DE102020126263A1 - Photovoltaic device and computer program therefor - Google Patents
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Abstract
Eine Photovoltaikeinrichtung mit mehreren Photovoltaikmodulen (1) wird beschrieben, die jeweils eine Anzahl zusammengeschalteter Photovoltaikzellen (2) aufweisen. Die Photovoltaikmodule (1) haben jeweils einen Gleichspannungs-Hochsetzsteller (3), der zum Hochsetzen der von den zusammengeschalteten Photovoltaikzellen (2) bereitgestellten Primärspannung (U_in) auf eine an einem Sekundärspannungsausgang des Hochsetzstellers (3) bereitgestellte Sekundärspannung (U_out) eingerichtet ist. Die Sekundärspannungsausgänge der Hochsetzsteller (3) mehrerer Photovoltaikmodule (1) sind auf einer gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung (S) zusammengeschaltet. Die Spannungsversorgungsbusleitung (S) hat einen Mittelpunktleiter (M), wobei eine erste Gruppe von Photovoltaikmodulen (1) mit dem negativen Pol der Sekundärspannungsausgänge ihrer Hochsetzsteller (3) an den Mittelpunktleiter (M) und eine zweite Gruppe von Photovoltaikmodulen (1) mit dem positiven Pol der Sekundärspannungsausgänge ihrer Hochsetzsteller (3) an den Mittelpunktleiter (M) angeschlossen sind. A photovoltaic device with a number of photovoltaic modules (1) is described, each of which has a number of interconnected photovoltaic cells (2). The photovoltaic modules (1) each have a DC step-up converter (3), which is set up to step up the primary voltage (U_in) provided by the interconnected photovoltaic cells (2) to a secondary voltage (U_out) provided at a secondary voltage output of the step-up converter (3). The secondary voltage outputs of the step-up converter (3) of several photovoltaic modules (1) are interconnected on a common voltage supply bus line (S). The voltage supply bus line (S) has a neutral conductor (M), with a first group of photovoltaic modules (1) with the negative pole of the secondary voltage outputs of their step-up converters (3) being connected to the neutral conductor (M) and a second group of photovoltaic modules (1) with the positive pole Pole of the secondary voltage outputs of their step-up converter (3) are connected to the neutral conductor (M).
Description
Die Erfindung betritt eine Photovoltaikeinrichtung und mit mehreren Photovoltaikmodulen, die jeweils eine Anzahl zusammengeschalteter Photovoltaikzellen aufweisen. Die Photovoltaikmodule haben jeweils einen Gleichspannungs-Hochsetzsteller, der zum Hochsetzen der von den zusammengeschalteten Photovoltaikzellen bereitgestellten Primärspannung auf eine an einem Sekundärspannungsausgang des Hochsetzstellers bereitgestellte Sekundärspannung eingerichtet ist. Die Sekundärspannungsausgänge der Hochsetzsteller mehrerer Photovoltaikmodule sind auf einer gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung zusammengeschaltet.The invention relates to a photovoltaic device and having a plurality of photovoltaic modules, each of which has a number of interconnected photovoltaic cells. The photovoltaic modules each have a DC voltage step-up converter which is set up to step up the primary voltage provided by the interconnected photovoltaic cells to a secondary voltage provided at a secondary voltage output of the step-up converter. The secondary voltage outputs of the step-up converters of several photovoltaic modules are interconnected on a common voltage supply bus line.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln zum Einstellen einer variablen Sekundärspannung von Hochsetzstellern von Photovoltaikmodulen einer solchen Photovoltaikeinrichtung.The invention also relates to a computer program with program code means for setting a variable secondary voltage of step-up converters of photovoltaic modules of such a photovoltaic device.
Damit müssen nicht für jedes Photovoltaik-Modul mit Aufwärtswandlern ausgestaltete Anschlusskästen vorgehalten werden.This means that junction boxes equipped with step-up converters do not have to be provided for each photovoltaic module.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Photovoltaikeinrichtung mit mehreren Photovoltaikmodulen zu schaffen.Proceeding from this, it is the object of the present invention to create an improved photovoltaic device with a plurality of photovoltaic modules.
Die Aufgabe wird mit der Photovoltaikeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.The object is achieved with the photovoltaic device having the features of
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments are described in the dependent claims.
Für eine gattungsgemäße Photovoltaikeinrichtung wird vorgeschlagen, dass die Spannungsversorgungsbusleitung einen Mittelpunktleiter hat, wobei eine erste Gruppe von Photovoltaikmodulen mit dem negativen Pol der Sekundärspannungsausgänge ihrer Hochsetzsteller an den Mittelpunktleiter und eine zweite Gruppe von Photovoltaikmodulen mit dem positiven Pol der Sekundärspannungsausgänge ihrer Hochsetzsteller an den Mittelpunktleiter angeschlossen sind.For a generic photovoltaic device, it is proposed that the voltage supply bus line has a neutral conductor, with a first group of photovoltaic modules having the negative pole of the secondary voltage outputs of their step-up converter connected to the neutral conductor and a second group of photovoltaic modules connected to the positive pole of the secondary voltage transitions of their step-up converters are connected to the neutral conductor.
Damit wird eine Spannungsversorgungsbusleitung geschaffen, die in Bezug auf das Potential auf den Mittelpunktleiter einerseits ein positives und andererseits ein negatives Spannungspotential aufweist. Dabei muss an den Photovoltaikmodulen selbst in Bezug auf das Erdpotential nicht notwendigerweise ein negatives Spannungspotential vorhanden sein. Mit Hilfe dieser Lösung wird die Stromtragfähigkeit der Spannungsversorgungsbusleitung verbessert, da nur der Differenzstrom der beiden Gruppen von Photovoltaikmodulen über den Mittelpunktleiter fließt. Damit kann auch ein zweiter Rückleiter eingespart und der Verdrahtungsaufwand erheblich vereinfacht werden.This creates a voltage supply bus line which, in relation to the potential on the neutral conductor, has a positive voltage potential on the one hand and a negative voltage potential on the other. In this case, a negative voltage potential does not necessarily have to be present on the photovoltaic modules themselves in relation to the ground potential. This solution improves the current-carrying capacity of the power supply bus line, since only the differential current of the two groups of photovoltaic modules flows via the neutral conductor. This means that a second return conductor can be saved and the wiring work can be considerably simplified.
Durch den Einsatz jeweils eines Gleichspannungs-Hochsetzstellers (d.h. eines Aufwärtswandlers) in jedem Photovoltaikmodul wird erreicht, dass jedes Photovoltaikmodul mit seinem individuellen, sich zeitlich u.a. mit der Lebensdauer und in Abhängigkeit von der verfügbaren Strahlungsenergie verändernden Arbeitspunkt optimal mit seinem höchsten Wirkungsgrad betrieben werden kann.The use of a DC step-up converter (i.e. a step-up converter) in each photovoltaic module ensures that each photovoltaic module can be operated optimally at its highest efficiency with its individual operating point, which changes over time, among other things, with the service life and depending on the available radiation energy.
Die erfindungsgemäße Photovoltaikeinrichtung stellt ein skalierbares, modulares und unstrukturiertes Energieversorgungssystem mittels Photovoltaik bereit, welches über die Spannungsversorgungsbusleitung mit gemeinsamem Mittelpunktleiter sehr einfach erweiterbar und ohne größeren Aufwand örtlich verschiebbar ist. Durch die Nutzung eines gemeinsamen Mittelpunktleiters für mehrere Gruppen von Photovoltaikmodulen wird der Verdrahtungsaufwand und damit auch der Aufwand von Kupferleitungen reduziert. Zudem gelingt es hierdurch, das Gesamt-Spannungspotential auf der Spannungsversorgungsbusleitung für einen daran angeschlossenen Gleichspannungswandler, Wechselrichter oder Energiespeicher zu verdoppeln.The photovoltaic device according to the invention provides a scalable, modular and unstructured energy supply system using photovoltaics, which can be expanded very easily via the voltage supply bus line with a common neutral conductor and can be moved locally without great effort. The use of a common neutral conductor for several groups of photovoltaic modules reduces the amount of wiring and thus also the amount of copper cables. In addition, this makes it possible to double the total voltage potential on the voltage supply bus line for a DC voltage converter, inverter or energy store connected to it.
Die gleichen Spannungs-Hochsetzsteller können vorteilhaft resonant betrieben werden. Damit kann der Wirkungsgrad der Photovoltaikmodule über nahezu ihren kompletten Arbeitsbereich sehr hoch gehalten werden. In dem Resonanzbetrieb werden die Hochsetzsteller mit einer spezifischen, gegebenenfalls vom Betriebspunkt abhängigen Schaltfrequenz oder Schalttotzeit so betrieben, dass die dem Photovoltaikmodul entnommene Energie einen möglichst maximalen Wert annimmt. Hierzu kann der Strom des Photovoltaikmoduls derart eingestellt werden, dass bei einer vorgegebenen Strahlungsintensität der Energieertrag des Photovoltaikmoduls möglichst maximal ist.The same voltage step-up converter can advantageously be operated in resonant mode. This means that the efficiency of the photovoltaic modules can be kept very high over almost their entire working range. In the resonance mode, the step-up converters are operated with a specific switching frequency or switching dead time, which may depend on the operating point, in such a way that the energy drawn from the photovoltaic module assumes the maximum possible value. For this purpose, the current of the photovoltaic module can be set in such a way that the energy yield of the photovoltaic module is as maximum as possible for a given radiation intensity.
Die Photovoltaikmodule können eine Regelungseinheit zur Regelung des Hochsetzstellers haben oder mit einer solchen verbunden sein, wobei die Regelungseinheit zur Regelung des mindestens einen zugeordneten Hochsetzstellers durch Einstellung der Schaltfrequenz, der Pulsbreite und der Totzeit in Abhängigkeit von der Primärspannung und des Primärstroms der zusammengeschalteten Photovoltaikzellen eines Photovoltaikmoduls am Eingang des zu regelnden Hochsetzstellers, sowie der Sekundärausgangsspannung am Ausgang des zu regelnden Hochsetzstellers ausgebildet ist.The photovoltaic modules can have a control unit for controlling the step-up converter or be connected to one, the control unit for controlling the at least one associated step-up converter by setting the switching frequency, the pulse width and the dead time depending on the primary voltage and the primary current of the interconnected photovoltaic cells of a photovoltaic module is formed at the input of the step-up converter to be regulated, and the secondary output voltage at the output of the step-up converter to be regulated.
Die Spannungsversorgungsbusleitung, die ein Basispotential am Mittelpunktleiter sowie ein diesbezügliches positives und negatives Spannungspotential auf mehreren weiteren Leitern trägt, kann mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Spannungsversorgungsbusleitung mit einem Gleichspannungswandler zur Wandlung der an der Spannungsversorgungsbusleitung anliegenden Gleichspannungspotentiale in eine diesbezüglich höhere Gleichspannung eines Niederspannungs-Gleichstromnetzes verbunden sein.The power supply bus line, which carries a base potential on the neutral conductor and a related positive and negative voltage potential on a number of other conductors, can be connected to an electrical energy store. In addition or as an alternative to this, the voltage supply bus line can be connected to a DC voltage converter for converting the DC voltage potentials present on the voltage supply bus line into a DC voltage of a low-voltage DC network that is higher in this regard.
Die Spannungsversorgungsbusleitung stellt damit bezüglich des Niederspannungs-Gleichstromnetzes ein sogenanntes Schutzkleinspannungssystem bereit, was eine einfache und gefahrlose Verkabelung erlaubt.The voltage supply bus line thus provides what is known as a protective extra-low voltage system with regard to the low-voltage direct current network, which allows simple and safe wiring.
Das Niederspannungs-Gleichstromnetz kann mit einem Niederspannungs-Wechselrichter zur Umwandlung der Gleichspannung des Niederspannungs-Gleichstromnetzes in eine Wechselspannung für ein Wechsel- oder Drehstromnetz verbunden werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Standard-Drehstromsystem handeln. Denkbar ist beispielsweise, dass ein Niederspannungs-Gleichstromsystem mit einem Spannungspotential von etwa ± 750 V in ein Wechsel- oder Drehstrom-Niederspannungsnetz mit einer üblichen Netzspannung von beispielsweise 230 V (einphasig) bzw. 400 V (dreiphasig) umgewandelt wird.The low-voltage direct current network can be connected to a low-voltage inverter for converting the direct voltage of the low-voltage direct current network into an alternating voltage for an alternating current or three-phase network. This can be a standard three-phase system, for example. It is conceivable, for example, that a low-voltage direct current system with a voltage potential of around ±750 V is converted into an alternating current or three-phase low-voltage network with a normal mains voltage of, for example, 230 V (single-phase) or 400 V (three-phase).
Denkbar ist, dass die Spannungsversorgungsbusleitung mit einem Busspannungs-Wechselrichter zur Umrichtung der Gleichspannung an der Spannungsversorgungsbusleitung in eine Wechselspannung eines Wechsel- oder Drehstromnetzes verbunden ist. Hier kann es sich wiederum um ein Standard-Wechselstromsystem oder Standard-Drehstromsystem eines Niederspannungsnetzes handeln.It is conceivable that the power supply bus line is connected to a bus voltage inverter for converting the DC voltage on the power supply bus line into an AC voltage of an AC or three-phase network. This can in turn be a standard alternating current system or standard three-phase system of a low-voltage network.
Dabei ist denkbar, dass das Wechsel- oder Drehstromnetz sowohl mit einem Niederspannungs-Wechselrichter, als auch mit einem Busspannungs-Wechselrichter versorgt wird, die parallel zueinander geschaltet sind.It is conceivable that the AC or three-phase network is supplied with both a low-voltage inverter and a bus-voltage inverter, which are connected in parallel to one another.
Der Niederspannungs-Wechselrichter und/oder der Busspannungs-Wechselrichter können zur Umrichtung einer in Bezug auf das Spannungspotential des Mittelpunktleiters der Spannungsversorgungsbusleitung positiven Gleichspannung und negativen Gleichspannung auf eine einphasige Wechselspannung oder mehrphasige Drehspannung ausgebildet sein. Durch die Bereitstellung sowohl einer positiven Gleichspannung, als auch einer negativen Gleichspannung kann die Wechselrichtung vereinfacht werden und es wird ein doppeltes Spannungspotential im Vergleich zur einfachen Parallelschaltung einer Gruppe von Photovoltaikmodulen bereitgestellt. Das auf dem Mittelpunktleiter anliegende Spannungspotential kann dabei mit dem Spannungspotential eines Neutralleiters des Wechsel- oder Drehstromnetzes zusammengeführt werden.The low-voltage inverter and/or the bus voltage inverter can be designed to convert a positive DC voltage and negative DC voltage with respect to the voltage potential of the neutral conductor of the voltage supply bus line to a single-phase AC voltage or polyphase three-phase voltage. By providing both a positive DC voltage and a negative DC voltage, the alternating direction can be simplified and a double voltage potential is provided compared to the simple parallel connection of a group of photovoltaic modules. The voltage potential present on the neutral conductor can be combined with the voltage potential of a neutral conductor of the AC or three-phase network.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn von dem elektrischen Energiespeicher und/oder dem Gleichspannungswandler und/oder dem Niederspannung-Wechselrichter und/oder dem Busspannungs-Wechselrichter an einer Spannungsversorgungsbusleitung mehrere Abschnitte dieser Spannungsversorgungsbusleitung abgehen, an denen jeweils mehrere Photovoltaikmodule parallel zueinander angeschlossen sind. Damit wird erreicht, dass die Stromlast auf den Leitungen der Spannungsversorgungsbusleitung gleichmäßig auf die Abschnitte aufgeteilt wird und somit der notwendige Leitungsquerschnitt möglichst gering gehalten werden kann. Dies spart Ressourcen und Kosten für die Leitung und vereinfacht die Handhabung der mehradrigen Spannungsversorgungsbusleitung.It is particularly advantageous if several sections of this voltage supply bus line branch off from the electrical energy store and/or the DC voltage converter and/or the low-voltage inverter and/or the bus voltage inverter on a voltage supply bus line, to which several photovoltaic modules are connected in parallel. This ensures that the current load on the lines of the voltage supply bus line is distributed evenly over the sections and the required line cross-section can thus be kept as small as possible. This saves resources and costs for the line and simplifies the handling of the multi-core power supply bus line.
Die Photovoltaikeinrichtung kann zum Einstellen der variablen Sekundärspannung der Hochsetzsteller der auf einer gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung zusammengeschalteten Gruppe von Photovoltaikmodulen auf ein oberhalb der größten Primärspannung am Eingang des Hochsetzstellers eines Photovoltaikmoduls einer an der gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung zusammengeschalteten Gruppe, welche den höchsten Spannungswert in der Gruppe von Photovoltaikmodulen hat, ausgebildet sein. Damit wird erreicht, dass die Photovoltaikmodule jeweils mit Ihrem optimalen Wirkungsgrad betrieben werden. Dies gelingt insbesondere unter Nutzung von resonant arbeitenden Hochsetzstellern, welche die Photovoltaikspannung ihres jeweiligen Photovoltaikmoduls auf ein höheres Niveau umsetzen. Die Hochsetzsteller stellen den Strom ihres Photovoltaikmoduls dabei so ein, dass der Energieertrag bei gegebener Strahlungsintensität maximal wird. Die Sekundärspannung der Hochsetzsteller kann dabei zunächst variabel gehalten werden, wobei die Sekundärspannung vorteilhafterweise nur wenig oberhalb der höchsten Ausgangsspannung des am intensivsten bestrahlten Photovoltaikmoduls der Photovoltaikeinrichtung gehalten wird. Die Sekundarspannung der Hochsetzsteller wird dabei auf einen Wert liegen, mit dem es noch möglich ist den maximalen Energieertrag des besten Photovoltaikmoduls einzustellen. Dabei können die Hochsetzsteller entsprechend parametriert werden, dass ihre Ausgangsspannung nicht über ein entsprechendes Maximum steigen kann.The photovoltaic device can be used to adjust the variable secondary voltage of the step-up converters of the group of photovoltaic modules connected together on a common voltage supply bus line to a level above the greatest primary voltage at the input of the step-up converter of a photovoltaic module of a group connected together on the common voltage supply bus line, which has the highest voltage value in the group of photovoltaic modules, be trained. This ensures that the photovoltaic modules are each operated with their optimum efficiency. This succeeds in particular when using resonant step-up converters, which convert the photovoltaic voltage of their respective photovoltaic module to a higher level. The step-up converters set the current of their photovoltaic module in such a way that the energy yield is maximum for a given radiation intensity. The secondary voltage of the step-up converter can initially be kept variable, with the secondary voltage advantageously being kept only slightly above the highest output voltage of the photovoltaic module of the photovoltaic device that is most intensively irradiated. The secondary voltage of the step-up converter will be at a value with which it is still possible to set the maximum energy yield of the best photovoltaic module. The step-up converters can be parameterized accordingly so that their output voltage cannot rise above a corresponding maximum.
Dies kann vorteilhafterweise mit einem Computerprogramm mit Programmcodemitteln zum Einstellen einer variablen Sekundärspannung von Hochsetzstellern von Photovoltaikmodulen einer Photovoltaikeinrichtung gelingen, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, wobei die Programmcodemittel zur Ermittlung der größten Primärspannung aus den einzelnen verfügbaren Primärspannungen der Photovoltaikmodule, die an einer gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung zusammengeschaltet sind und eine Gruppe bilden, und zum Einstellen der variablen Sekundärspannung der Hochsetzsteller der Photovoltaikmodule dieser Gruppe auf jeweils einen oberhalb der ermittelten größten Primärspannung liegenden Spannungswert eingerichtet ist.This can advantageously be achieved using a computer program with program code means for setting a variable secondary voltage of step-up converters of photovoltaic modules of a photovoltaic device if the computer program is executed on a data processing unit, the program code means for determining the greatest primary voltage from the individual available primary voltages of the photovoltaic modules which are connected to a common Voltage supply bus line are interconnected and form a group, and is set up to set the variable secondary voltage of the step-up converter of the photovoltaic modules of this group to a voltage value above the determined largest primary voltage.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 - Skizze einer Photovoltaikeinrichtung mit mehreren Photovoltaikmodulen; -
2 - schematische Darstellung eines Photovoltaikmoduls mit Photovoltaikzellen und einem Hochsetzsteller.
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1 - Sketch of a photovoltaic device with several photovoltaic modules; -
2 - Schematic representation of a photovoltaic module with photovoltaic cells and a step-up converter.
Die Photovoltaikmodule 1 haben in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Photovoltaikzellen 2, die parallel oder in Reihe zusammengeschaltet sind.In a manner known per se, the
Erkennbar ist weiterhin, dass die Photovoltaikmodule 1 jeweils einen Gleichspannungs-Hochsetzsteller 3 (DC/DC) haben, der zum Hochsetzen der von den zusammengeschalteten Photovoltaikzellen 2 breitgestellten Primärspannung auf eine an einem Sekundärspannungsausgang des Hochsetzstellers 3 bereitgestellte Sekundärspannung eingerichtet ist.It can also be seen that the
Die Gleichspannungs-Hochsetzsteller 3 werden fachüblich auch als Aufwärtsregler bezeichnet.The DC step-up
Die Photovoltaikmodule 1 sind mit den Ausgängen ihrer Hochsetzsteller 3 an eine gemeinsame Spannungsversorgungsbusleitung S angeschlossen. Es ist erkennbar, dass alle Photovoltaikmodule 1, die mit einer gemeinsamen (mehradrigen bzw. mehrere Leiter aufweisenden) Spannungsversorgungsbusleitung S verbunden sind, mit einem Ausgang ihres Hochsetzstellers 3 an einen gemeinsamen Mittelpunktleiter M abgeklemmt sind. Dabei ist eine erste Gruppe von Photovoltaikmodulen 1 mit ihrem Pluspol (d.h. den Anschlusspol mit positivem Spannungspotential bezogen auf den anderen Anschlusspol oder Masse) ihres Gleichspannungsausgangs und eine zweite Gruppe von Photovoltaikmodulen 1 mit ihrem Minus-Pol (d.h. den Anschlusspol mit negativem Spannungspotential bezogen auf den anderen Anschlusspol oder Masse) an dem Mittelpunktleiter M angeschlossen. Dies ist in der
Erkennbar ist, dass die mehrere Leiter aufweisende Spannungsversorgungsbusleitung S zwei Leitungen für ein positives Spannungspotential (z.B. + 48 Volt) und zwei Leitungen für ein negatives Spannungspotential (z.B. - 48 Volt) aufweist. Hier kann es sich aber auch um eine gemeinsame Leitung mit ausreichendem Leitungsquerschnitt für das positive Spannungspotential (Plus) und eine gemeinsame Leitung für das negative Spannungspotential (Minus) handeln. Denkbar ist auch eine weitere Aufteilung in drei oder mehr Leiter pro Spannungspotential. Dies hängt von dem Leitungsquerschnitt und der maximal zu erwartenden Strombelastung auf der jeweiligen Leitung ab.It can be seen that the multi-conductor power supply bus line S has two lines for a positive voltage potential (e.g. +48 volts) and two lines for a negative voltage potential (e.g. -48 volts). However, this can also be a common line with a sufficient line cross-section for the positive voltage potential (plus) and a common line for the negative voltage potential (minus). A further division into three or more conductors per voltage potential is also conceivable. This depends on the cable cross-section and the maximum current load to be expected on the respective cable.
Durch die Anschaltung der Photovoltaikmodule 1 in Gruppen einerseits mit ihrem positiven Anschluss Pol und andererseits mit ihrem negativen Anschlusspol an einen gemeinsamen Mittelpunktleiter M heben sich dort die Ströme auf, sodass nur noch ein verbleibender Differenzstrom auf dem Mittelpunktleiter M fließt. Dadurch ist ein im Verhältnis zum Gesamtstrom erheblich geringerer Differenzstrom vorhanden, sodass der Leitungsquerschnitt wesentlich reduziert werden kann.By connecting the
Erkennbar ist weiterhin, dass die Spannungsversorgungsbusleitung S in einen rechten und einen linken Abschnitt aufgeteilt ist. Zwischen jeweils beispielsweise zwei Vierer-Gruppen von Photovoltaikmodulen 1 kann ein Gleichspannungswandler 4 (DC/DC) zur Wandlung der an der Spannungsversorgungsbusleitung S anliegenden Gleichspannung von ± 48 Volt (Schutzkleinspannung) in eine diesbezüglich höhere Gleichspannung beispielsweise von ± 750 Volt eines Niederspannungs-Gleichstromnetzes B an die Spannungsversorgungsbusleitung S angeschlossen sein. Hierzu sind einerseits der Mittelpunktleiter M und andererseits die Leiter für das positive Spannungspotential + 48 Volt und für das negative Spannungspotential -48 Volt des Schutzkleinspannungs-Bussystems an den Primäreingang des Gleichspannungswandlers 4 angeschlossen. Der Sekundärausgang des Gleichspannungswandlers 4 ist einerseits an einen Basisleiter B für ein Basispotential von beispielsweise Null Volt und an Potentialleiter für jeweils das positive und negative Gleichspannungspotential von z.B. ±750 Volt angeschlossen.It can also be seen that the voltage supply bus line S is divided into a right and a left section. Between two groups of four of
Es ist selbstverständlich, dass pro Abschnitt des Spannungsversorgungsbusses S eine beliebige Anzahl von Photovoltaikmodulen 1 angeschlossen werden kann. Die Anzahl von Photovoltaikmodulen 1 ist auf den verfügbaren Leitungsquerschnitt begrenzt.It goes without saying that any number of
So ist denkbar, dass die Spannungsversorgungsbusleitung S nach rechts und/oder links weitergeführt ist und weitere Photovoltaikmodule 1 hat. Dabei können zwischen weiteren Gruppen von Photovoltaikmodulen 1 weitere Gleichspannungswandler 4 parallel zu dem Gleichspannungswandler 4 geschaltet werden, sodass mehrere Abschnitte der Spannungsversorgungsbusleitung S in Reihe geschaltet sind.It is thus conceivable that the voltage supply bus line S is continued to the right and/or left and has further
Denkbar ist aber auch, dass die Spannungsversorgungsbusleitung S mit mehreren Abschnitten in ein sternförmiges Netz bildet, in dessen Mitte ein gemeinsamer Gleichspannungswandler 4 vorhanden ist.However, it is also conceivable for the power supply bus line S to form a star-shaped network with a number of sections, in the middle of which there is a common DC-
Alternativ oder zusätzlich zu den Gleichspannungswandler 4 kann aber auch ein elektrischer Energiespeicher 6 mit der Spannungsversorgungsbusleitung S verbunden sein.Alternatively or in addition to the DC-
Es ist weiterhin erkennbar, dass an der Spannungsversorgungsbusleitung S ein Busspannungs-Wechselrichter 5 zur Umrichtung der Gleichspannung an der Spannungsversorgungsbusleitung S in eine Wechselspannung eines Wechsel- oder Drehstromnetzes D verbunden ist. Beispielhaft ist hier ein Busspannungs-Wechselrichter 5 vorgesehen, der nur mit einer Leitung L1 eines Wechselspannungspotentials sowie mit dem Neutralleiter N und Erdleiter PE verbunden ist. Dieser Busspannungs-Wechselrichter 5 kann einen Energiespeicher 6 als Pufferspeicher haben. Denkbar ist aber auch, dass der Energiespeicher 6 separat zur Pufferung ohne Busspannungs-Wechselrichter 5 eingesetzt wird. Als Energiespeicher 6 eignet sich beispielsweise eine Akkumulatorenanordnung oder eine Kondensatoranordnung, wie beispielsweise Superkondensatoren oder eine Kapazitivkaskade.It can also be seen that a
Für den Fall das die Photovoltaikeinheit wie skizziert über den Gleichspannungswandler 4 mit einem Niederspannungs-Gleichstromnetz B verbunden ist, kann zusätzlich ein Niederspannungs-Wechselrichter 7 vorgesehen sein, der zur Umrichtung der Gleichspannung von z.B. ±750 Volt des Niederspannungs-Gleichstromnetzes B in eine Wechselspannung oder wie dargestellt in eine Drehspannung eines Drehstromnetzes D eingerichtet ist.If the photovoltaic unit is connected to a low-voltage direct-current network B via the direct-
Als Gleichspannungswandler 4 bieten sich Wandler an, die eine Schutzkleinspannung im Bereich von etwa 42 Volt bis 60 Volt durch eine potentialgetrennte Wandlung in eine Niederspannung umwandeln. Hierzu sind beispielsweise resonante LL-Wandler, LLC-Wandler oder CLLC-Wandler geeignet, welche mit einem guten Wirkungsgrad betrieben werden können. Diese können dazu ausgelegt werden, um die Schutzgleichspannung potentialgetrennt auf ein Niveau zu wandeln, welches dicht unter dem maximal zulässigen Gleichspannungswert für Niederspannungsnetze liegt. Auf diese Weise können über größere Entfernungen einzelne Anlagen mit dem Schutzkleinspannungssystem verbunden werden. Ein solches Gleichspannungsnetz kann beispielsweise zum Laden von Elektrofahrzeugen genutzt werden.Converters that convert a safety extra-low voltage in the range of approximately 42 volts to 60 volts into a low voltage by means of potential-separated conversion are suitable as DC-
Das Niederspannungs-Gleichstromnetz B kann dazu genutzt werden, mehrere der in
Die oben genannten Wechselrichter und Gleichspannungswandler sind handelsüblich und brauchen daher nicht weiter im Detail beschrieben werden.The inverters and DC-DC converters mentioned above are commercially available and therefore do not need to be described in further detail.
Jedes einzelne Photovoltaikmodul 1 enthält einen resonant arbeitenden Hochsetzsteller 3, der die Photovoltaikspannung U_in des Photovoltaikmoduls 1 auf ein höheres Niveau U_out setzt. Dabei stellt der Hochsetzsteller 3 den Strom I_in des Photovoltaikmoduls 1 so ein, dass bei gegebener Strahlungsintensität der Energieertrag maximal wird. Die Sekundärspannung U_out des Hochsetzstellers 3 wird zunächst variabel gehalten. Dabei ist es sinnvoll diese Sekundärspannung U_out nur wenig oberhalb der höchsten Ausgangsspannung des am intensivsten bestrahlten Photovoltaikmoduls 1 der Photovoltaikeinrichtung zu halten. Die Sekundärspannung U_out des Hochsetzstellers 3 sollte somit auf einem Wert liegen, mit dem es noch möglich ist den maximalen Energieertrag des besten Photovoltaikmoduls 1 einzustellen. Der Hochsetzsteller 3 kann entsprechend parametriert werden, dass die Ausgangsspannung U_out nicht über ein entsprechendes Maximum steigen kann. Prinzipiell ist die Sekundärspannung U_out der Hochsetzsteller 3 variabel.Each individual
Wenn die Photovoltaikmodule 1 einer Photovoltaikeinrichtung eine unterschiedliche Ausrichtung (z.B. Süd, Ost, West) haben, lässt sich die Photovoltaikeinrichtung dennoch mit einem optimalen Wirkungsgrad betreiben. Sämtliche Photovoltaikmodule 1 sind hierzu parallel an der gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung S verdrahtet. Morgens überwiegt die Einspeisung der östlich ausgerichteten Photovoltaikmodule 1. Gegen Mittag tragen die östlich, westlich und überwiegend die südlich ausgerichteten Photovoltaikmodule 1 und gegen Abend die westlich ausgerichteten Photovoltaikmodule 1 zum Energieertrag bei. Sämtliche Photovoltaikmodule 1 werden durch die integrierten Hochsetzsteller 3 optimal angesteuert. Wenn nun sämtliche Ausrichtungen kombiniert werden, lässt sich die maximal zu erwartende Leistung berechnen. Die Photovoltaikeinrichtung kann nun auf die kombinierte maximale Leistung ausgelegt werden. Dadurch kann über den Tag gesehen eine deutlich höhere Auslastung der Wechselrichter 5, 7 und somit ein deutlich höherer Energieertrag erreicht werden, da die Wandlungsverluste bei höherer Auslastung deutlich geringer sind.If the
Es ist erkennbar, dass der Hochsetzsteller 3 eine Schalteinheit 8 hat, die beispielsweise als Halbleiterschalter ausgeführt ist. Die Schalteinheit 8 kann eine interne (parasitäre) Kapazität 8' und/oder eine zusätzliche, parallel geschaltete Kapazität aufweisen. Die Schalteinheit 8 führt gemeinsam mit einer Induktivität 9 zu einem LC-resonanten Verhalten des Hochsetzstellers 3. Der Hochsetzsteller 3 hat weiterhin eine Diode 10 und eine Speicher-Kapazität 11.It can be seen that the step-up
Durch Ansteuerung der Schalteinheit 8 über die Parameter des Schaltverhältnisses PWM (Puls-Weiten-Modulation), der Schalttotzeit t_tot und der Schaltfrequenz f_s wird der Hochsetzsteller 3 derart geregelt, dass dieser mit einer charakteristischen Schaltfrequenz betrieben wird und dadurch resonant arbeitet. Der den zusammengeschalteten Photovoltaikzellen 2 entnommene Primärstrom I_in kann auf diese Weise derart eingestellt werden, dass die transferierte Energie einen Maximalwert im jeweiligen Betriebspunkt bzw. Arbeitspunkt der zusammengeschalteten Photovoltaikzellen 2 erreicht. Durch diese resonante Regelung kann erreicht werden, dass der Energieertrag des gesamten Photovoltaikmoduls 1 optimal ist und insbesondere an den zeitlich variierenden Arbeitspunkt angepasst wird, der unter anderem von der Strahlungsintensität, von der Temperatur am Photovoltaikmodul 1 und vom Typ des Photovoltaikmoduls 1 bzw. den darin eingesetzten Photovoltaikzellen 2 abhängt.By controlling the
Die Regelung von mehreren Photovoltaikmodulen 1 kann auf diese Weise auch so aufeinander abgestimmt werden, dass die z.B. aufgrund unterschiedlicher Ausrichtung unterschiedlich effizient arbeitenden Photovoltaikmodule 1 jedes für sich in ihrem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden können und insgesamt die größtmögliche Energie gewonnen werden kann.In this way, the control of several
Mit der oben beschriebenen Photovoltaikeinrichtung kann die Strahlungsenergie der Sonne höchst effizient durch Photovoltaikzellen 2 in elektrische Energie gewandelt werden. Diese kann gespeichert und/oder in nutzbare elektrische Energie gewandelt werden. Dabei können die Photovoltaikmodule 1 in einer Anlage mit unterschiedlicher Ausrichtung und Verschattung kombiniert werden, wobei auch bei nicht idealer Ausrichtung der einzelnen Photovoltaikmodule 1 jedes einzelne Photovoltaikmodul 1 in seinem individuellen, sich zeitlich veränderlichen Arbeitspunkt optimal mit seinem höchsten Wirkungsgrad betrieben werden kann, um die verfügbare Strahlungsenergie in elektrische Energie umzusetzen.With the photovoltaic device described above, the radiant energy of the sun can be converted into electrical energy in a highly efficient manner by
Insbesondere lässt sich die Photovoltaikeinrichtung mit der gemeinsamen Spannungsversorgungsbusleitung S skalieren, modular aufbauen und einfach auf- und abbauen.In particular, the photovoltaic device can be scaled with the common voltage supply bus line S, constructed in a modular manner and easily assembled and disassembled.
Die Photovoltaikeinrichtung eignet sich daher besonders für den Einsatz in der Landwirtschaft. Für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Felder muss dem Boden Zeit gegeben werden, um sich zu regenerieren. In diesen Regenerationsphasen kann der Boden trotzdem zum Ertrag des Wirtschaftsunternehmens beitragen, indem die beschriebene Photovoltaikeinrichtung in dieser Zeit auf dem sich regenerierenden Feld zur photovoltaischen Energiegewinnung aufgebaut wird. Die Photovoltaikeinrichtung kann dann entsprechend der Fruchtfolge von Jahr zu Jahr verschoben werden. Die Nutzung der Spannungsversorgungsbusleitung mit dem Schutzkleinspannungs-Netzsystem erlaubt eine strukturierte Kopplung verschiedener Energieerzeugungseinheiten und einen modularen Aufbau, die an ihren Schnittstellen einen kontrollierten Energieaustausch ermöglichen.The photovoltaic device is therefore particularly suitable for use in agriculture. For sustainable cultivation of the fields, the soil must be given time to regenerate. In these regeneration phases, the soil can still contribute to the income of the commercial enterprise, in that the photovoltaic device described is set up during this time on the regenerating field for photovoltaic energy generation. The photovoltaic device can then be moved from year to year according to the crop rotation. The use of the voltage supply bus line with the safety extra-low voltage network system allows a structured coupling of different energy generation units and a modular design, which enable a controlled exchange of energy at their interfaces.
Dabei kann jedes einzelne Photovoltaikmodul 1 je nach baulichen Randbedingungen platziert werden, ohne dass eine besondere Ausrichtung nötig wird. In der Photovoltaikanlage treten nur noch Spannungen im Bereich der Schutzkleinspannung auf, sodass die Photovoltaikeinrichtung für Personen sicherer wird. Bei Anlagen mit kombinierter Ausrichtung ist das Verhältnis von Spitzenleistung zum Mittelwert der Leistung deutlich geringer. Da die Wechselrichter 5, 7 immer auf die Spitzenleistung ausgelegt werden müssen sind die spezifischen Investitionskosten für die Wechselrichter 5, 7 bei der erfindungsgemäßen Photovoltaikeinrichtung deutlich geringer. Gleichzeitig arbeiten die Wechselrichter 5, 7 statistisch gesehen öfters in einem für ihren Wirkungsgrad günstigen Bereich, wodurch die Wandlungsverluste minimiert werden und der Ertrag der Photovoltaikeinrichtung deutlich gesteigert wird. Die Photovoltaikeinrichtung kann dabei einfach mit einem Batteriespeicher kombiniert werden, ohne dass eine gesonderte Leistungselektronik für den Batteriespeicher nötig ist.In this case, each individual
Die Photovoltaikeinrichtung ist zudem eigensicher, da die Photovoltaikeinrichtung nur dann in einen gemeinsamen Zwischenkreis speisen kann, wenn die Spannung der einzelnen Photovoltaikmodule 1 erhöht wird, da die Sekundärspannung der Hochsetzsteller 3 immer oberhalb der kleinsten Spannung der Photovoltaikmodule 1 einer Gruppe gehalten wird. Die Entkopplung der einzelnen Photovoltaikmodule 1 erfolgt durch eine Diode 10 des Hochsetzstellers 3.The photovoltaic device is also intrinsically safe, since the photovoltaic device can only feed into a common intermediate circuit if the voltage of the individual
Die Photovoltaikeinrichtung kann jederzeit Schritt für Schritt erweitert werden.The photovoltaic device can be expanded step by step at any time.
Die dargestellte zelluläre Photovoltaikeinrichtung bietet eine hohe Zuverlässigkeit und kann schnell an jeden beliebigen Ort gebracht werden und dort von Gerüstbauern oder unterwiesenen Hilfskräften aufgebaut werden. Das System kann als Inselsystem zunächst eine lokale Versorgung sicherstellen und dann über das entsprechende Interface auch zur Entlastung der stationären Infrastruktur beitragen. Die Photovoltaikeinrichtung kann beispielsweise im Katastrophenschutz eingesetzt werden und in der Zwischenzeit auch normal betrieben werden.The cellular photovoltaic device shown offers a high level of reliability and can be quickly brought to any location and set up there by scaffolders or trained assistants. As an island system, the system can initially ensure local supply and then also contribute to relieving the stationary infrastructure via the corresponding interface. The photovoltaic device can be used, for example, in civil protection and can also be operated normally in the meantime.
Eine schnelle Montage der Photovoltaikeinrichtung kann erreicht werden, indem auf modulare Standardkomponenten aus dem Gerüstbau zurückgegriffen wird. Dabei ist zu beachten, dass die Querstreben so angebracht werden, dass eine entsprechende Durchfahrtshöhe gegeben ist. Dies ermöglicht Mähgeräten oder mobilen Arbeitsmaschinen unter dem Photovoltaiksystem zu betreiben. Die Photovoltaikmodule 1 können auf Aluminiumträgern vormontiert und mittels eines Lastkraftwagens mit Hebeeinrichtung auf den Gerüstbau geschoben und mit diesem verbunden werden.Fast assembly of the photovoltaic device can be achieved by using modular standard components from scaffolding is grabbed. It should be noted that the cross braces are attached in such a way that there is a corresponding headroom. This enables mowers or mobile work machines to be operated under the photovoltaic system. The
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2013/170958 A2 [0003]WO 2013/170958 A2 [0003]
- EP 2911284 B1 [0005]EP 2911284 B1 [0005]
- US 2015/0349533 A1 [0006]US 2015/0349533 A1 [0006]
- WO 2008/154918 A1 [0007]WO 2008/154918 A1 [0007]
- DE 102017115000 A1 [0008]DE 102017115000 A1 [0008]
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008154918A1 (en) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Powerlynx A/S | Inverter unit without transformer for thin-film solar panels |
WO2013170958A2 (en) | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Juwi Technologies Gmbh | Assembly of a system for generating a direct current or an alternating current, and system for generating a direct current or an alternating current |
US20150349533A1 (en) | 2012-12-05 | 2015-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Photovoltaic system and method for operating a photovoltaic system |
DE102017115000A1 (en) | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Hochschule Osnabrück | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system |
EP2911284B1 (en) | 2014-02-24 | 2019-10-16 | Karlsruher Institut für Technologie | Switch assemblies and method for picking up electric power from multiple module strands |
-
2020
- 2020-10-07 DE DE102020126263.9A patent/DE102020126263A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008154918A1 (en) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Powerlynx A/S | Inverter unit without transformer for thin-film solar panels |
WO2013170958A2 (en) | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Juwi Technologies Gmbh | Assembly of a system for generating a direct current or an alternating current, and system for generating a direct current or an alternating current |
US20150349533A1 (en) | 2012-12-05 | 2015-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Photovoltaic system and method for operating a photovoltaic system |
EP2911284B1 (en) | 2014-02-24 | 2019-10-16 | Karlsruher Institut für Technologie | Switch assemblies and method for picking up electric power from multiple module strands |
DE102017115000A1 (en) | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Hochschule Osnabrück | Photovoltaic unit, photovoltaic system, method for operating a photovoltaic unit and method for operating a photovoltaic system |
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