DE102017115000A1 - Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system - Google Patents
Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017115000A1 DE102017115000A1 DE102017115000.5A DE102017115000A DE102017115000A1 DE 102017115000 A1 DE102017115000 A1 DE 102017115000A1 DE 102017115000 A DE102017115000 A DE 102017115000A DE 102017115000 A1 DE102017115000 A1 DE 102017115000A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- photovoltaic
- boost converter
- voltage
- units
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
- H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
- H02M1/0054—Transistor switching losses
- H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Photovoltaikeinheit (1) mit einem Photovoltaikmodul (2), einem regelbaren Aufwärtswandler (3) sowie einer Regelungseinheit (9). Die Regelungseinheit (9) regelt den Aufwärtswandler (3) so, dass dieser resonant betrieben wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Photovoltaiksystem mit einer Vielzahl von Photovoltaikeinheiten (1), wobei jede Photovoltaikeinheit (1) ein Photovoltaikmodul (2) und einen regelbaren Aufwärtswandler (3) umfasst. Die Photovoltaikeinheiten (1) sind mit den jeweiligen Ausgangsseiten der Aufwärtswandler (3) parallel verschaltet. Entsprechende Betriebsverfahren werden ebenfalls aufgezeigt. The invention relates to a photovoltaic unit (1) with a photovoltaic module (2), an adjustable boost converter (3) and a control unit (9). The control unit (9) controls the boost converter (3) so that it is operated resonantly. Furthermore, the invention relates to a photovoltaic system with a plurality of photovoltaic units (1), wherein each photovoltaic unit (1) comprises a photovoltaic module (2) and a variable boost converter (3). The photovoltaic units (1) are connected in parallel with the respective output sides of the boost converter (3). Corresponding operating methods are also shown.
Description
Die Erfindung betrifft eine Photovoltaikeinheit mit einem Photovoltaikmodul, sowie ein Photovoltaiksystem mit einer Vielzahl von Photovoltaikeinheiten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Photovoltaikeinheit beziehungsweise eines Photovoltaiksystems der genannten Art.The invention relates to a photovoltaic unit with a photovoltaic module, as well as a photovoltaic system with a plurality of photovoltaic units. Furthermore, the invention relates to a method for operating a photovoltaic unit or a photovoltaic system of the type mentioned.
Die Strahlungsenergie der Sonne soll möglichst effizient durch Photovoltaikzellen in elektrische Energie gewandelt werden. Diese elektrische Energie soll gespeichert und/oder in nutzbare elektrische Energie gewandelt werden. Aufgrund eines Preisverfalls bei Photovoltaikmodulen werden mittlerweile auch Anwendungen mit nicht-idealer Ausrichtung kommerziell interessant. Dabei können Photovoltaikmodule in einer Anlage mit unterschiedlicher Ausrichtung und unterschiedlichem Verschattungsgrad kombiniert werden.The radiation energy of the sun should be converted as efficiently as possible by photovoltaic cells into electrical energy. This electrical energy is to be stored and / or converted into usable electrical energy. Due to a decline in the price of photovoltaic modules, applications with non-ideal alignment are now becoming commercially interesting. This photovoltaic modules can be combined in a system with different orientation and varying degrees of shading.
Mittlerweile gehört es zum Standard, dass private sowie öffentliche Gebäude (zum Beispiel Einfamilien-, Mehrfamilienhäuser, öffentliche Gebäude und Industrieanlagen) mit Photovoltaikanlagen ausgestattet werden. Dabei wird zunächst die Strahlungsenergie der Sonne in elektrischer Energie mittels Photovoltaikzellen gewandelt. Derzeit gibt es zwei unterschiedliche Konzepte für Photovoltaikanlagen. Gemäß einem Konzept werden größere Photovoltaikanlagen (zum Beispiel Anlagen mit einer Peakleistung von größer 1 kWp) derzeit in sogenannte Photovoltaikstrings unterteilt. Dabei wird eine Vielzahl (zum Beispiel zwischen
Ein Nachteil derartiger Photovoltaikstrings besteht darin, dass die Performance eines Photovoltaikstrings aufgrund der Serienschaltung von der schwächsten Photovoltaikzelle (das heißt von der Photovoltaikzelle mit dem niedrigsten Energieertrag) bestimmt wird. Werden nun eine oder mehrere Photovoltaikzellen verschattet beziehungsweise sehr geringer Strahlungsenergie ausgesetzt oder sind z.B. fehlerhaft, so wird der Arbeitspunkt aller in Reihe geschalteter Photovoltaikzellen negativ beeinflusst. Werden Photovoltaikanlagen mit unterschiedlicher Ausrichtung (z.B. Süd, Ost, West) aufgebaut, müssen herkömmlich immer die Photovoltaikmodule gleicher Ausrichtung in einem Photovoltaikstring zusammengefasst werden. Anders gesagt sollten alle in Reihe geschalteten Photovoltaikzellen bzw. Photovoltaikmodule eines Photovoltaikstrings möglichst gleichmäßig bestrahlt werden, um einer negativen Beeinflussung des Arbeitspunktes möglichst entgegenzuwirken.A disadvantage of such photovoltaic strings is that the performance of a photovoltaic string due to the series connection of the weakest photovoltaic cell (that is, of the photovoltaic cell with the lowest energy yield) is determined. If one or more photovoltaic cells are now shaded or exposed to very low radiant energy or are e.g. faulty, the operating point of all series-connected photovoltaic cells is negatively affected. If photovoltaic systems with different orientation (for example, south, east, west) are constructed, conventionally, the photovoltaic modules of the same orientation must always be combined in a photovoltaic string. In other words, all series-connected photovoltaic cells or photovoltaic modules of a photovoltaic string should be irradiated as uniformly as possible in order to counteract as far as possible a negative influence on the operating point.
Ferner wird bei derartigen Anlagen mit mehreren Photovoltaikstrings unterschiedlicher Ausrichtung jeder Photovoltaikstring in der Regel mit einem eigenen Wechselrichter betrieben. Dadurch werden die Wechselrichter der Anlagen in der Regel nur in einem Teillastbetrieb betrieben und haben einen schlechten Wandlungswirkungsgrad.Furthermore, in such systems with multiple photovoltaic strings of different orientation each photovoltaic string is usually operated with its own inverter. As a result, the inverters of the plants are usually operated only in a partial load operation and have a poor conversion efficiency.
Neben diesem Konzept größerer Photovoltaikanlagen existiert bisher ein weiteres Konzept zur Nutzung der Strahlungsenergie, das bisher bei sehr kleinen Anlagen genutzt wird, die meist nur aus einem Photovoltaikmodul bestehen. Dabei muss ein Wechselrichter für genau dieses einzelne Photovoltaikmodul eingesetzt werden. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis bei derartigen Anlagen ist somit relativ schlecht. Teilweise werden auch sogenannte Maximum-Power-Point-Tracker (MPP-Tracker) eingesetzt, welche die elektrische Belastung einer Photovoltaikzelle oder eines Photovoltaikmoduls derart anpassen, dass der Photovoltaikzelle beziehungsweise dem Photovoltaikmodul die größtmögliche elektrische Leistung entnommen werden kann. Derartige leistungselektronische Schaltungen sind meist teuer und haben dennoch schlechte Teillastwirkungsgrade. Einzelne Modulwechselrichter haben in der Regel ebenfalls nur einen mäßigen Wirkungsgrad, sind teuer und erfüllen die technischen Anschlussvorschriften meist nicht.In addition to this concept of larger photovoltaic systems, there is yet another concept for the use of radiant energy, which has been used so far in very small systems, which usually consist of only one photovoltaic module. An inverter must be used for exactly this single photovoltaic module. The cost-benefit ratio of such systems is thus relatively poor. In some cases, so-called maximum power point trackers (MPP trackers) are used, which adjust the electrical load of a photovoltaic cell or a photovoltaic module such that the photovoltaic cell or the photovoltaic module, the maximum electrical power can be removed. Such power electronic circuits are usually expensive and still have low partial load efficiencies. Single modular inverters also usually have only a moderate efficiency, are expensive and usually do not meet the technical connection requirements.
Alle derzeit zur Verfügung stehenden Photovoltaikanlagen können ihre Energie ferner nur zum Zeitpunkt des Strahlungseinfalls zur Verfügung stellen und sind somit quellenabhängig. Eine Anpassung an den Verbrauch kann derzeit nur durch die Verwendung zusätzlicher Energiespeicher-Vorrichtungen erreicht werden. Durch diese zusätzlichen Speichersysteme werden die Wandlungsverluste einer Photovoltaikanlage nochmals deutlich erhöht.Furthermore, all currently available photovoltaic systems can provide their energy only at the time of the incidence of radiation and are thus source-dependent. Adaptation to consumption can currently only be achieved by the use of additional energy storage devices. These additional storage systems significantly increase the conversion losses of a photovoltaic system.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Photovoltaikeinheiten beziehungsweise Photovoltaiksysteme und deren Betriebsverfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, die eine Ausrichtung eines Photovoltaikmoduls nach den baulichen Erfordernissen ermöglichen, ohne Einschränkung aufgrund einer elektrischen Topologie der entsprechenden Anlage, und zudem einen verglichen mit herkömmlichen Lösungen verbesserten Wirkungsgrad erzielen. It is an object of the present invention to provide photovoltaic units or photovoltaic systems and their method of operation of the type mentioned, which allow alignment of a photovoltaic module according to the structural requirements, without limitation due to an electrical topology of the corresponding system, and also improved compared with conventional solutions efficiency achieve.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch eine Photovoltaikeinheit nach Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved according to a first aspect by a photovoltaic device according to claim 1.
Die Photovoltaikeinheit weist ein Photovoltaikmodul sowie einen regelbaren Aufwärtswandler auf. Der regelbare Aufwärtswandler ist zum geregelten Wandeln einer Gleichspannung des Photovoltaikmoduls an einer Eingangsseite des Aufwärtswandlers in eine höhere Ausgangsgleichspannung an einer Ausgangsseite des Aufwärtswandlers für ein geregeltes Entnehmen einer durch das Photovoltaikmodul bereitgestellten elektrischen Leistung eingerichtet. The photovoltaic unit has a photovoltaic module and a variable boost converter. The variable boost converter is configured to regulate a DC voltage of the photovoltaic module at an input side of the boost converter to a higher DC output voltage at an output side of the boost converter for controlled removal of electrical power provided by the photovoltaic module.
Ferner weist die Photovoltaikeinheit eine Regelungseinheit zum Regeln des Aufwärtswandlers auf. Die Regelungseinheit weist eine Eingangsseite zum Zuführen von Signalwerten wenigstens einer elektrischen Größe der Photovoltaikeinheit sowie eine Ausgangsseite zum Bereitstellen wenigstens eines Steuersignals zum Ansteuern wenigstens eines Schaltmittels des regelbaren Aufwärtswandlers auf. Die Regelungseinheit ist eingerichtet, vermittels des wenigstens einen Steuersignals zusätzlich zu einem veränderlichen Schaltverhältnis auch eine Schaltfrequenz und/oder eine Schalttotzeit des wenigstens einen Schaltmittels derart zu regeln, dass der Aufwärtswandler resonant betrieben wird.Furthermore, the photovoltaic unit has a control unit for controlling the boost converter. The control unit has an input side for supplying signal values of at least one electrical variable of the photovoltaic unit and an output side for providing at least one control signal for actuating at least one switching means of the controllable up-converter. The control unit is set up to regulate by means of the at least one control signal in addition to a variable switching ratio also a switching frequency and / or a switching dead time of the at least one switching means such that the boost converter is operated resonantly.
Durch Einsatz eines derart resonant schaltenden Aufwärtswandlers kann der Wirkungsgrad der Photovoltaikeinheit über nahezu den kompletten Arbeitsbereich sehr hoch gehalten werden. Durch Regelung des Aufwärtswandlers in einem Resonanzbetrieb, das heißt Betreiben des Aufwärtswandlers mit einer spezifischen (ggf. betriebspunkt-abhängigen) Schaltfrequenz bzw. Schalttotzeit (wie unten näher erläutert wird), wird erreicht, dass die dem Photovoltaikmodul entnommene Energie einen maximalen Wert annimmt. Durch eine entsprechende Regelung des Aufwärtswandlers stellt dieser somit den Strom des Photovoltaikmoduls derart ein, dass bei einer bestimmten gegebenen Strahlungsintensität der Energieertrag der Photovoltaikeinheit maximal wird. Auf diese Weise kann die Photovoltaikeinheit in einem individuellen, sich gegebenenfalls zeitlich veränderlichen, Arbeitspunkt betrieben werden, wodurch die Strahlungsenergie optimal mit höchstem Wirkungsgrad in elektrische Energie umgesetzt werden kann. Ein optimaler Arbeitspunkt wird vermittels der Regelung trotz sich verändernder Betriebsverhältnisse (tageszeitabhängige Strahlungsintensität bzw. sich ändernder Verschattungsgrad) stetig nachgeregelt, sodass der Aufwärtswandler stets resonant betrieben wird und den bestmöglichen Energieertrag des Photovoltaikmoduls gewährleistet. Auf diese Weise kann auch der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage, in der eine solche Photovoltaikeinheit eingesetzt wird, im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen erheblich erhöht werden.By using such a resonant switching boost converter, the efficiency of the photovoltaic device can be kept very high over almost the entire work area. By controlling the boost converter in a resonant mode, ie operating the boost converter with a specific (possibly operating point-dependent) switching frequency or switching dead time (as will be explained in more detail below), it is achieved that the energy taken from the photovoltaic module assumes a maximum value. By an appropriate regulation of the up-converter, the latter thus adjusts the current of the photovoltaic module in such a way that, given a given radiation intensity, the energy yield of the photovoltaic unit becomes maximum. In this way, the photovoltaic unit can be operated in an individual, possibly temporally variable, operating point, whereby the radiation energy can be optimally converted into electrical energy with the highest efficiency. An optimal operating point is constantly readjusted by means of the control despite changing operating conditions (daytime-dependent radiation intensity or changing degree of shading), so that the boost converter is always operated resonantly and ensures the best possible energy yield of the photovoltaic module. In this way, the efficiency of a photovoltaic system, in which such a photovoltaic unit is used, can be significantly increased compared to conventional solutions.
Aufwendige MPP-Tracker können bei einer solchen Photovoltaikeinheit entweder gänzlich entfallen oder um das erläuterte Regelungskonzept erweitert werden, sodass der Wirkungsgrad der Photovoltaikeinheit oder einer ganzen Photovoltaikanlage beziehungsweise deren Kosten-Nutzen-Verhältnis verbessert wird.Elaborate MPP tracker can be omitted in such a photovoltaic unit either entirely or be extended by the explained control concept, so that the efficiency of the photovoltaic unit or an entire photovoltaic system or their cost-benefit ratio is improved.
Die wenigstens eine elektrische Größe der Photovoltaikeinheit, die der Regelungseinheit an deren Eingangsseite zuführbar ist, kann beispielsweise eine elektrische Spannung beziehungsweise ein elektrischer Strom am Photovoltaikmodul und/oder eine Ausgangsspannung an der Ausgangsseite der Photovoltaikeinheit sein. Die Regelungseinheit kann vermittels des wenigstens einen Steuersignals ein veränderliches Schaltverhältnis des wenigstens einen Schaltmittels im Aufwärtswandler, zum Beispiel durch einen pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal, vorgeben. Zusätzlich kann, wie erläutert, die Schaltfrequenz des wenigstens einen Schaltmittels variabel gestaltet werden, sodass diese regelbar ist. Alternativ oder ergänzend kann eine Schalttotzeit des Schaltmittels geregelt werden. Die Schalttotzeit beschreibt hierbei eine Zeitspanne einer Verzögerung des Schaltens des Schaltmittels zwischen den Schaltzuständen. Durch eine geregelte Schalttotzeit kann ein Schalten des Schaltmittels auf Zeitpunkte abgestimmt werden, in denen am Schaltmittel eine Spannung nahe Null (idealerweise Null) erreicht ist. Das heißt, dass die Schalttotzeit eine geregelte Verzögerung des Schaltens vorgibt, wobei ein Schalten verzögert wird, bis am Schaltmittel eine Spannung nahe Null (idealerweise Null) erreicht ist. Auf diese Weise können Schaltverluste im Schaltmittel minimiert werden. Ein steuerndes Eingreifen der Regelungseinheit zumindest in einen der Parameter Schaltfrequenz beziehungsweise Schalttotzeit des wenigstens einen Schaltmittels des Aufwärtswandlers neben dem veränderlichen Schaltverhältnis ermöglicht eine Regelung des Aufwärtswandlers in einem Resonanzbetrieb mit den oben erläuterten Vorteilen.The at least one electrical variable of the photovoltaic unit, which can be fed to the control unit at its input side, can be, for example, an electrical voltage or an electrical current at the photovoltaic module and / or an output voltage at the output side of the photovoltaic unit. The control unit may, by means of the at least one control signal, predefine a variable switching ratio of the at least one switching means in the up-converter, for example by a pulse-width-modulated (PWM) signal. In addition, as explained, the switching frequency of the at least one switching means can be made variable so that it can be regulated. Alternatively or additionally, a switching dead time of the switching means can be regulated. The switching dead time in this case describes a period of a delay of the switching of the switching means between the switching states. By a controlled Schalttotzeit switching of the switching means can be tuned to timings in which the switching means, a voltage near zero (ideally zero) is reached. That is, the switching dead time provides a controlled delay of switching, with switching delayed until the switching means reaches a voltage near zero (ideally zero). In this way, switching losses in the switching means can be minimized. A controlling intervention of the control unit at least in one of the parameters switching frequency and switching dead time of the at least one switching means of the boost converter in addition to the variable switching ratio allows a regulation of the boost converter in a resonant mode with the advantages explained above.
Der resonant arbeitende Aufwärtswandler wird beispielsweise mit sehr hohen Schaltfrequenzen zwischen 100 und 500 kHz betrieben. Dadurch ist es möglich, die passiven Bauteile der Leistungselektronik sehr kompakt auszuführen. Somit sind auch die Herstellungskosten des resonant arbeitenden Aufwärtswandlers deutlich günstiger als die derzeit verfügbaren Leistungselektroniken, zum Beispiel Wechselrichter, die für typische Photovoltaikeinheiten beziehungsweise Photovoltaiksysteme eingesetzt werden.The resonant up-converter is operated, for example, with very high switching frequencies between 100 and 500 kHz. This makes it possible to make the passive components of the power electronics very compact. Thus, the manufacturing costs of the resonant up-converter are significantly cheaper than currently available power electronics, such as inverters, which are used for typical photovoltaic units or photovoltaic systems.
Die obige Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein Photovoltaiksystem nach Patentanspruch 2 gelöst.The above object is achieved according to a second aspect by a photovoltaic system according to
Das Photovoltaiksystem weist eine Vielzahl
Bei einem derartigen Photovoltaiksystem erhält somit jedes einzelne Photovoltaikmodul eine eigene Leistungselektronik (Aufwärtswandler bzw. Hochsetzsteller), die in der Lage ist, den Arbeitspunkt des einzelnen Photovoltaikmoduls unabhängig von anderen Photovoltaikmodulen ideal einzustellen und somit den höchsten Energieertrag für jedes individuelle Photovoltaikmodul sicherzustellen, das heißt den Strom eines jeweiligen Photovoltaikmoduls derart einzustellen, dass bei gegebener Strahlungsintensität der Energieertrag jeweils maximal wird. Diese Leistungselektronik wird jedoch, nicht wie bisher üblich, als Wechselrichter ausgeführt, sondern als Aufwärtswandler beziehungsweise Hochsetzsteller. Ein Aufwärtswandler hat einen deutlich besseren Wirkungsgrad als ein Wechselrichter. Auf diese Weise kann der Gesamtwirkungsgrad des Photovoltaiksystems im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen deutlich erhöht werden. Jedes einzelne Photovoltaikmodul des Photovoltaiksystems kann somit in seinem individuellen, sich zeitlich veränderlichen Arbeitspunkt betrieben und geregelt werden, wodurch die Strahlungsenergie der Sonne optimal mit höchstem Wirkungsgrad in elektrische Energie umgesetzt werden kann.In such a photovoltaic system thus receives each photovoltaic module own power electronics (boost converter or boost converter), which is able to adjust the operating point of each photovoltaic module independently of other photovoltaic modules ideal and thus ensure the highest energy yield for each individual photovoltaic module, that is Adjust current of a respective photovoltaic module such that at a given radiation intensity of the energy yield is maximum. However, this power electronics is not, as usual, designed as an inverter, but as a boost converter or boost converter. An up-converter has a much better efficiency than an inverter. In this way, the overall efficiency of the photovoltaic system compared to conventional solutions can be significantly increased. Each individual photovoltaic module of the photovoltaic system can thus be operated and regulated in its individual, time-varying operating point, whereby the radiation energy of the sun can be optimally converted into electrical energy with the highest efficiency.
Die jeweiligen Aufwärtswandler der jeweiligen Photovoltaikeinheiten wandeln die Gleichspannung eines jeweiligen Photovoltaikmoduls auf ein höheres Spannungsniveau an einer jeweiligen Ausgangsseite des entsprechenden Aufwärtswandlers. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die Photovoltaikeinheiten mit ihren jeweiligen Ausgangsseiten der Aufwärtswandler parallel zu verschalten. Es ist somit bei dem Photovoltaiksystem der erläuterten Art nicht mehr notwendig, Photovoltaikmodule, wie bisher üblich, in Reihe zu verschalten, um eine entsprechend hohe Ausgangsspannung für eine weitere Verarbeitung (zum Beispiel durch einen oder mehrere Wechselrichter) zu erzielen. Somit entfallen auch die Nachteile einer Performanceeinbuße herkömmlicher Systeme aufgrund einer Serienschaltung von Photovoltaikmodulen, wie sie eingangs erläutert worden sind.The respective boost converters of the respective photovoltaic units convert the DC voltage of a respective photovoltaic module to a higher voltage level at a respective output side of the respective boost converter. This makes it possible in a simple manner to interconnect the photovoltaic units with their respective output sides of the boost converter in parallel. It is thus no longer necessary in the photovoltaic system of the type described, photovoltaic modules, as previously customary, connect in series in order to achieve a correspondingly high output voltage for further processing (for example by one or more inverters). Thus, the disadvantages of a performance penalty of conventional systems due to a series connection of photovoltaic modules, as they have been explained in the beginning, are also eliminated.
Im Gegenteil trägt bei einem Photovoltaiksystem der hier erläuterten Art ein jedes Photovoltaikmodul individuell zur Leistungsbereitstellung bei, ohne dass das Photovoltaiksystem auf die Performance des schwächsten Photovoltaikmoduls beziehungsweise eines schwächsten Photovoltaikstrings mit dem geringsten Energieertrag reduziert wird. Vielmehr wird der Gesamtwirkungsgrad des Photovoltaiksystems erhöht, weil der summierte Energieertrag sämtlicher Photovoltaikmodule trotz gegebenenfalls unterschiedlicher Strahlungsintensitäten beziehungsweise Verschattungsgrade aufgrund der Parallelschaltung der jeweiligen Photovoltaikmodule im Photovoltaiksystem Berücksichtigung findet. Wie erläutert, kann zudem durch die jeweiligen Aufwärtswandler der Photovoltaikeinheiten der Arbeitspunkt eines jeden Photovoltaikmoduls individuell eingestellt und nachgeregelt werden, was den Gesamtwirkungsgrad des Photovoltaiksystems weiter erhöht.On the contrary, in a photovoltaic system of the type described here, each photovoltaic module individually contributes to power delivery without the photovoltaic system being reduced to the performance of the weakest photovoltaic module or a weakest photovoltaic string having the lowest energy yield. Rather, the overall efficiency of the photovoltaic system is increased because the summed energy yield of all photovoltaic modules despite possibly different radiation intensities or shading due to the parallel connection of the respective photovoltaic modules in the photovoltaic system is taken into account. As explained, in addition, the operating point of each photovoltaic module can be individually adjusted and readjusted by the respective up-converter of the photovoltaic units, which further increases the overall efficiency of the photovoltaic system.
Die jeweiligen Aufwärtswandler können direkt in das jeweilige Photovoltaikmodul integriert sein und mit diesem eine gemeinsame Einheit bilden. Die so gebildeten Photovoltaikeinheiten können dann direkt mit den jeweiligen Ausgangseiten über zwei (oder mehr) Leiter parallel verschaltet werden.The respective boost converters can be integrated directly into the respective photovoltaic module and form a common unit with it. The photovoltaic units thus formed can then be connected in parallel directly to the respective output sides via two (or more) conductors.
In diversen Ausführungsformen umfasst das Photovoltaiksystem wenigstens einen Wechselrichter, wobei der wenigstens eine Wechselrichter mit einer Eingangsseite parallel zu den Photovoltaikeinheiten verschaltet ist zum Wandeln einer Gleichspannung an der Eingangsseite des wenigstens einen Wechselrichters in eine Wechselspannung an einer Ausgangsseite des Wechselrichters. Der wenigstens eine Wechselrichter ist vorteilhaft für eine summierte Stromaufnahme aus einer Mehrzahl
Durch eine derartige Modularisierung des Photovoltaiksystems, wobei jeweils ein Wechselrichter für eine summierte Stromaufnahme aus einer Mehrzahl von zum Wechselrichter parallel geschalteten Photovoltaikeinheiten ausgelegt ist, ist es möglich, die Auslastung eines einzelnen Wechselrichters zu erhöhen und damit einen sehr hohen Gesamtwandlungswirkungsgrad zu erreichen. Auf diese Weise arbeiten der oder die Wechselrichter statistisch gesehen öfter in einem für ihren Wirkungsgrad günstigen Bereich, selbst wenn die jeweiligen Energieerträge der Photovoltaikeinheiten zum Beispiel aufgrund einer unterschiedlichen Strahlungsenergie beziehungsweise eines unterschiedlichen Verschattungsgrades der jeweiligen Photovoltaikmodule schwanken. Dadurch werden Wandlungsverluste minimiert und der Ertrag des Photovoltaiksystems deutlich gesteigert.By such a modularization of the photovoltaic system, wherein in each case an inverter is designed for a summed current consumption from a plurality of parallel to the inverter photovoltaic units, it is possible to increase the utilization of a single inverter and thus to achieve a very high overall conversion efficiency. In this way, the inverter or statistically more often work in a favorable for their efficiency range, even if the respective energy yields of the photovoltaic units for Example fluctuate due to a different radiation energy or a different degree of shading of the respective photovoltaic modules. This minimizes conversion losses and significantly increases the yield of the photovoltaic system.
In diversen Ausführungsformen des Photovoltaiksystems sind eine oder mehrere der Photovoltaikeinheiten gemäß der oben erläuterten Art ausgeführt. Das bedeutet, dass eine jeweilige Regelungseinheit in den jeweiligen Photovoltaikeinheiten eingerichtet ist, die gemäß der oben erläuterten Art das wenigstens eine Schaltmittel des jeweiligen Aufwärtswandlers derart regelt, dass der Aufwärtswandler resonant betrieben wird. Idealerweise sind sämtliche Photovoltaikeinheiten des Photovoltaiksystems derart ausgeführt. Somit kann der Wirkungsgrad der einzelnen Photovoltaikeinheiten sowie letztlich des gesamten Photovoltaiksystems über nahezu den kompletten Arbeitsbereich sehr hoch gehalten werden. Versuche führten zu einem Wirkungsgrad über 99 % im typischen Arbeitsbereich der Photovoltaikeinheiten und einem Teillastwirkungsgrad von über 98 %. Dagegen erreichen handelsübliche Leistungselektroniken in der Regel nur Wirkungsgrade von maximal 95 % im besten Arbeitspunkt. Ein derartiger Wirkungsgrad herkömmlicher Lösungen fällt bei Teillast sehr schnell unter 90 %.In various embodiments of the photovoltaic system, one or more of the photovoltaic units are designed according to the above-mentioned type. This means that a respective control unit is arranged in the respective photovoltaic units, which, according to the manner explained above, controls the at least one switching means of the respective boost converter in such a way that the boost converter is operated resonantly. Ideally, all the photovoltaic units of the photovoltaic system are designed in this way. Thus, the efficiency of the individual photovoltaic units and ultimately the entire photovoltaic system over almost the entire work area can be kept very high. Experiments resulted in an efficiency of more than 99% in the typical working range of the photovoltaic units and a partial load efficiency of over 98%. In contrast, commercially available power electronics usually only achieve efficiencies of up to 95% at the best operating point. Such efficiency of conventional solutions falls under part load very quickly below 90%.
Die obige Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt durch ein Verfahren zum Betrieb einer Photovoltaikeinheit nach Patentanspruch 7 gelöst.The above object is achieved according to a third aspect by a method for operating a photovoltaic device according to
Das Verfahren ist implementiert zum Betrieb einer Photovoltaikeinheit der oben erläuterten Art, wobei der Regelungseinheit Signalwerte wenigstens einer elektrischen Größe der Photovoltaikeinheit zugeführt werden und die Regelungseinheit wenigstens ein Steuersignal zum Ansteuern des wenigstens einen Schaltmittels des regelbaren Aufwärtswandlers bereitstellt. Die Regelungseinheit regelt vermittels des wenigstens einen Steuersignals zusätzlich zu einem veränderlichen Schaltverhältnis auch eine Schaltfrequenz und/oder eine Schalttotzeit des wenigstens einen Schaltmittels, sodass der Aufwärtswandler resonant betrieben wird.The method is implemented for operating a photovoltaic unit of the type described above, wherein the control unit is supplied with signal values of at least one electrical variable of the photovoltaic unit and the control unit provides at least one control signal for driving the at least one switching means of the variable boost converter. The control unit regulates by means of at least one control signal in addition to a variable switching ratio and a switching frequency and / or a switching dead time of the at least one switching means, so that the boost converter is operated resonantly.
Die Implementierung eines solchen Verfahrens hat die Vorteile, wie sie oben im Zusammenhang mit der entsprechend eingerichteten Photovoltaikeinheit beziehungsweise dem entsprechend eingerichteten Photovoltaiksystem erläutert worden sind. Durch ein solches Betriebsverfahren einer Photovoltaikeinheit kann auf diese Weise der Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Lösungen deutlich erhöht werden.The implementation of such a method has the advantages, as have been explained above in connection with the correspondingly equipped photovoltaic unit or the correspondingly equipped photovoltaic system. By such a method of operation of a photovoltaic unit, the efficiency over conventional solutions can be significantly increased in this way.
Die obige Aufgabe wird gemäß einem vierten Aspekt durch ein Verfahren zum Betrieb eines Photovoltaiksystems nach Patentanspruch 8 gelöst.The above object is achieved according to a fourth aspect by a method for operating a photovoltaic system according to claim 8.
Das Verfahren ist zum Betrieb eines Photovoltaiksystems der oben erläuterten Art implementiert, wobei die jeweiligen Aufwärtswandler der jeweiligen Photovoltaikeinheiten unabhängig voneinander die jeweiligen Photovoltaikmodule individuell auf einen jeweils spezifischen Arbeitspunkt einer Leistungsentnahme einstellen.The method is implemented for operating a photovoltaic system of the type discussed above, wherein the respective boost converters of the respective photovoltaic units independently set the respective photovoltaic modules individually to a specific operating point of power extraction.
Auch ein derartiges Verfahren hat die Vorteile, wie sie oben im Zusammenhang mit einem entsprechenden Photovoltaiksystem erläutert worden sind. Durch ein solches Betriebsverfahren eines Photovoltaiksystems kann der Gesamtwandlungswirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Lösungen deutlich erhöht werden.Such a method also has the advantages as described above in connection with a corresponding photovoltaic system. By such a method of operation of a photovoltaic system, the overall conversion efficiency compared to conventional solutions can be significantly increased.
In diversen Implementierungen des Verfahrens zum Betrieb eines Photovoltaiksystems wird der Wert der Ausgangsgleichspannung an einer Ausgangsseite eines jeweiligen Aufwärtswandlers variabel eingestellt. Jedoch wird der Wert der Ausgangsgleichspannung oberhalb des Wertes der höchsten durch die Photovoltaikmodule erzeugten Gleichspannung eingestellt. Auf diese Weise kann der Betrieb des Photovoltaiksystems bezüglich der erzeugten Ausgangsgleichspannung der jeweiligen Aufwärtswandler variabel gestaltet werden. Dennoch ist es möglich, den maximalen Energieertrag des stärksten Photovoltaikmoduls (des Photovoltaikmoduls mit der höchsten erzeugten Gleichspannung) einzustellen.In various implementations of the method of operating a photovoltaic system, the value of the DC output voltage is variably set on an output side of a respective boost converter. However, the value of the DC output voltage is set above the value of the highest DC voltage generated by the photovoltaic modules. In this way, the operation of the photovoltaic system with respect to the generated output DC voltage of the respective boost converter can be made variable. Nevertheless, it is possible to set the maximum energy yield of the strongest photovoltaic module (the photovoltaic module with the highest DC voltage generated).
Die jeweiligen Aufwärtswandler des Photovoltaiksystems können in diversen Implementierungen des Verfahrens derart eingestellt beziehungsweise parametriert werden, dass die Ausgangsspannung der jeweiligen Aufwärtswandler nicht über ein entsprechendes Maximum steigen kann. Auf diese Weise wird die Ausgangsgleichspannung an den Ausgangsseiten der Aufwärtswandler begrenzt und die Gefahr einer Schädigung nachgeschalteter Komponenten, weiterer Komponenten in der Parallelschaltung des Photovoltaiksystems oder eines Betriebspersonals unterbunden. Prinzipiell ist die Ausgangsgleichspannung eines jeweiligen Aufwärtswandlers jedoch vorteilhaft, innerhalb der erläuterten Grenzen, variabel. Auf diese Weise kann die Parallelschaltung sämtlicher Photovoltaikeinheiten zum Beispiel an die Eigenschaften parallel verschalteter Wechselrichter oder Energiespeicher angepasst werden. Ferner ist denkbar, das Photovoltaiksystem auf einfache Weise modular mit weiteren Photovoltaikeinheiten zu ergänzen. Hierbei könnte die Ausgangsgleichspannung der jeweiligen Aufwärtswandler variabel angepasst werden, um ein modular erweitertes Photovoltaiksystem beziehungsweise eine Wechselrichtung der durch die Photovoltaikeinheiten bereitgestellten elektrischen Leistung zur Einspeisung in ein Wechselstromnetz flexibel handzuhaben.The respective boost converters of the photovoltaic system can be set or parameterized in various implementations of the method such that the output voltage of the respective boost converter can not rise above a corresponding maximum. In this way, the DC output voltage is limited at the output sides of the boost converter and the risk of damage to downstream components, other components in the parallel connection of the photovoltaic system or an operating staff prevented. In principle, however, the output DC voltage of a respective boost converter is advantageous, within the limits explained, variable. In this way, the parallel connection of all photovoltaic units can be adapted, for example, to the characteristics of parallel-connected inverters or energy stores. It is also conceivable to supplement the photovoltaic system with other photovoltaic units in a simple manner in a modular manner. In this case, the output direct voltage of the respective boost converter could be variably adapted to a modularly extended photovoltaic system or an alternating direction of the through the photovoltaic units to flexibly handle the electrical power supplied for feeding into an AC grid.
In diversen Implementierungen eines Verfahrens zum Betrieb eines Photovoltaiksystems werden eine oder mehrere, oder vorteilhaft sämtliche, der Photovoltaikeinheiten gemäß einem Verfahren zum Betrieb einer Photovoltaikeinheit der oben erläuterten Art, das heißt mit einem resonant betriebenen Aufwärtswandler der Photovoltaikeinheit, betrieben. Aufgrund eines resonanten Betriebes eines oder mehrerer oder sämtlicher Aufwärtswandler der Photovoltaikeinheiten im Photovoltaiksystem kann der Gesamtwandlungswirkungsgrad des Photovoltaiksystems während des Betriebes, wie oben erläutert, nochmals erhöht werden.In various implementations of a method of operating a photovoltaic system, one or more, or advantageously all, of the photovoltaic units are operated in accordance with a method of operating a photovoltaic device of the type discussed above, that is, a resonant up-converter of the photovoltaic device. Due to a resonant operation of one or more or all of the up-converters of the photovoltaic units in the photovoltaic system, the overall conversion efficiency of the photovoltaic system during operation, as explained above, can be further increased.
Sämtliche Aspekte und Ausgestaltungen der Implementierungen der genannten Verfahren finden in strukturellen Merkmalen und Aspekten der oben erläuterten Photovoltaikeinheiten beziehungsweise Photovoltaiksysteme Niederschlag und umgekehrt. Das bedeutet, dass sämtliche Implementierungen der Verfahren der oben erläuterten Art auf entsprechende Photovoltaikeinheiten beziehungsweise Photovoltaiksysteme der oben erläuterten Art angewendet werden können. Umgekehrt können die Photovoltaikeinheiten beziehungsweise Photovoltaiksysteme gemäß dem oben erläuterten Betriebsverfahren strukturell gemäß den oben erläuterten Photovoltaikeinheiten und Photovoltaiksystemen ausgeführt sein.All aspects and embodiments of the implementations of said methods are reflected in structural features and aspects of the above-explained photovoltaic units or photovoltaic systems and vice versa. This means that all implementations of the methods of the type described above can be applied to corresponding photovoltaic units or photovoltaic systems of the type explained above. Conversely, according to the operating method explained above, the photovoltaic units or photovoltaic systems can be designed structurally in accordance with the above-explained photovoltaic units and photovoltaic systems.
Weitere vorteilhafte Aspekte sind in den zugehörigen Unteransprüchen offenbart.Further advantageous aspects are disclosed in the associated subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme mehrerer Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with the aid of several drawings.
Es zeigen:
-
1 eine schematisierte Darstellung einer Photovoltaikeinheit, -
2 eine schematisierte Darstellung einer Regelung einer Photovoltaikeinheit gemäß1 und -
3 eine schematisierte Darstellung eines Teils eines Photovoltaiksystems mit einer Vielzahl von Photovoltaikeinheiten gemäß1 .
-
1 a schematic representation of a photovoltaic unit, -
2 a schematic representation of a control of a photovoltaic device according to1 and -
3 a schematic representation of a portion of a photovoltaic system with a plurality of photovoltaic units according to1 ,
Der Aufwärtswandler
Durch Steuern des Schaltmittels
Durch den Einsatz des resonant schaltenden Aufwärtswandlers
Die Parameter PWM, t_tot und f_s zur Ansteuerung des Schaltmittels
Alternativ zu der in
Die Schalttotzeit t_tot beschreibt eine Zeitspanne einer Verzögerung des Schaltens des Schaltmittels
Durch eine Photovoltaikeinheit
Einstellungen bzw. Informationen (z.B. Steuerinformationen) der MPP-Tracker-Einheit
Alternativ zur Ausführungsform gemäß
Gemäß
In größeren Photovoltaiksystemen, in denen mehr als drei Wechselrichter
Schließlich ist bei dem Photovoltaiksystem gemäß
In alternativen Ausführungsformen kann die Energiespeicher-Vorrichtung
Die Platzierung der Energiespeicher-Vorrichtung
Zudem sollte die Kapazität der Energiespeicher-Vorrichtung
Alternativ zu Ausführungsform in
Aufgrund der Tatsache, dass die einzelnen Aufwärtswandler
Zudem ist das Photovoltaiksystem gemäß
Die Ausführungsform gemäß
Das Photovoltaiksystem gemäß
Wie erläutert, sind bei dem Photovoltaiksystem gemäß
Auf diese Weise kann bei einem Photovoltaiksystem gemäß
Ferner ist beim Photovoltaiksystem gemäß
Das Photovoltaiksystem gemäß
Ferner sind die Kosten für die nötigen Aufwärtswandler
Zudem ist das Photovoltaiksystem gemäß
Die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft.The illustrated embodiments are merely exemplary.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Photovoltaikeinheitphotovoltaic unit
- 22
- Photovoltaikmodulphotovoltaic module
- 33
- Aufwärtswandlerboost converter
- 44
- Spule/InduktivitätCoil / inductance
- 55
- Diodediode
- 66
- Kapazitätcapacity
- 77
- gesteuertes Schaltmittelcontrolled switching means
- 88th
- MPP-Tracker-EinheitMPP tracker Unit
- 99
- Regelungseinheitcontrol unit
- 1010
- Steuersignal der MPP-Tracker-EinheitControl signal of the MPP tracker unit
- 1111
- Wechselrichterinverter
- 1212
- Energiespeicher-VorrichtungEnergy storage device
- 1313
- Wechselrichter-ModulInverter Module
- 1414
- Betriebsführungs-KomponenteBetriebsführungs component
- U_inU_in
- Gleichspannung eines PhotovoltaikmodulsDC voltage of a photovoltaic module
- I_inI_in
- Gleichstrom eines PhotovoltaikmodulsDC of a photovoltaic module
- U_outu_out
- Ausgangsgleichspannung einer PhotovoltaikeinheitDC output voltage of a photovoltaic unit
- PWMPWM
- PulsweitensignalPulse width signal
- f_sf_s
- Schaltfrequenzswitching frequency
- t_tott_tot
- Schalttotzeitswitching dead
- S1S1
- GleichspannungsleitungDC line
- S2S2
- GleichspannungsleitungDC line
- L1L1
- Phasephase
- L2L2
- Phasephase
- L3L3
- Phasephase
- NN
- Neutralleiterneutral
- PEPE
- Schutzleiterprotective conductor
Claims (10)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017115000.5A DE102017115000A1 (en) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system |
DE202018006394.0U DE202018006394U1 (en) | 2017-07-05 | 2018-07-03 | Photovoltaic unit and photovoltaic system |
PCT/EP2018/067973 WO2019007971A1 (en) | 2017-07-05 | 2018-07-03 | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017115000.5A DE102017115000A1 (en) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017115000A1 true DE102017115000A1 (en) | 2019-01-10 |
Family
ID=62816566
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017115000.5A Withdrawn DE102017115000A1 (en) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system |
DE202018006394.0U Active DE202018006394U1 (en) | 2017-07-05 | 2018-07-03 | Photovoltaic unit and photovoltaic system |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202018006394.0U Active DE202018006394U1 (en) | 2017-07-05 | 2018-07-03 | Photovoltaic unit and photovoltaic system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE102017115000A1 (en) |
WO (1) | WO2019007971A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3902127A1 (en) | 2020-04-22 | 2021-10-27 | Robert Bosch GmbH | Power converter with series connected and alternatingly operated power modules |
DE102020126263A1 (en) | 2020-10-07 | 2022-04-07 | Hochschule Osnabrück | Photovoltaic device and computer program therefor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030201674A1 (en) * | 2000-07-28 | 2003-10-30 | International Power System, Inc. | DC to DC converter and power management system |
US20120161526A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Delta Electronics, Inc. | Dc power source conversion modules, power harvesting systems, junction boxes and methods for dc power source conversion modules |
DE102014002592A1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Karlsruher Institut für Technologie | Circuit arrangements and methods for tapping electrical power from multiple module strings |
CN106788215A (en) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | For the Sofe Switch dc/dc boost converter of the collecting and distributing power supply of photovoltaic |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10136147B4 (en) * | 2001-07-25 | 2004-11-04 | Kolm, Hendrik, Dipl.-Ing. | Photovoltaic alternator |
CN103843217A (en) * | 2011-09-20 | 2014-06-04 | 艾思玛太阳能技术股份公司 | Provision of control power with a photovoltaic arrangement |
-
2017
- 2017-07-05 DE DE102017115000.5A patent/DE102017115000A1/en not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-07-03 WO PCT/EP2018/067973 patent/WO2019007971A1/en active Application Filing
- 2018-07-03 DE DE202018006394.0U patent/DE202018006394U1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030201674A1 (en) * | 2000-07-28 | 2003-10-30 | International Power System, Inc. | DC to DC converter and power management system |
US20120161526A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Delta Electronics, Inc. | Dc power source conversion modules, power harvesting systems, junction boxes and methods for dc power source conversion modules |
DE102014002592A1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Karlsruher Institut für Technologie | Circuit arrangements and methods for tapping electrical power from multiple module strings |
CN106788215A (en) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | For the Sofe Switch dc/dc boost converter of the collecting and distributing power supply of photovoltaic |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3902127A1 (en) | 2020-04-22 | 2021-10-27 | Robert Bosch GmbH | Power converter with series connected and alternatingly operated power modules |
DE102020205078A1 (en) | 2020-04-22 | 2021-10-28 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Converter device for power electronics, electrical system with a converter device and method for operating a converter device |
DE102020126263A1 (en) | 2020-10-07 | 2022-04-07 | Hochschule Osnabrück | Photovoltaic device and computer program therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019007971A1 (en) | 2019-01-10 |
DE202018006394U1 (en) | 2020-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2104200B1 (en) | Method for controlling a multi-string inverter for photovoltaic systems | |
EP2325993B1 (en) | Method for operating an inverter and inverter | |
EP3022835B1 (en) | Inverter comprising at least two direct current inputs, a photovoltaic installation comprising such an inverter, and a method for actuating an inverter | |
EP1971019B1 (en) | Switching device for transformerless conversion of an electric direct current into an AC voltage with two DC/DC converters and a DC/AC converter | |
DE102010006124B4 (en) | Circuit arrangement with a boost converter and inverter circuit with such a circuit arrangement | |
DE102014106162A1 (en) | High-performance voltage compensation | |
EP2173024B1 (en) | Switching device with a boost converter and inverter switch with such a switching device | |
EP2517344B1 (en) | Bidirectional dc converter with buffer capacitor and controllable voltage at the capacitor | |
DE102013201055A1 (en) | Power conversion circuitry | |
DE102006023563A1 (en) | Photovoltaic system for transforming of solar power into electricity, has strings with solar modules attached with transducers, where one of transducers is charged with output voltage of series connection of strings by using switching units | |
DE102013212716A1 (en) | Energy storage device with DC power supply circuit and method for providing a DC voltage from an energy storage device | |
EP2911284B1 (en) | Switch assemblies and method for picking up electric power from multiple module strands | |
EP2451065B1 (en) | Inverter circuitry comprising a buck converter | |
EP1878106A2 (en) | Plurality of solar cell modules, each of which is coupled to a voltage transformer via a switch element | |
EP2369733B1 (en) | Circuit assembly and method for generating alternating current from a number of power supply units with output DC voltage which varies over time | |
DE102017115000A1 (en) | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system | |
DE102012217554A1 (en) | Circuit device for use with direct current inverse transducer of photovoltaic system, has converter modules that are switched in series, where series arrangement of converter modules is connected with boost converter module through inductor | |
EP2626969A2 (en) | Power generation plant with inverter and energy storage system | |
EP2774255B1 (en) | Voltage converter having a first parallel circuit | |
EP3780305A1 (en) | Inverter arrangement for wind turbines and photovoltaic installations | |
DE102012210423A1 (en) | Infeed of solar energy into an energy supply network by means of a solar inverter | |
DE102020126263A1 (en) | Photovoltaic device and computer program therefor | |
EP2566026A1 (en) | Direct current regulator | |
DE102014101406A1 (en) | Control device and method for operating a photovoltaic system | |
DE102013005808B4 (en) | DC converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |