DE102014200382A1 - Method and device for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system - Google Patents

Method and device for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode (106) eines Solarmoduls (100) einer Fotovoltaik-Anlage (104), wobei die Fotovoltaik-Anlage (104) zumindest einen Wechselrichter (102) aufweist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Blockierens einer Startprozedur des Wechselrichters (102) und/oder Deaktivieren einer Steuerung (108) eines Betriebspunktes des Wechselrichters (102), einen Schritt des Einlesens von zumindest zwei Werten (217) von zumindest einem Betriebsparameter der Fotovoltaik-Anlage (104) an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten sowie einen Schritt des Analysierens der zumindest zwei Werte (217), um den Zustand der Bypassdiode (106) zu erkennen.The invention relates to a method for detecting a state of a bypass diode (106) of a solar module (100) of a photovoltaic system (104), wherein the photovoltaic system (104) has at least one inverter (102). The method comprises a step of blocking a start procedure of the inverter (102) and / or deactivating a controller (108) of an operating point of the inverter (102), a step of reading in at least two values (217) of at least one operating parameter of the photovoltaic system (104) at at least two times spaced apart from each other, and a step of analyzing the at least two values (217) to detect the state of the bypass diode (106).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage, auf eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage, auf ein Fotovoltaik-System oder eine Fotovoltaik-Anlage sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system, to a corresponding device for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system, to a photovoltaic system or a photovoltaic system and on a corresponding computer program product.

Fotovoltaik-Systeme umfassen in der Regel eine Mehrzahl von Solarmodulen, die in einer Mehrzahl von Solarmodul-Strängen angeordnet sein können. Heutige Fotovoltaik-Systeme haben nur begrenzte Möglichkeiten Fehler direkt im System zu diagnostizieren. Wechselrichter weisen vereinzelt integrierte Messtechnik auf. Diese ist dann zumeist nur zu sehr einfachen Analysen und Diagnosen fähig. Photovoltaic systems typically include a plurality of solar modules that may be disposed in a plurality of solar module strings. Today's photovoltaic systems have limited possibilities to diagnose errors directly in the system. Inverters occasionally have integrated measuring technology. This is then usually only capable of very simple analyzes and diagnoses.

Die Patentschrift EP1403649B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose von Fotovoltaikgeneratoren. Die EP 2293089A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Stringausfallüberwachung.The patent EP1403649B1 discloses a method and apparatus for diagnosing photovoltaic generators. The EP 2293089A1 describes a device for string failure monitoring.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage, weiterhin eine Vorrichtung zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage, die dieses Verfahren verwendet, eine Fotovoltaik-Anlage sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the approach presented here, a method for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system, furthermore a device for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system using this method, a photovoltaic system and finally presented a corresponding computer program product according to the main claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Bypassdioden eines Solarmoduls können vereinfacht ausgedrückt drei Zustände einnehmen. Dabei kann die Bypassdiode antiparallel zu dem Solarmodul geschaltet sein. Im besten Fall funktioniert die Bypassdiode ordnungsgemäß, bei einem Defekt kann ein Kurzschluss oder ein Durchschlag der Bypassdiode vorliegen. Dabei kann eine Überwachung an einem Wechselrichter zu einem Zeitpunkt, an dem das Solarmodul bereits elektrische Leistung abgeben kann, diese aber vom Wechselrichter noch nicht eingespeist wird, zu einer einen Zustand der Bypassdiode charakterisierenden Information führen. In a simplified way, bypass diodes of a solar module can assume three states. In this case, the bypass diode may be connected in antiparallel to the solar module. In the best case, the bypass diode works properly, in the event of a defect there may be a short circuit or a breakdown of the bypass diode. In this case, monitoring at an inverter at a time at which the solar module can already deliver electrical power, but this is not yet fed by the inverter, lead to a state of the bypass diode characterizing information.

Es wird ein Verfahren zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage vorgestellt, wobei die Fotovoltaik-Anlage zumindest einen Wechselrichter aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfast:
Blockieren einer Startprozedur des Wechselrichters und/oder deaktivieren einer Steuerung eines Betriebspunktes (für maximale Leistung) des Wechselrichters;
Einlesen von von zumindest zwei Werten eines Betriebsparameters der Fotovoltaik-Anlage an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten;
Analysieren der zumindest zwei Werte, um den Zustand der Bypassdiode zu erkennen.A method is provided for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system, wherein the photovoltaic system has at least one inverter, and wherein the method comprises the following steps:
Blocking a start procedure of the inverter and / or disabling control of an operating point (for maximum power) of the inverter;
Reading in at least two values of an operating parameter of the photovoltaic system at at least two times spaced apart from one another;
Analyzing the at least two values to detect the state of the bypass diode.

Unter einer Bypassdiode kann eine Bypass-Diode oder eine Freilauf-Diode verstanden werden. Wenn eine Mehrzahl von Solarmodulen in Reihe betrieben wird, kann antiparallel zu jedem Solarmodul eine Bypassdiode geschaltet werden. Wenn das Solarmodul durch Verschattung oder durch einen Defekt keinen Strom liefert, kann eine Bypassdiode das zugeordnete Solarmodul schützen. Eine Mehrzahl von Solarmodulen kann zu einem Strang, der aus mehreren in Serie geschalteten Solarmodulen besteht, zusammengefasst werden. Eine Fotozelle oder Solarzelle oder Solarmodul ist vom Prinzip her nichts anderes als eine Halbleiterdiode. Eine Bypassdiode kann quasi eine „Umleitung“ (Bypass) für den Solarstrom bereitstellen. An dem Wechselrichter kann ein Solarmodul, ein Strang (String) mit einer Mehrzahl von Solarmodulen oder eine Mehrzahl von Strängen angeschlossen sein. Dabei kann der Wechselrichter eine Steuerung eines Betriebspunktes des Wechselrichters aufweisen, wobei die Steuerung ausgelegt sein kann den Betriebspunkt für eine maximale Leistung des Wechselrichters auszulegen oder zu wählen. Die Steuerung des Betriebspunktes kann als MPP-Tracker bezeichnet werden. Dabei kann MPP für den englischsprachigen Begriff „Maximum Power Point“ stehen. Die Startprozedur des Wechselrichters kann die Steuerung des Betriebspunktes einschalten. Dabei kann die Startprozedur an Randbedingungen geknüpft sein. So kann während der Startprozedur die Steuerung des Betriebspunktes wiederholt oder getaktet eingeschaltet werden, bis ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Unter einem Betriebsparameter kann eine messbare Größe verstanden werden. Im Schritt des Analysierens kann eine binäre Information über den Zustand der Bypassdiode gewonnen werden.By a bypass diode, a bypass diode or a freewheeling diode can be understood. When a plurality of solar modules are operated in series, a bypass diode can be connected in anti-parallel to each solar module. If the solar module does not provide power due to shading or a defect, a bypass diode can protect the associated solar module. A plurality of solar modules may be combined to form a string consisting of a plurality of solar modules connected in series. A photocell or solar cell or solar module is in principle nothing more than a semiconductor diode. A bypass diode can virtually provide a "bypass" for the solar power. A solar module, a string with a plurality of solar modules or a plurality of strings may be connected to the inverter. In this case, the inverter may have a control of an operating point of the inverter, wherein the controller may be designed to design or select the operating point for a maximum power of the inverter. The control of the operating point can be referred to as MPP tracker. MPP stands for the English term "Maximum Power Point". The starting procedure of the inverter can turn on the control of the operating point. The start procedure can be linked to boundary conditions. Thus, during the starting procedure, the control of the operating point can be switched on repeatedly or in cycles until a continuous operation is possible. An operating parameter may be understood to mean a measurable quantity. In the analyzing step, binary information about the state of the bypass diode can be obtained become.

Im Schritt des Blockierens kann eine Schrittfolge zum Hochfahren des Wechselrichters als Startprozedur blockiert werden. Die Startprozedur kann einen oder eine Mehrzahl von Schritten zum Starten des Wechselrichters oder alternativ zum Starten eines Teilsystems des Wechselrichters wie beispielsweise der Steuerung des Betriebspunktes aufweisen. Die Startprozedur kann beispielsweise zur Inbetriebnahme der Fotovoltaik-Anlage oder des Wechselrichters aus einem Ruhezustand heraus durchgeführt werden. Im Schritt des Blockierens kann sichergestellt werden, dass der Wechselrichter nicht im Lastbetrieb betrieben wird. In the blocking step, a step sequence for starting the inverter as a startup procedure can be blocked. The start-up procedure may include one or a plurality of steps for starting the inverter or, alternatively, starting a subsystem of the inverter, such as control of the operating point. The start procedure can be carried out, for example, for starting up the photovoltaic system or the inverter from a rest state. In the step of blocking, it can be ensured that the inverter is not operated in load operation.

Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen kann im Schritt des Einlesens als Wert ein Spannungswert eingelesen werden, ein Wert einer Leerlaufspannung ein Wert einer Stromstärke eine Fließrichtung eines Stroms, ein elektrischer Leistungswert und zusätzlich oder alternativ ein aus einem Spannungswert, einem Wert einer Leerlaufspannung, einer Stromstärke oder einem elektrischen Leistungswert abgeleiteter Wert eingelesen werden. So kann als Betriebsparameter ein in dem Wechselrichter verfügbares oder messbares Signal oder von einem solchen Signal ableitbarer Wert eingelesen werden. Dabei können für die zumindest zwei Werte zwei in ihrer Art gleiche oder vergleichbare Werte eingelesen werden.According to different embodiments, a voltage value, a value of an open-circuit voltage, a value of a current, a flow direction of a current, an electrical power value and additionally or alternatively, a voltage value, a value of an open-circuit voltage, a current or an electric current can be read in as a value Power value derived value can be read. Thus, as an operating parameter, a signal available or measurable in the inverter or a value derivable from such a signal can be read in. For the at least two values, two identical or comparable values can be read in in this case.

Im Schritt des Analysierens können die zwei Werte beispielsweise mit einem Schwellenwert verglichen werden. Ferner kann im Schritt des Analysierens eine Differenz der zwei Werte mit einem vorabdefinierten Differenzschwellenwert verglichen werden. Auch können im Schritt des Analysierens die zwei Werte kombiniert werden und mit einem gespeicherten Vergleichswert verglichen werden. Dabei kann der gespeicherte Vergleichswert einen vorangegangenen Tag charakterisieren. Der Vergleichswert kann einem Wert eines Betriebsparameters eines vorangegangen Tages oder einem Mittelwert eines Wertes des Betriebsparameters von vorangegangen Tagen entsprechen.For example, in the analyzing step, the two values may be compared to a threshold. Further, in the analyzing step, a difference of the two values may be compared to a pre-defined difference threshold. Also, in the analyzing step, the two values can be combined and compared with a stored comparison value. The stored comparison value can characterize a previous day. The comparison value may correspond to a value of an operating parameter of a preceding day or an average of a value of the operating parameter of preceding days.

In einem dem Schritt des Blockierens vorausgehenden Schritt des Startens kann ein Startkriterium für das Verfahren überprüft werden. Der Schritt des Blockierens, der Schritt des Einlesens und der Schritt des Analysierens können ausgeführt werden, wenn das Startkriterium erfüllt ist.In a step of starting preceding the step of blocking, a starting criterion for the method can be checked. The step of blocking, the step of reading and the step of analyzing may be carried out when the starting criterion is met.

Im Schritt des Startens kann das Startkriterium ein vorgegebenes Zeitfenster und ergänzend oder alternativ eine Lichtintensität und ergänzend oder alternativ eine Lichtsituation repräsentieren. Das Zeitfenster kann unter Verwendung einer Zeitinformation über einen Sonnenaufgang und ergänzend oder alternativ einen Sonnenuntergang bestimmt werden. Die Lichtintensität kann unter Verwendung eines Lichtintensitätssignals eines Lichtsensors bestimmt werden. Unter einem Lichtsensor kann ein Pyranometer oder eine Fotozelle verstanden werden. Ferner kann die Lichtsituation ein Verhältnis von diffusem Licht und direktem Licht repräsentieren oder beschreiben. Im Schritt des Startens kann das Startkriterium ein Überschreiten eines Startschwellenwerts von zumindest einem der Werte repräsentieren. Über das Startkriterium kann das Verfahren beziehungsweise die Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, wenn keine oder nur eine geringe direkte Sonneneinstrahlung auf das zumindest eine Solarmodul fällt. So kann das Verfahren zur Zeit einer Dämmerung ausgeführt werden.In the step of starting, the start criterion may represent a predefined time window and, additionally or alternatively, a light intensity and, additionally or alternatively, a light situation. The time window may be determined using time information about a sunrise and, additionally or alternatively, a sunset. The light intensity can be determined using a light intensity signal of a light sensor. A light sensor can be understood to mean a pyranometer or a photocell. Further, the lighting situation may represent or describe a ratio of diffused light to direct light. In the step of starting, the start criterion may represent exceeding a start threshold of at least one of the values. About the start criterion, the method or the steps of the method can be performed when no or only a small amount of direct sunlight falls on the at least one solar module. So the process can be performed at dusk.

Das Verfahren kann ferner einen auf den Schritt des Analysierens folgenden Schritt des Bereitstellens umfassen. Im Schritt des Bereitstellens kann eine im Schritt des Analysierens bestimmte Information über den Zustand der Bypassdiode bereitgestellt werden. Die Information über den Zustand der Bypassdiode kann als ein Signal oder ein Ergebnissignal bereitgestellt werden.The method may further include a step of providing following the step of analyzing. In the step of providing, information about the state of the bypass diode determined in the step of analyzing may be provided. The information about the state of the bypass diode may be provided as a signal or a result signal.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen beziehungsweise umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also provides a device which is designed to implement or implement the steps of a variant of a method presented here for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Es wird eine Fotovoltaik-Anlage mit zumindest einem Solarmodul, zumindest einem Wechselrichter und mit einer Vorrichtung zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage vorgestellt. Dabei weist der Wechselrichter eine Steuerung des Betriebspunktes für eine maximale Leistung des Wechselrichters auf.It is presented a photovoltaic system with at least one solar module, at least one inverter and with a device for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system. In this case, the inverter has a control of the operating point for a maximum power of the inverter.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and used for carrying out and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above, in particular if Program product is executed on a computer or a device.

Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Solarmoduls und eines Wechselrichters einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a solar module and an inverter of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a block diagram of an apparatus for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

3 eine schematische Darstellung einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic representation of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

4 bis 11 eine Darstellung von Signalverläufen einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 to 11 a representation of signal waveforms of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

12 ein Zustandsdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 12 a state diagram of a method according to an embodiment of the present invention; and

13 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 13 a flowchart of a method for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

14 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 14 a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention; and

15 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 15 a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Solarmoduls 100 und eines Wechselrichters 102 einer Fotovoltaik-Anlage 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Solarmodul weist eine Bypassdiode 106 auf. Eine Steuerung 108 eines Betriebspunktes des Solarmoduls 100 ist ausgebildet, den Wechselrichter 102 derart zu steuern, dass das Solarmodul 100 die maximale Leistung abgibt. Die Fotovoltaik-Anlage 104 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung 110 zum Erkennen eines Zustands der zumindest einen Bypassdiode 106 des zumindest einen Solarmoduls 100 der Fotovoltaik-Anlage 104. Auf das Solarmodul 100 fällt Sonnenlicht 112, welches von dem Solarmodul 100 in elektrische Energie gewandelt wird. 1 shows a schematic representation of a solar module 100 and an inverter 102 a photovoltaic system 104 according to an embodiment of the present invention. The solar module has a bypass diode 106 on. A controller 108 an operating point of the solar module 100 is trained, the inverter 102 to control such that the solar module 100 which gives the maximum power. The photovoltaic system 104 includes in the illustrated embodiment, a device 110 for detecting a state of the at least one bypass diode 106 of the at least one solar module 100 the photovoltaic system 104 , On the solar module 100 falls sunlight 112 , which of the solar module 100 is converted into electrical energy.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in das Solarmodul 100 eine Steuerung 108 des Betriebspunktes integriert. Damit das Solarmodul 100 immer in dem Betriebspunkt für eine maximale Leistung (MPP: Maximum Power Point) arbeitet, regelt die Steuerung 108 die Spannung des Solarmoduls 100. Verändert sich bei einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Spannung das Produkt aus Strom und Spannung, das heißt die Leistung des Solarmoduls 100, so wird die geänderte Spannung beibehalten, wenn die Leistung des Solarmoduls 100 hierdurch gesteigert werden kann.In a further embodiment is in the solar module 100 a controller 108 integrated into the operating point. So that the solar module 100 always operates in the operating point for a maximum power (MPP: Maximum Power Point), controls the controller 108 the voltage of the solar module 100 , When the voltage is increased or decreased, the product of current and voltage changes, that is, the power of the solar module 100 , so the changed voltage is maintained when the power of the solar module 100 can be increased thereby.

Die Vorrichtung 110 schafft eine Wechselrichter-basierte Fehlerdiagnose von defekten Bypassdioden 106 bei einer Fotovoltaik Anlage 104.The device 110 creates an inverter-based fault diagnosis of defective bypass diodes 106 at a photovoltaic system 104 ,

Ein Aspekt der beschriebenen Idee basiert darauf, dass bei Sonnenaufgang (oder auch Sonnenuntergang), die Einstrahlung 112 noch zu schwach ist, um den Wechselrichter zu betreiben, aber stark genug um schon eine Spannung am Fotovoltaik-Generator 100 aufzubauen. Diese Eigenschaft führt dazu, dass ein Wechselrichter 102 noch keine Leistung einspeist. Der Wechselrichter 102 speist einerseits wegen zu kleiner Leistung und aber auch wegen zu kleiner Spannung noch keine Leistung ein. Es ist erforderlich, dass eine Mindestspannung erreicht wird, wie beispielsweise 120V und eine Mindestleistung von beispielsweise 25W.One aspect of the idea described is based on the fact that at sunrise (or even sunset), the radiation 112 is still too weak to operate the inverter, but strong enough already a voltage on the photovoltaic generator 100 build. This property causes an inverter 102 still no power feeds. The inverter 102 feeds on the one hand because of too low power and also because of too low voltage yet no performance. It is required that a minimum voltage be achieved, such as 120V and a minimum power of, for example, 25W.

2 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 110 zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Fotovoltaik-Anlage kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 gezeigten Fotovoltaik-Anlage 100 handeln. Die Vorrichtung 110 weist eine Einrichtung 214 zum Blockieren einer Startprozedur des Wechselrichters und gleichzeitig oder alternativ zum Deaktivieren einer Steuerung eines Betriebspunktes des Wechselrichters bzw. eines Solarmoduls, eine Schnittstelle 216 zum Einlesen von zumindest zwei Werten 217 von zumindest einem Betriebsparameter der Fotovoltaikanlage an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten sowie eine Einrichtung 218 zum Analysieren der zumindest zwei Werte 217 auf, um den Zustand der Bypassdiode zu erkennen. 2 shows a block diagram of a device 110 for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The photovoltaic system may be an embodiment of an in 1 shown photovoltaic system 100 act. The device 110 has a facility 214 for blocking a start procedure of the inverter and simultaneously or alternatively for deactivating a control of an operating point of the inverter or of a solar module, an interface 216 for reading in at least two values 217 of at least one operating parameter of the photovoltaic system at at least two times spaced apart from one another and a device 218 for analyzing the at least two values 217 to detect the state of the bypass diode.

Optional umfasst die Vorrichtung 110, wie in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels dargestellt, eine Einrichtung 220 zum Starten sowie eine Schnittstelle zum Bereitstellen, die ausgebildet ist, die in der Einrichtung 218 zum Analysieren bestimmte Information über den Zustand der Bypassdiode bereitzustellen.Optionally, the device comprises 110 as in the in 2 shown embodiment, a device 220 for starting as well as an interface for providing which is designed those in the facility 218 to provide certain information about the state of the bypass diode for analyzing.

Die Einrichtung 216 zum Einlesen ist in einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, als Wert eines Betriebsparameters einen Spannungswert, einen Wert einer Leerlaufspannung, einen Wert einer Stromstärke, eine Fließrichtung eines Stroms oder einen elektrischen Leistungswert einzulesen. Dabei werden in einem Ausführungsbeispiel von den genannten Werten abgeleitete Betriebsparameter eingelesen.The device 216 For reading in one embodiment is designed to read as the value of an operating parameter, a voltage value, a value of an open circuit voltage, a value of a current, a flow direction of a current or an electrical power value. In one exemplary embodiment, operating parameters derived from the stated values are read in.

Die Einrichtung 218 zum Analysieren ist ausgebildet, die von der Einrichtung 216 zum Einlesen eingelesen Werte 217 zu verarbeiten, wobei die Werte 217 in ein Verhältnis zueinander oder zu Vergleichswerten oder Schwellenwerten gesetzt werden. Entsprechende Ausführungsbeispiele werden in den nachfolgenden Figuren 4 bis 11 näher erläutert.The device 218 for analyzing is formed by the device 216 Read in values 217 to process, taking the values 217 in relation to each other or to comparative values or thresholds. Corresponding embodiments are shown in the following figures 4 to 11 explained in more detail.

Die Einrichtung 220 zum Starten ist ausgebildet, ein Startkriterium für das Ausführen oder Betreiben der nachfolgenden Einrichtungen zu überprüfen. Dabei wird überprüft, ob die Fotovoltaik-Anlage in einem Zustand vor oder nach einem produktiven Einsatz ist, aber trotzdem die Solarmodule der Fotovoltaik-Anlage Strom produzieren. Dies ist beispielsweise bei Dämmerung, das heißt während oder kurz vor Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang gegeben. Je nach Ausführungsbeispiel wird das Startkriterium unter Verwendung von Sonnenstandsinformationen und einem daraus ableitbaren Zeitfenster oder über entsprechende Sensorik bestimmt.The device 220 for starting is designed to check a start criterion for the execution or operation of the following facilities. It is checked whether the photovoltaic system is in a state before or after a productive use, but still produce the solar modules of the photovoltaic system power. This is for example at dusk, ie during or just before sunrise or sunset. Depending on the exemplary embodiment, the start criterion is determined using sun position information and a time window derivable therefrom or via corresponding sensor technology.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Fotovoltaik-Anlage 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Fotovoltaik-Anlage 104 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 gezeigten Fotovoltaik-Anlage 104 handeln. Die Fotovoltaik-Anlage 104 weist eine Mehrzahl von Solarmodulen 100 auf. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Fotovoltaik-Anlage 104 vier Solarmodule 100 auf, die in zwei Strängen 330 mit jeweils zwei Solarmodulen 100 zusammengefasst sind. Jedes der Solarmodul 100 weist eine Bypassdiode 106 auf. Weiterhin umfasst die Fotovoltaik-Anlage 104 eine Vorrichtung 110 zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode 106 eines Solarmoduls 100 einer Fotovoltaik-Anlage 104 entsprechend einem Ausführungsbeispiel einer in 2 näher beschriebenen Vorrichtung 110. So verfügt der Wechselrichter 102 über zumindest zwei Anschlüsse zum Anschließen jeweils eines Strangs 330. 3 shows a schematic representation of a photovoltaic system 104 according to an embodiment of the present invention. At the photovoltaic system 104 it may be an embodiment of an in 1 shown photovoltaic system 104 act. The photovoltaic system 104 has a plurality of solar modules 100 on. In the embodiment shown here, the photovoltaic system 104 four solar modules 100 on, in two strands 330 each with two solar modules 100 are summarized. Each of the solar module 100 has a bypass diode 106 on. Furthermore, the photovoltaic system includes 104 a device 110 for detecting a state of a bypass diode 106 a solar module 100 a photovoltaic system 104 according to an embodiment of an in 2 closer described device 110 , This is how the inverter is equipped 102 via at least two connections for connecting one strand each 330 ,

Die Vorrichtung 110 stellt eine in den Wechselrichter 102 integrierte Methode zur Erkennung von defekten Bypassdioden 106 im Strang 330 bereit. Diese ist fähig defekte Bypassdioden 106 in einem Strang 330 zu detektieren. Vorteilhaft werden defekte Bypassdioden 106 nicht nur durch eine Spannungsmessung eines jeden Fotovoltaik-Moduls 100 durch den Installateur beim Aufbau der Anlage erkannt. Bypassdioden 106 die im Feld zerstört worden sind, werden mit der Vorrichtung 110 detektiert. Dies ist besonders vorteilhaft, da häufig das Problem defekter Bypassdioden durch Blitzschlag und den damit verbundenem ESD (Electro-Static-Discharge) sowie durch thermisches Versagen (Thermal Runaway) besteht. Defekte Bypassdioden 106 nehmen zwei Defektzustände ein: Entweder stellen defekte Bypassdioden 106 einen Kurzschluss dar und leiten den Strom in beide Richtungen (Defekt: Kurzschluss), oder defekte Bypassdioden 106 sind komplett zerstört und der Strom wird in keiner der beiden Richtungen geleitet (Defekt: Durchschlag).The device 110 put one in the inverter 102 integrated method for the detection of defective bypass diodes 106 in the strand 330 ready. This is capable of defective bypass diodes 106 in a strand 330 to detect. Advantageous are defective bypass diodes 106 not just by measuring the voltage of each photovoltaic module 100 recognized by the installer when setting up the system. bypass diodes 106 which have been destroyed in the field, are used with the device 110 detected. This is particularly advantageous since there is often the problem of defective bypass diodes due to lightning and the associated ESD (Electrostatic Discharge) as well as thermal failure (Thermal Runaway). Defective bypass diodes 106 assume two defect states: either make defective bypass diodes 106 a short circuit and conduct the current in both directions (defect: short circuit), or defective bypass diodes 106 are completely destroyed and the current is conducted in neither direction (defect: breakdown).

Die Vorteile der in dem Ausführungsbeispiel in 3 beschriebenen Vorrichtung 110 bestehen im Wesentlichen darin, dass ohne zusätzliche Hardware eine tägliche Überwachung der Stränge 330 bezüglich Bypassdioden 106 gewährleistet ist und damit bei Erkennung von fehlerhaften Bypassdioden 106 in einer Meldung auf den Strang 330 verwiesen werden kann. Als Konsequenz werden Ertragsverluste und das Risiko weiterer Folgeschäden wie beispielsweise HotSpots oder Brände minimiert. Zudem ist eine Integration einer solchen Funktionalität im Wechselrichter 102 und die regelmäßige Wiederholung der Messung sowie Ausgabe einer Warnmeldung bei Detektion eines Diodenfehlers in dieser Weise kostengünstig und effektiv. Durch die Betrachtung eines Zeitraumes mit diffuser Einstrahlung 112 erhöht sich außerdem die Robustheit. Insbesondere nutzt die Vorrichtung einen wichtigen Zeitraum, das heißt die Zeit des Sonnenaufgangs oder Sonnenuntergangs, um Analysen durchzuführen, da zur Analyse das Takten beziehungsweise probeweise Hochfahren des Wechselrichters 102 deaktiviert wird. The advantages of in the embodiment in 3 described device 110 Essentially, there is a daily monitoring of the strands without additional hardware 330 with respect to bypass diodes 106 is ensured and thus when detecting faulty bypass diodes 106 in a message on the strand 330 can be referenced. As a consequence, revenue losses and the risk of further consequential damage such as hotspots or fires are minimized. In addition, an integration of such functionality in the inverter 102 and the regular repetition of the measurement as well as issuing a warning message upon detection of a diode error in this way cost-effectively and effectively. By considering a period of diffuse irradiation 112 In addition, the robustness increases. In particular, the device uses an important period of time, that is, the time of sunrise or sunset, to perform analyzes, as for the analysis, the clocking or trial booting of the inverter 102 is deactivated.

Das Prinzip der Idee zielt auf Wechselrichter 102 mit mehreren Strang-MPPs 108 (Maximum Power Point Trackern 108). Somit kann stets ein Vergleich zwischen mehreren Eingängen durchgeführt werden. Vorteilhaft wird als Messzeitraum ein Zeitraum im unbelasteten Zustand, wie dies bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang gegeben ist, gewählt, damit der Zustand der Bypassdioden 106 unabhängig von Verschattung bestimmt wird. Außerdem wird hierbei durch den hohen diffusen Anteil der Einstrahlung 112 der Einfluss durch Verschattung stark minimiert beziehungsweise ist nicht mehr vorhanden. In einem günstigen Ausführungsbeispiel lernt der von der Vorrichtung 110 ausgeführte Algorithmus und hat eine Datenbasis aus der Vergangenheit zum Vergleich mit den eingelesenen Werten 217 des Betriebsparameters. Wenn die Modullängen pro Strang 330 gleich sind oder die Anzahl der Solarmodule 100 in einem Strang 330 und die Ausrichtungen bezüglich der Sonne gleich sind, können die Parameter (Werte des Betriebsparameters) direkt verglichen werden. Bei nicht gleichlangen Modulsträngen, oder unterschiedlich ausgerichteten Strängen 330 kann über ein Verhältnis der Parameter wie beispielsweise Spannungen (z.B. U_strang1/U_strang2) verglichen werden. Wenn die gemessenen Werte beziehungsweise Verhältnisse gleich sind beziehungsweise die gemessenen Werte keine oder nur eine Abweichung innerhalb eines kleinen Toleranzbereiches zeigen, so ist von einer korrekten Funktion des Fotovoltaik-Generators 100 und der Bypassdiode 106 auszugehen. Wenn Abweichungen außerhalb eines Toleranzbereiches der gemessenen Werte bezüglich der Eingänge, der Verhältnisse oder der Datenwerte aus der Vergangenheit auftreten, so liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Defekt der Bypassdiode 106 vor.The principle of the idea is aimed at inverters 102 with multiple strand MPPs 108 (Maximum Power Point Trackers 108 ). Thus, a comparison between several inputs can always be performed. Advantageously, the measurement period is a period in the unloaded state, as is the case with sunrise or sunset, selected, so that the state of the bypass diodes 106 is determined regardless of shading. In addition, this is due to the high diffuse portion of the radiation 112 the influence of shading is greatly minimized or no longer exists. In a favorable embodiment of the learns of the device 110 executed algorithm and has a database from the past for comparison with the read values 217 of the operating parameter. If the module lengths per strand 330 are equal or the number of solar Panels 100 in a strand 330 and the orientations are the same with respect to the sun, the parameters (values of the operating parameter) can be directly compared. For module strands of not the same length or differently oriented strands 330 can be compared via a ratio of parameters such as voltages (eg U_strang1 / U_strang2). If the measured values or ratios are the same or the measured values show no or only a deviation within a small tolerance range, then it is a correct function of the photovoltaic generator 100 and the bypass diode 106 go out. If deviations occur outside of a tolerance range of the measured values with respect to the inputs, the ratios or the data values from the past, then there is a high probability of a defect of the bypass diode 106 in front.

Die 4 bis 11 zeigen eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Fotovoltaik-Anlage kann es sich um eine Variante einer in 1 oder 3 gezeigten Fotovoltaik-Anlage 100 handeln. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate eine elektrische Leistung, eine Spannung und eine globale Einstrahlung dargestellt. Dabei wird die Zeit in Stunden [h], die Leistung in Watt [W] und die globale Einstrahlung in Watt pro Quadratmeter [W/m2] dargestellt. Der Signalverlauf 434 stellt eine Leistung der Fotovoltaik-Anlage in Watt, der Signalverlauf 436 zeigt eine DC-Spannung eines Solarmoduls der Fotovoltaik-Anlage in Volt und der Signalverlauf 438 zeigt eine globale Einstrahlung bestimmt mit einem Pyranometer in Watt pro Quadratmeter. The 4 to 11 show a representation of signal curves 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The photovoltaic system may be a variant of an in 1 or 3 shown photovoltaic system 100 act. In a Cartesian coordinate system, the abscissa shows the time and the ordinate an electrical power, a voltage and a global irradiation. The time is shown in hours [h], the power in watts [W] and the global irradiation in watts per square meter [W / m 2 ]. The waveform 434 represents a performance of the photovoltaic system in watts, the waveform 436 shows a DC voltage of a solar module of the photovoltaic system in volts and the waveform 438 shows a global irradiance determined with a pyranometer in watts per square meter.

Immer zwei Figuren sind paarweise zusammengehörig. In der ersten Figur eines Figurenpaares ist ein kompletter Tagesverlauf von etwa 3:00 Uhr bis etwa 19:00 Uhr dargestellt, in der zweiten Figur eines Figurenpaares ist eine relevante Zeitspanne aus dem Tagesverlauf vergrößert oder herausgezoomt dargestellt.Always two figures are paired together. In the first figure of a pair of figures, a complete course of the day from about 3:00 clock to about 19:00 clock is shown in the second figure of a pair of figures, a relevant period of the day is shown enlarged or zoomed out.

Das hier untersuchte Beispielsystem ist eine 3kWp-Fotovoltaik-Anlage bestehend aus einem Strang mit 12 cSi Modulen zu je 245Wp. Der Wechselrichter ist ein 3kWp Wechselrichter mit einem einzelnen MPP-Eingang. Zuerst ist immer das Tagesprofil dargestellt und in der darauf folgenden Figur ist der Sonnenaufgang heraus gezoomt dargestellt. The example system examined here is a 3kWp photovoltaic system consisting of a string with 12 cSi modules of 245Wp each. The inverter is a 3kWp inverter with a single MPP input. First, the day profile is always shown and in the following figure, the sunrise is shown zoomed out.

4 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist ein normaler Tag mit Bewölkung und wechselnder Einstrahlung dargestellt. Bei der Fotovoltaik-Anlage kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 oder 3 dargestellten Fotovoltaik-Anlage 104 handeln. 4 shows a representation of signal waveforms of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. Here is a normal day with clouds and changing radiation shown. The photovoltaic system may be an embodiment of an in 1 or 3 illustrated photovoltaic system 104 act.

4 und 5 zeigen Signalverläufe 434, 436, 438 für einen normalen Tag mit Bewölkung und wechselnder Einstrahlung. Deutlich ist zu sehen, wie ab etwa 4 Uhr eine Spannung aufgebaut wird und ab ca. 5:45 Uhr der Wechselrichter anläuft. Auch ist dies gut im Einbruch der Spannung zu erkennen, wie der Leerlauf oder die Leerlaufspannung zur MPP-Spannung wechselt. Dieser Übergang kann detektiert werden und Zeiten, Spannung sowie Leistungen vor und nach diesem Zeitpunkt mit anderen Strängen des Wechselrichters verglichen werden. Mögliche Analysemethoden (keine Vollständigkeit) sind:
Aufbau eines gleitenden, exponentiell gewichteten Durchschnitts von Leistung und Spannung und ein Vergleich der zeitlichen Abweichung, entweder direkt, oder bei unterschiedlichen Strängen Abweichung zu einem Verhältniswert aus der Vergangenheit. Insbesondere sind die Verhältnisse von Parametern (Betriebsparameters) zwischen den Strängen bei keinem Defekt konstant. Ändert sich durch den Defekt einer Bypassdiode beispielsweise die Spannung in dem betroffenen Solarmodul, so ändert sich das Verhältnis, welches erkannt und ausgewertet wird. 4 and 5 show signal curves 434 . 436 . 438 for a normal day with cloud cover and changing radiation. It can clearly be seen how a voltage is built up from about 4 o'clock and the inverter starts at about 5:45 o'clock. Also, this is well seen in the onset of voltage as the open circuit or open circuit voltage changes to the MPP voltage. This transition can be detected and times, voltage and power before and after this time compared with other strings of the inverter. Possible methods of analysis (not exhaustive) are:
Construction of a sliding, exponentially weighted average of power and voltage and a comparison of the time deviation, either directly, or for different strands deviation to a ratio value from the past. In particular, the ratios of parameters (operating parameters) between the strands are constant for no defect. If, for example, the voltage in the affected solar module changes as a result of the defect of a bypass diode, the ratio which is detected and evaluated changes.

5 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung entspricht der Darstellung in 4, mit dem Unterschied, dass auf der Abszisse oder Zeitachse die Darstellung auf einen Zeitraum von 4:00 Uhr bis 7:00 Uhr beschränkt ist. Somit ist der entsprechende Zeitabschnitt detaillierter dargestellt. Der Signalverlauf 436 der Gleichstromspannung des Solarmoduls weist deutliche Dirac-Signalanteile auf, die mit dem Bezugszeichen 540 markiert sind. Diese zeigen einen Effekt des Taktens, oder Startens des Wechselrichters. 5 shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The representation corresponds to the representation in 4 , with the difference that on the abscissa or time axis, the representation is limited to a period of 4:00 clock to 7:00 clock. Thus, the corresponding period of time is shown in more detail. The waveform 436 the DC voltage of the solar module has significant Dirac signal components, denoted by the reference numeral 540 are marked. These show an effect of clocking or starting the inverter.

Mit dem Bezugszeichen 542 ist ein Zeitabschnitt markiert, in dem ein Übergang vom Takten zum MPP-Tracking stattfindet.With the reference number 542 is a period marked in which a transition from clocking to MPP tracking takes place.

6 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei Tagen mit hoher Fluktuation der Bewölkung ist dies direkt in der Leistung des Solarmoduls ersichtlich. Trotzdem kann wiederum der Übergang zur Analyse benutzt werden oder auch wie in 6 und 7 ersichtlich der Zustand vor dem Übergang vom Takten zum MPP-Tracking, bei der die Spannung wenig fluktuiert. 6 shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. For days with high fluctuation of cloud cover this is directly apparent in the performance of the solar module. Nevertheless, the transition to analysis can be used again or as in 6 and 7 the state before the transition from clocking to MPP tracking can be seen, in which the voltage fluctuates little.

7 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung entspricht der Darstellung in 6, mit dem Unterschied, dass auf der Abszisse oder Zeitachse die Darstellung auf einen Zeitraum von 4:00 Uhr bis 8:00 Uhr beschränkt ist. Der Zeitpunkt des Übergangs ist wieder mit dem Bezugszeichen 542 versehen. Mit dem Bezugszeichen 744 ist ein Zeitraum markiert, der beispielsweise zur Diagnose genutzt werden kann. 7 shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The representation corresponds to the representation in 6 , with the difference that on the abscissa or time axis, the presentation is limited to a period of 4:00 clock to 8:00 clock. The time of the transition is again with the reference numeral 542 Mistake. With the reference number 744 is a period marked, which can be used for example for diagnosis.

8 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei sehr schwacher Einstrahlung wie beispielsweise Ende Januar ist ein klarer Startzeitpunkt nicht richtig definierbar. Man sieht zwar um die Mittagszeit den Einbruch der Spannung, da in den MPP gewechselt wurde, jedoch ist die Einstrahlung so schwach, dass kein kontinuierliches MPP-Tracking betrieben werden kann. 8th shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. With very weak irradiation, such as at the end of January, a clear starting time is not definable. You can see the break in voltage around lunchtime, because the MPP was changed, but the radiation is so weak that no continuous MPP tracking can be operated.

9 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung entspricht der Darstellung in 8, mit dem Unterschied, dass auf der Abszisse oder Zeitachse die Darstellung auf einen Zeitraum von 6:00 Uhr bis 11:00 Uhr beschränkt ist. 9 shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The representation corresponds to the representation in 8th , with the difference that on the abscissa or time axis, the presentation is limited to a period of 6:00 clock to 11:00 clock.

10 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hier ist deutlich der beschriebene Effekt der Bypassdioden zu sehen: Solange keine Leistung entnommen wird, ist die Spannung trotz Verschattung maximal. Sobald die Leistung und Spannung für den Wechselrichter ausreichen, schaltet dieser auf MPP-Tracking und zieht einen Strom. Dies führt zur Aktivierung von Bypassdioden. Ein solcher treppenartiger Verlauf des Signalverlaufs 436 wird ebenso detektiert und mit einer weiteren Funktion, wie einer Strom-Spannungs-Kennlinienanalyse als Indikator einer Verschattung fungieren. Die Ausgabe einer Nachricht informiert dann einen Anwender bezüglich der Verschattung. 10 shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. Here is clearly the described effect of the bypass diodes to see: As long as no power is removed, the voltage is maximum despite shading. As soon as the power and voltage are sufficient for the inverter, it switches to MPP tracking and draws a current. This leads to the activation of bypass diodes. Such a staircase course of the waveform 436 is also detected and with another function, such as a current-voltage characteristic analysis as an indicator of shading act. The output of a message then informs a user regarding shading.

11 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen 434, 436, 438 einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung entspricht der Darstellung in 8, mit dem Unterschied, dass auf der Abszisse oder Zeitachse die Darstellung auf einen Zeitraum von 6:00 Uhr bis 10:00 Uhr beschränkt ist. Mit dem Bezugszeichen 542 ist der Übergang vom Takten zum MPP-Tracking markiert und hervorgehoben. Wegen einer Verschattung sind gleich nach dem Anlaufen aktivierte Bypassdioden ersichtlich. 11 shows a representation of signal waveforms 434 . 436 . 438 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The representation corresponds to the representation in 8th , with the difference that on the abscissa or time axis, the presentation is limited to a period of 6:00 clock to 10:00 clock. With the reference number 542 the transition from clocking to MPP tracking is highlighted and highlighted. Due to shading activated bypass diodes are visible immediately after starting.

Bei einer Verschattung und einer normalen Bypassdiode (somit kein Defekt – Diode ist ok) oder keiner Verschattung am Morgen/Abend wird die Leerlaufspannung in beiden Fällen jeweils den vollen Spannungswert aufzeigen. Dabei ist zu beachten, dass die Bypassdiode nur greift, wenn ein Strom fließt. Daher ist die Bypassdiode am Morgen trotz einer Verschattung inaktiv. Ist jedoch eine Bypassdiode defekt (Defekt: Kurzschluss), so wird eine durchgehende Minimierung der Leerlaufspannung auftreten. Kann also beim Sonnenaufgang eine unterschiedliche Strangspannung gemessen werden zu einem Zeitpunkt, bevor der MPP-Tracker eingestellt wird (die Steuerung aktiviert wird), ist im Strang mit der kleineren als der erwarteten Spannung ein Defekt der Bypassdioden gegeben. Insbesondere ist diese Messung robuster als ein Vergleich zur Tagesmitte, aufgrund der diffusen Lichtverhältnisse am Morgen und Abend.In case of shading and a normal bypass diode (thus no defect - diode is ok) or no shading in the morning / evening, the open circuit voltage in both cases will show the full voltage value. It should be noted that the bypass diode only intervenes when a current flows. Therefore, the bypass diode is inactive in the morning despite shading. However, if a bypass diode is defective (defect: short circuit), a continuous minimization of the open circuit voltage will occur. Thus, if a different phase voltage can be measured at sunrise at a time before the MPP tracker is set (the controller is activated), there is a defect in the bypass diodes in the string with the lower than the expected voltage. In particular, this measurement is more robust than a comparison to the middle of the day, due to the diffuse light conditions in the morning and evening.

Im Defekt Durchschlag wird keine Änderung der Leerlaufspannung zu sehen sein, jedoch starke Verluste in der Leistung im Verschattungsfall. Daher ist ein Durchschlag im Normalbetrieb nicht detektierbar. Bei Verschattung wird jedoch ein überproportionaler Leistungsverlust vorliegen und das Abscannen der Kennlinie des Stranges wird hingegen zu funktionierenden Bypassdioden keine auffälligen Knicke aufzeigen. Am Morgen überwiegt für gewöhnlich der diffuse Anteil im Licht gegenüber dem direkten Anteil, daher tritt, wie in 10 und 11 gezeigt, eine durch Verschattung induzierte Aktivierung der Bypassdioden zeitlich erst sehr spät auf. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, diese erste Phase im Betrieb einer Fotovoltaik-Anlage zu nutzen.Defective breakdown will show no change in open circuit voltage, but heavy losses in power in case of shading. Therefore, a breakdown in normal operation is not detectable. In shading, however, a disproportionate loss of power will be present and the scanning of the characteristic of the strand, however, will show no noticeable kinks to functioning bypass diodes. In the morning, the diffused portion in the light usually outweighs the direct portion, therefore, as in 10 and 11 shown, by shading induced activation of the bypass diodes in time until very late. One aspect of the present invention is to use this first phase in the operation of a photovoltaic system.

12 zeigt ein Zustandsdiagramm 1240 eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich bei dem Wechselrichter um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 oder 3 gezeigten Wechselrichters 102 handeln. Das in 12 gezeigte Zustandsdiagramm 1240 zeigt eine allgemeine oder generelle Form eines Zustandsdiagramms 1240 eines Wechselrichters. Das Zustandsdiagramm 1240 weist drei Zustände 1242, 1244, 1246 auf. Im ersten Zustand 1242 ist der Wechselrichter aus. In dem zweiten Zustand 1244 ist der Wechselrichter eingeschaltet, jedoch ist die Steuerung des Betriebspunktes beziehungsweise das MPP-Tracking ausgeschaltet beziehungsweise nicht aktiv. In dem dritten Zustand 1246 ist der Wechselrichter eingeschaltet und die Steuerung des Betriebspunktes beziehungsweise das MPP-Tracking ist eingeschaltet beziehungsweise aktiv. Vom ersten Zustand 1242 kann in den zweiten Zustand 1244 gewechselt werden und umgekehrt. Vom dritten Zustand 1246 kann in den zweiten Zustand 1244 gewechselt werden und umgekehrt. So ergibt sich, dass vom zweiten Zustand 1244 in den ersten Zustand 1242 oder in den dritten Zustand 1246 gewechselt werden kann. Vom ersten Zustand 1242 kann nicht direkt in den dritten Zustand 1246 gewechselt werden und umgekehrt. Für den Wechsel zu einem Zustand in einen anderen Zustand muss ein Kriterium erfüllt sein, welches ein Überschreiten oder Unterschreiten zumindest eines Betriebsparameters bedingt. Dabei ist ein erster Schwellenwert (Threshold) für das Aktivieren des Wechselrichters und ein zweiter Schwellenwert für das Aktivieren der Steuerung des optimalen Betriebspunktes (MPP-Tracking) vorab definiert. Bei dem zumindest einen Betriebsparameter handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um Spannung und Leistung des Solarmoduls oder der Mehrzahl von Solarmodulen oder Strängen. 12 shows a state diagram 1240 an inverter according to an embodiment of the present invention. It may be in the inverter to an embodiment of an in 1 or 3 shown inverter 102 act. This in 12 shown state diagram 1240 shows a general or general form of a state diagram 1240 an inverter. The state diagram 1240 has three states 1242 . 1244 . 1246 on. In the first state 1242 is the inverter off. In the second state 1244 If the inverter is switched on, however, the control of the operating point or the MPP tracking is switched off or not active. In the third state 1246 the inverter is switched on and the control of the operating point or the MPP tracking is switched on or active. From the first state 1242 can in the second state 1244 be changed and vice versa. From the third state 1246 can in the second state 1244 be changed and vice versa. So it turns out that from the second state 1244 in the first state 1242 or in the third state 1246 can be changed. From the first state 1242 can not go directly to the third state 1246 be changed and vice versa. For the transition to a state in another state, a criterion must be met, which requires exceeding or falling below at least one operating parameter. In this case, a first threshold (threshold) for activating the inverter and a second threshold for activating the control of the optimal operating point (MPP tracking) are defined in advance. The at least one operating parameter in this exemplary embodiment is voltage and power of the solar module or the plurality of solar modules or strings.

Der Wechselrichter schaltet sich bei genügend hoher Spannung und Leistung an. Um im MPP die Fotovoltaik-Anlage zu tracken, bedarf es jedoch dem Überschreiten einer Mindestleistung beziehungsweise Spannung (Schwellenwerte oder Thresholds). In der Zeit, in der dies noch nicht erreicht ist, "taktet" der Wechselrichter für gewöhnlich, das heißt, er schaut immer mal wieder, wie hoch die Leistung am Eingang ist. Dieser Betrieb wird für die Diagnose ohne Leistungsverlust genutzt. Bei genügend hoher Leistung geht der Wechselrichter dann in den MPP-Betrieb über. The inverter will switch on when the voltage and power are high enough. In order to track the photovoltaic system in the MPP, however, it is necessary to exceed a minimum power or voltage (threshold values or thresholds). In the time when this has not yet been achieved, the inverter usually "clocks", that is, it keeps glancing at the input power. This operation is used for diagnosis without loss of power. If the power is high enough, the inverter then goes into MPP mode.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verarbeitung einer am Sonnenaufgang gemessenen Spannung bei einem Wechselrichter: Dies ist im zweiten Zustand 1244 gegeben. Zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage erfolgt eine zeitlich beschränke Blockierung des probeweisen Hochfahrens (Fahren in MPP) des Wechselrichters während Sonnenaufgang/Sonnenuntergang und Aktivierung der Diagnose, gefolgt von einer Analyse von mehreren Parametern, wie Spannung, Leistung, Strom zum Sonnenaufgang/Sonnenuntergang: Einbruch der Spannung (Start des MPP-Trackings am Morgen) sowie Erhöhung der Spannung (Ende des MPP-Trackings) als zwei sehr relevante Analysepunkte. Dabei wird ein Rückschluss der Fehlererkennung auf defekte Bypassdioden gezogen. Um eine höhere Robustheit zu erhalten, erfolgt eine Analyse von n Tagen.One aspect of the present invention is the processing of a voltage measured at sunrise for an inverter: this is in the second state 1244 given. To detect a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system is a time-limited blocking of trial startup (driving in MPP) of the inverter during sunrise / sunset and activation of the diagnosis, followed by an analysis of several parameters, such as voltage, power, current at sunrise / sunset: Voltage drop (start of MPP tracking in the morning) and increase in voltage (end of MPP tracking) as two very relevant analysis points. In this case, a conclusion of the error detection is drawn to defective bypass diodes. In order to obtain a higher robustness, an analysis of n days takes place.

13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1350 zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Fotovoltaik-Anlage kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 oder 3 gezeigten Fotovoltaik-Anlage handeln. Eine entsprechende Fotovoltaik-Anlage wird auch durch die in 4 bis 11 gezeigten Signalverläufe charakterisiert. Die Fotovoltaik-Anlage umfasst zumindest einen Wechselrichter mit einer Steuerung eines Betriebspunktes und zumindest ein an dem Wechselrichter angeschlossenes Solarmodul, dessen zumindest eine Bypassdiode durch das Verfahren überprüft wird. Der Betriebspunkt wird auf optimale oder maximale Leistung optimiert. Die Steuerung wird auch als MPP-Tracker oder MPP-Tracking bezeichnet. Ein Solarmodul weist in einem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Bypassdioden auf. In einem Ausführungsbeispiel der Fotovoltaik-Anlage umfasst diese eine Mehrzahl von Solarmodulen, die zu einem oder einer Mehrzahl von Strängen zusammengeschaltet sind und mit dem Wechselrichter verbunden sind. 13 shows a flowchart of a method 1350 for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. The photovoltaic system may be an embodiment of an in 1 or 3 shown photovoltaic system act. A corresponding photovoltaic system will also by the in 4 to 11 characterized signal waveforms characterized. The photovoltaic system comprises at least one inverter with a control of an operating point and at least one solar module connected to the inverter, whose at least one bypass diode is checked by the method. The operating point is optimized for optimal or maximum performance. The controller is also referred to as MPP tracker or MPP tracking. In one exemplary embodiment, a solar module has a plurality of bypass diodes. In one embodiment of the photovoltaic system, this comprises a plurality of solar modules, which are interconnected to one or a plurality of strands and are connected to the inverter.

Das Verfahren 1350 umfasst einen Schritt 1352 des Blockierens einer Startprozedur des Wechselrichters und ergänzend oder alternativ deaktivieren der Steuerung des Betriebspunktes des Wechselrichters, einen Schritt 1354 des Einlesens von zumindest zwei Werten von zumindest einem Betriebsparameter der Fotovoltaik-Anlage an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten sowie einen Schritt 1356 des Analysierens der zumindest zwei Werte, um den Zustand der Bypassdiode zu erkennen.The procedure 1350 includes a step 1352 inhibiting a start procedure of the inverter and additionally or alternatively deactivating the control of the operating point of the inverter, a step 1354 reading in at least two values of at least one operating parameter of the photovoltaic system at at least two times spaced apart from one another and a step 1356 analyzing the at least two values to detect the state of the bypass diode.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 1252 des Blockierens eine Schrittfolge zum Hochfahren des Wechselrichters als Startprozedur blockiert. Im Schritt 1254 des Einlesens wird als Wert ein Spannungswert und ergänzend oder alternativ ein Wert einer Leerlaufspannung und ergänzend oder alternativ ein Wert einer Stromstärke und ergänzend oder alternativ eine Fließrichtung eines Stroms und ergänzend oder alternativ ein elektrischer Leistungswert und ergänzend oder alternativ ein daraus abgeleiteter Wert eingelesen.In one embodiment, in step 1252 of blocking blocks a sequence of steps for starting the inverter as a startup procedure. In step 1254 reading in the value is a voltage value and additionally or alternatively a value of an open circuit voltage and additionally or alternatively a value of a current intensity and additionally or alternatively a flow direction of a current and additionally or alternatively an electrical power value and additionally or alternatively a value derived therefrom.

Im Schritt 1256 des Analysierens werden in einem Ausführungsbeispiel die zwei Werte mit einem Schwellenwert verglichen und ergänzend oder alternativ eine Differenz der zwei Werte mit einem vorabdefinierten Differenzschwellenwert verglichen und ergänzend oder alternativ die zwei Werte kombiniert und mit einem gespeicherten Vergleichswert verglichen, wobei der gespeicherte Vergleichswert einen vorangegangenen Tag charakterisiert.In step 1256 In one embodiment, analyzing the two values are compared to a threshold value and additionally or alternatively comparing a difference of the two values with a predefined difference threshold and additionally or alternatively combining the two values and comparing them with a stored comparison value, the stored comparison value characterizing a previous day ,

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 1250 einen optionalen dem Schritt 1252 des Blockierens vorausgehenden Schritt 1258 des Startens auf. Im Schritt 1258 des Startens wird ein Startkriterium für das Verfahren überprüft. Der Schritt 1252 des Blockierens, der Schritt 1254 des Einlesens und der Schritt 1256 des Analysierens werden ausgeführt, wenn das Startkriterium erfüllt ist.In the embodiment shown, the method 1250 an optional step 1252 blocking the previous step 1258 of starting up. In step 1258 Starting a start criterion for the procedure is checked. The step 1252 blocking, the step 1254 of reading and the step 1256 Analyzing is performed when the start criterion is met.

Im Schritt des Startens repräsentiert das Startkriterium ein vorgegebenes Zeitfenster und ergänzend oder alternativ eine Lichtintensität und ergänzend oder alternativ eine Lichtsituation. Das Zeitfenster wird unter Verwendung einer Zeitinformation über einen Sonnenaufgang und ergänzend oder alternativ einen Sonnenuntergang bestimmt. Die Lichtintensität wird unter Verwendung eines Lichtintensitätssignals eines Lichtsensors bestimmt. Die Lichtsituation repräsentiert ein Verhältnis von diffusem Licht zu direktem Licht.In the step of starting, the start criterion represents a predefined time window and additionally or alternatively a light intensity and additionally or alternatively a light situation. The time window is determined using time information about a sunrise and, additionally or alternatively, a sunset. The Light intensity is determined using a light intensity signal of a light sensor. The lighting situation represents a ratio of diffused light to direct light.

Im Schritt 1258 des Startens repräsentiert das Startkriterium ein Überschreiten eines Startschwellenwerts von zumindest einem der Werte.In step 1258 of starting, the start criterion represents exceeding a start threshold of at least one of the values.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 1250 einen optionalen, auf den Schritt 1256 des Analysierens folgenden Schritt 1260 des Bereitstellens auf. Im Schritt 1260 des Bereitstellens wird eine im Schritt 1256 des Analysierens bestimmte Information über den Zustand der Bypassdiode bereitgestellt.In the embodiment shown, the method 1250 an optional, on the step 1256 following the analyzing step 1260 of providing. In step 1260 of providing becomes one in step 1256 Analyzing certain information about the state of the bypass diode provided.

14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1350 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren 1350 kann es sich um eine Variante des in 13 beschriebenen Verfahrens 1350 zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage handeln. Das Verfahren 1350 kann in dem in 12 beschriebenen zweiten Zustand 1244 des Wechselrichters ausgeführt werden. Zu den in 13 beschriebenen Schritten 1352, 1356, 1360, das heißt dem Schritt 1352 des Blockierens, dem Schritt 1356 des Analysierens und dem Schritt 1360 des Bereitstellens, weist das in 14 beschriebene Verfahren 1350 eine Reihe von weiteren Schritten auf. 14 shows a flowchart of a method 1350 according to an embodiment of the present invention. In the process 1350 it can be a variant of in 13 described method 1350 for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system act. The procedure 1350 can in the in 12 described second state 1244 of the inverter. To the in 13 described steps 1352 . 1356 . 1360 that is the step 1352 blocking, the step 1356 analyzing and step 1360 of deploying, that points in 14 described method 1350 a series of further steps up.

Ein Schritt 1462 bezeichnet einen Hauptprozess in dem in 12 gezeigten zweiten Zustand 1244 im Zustandsdiagramm 1240. Entweder durch einen Prozessaufruf im Schritt 1462 oder zeitgesteuert wird die Zustandsabfrage 1464 des Wechselrichters aufgerufen. In der Zustandsabfrage 1464 des Wechselrichters wird überprüft, ob der Wechselrichter versucht hochzufahren. Wenn der Wechselrichter versucht hochzufahren, wird im Schritt 1466 des Wartens darauf gewartet, dass die Startprozedur des Wechselrichters beendet ist. Von dem Schritt 1466 des Wartens wechselt das Verfahren in den Schritt 1462 des Hauptprozesses. Wenn der Wechselrichter nicht versucht hochzufahren, wird das Verfahren 1350 nach der Zustandsabfrage 1464 mit dem Schritt 1352 des Blockierens der Startprozedur fortgesetzt. Auf den Schritt 1352 des Blockierens folgt ein Schritt 1454 des Erfassens eines Betriebsparameters bzw. eines Wertes eines Betriebsparameters. Der Schritt 1454 des Erfassens eines Betriebsparameters weist eine Ähnlichkeit beziehungsweise Analogie zu dem in 13 beschriebenen Schritt 1354 des Einlesens von zumindest zwei Werten von zumindest einem Betriebsparameter der Fotovoltaik-Anlage an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten auf. So werden im Schritt 1454 des Erfassens zumindest zwei Werte von zumindest einem Betriebsparameter der Fotovoltaik-Anlage an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten gemessen. Beispielsweise wird im Schritt 1454 des Erfassens eine an der Steuerung anliegende Spannung an zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erfasst. Auf den Schritt 1454 des Erfassens folgt der Schritt 1356 des Analysierens. Am Ende des Schritts 1356 des Analysierens wird in der Abfrage 1468 überprüft, ob die eine oder die Mehrzahl von Bypassdioden in Ordnung ist oder ob ein Defekt vorliegt. Wenn alle Bypassdioden fehlerfrei arbeiten, wird das Verfahren 1350 im Schritt 1462 des Hauptprozesses fortgesetzt. Wenn zumindest eine der überprüften Bypassdioden einen Defekt aufweist, so wird im Schritt 1360 des Bereitstellens eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben und das Verfahren 1350 danach im Schritt 1462 des Hauptprozesses fortgesetzt.A step 1462 denotes a main process in the 12 shown second state 1244 in the state diagram 1240 , Either by a process call in the step 1462 or the state query is timed 1464 of the inverter. In the status query 1464 the inverter checks whether the inverter is attempting to start up. When the inverter tries to start up, it will step in 1466 Waiting for the startup procedure of the inverter to finish. From the step 1466 After waiting, the procedure goes to the step 1462 of the main process. If the inverter does not attempt to boot, the procedure will 1350 after the status query 1464 with the step 1352 of blocking the startup procedure. On the step 1352 blocking follows a step 1454 the detection of an operating parameter or a value of an operating parameter. The step 1454 the detection of an operating parameter has a similarity or analogy to that in 13 described step 1354 reading in at least two values of at least one operating parameter of the photovoltaic system at at least two times spaced apart from one another. So be in step 1454 detecting at least two values of at least one operating parameter of the photovoltaic system at at least two times spaced apart from one another. For example, in step 1454 detecting a voltage applied to the control at two consecutive times. On the step 1454 of grasping, the step follows 1356 of analyzing. At the end of the step 1356 the parsing is done in the query 1468 checks if the one or more bypass diodes are OK or if there is a defect. If all bypass diodes are working properly, the procedure will be 1350 in step 1462 the main process continues. If at least one of the tested bypass diodes has a defect, then in step 1360 of providing a corresponding error message and the procedure 1350 afterwards in the step 1462 the main process continues.

15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1350 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren 1350 kann es sich um eine Variante des in 13 und 14 beschriebenen Verfahrens 1350 zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage handeln. Das Verfahren 1350 kann in dem in 12 beschriebenen zweiten Zustand 1244 des Wechselrichters ausgeführt werden. Das in 15 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass das Verfahren 1350 nach dem Schritt 1466 des Wartens mit der Zustandsabfrage 1464 des Wechselrichters fortgesetzt wird. 15 shows a flowchart of a method 1350 according to an embodiment of the present invention. In the process 1350 it can be a variant of in 13 and 14 described method 1350 for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system act. The procedure 1350 can in the in 12 described second state 1244 of the inverter. This in 15 embodiment shown corresponds to the in 14 shown embodiment with the difference that the method 1350 after the step 1466 waiting with the status query 1464 of the inverter is continued.

Ein Algorithmus für ein Verfahren 1350 zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode eines Solarmoduls einer Fotovoltaik-Anlage ist in 13 bis 15 dargestellt. 14 zeigt ein stark vereinfachtes Zustandsdiagramm eines Wechselrichters. Dabei wird der Zustand des Wechselrichters für den Algorithmus genutzt, bei dem der Wechselrichter aktiv aber nicht im MPP operiert aufgrund zu schwacher Leistung beziehungsweise Spannung oder Strom. Dies entspricht dem zweiten Zustand 1244 des in 12 dargestellten Zustandsdiagramms 1240. Im zweiten Zustand werden in dem Hauptprozess (Main Processes) andere Funktionen abgefahren, wie beispielsweise eine Netzüberprüfung und eine Selbstdiagnose; sind diese abgeschlossen, so fängt der Wechselrichter das "Takten" an. Der Algorithmus beziehungsweise das Verfahren 1350 kann durch ein äußeres Ereignis wie beispielsweise Schwellenwerte oder Threshold-Werte oder ein inneres Ereignis wie beispielsweise ein Zeitablauf gestartet werden. Zunächst wird geprüft, ob der Wechselrichter probeweise die Fotovoltaik-Anlage beziehungsweise das Fotovoltaik-System belastet; falls ja, so kann keine Messung unternommen werden und es wird gewartet, bis das „Takten“ vorbei ist. Falls nicht wird für die Messung das Hochfahren blockiert. Dann wird gemessen und analysiert. Die Analyse kann entsprechend einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden. Die Analyse kann auch nur teilweise durchgeführt werden, falls mit anderen Messwerten über 1 bis n Tage verglichen werden soll (dann kann direkt ein "ok" übergeben werden und die Analyse vollends nach n Tagen durchgeführt werden). Im Falle eines Defektes wird dies durch eine geeignete Kommunikationslinie wie beispielsweise über ein Display oder den Versand einer E-Mail oder SMS einem Anwender (User) aufgezeigt.An algorithm for a procedure 1350 for detecting a state of a bypass diode of a solar module of a photovoltaic system is in 13 to 15 shown. 14 shows a greatly simplified state diagram of an inverter. The state of the inverter is used for the algorithm in which the inverter operates actively but not in the MPP due to low power or voltage or current. This corresponds to the second state 1244 of in 12 represented state diagram 1240 , In the second state, other functions are performed in the main process, such as a network check and a self-diagnosis; when these are completed, the inverter starts "clocking". The algorithm or the procedure 1350 may be started by an external event such as thresholds or threshold values or an internal event such as a timeout. First, it is checked whether the inverter on a trial basis, the photovoltaic system or the photovoltaic system charged; if so, no measurement can be taken and it is waited until the "tact" is over. If not, start-up is blocked for the measurement. Then it is measured and analyzed. The analysis can be carried out according to one of the described embodiments. The analysis can only be performed partially if it is to be compared with other measured values over 1 to n days (then an "ok" can be transferred directly and the analysis can be carried out completely after n days). In the case of a defect, this is indicated by a suitable communication line, such as via a display or the sending of an e-mail or SMS to a user.

In 14 ist ein allgemein gehaltener Algorithmus bezüglich des Ablaufs zur defekten Bypassdioden-Erkennung abgebildet. In 15 ist ein leicht veränderter Ablauf dargestellt. Beide Ausführungsbeispiele zeigen das prinzipielle Vorgehen für die Detektion der defekten Bypassdioden auf. In 14 a generic algorithm is shown for the process of defective bypass diode detection. In 15 is a slightly different sequence shown. Both embodiments show the basic procedure for the detection of the defective bypass diodes.

Die erfinderische Idee kann in jedem Wechselrichter mit mehreren MPP-Eingängen integriert werden. Es ist keine zusätzliche Hardware notwendig. Für eine direkte Erkennung sollte ein Modul-Strang pro MPP-Tracker verbaut werden. The inventive idea can be integrated in each inverter with multiple MPP inputs. There is no additional hardware necessary. For direct recognition, one module string per MPP tracker should be installed.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1403649 B1 [0003] EP 1403649 B1 [0003]
  • EP 2293089 A1 [0003] EP 2293089 A1 [0003]

Claims (12)

Verfahren (1350) zum Erkennen eines Zustands einer Bypassdiode (106) eines Solarmoduls (100) einer Fotovoltaik-Anlage (104), wobei die Fotovoltaik-Anlage (104) zumindest einen Wechselrichter (102) aufweist, und wobei das Verfahren (1350) die folgenden Schritte umfasst: Blockieren (1352) einer Startprozedur des Wechselrichters (102) und/oder Deaktivieren einer Steuerung (108) eines Betriebspunktes des Wechselrichters (102); Einlesen (1354) von zumindest zwei Werten (217) eines Betriebsparameters der Fotovoltaik-Anlage (104) an zumindest zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeitpunkten; und Analysieren (1356) der zumindest zwei Werte (217), um den Zustand der Bypassdiode (106) zu erkennen.Procedure ( 1350 ) for detecting a state of a bypass diode ( 106 ) of a solar module ( 100 ) a photovoltaic system ( 104 ), whereby the photovoltaic system ( 104 ) at least one inverter ( 102 ), and wherein the method ( 1350 ) includes the following steps: Blocking ( 1352 ) a start procedure of the inverter ( 102 ) and / or deactivating a controller ( 108 ) of an operating point of the inverter ( 102 ); Read in ( 1354 ) of at least two values ( 217 ) an operating parameter of the photovoltaic system ( 104 ) at at least two times spaced apart from each other; and Analyze ( 1356 ) of the at least two values ( 217 ), the state of the bypass diode ( 106 ) to recognize. Verfahren (1350) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (1352) des Blockierens eine Schrittfolge zum Hochfahren des Wechselrichters (102) als Startprozedur blockiert wird.Procedure ( 1350 ) according to claim 1, wherein in step ( 1352 ) of blocking a step sequence for starting the inverter ( 102 ) is blocked as a startup procedure. Verfahren (1350) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (1354) des Einlesens als Wert (217) ein Spannungswert und/oder ein Wert einer Leerlaufspannung und/oder ein Wert einer Stromstärke und/oder eine Fließrichtung eines Stroms und/oder ein elektrischer Leistungswert und/oder ein daraus abgeleiteter Wert eingelesen wird.Procedure ( 1350 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 1354 ) of reading as value ( 217 ) a voltage value and / or a value of an open circuit voltage and / or a value of a current intensity and / or a flow direction of a current and / or an electrical power value and / or a value derived therefrom is read. Verfahren (1350) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (1356) des Analysierens die zwei Werte (217) mit einem Schwellenwert verglichen werden und/oder eine Differenz der zwei Werte mit einem vorabdefinierten Differenzschwellenwert verglichen wird und/oder die zwei Werte kombiniert werden und mit einem gespeicherten Vergleichswert verglichen werden, wobei der gespeicherte Vergleichswert einen vorangegangenen Tag charakterisiert.Procedure ( 1350 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 1356 ) analyzing the two values ( 217 ) are compared with a threshold value and / or a difference of the two values is compared with a predefined difference threshold and / or the two values are combined and compared with a stored comparison value, the stored comparison value characterizing a previous day. Verfahren (1350) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem dem Schritt (1352) des Blockierens vorausgehenden Schritt (1358) des Startens, in welchem ein Startkriterium für das Verfahren (1350) überprüft wird, und der Schritt (1352) des Blockierens, der Schritt (1354) des Einlesens und der Schritt (1356) des Analysierens ausgeführt werden, wenn das Startkriterium erfüllt ist.Procedure ( 1350 ) according to one of the preceding claims, with a step ( 1352 ) of blocking preceding step ( 1358 ) of starting, in which a starting criterion for the method ( 1350 ) and the step ( 1352 ) of blocking, step ( 1354 ) of the reading in and the step ( 1356 ) of analyzing if the starting criterion is met. Verfahren (1350) gemäß Anspruch 5, bei dem im Schritt (1358) des Startens das Startkriterium ein vorgegebenes Zeitfenster und/oder eine Lichtintensität und/oder eine Lichtsituation repräsentiert, wobei das Zeitfenster unter Verwendung einer Zeitinformation über einen Sonnenaufgang und/oder einen Sonnenuntergang bestimmt wird, wobei die Lichtintensität unter Verwendung eines Lichtintensitätssignals eines Lichtsensors bestimmt wird, wobei die Lichtsituation ein Verhältnis von diffusem Licht und direktem Licht repräsentiert.Procedure ( 1350 ) according to claim 5, wherein in step ( 1358 ) the starting criterion represents a predetermined time window and / or a light intensity and / or a light situation, wherein the time window is determined using a time information about a sunrise and / or a sunset, wherein the light intensity is determined using a light intensity signal of a light sensor, wherein the lighting situation represents a ratio of diffused light to direct light. Verfahren (1350) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, bei dem im Schritt (1358) des Startens das Startkriterium ein Überschreiten eines Startschwellenwerts von zumindest einem der Werte (217) repräsentiert.Procedure ( 1350 ) according to one of claims 5 to 6, wherein in step ( 1358 ) starting the starting criterion, exceeding a starting threshold value of at least one of the values ( 217 ). Verfahren (1350) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem auf den Schritt (1356) des Analysierens folgenden Schritt (1360) des Bereitstellens, in dem eine im Schritt (1356) des Analysierens bestimmte Information über den Zustand der Bypassdiode (106) bereitgestellt wird.Procedure ( 1350 ) according to one of the preceding claims, with one step ( 1356 ) of the analyzing step ( 1360 ) of providing, in which one in step ( 1356 ) analyzing certain information about the state of the bypass diode ( 106 ) provided. Vorrichtung (110), die ausgebildet ist, um alle Schritte eines Verfahrens (1350) gemäß Anspruch 1 durchzuführen. Contraption ( 110 ), which is designed to handle all the steps of a process ( 1350 ) according to claim 1. Fotovoltaik-Anlage (104) mit zumindest einem Solarmodul (100) und zumindest einem Wechselrichter (102) und mit einer Vorrichtung (110) gemäß Anspruch 9, wobei der Wechselrichter (102) eine Steuerung (108) des Betriebspunktes des Wechselrichters (102) aufweist.Photovoltaic system ( 104 ) with at least one solar module ( 100 ) and at least one inverter ( 102 ) and with a device ( 110 ) according to claim 9, wherein the inverter ( 102 ) a controller ( 108 ) of the operating point of the inverter ( 102 ) having. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (1350) nach Anspruch 1 durchzuführen.Computer program adapted to perform all steps of a procedure ( 1350 ) according to claim 1. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 11.
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