum Anschließen eines jeweils korrespondierenden, an sich bekannten DC-Steckverbinders (nicht gezeigt) auf, wobei die DC-Steckverbinder über Kabel elektrisch mit zugehörigen PV-Modulen bzw. PV-Generatoren verbunden sind. Insoweit sei ebenfalls auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
Der PV-Wechselrichter 1 weist weiter ein Schaltmittel auf (nicht gezeigt), beispielsweise in Form eines Relais oder Schütz, welches in einer Verbindungsschaltstellung die DC-Anschlüsse 2a bis 2d elektrisch mit der Leistungselektronik verbindet und welches in einer Trennschaltstellung die DC-Anschlüsse 2a bis 2d elektrisch von der Leistungselektronik trennt.
Die Anschlussabdeckung 3 in Form eines Kunststoffformkörpers weist eine Drehhandhabe 4 auf bzw. ist mit der Drehhandhabe 4 verbindbar, wobei die Drehhandhabe 4 eine Trennfreigabedrehstellung (mit „0“ symbolisiert) und eine Trennschutzdrehstellung aufweist (mit „1“ symbolisiert), wobei sich die Drehstellungen um 90 Winkelgrad unterscheiden.
In 1 ist die Anschlussabdeckung 3 in einer bestimmungsgemäßen Abdeckposition auf das Gehäuse 5 aufgesetzt. In der gezeigten Abdeckposition ist ein Trennen der DC-Steckverbinder von den zugehörigen DC-Anschlussbuchsen 2a bis 2d nicht möglich, da ein Entriegelungsmechanismus der Anschlussbuchsen 2a bis 2d, der ausschließlich mittels eines hierfür vorgesehenen Werkzeugs entriegelbar ist, für einen Benutzer bzw. das Werkzeug unzugänglich ist.
Die Drehhandhabe 4 ist in der gezeigten Abdeckposition derart mit dem Schaltmittel mechanisch gekoppelt, dass in der Trennschutzdrehstellung das Schaltmittel die Verbindungsschaltstellung einnimmt, d. h. der PV-Wechselrichter 1 von dem oder den PV-Modulen bereitgestellte elektrische Energie in das Netz einspeisen kann, und in der Trennfreigabedrehstellung das Schaltmittel die Trennschaltstellung einnimmt.
Die Anschlussabdeckung 3 ist ausschließlich in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe 4 vom Gehäuse 5 entfernbar bzw. auf das Gehäuse aufsetzbar, so dass ein Trennen unter Last sicher vermieden wird.
2 zeigt den PV-Wechselrichter 1 bei entfernter Anschlussabdeckung 3. Bei entfernter Anschlussabdeckung 3 speist der PV-Wechselrichter 1 nicht in das Netz ein und die DC-Anschlussbuchsen 2a bis 2d sind zugänglich, so dass die DC-Steckverbinder sicher abgezogen bzw. getrennt oder aufgesteckt werden können.
Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich eine drehbare Schaltwelle 6 mit quadratischem Querschnitt in Anschlussrichtung, wobei die Schaltwelle 6 mit dem Schaltmittel mechanisch gekoppelt ist. Durch Drehen bzw. Einstellen einer entsprechenden Winkelstellung der Schaltwelle 6 ist die Schaltstellung des Schaltmittels einstellbar.
3 zeigt die Anschlussabdeckung 3 in einer Rückansicht.
Wie in 3 gezeigt, weist die Drehhandhabe 4 einen Kopplungsbereich 8 in Form einer becherförmigen Aufnahme mit quadratischem Querschnitt auf, in die die Schaltwelle 6 in der Abdeckposition der Anschlussabdeckung 3 formschlüssig eingreift, so dass eine Drehung der Drehhandhabe 4 eine Drehung der Schaltwelle 6 bewirkt.
Wie ebenfalls in 3 gezeigt, weist die Schaltwelle 6 einen Spannstift 7 auf. Der Spannstift 7 interagiert mit einer Schließeinrichtung 9 der Anschlussabdeckung 3 derart, dass die Anschlussabdeckung 3 nur in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe 4 vom Gehäuse 5 entfernbar bzw. aufsetzbar ist.
Die Schließeinrichtung 9 weist eine schlitzförmige Durchtrittsöffnung auf, durch die die Schaltwelle 6 und der Spannstift 7 gesteckt werden können, wobei der Spannstift 7 nur in einer zugehörigen Drehstellung durch die Durchtrittsöffnung durchgesteckt bzw. aus ihr wieder entnommen werden kann.
Wenn der Spannstift 7 durch die Durchtrittsöffnung durchgesteckt wird, erfolgt durch Drehen der Drehhandhabe 4 ein Verriegeln der Anschlussabdeckung 3 dadurch, dass der Spannstift 7 geschlossene Bereiche der Schließeinrichtung 9 hintergreift.
Das Entfernen und Aufstecken der Anschlussabdeckung 3 ist nur in Schalterstellung „0“ der Drehhandhabe 4 möglich. Hierzu ist der Spannstift 7 in der Schaltwelle 6 vorgesehen, welcher ein Entfernen bzw. Aufstecken nur dann ermöglicht, wenn die Durchtrittsöffnung der Schließeinrichtung 9 mit dem Spannstift fluchtet.
Die Anschlussabdeckung verdeckt den Entriegelungsmechanismus der Solarstecker derart, dass ein Entfernen der Solarstecker bei eingeschaltetem PV-Wechselrichter 1 nicht möglich ist.

Claims

Photovoltaik(PV)-Wechselrichter (1), aufweisend: – ein Gehäuse (5), – eine Leistungselektronik, – mindestens einen Anschluss (2a bis 2d) für einen DC-Steckverbinder, – ein Schaltmittel, welches in einer Verbindungsschaltstellung den Anschluss (2a bis 2d) des DC-Steckverbinders elektrisch mit der Leistungselektronik verbindet und welches in einer Trennschaltstellung den Anschluss (2a bis 2d) des DC-Steckverbinders elektrisch von der Leistungselektronik trennt, und – eine Anschlussabdeckung (3) mit einer Drehhandhabe (4), die eine Trennfreigabedrehstellung und eine Trennschutzdrehstellung aufweist, – wobei die Anschlussabdeckung (3) in einer Abdeckposition auf das Gehäuse (5) aufsetzbar ist, wobei in der Abdeckposition ein Trennen des DC-Steckverbinders von dem Anschluss (2a bis 2d) verhindert ist, – wobei die Drehhandhabe (4) in der Abdeckposition derart mit dem Schaltmittel wirkverbunden ist, dass in der Trennschutzdrehstellung das Schaltmittel die Verbindungsschaltstellung einnimmt und in der Trennfreigabedrehstellung das Schaltmittel die Trennschaltstellung einnimmt, und – wobei die Anschlussabdeckung (3) nur in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe (4) vom Gehäuse (5) entfernbar ist.
PV-Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel zur Einstellung seiner Schaltstellung mit einer Schaltwelle (6) wirkverbunden ist, wobei die Drehhandhabe (4) einen Kopplungsbereich (8) aufweist, der mit der Schaltwelle (6) drehfest mechanisch koppelbar ist.
PV-Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsbereich (8) mit der Schaltwelle (6) formschlüssig verbunden ist.
PV-Wechselrichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (6) einen Spannstift (7) aufweist, der mit einer Schließeinrichtung (9) der Anschlussabdeckung (3) derart mechanisch wechselwirkt, dass die Anschlussabdeckung (3) nur in der Trennfreigabedrehstellung der Drehhandhabe (4) vom Gehäuse (5) entfernbar ist.
PV-Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (2a bis 2d) einen Entriegelungsmechanismus aufweist, wobei die Anschlussabdeckung (3) in der Abdeckposition den Entriegelungsmechanismus derart überdeckt, dass ein Abziehen des DC-Steckverbinders von dem Anschluss (2a bis 2d) verhindert ist.
PV-Wechselrichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der der Entriegelungsmechanismus ausschließlich mittels eines zugehörigen Entriegelungswerkzeugs entriegelbar ist, wobei die Anschlussabdeckung (3) in der Abdeckposition den Entriegelungsmechanismus derart überdeckt, dass eine Entriegelung mittels des Entriegelungswerkzeug verhindert ist.
PV-Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (2a bis 2d) eine Anschlussbuchse ist.