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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Erfindung betrifft ein Solarstromerzeugungssystem.
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STAND DER TECHNIK
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In den Vereinigten Staaten ist die Einfügung einer sog. Schnellabschaltungsfunktion in ein Solarstromerzeugungssystem zum unverzüglichen Stoppen der Stromerzeugung durch ein Solarstromerzeugungssystem bei einem Notfall, um Feuerwehrleute vor Stromschlägen bei einem Notfall wie Brand zu schützen, vom National Electric Code (NEC) vorgeschrieben. Die veröffentlichte japanische Übersetzung Nr.
2012-511299 der internationalen PCT-Veröffentlichung offenbart beispielsweise ein Solarstromerzeugungssystem, bei dem die Ausgabe von Strom aus Solarzellenmodulen an einen Wechselrichter je nach dem Betriebszustand des Wechselrichters gestoppt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Um bei einem Solarstromerzeugungssystem die Sicherheit der Feuerwehrleute bei einem Brand zusätzlich zu verbessern, ist beispielsweise vorzugsweise für ein jedes Solarzellenmodul eine Abschaltungsvorrichtung, aufweisend die Schnellabschaltungsfunktion, eingebaut. Jedoch erhöht die Abschaltungsvorrichtung für ein jedes Solarzellenmodul die Kosten für den Einbau der Abschaltungsvorrichtungen.
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Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Solarstromerzeugungssystem bereitzustellen, das sowohl die Reduzierung der Kosten für den Einbau von Abschaltungsvorrichtungen als auch die Verbesserung der Stabilität des Solarstromerzeugungssystems erzielt.
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Ein Solarstromerzeugungssystem nach einem Aspekt dieser Erfindung schließt einen Strang, einen Wechselrichter, eine erste Abschaltungsvorrichtung und eine zweite Abschaltungsvorrichtung ein. Der Strang schließt eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen ein, die in Reihenschaltung miteinander verbunden sind. Die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen schließt jeweils ein oder eine Vielzahl von in Reihenschaltung verbundenen Solarzellenmodulen ein. Der Wechselrichter ist an den Strang angeschlossen, um die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen in Wechselstrom umzuwandeln. Die erste Abschaltungsvorrichtung ist mit einem ersten Stromweg verbunden, der die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen verbindet. Die zweite Abschaltungsvorrichtung ist mit einem zweiten Stromweg verbunden, der eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen verbindet, die sich von der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen unterscheidet, die mit dem ersten Stromweg verbunden sind. Eine jede der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen im Strang weist jeweils eine Leerlaufspannung kleiner oder gleich einer vorgegebenen Leerlaufspannung auf. Die erste Abschaltungsvorrichtung ist mit einer Stromleitung verbunden, die mit der zweiten Abschaltungsvorrichtung verbunden ist, und ist ausgelegt, um als Reaktion auf ein erstes Steuerungssignal vom Wechselrichter eine Verbindung zwischen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen zu trennen, die mit dem ersten Stromweg verbunden sind. Die zweite Abschaltungsvorrichtung wird von einem Strom angetrieben, der von der ersten Abschaltungsvorrichtung über die Stromleitung zugeführt wird, und ist ausgelegt, um als Reaktion auf ein zweites Steuerungssignal, das von der ersten Abschaltungsvorrichtung gesendet wird, eine Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen zu trennen, die mit dem zweiten Stromweg verbunden sind.
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Bei diesem Solarstromerzeugungssystem stehen die erste Abschaltungsvorrichtung und die zweite Abschaltungsvorrichtung in einer Master-Slave-Beziehung, und die zweite Abschaltungsvorrichtung trennt die Verbindung zwischen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen als Reaktion auf das zweite, von der ersten Abschaltungsvorrichtung gesendete Steuerungssignal. Darüber hinaus wird die zweite Abschaltungsvorrichtung mit einem Strom von der ersten Abschaltungsvorrichtung versorgt. So kann die Auslegung der zweiten Abschaltungsvorrichtung vereinfacht werden, was die Installationskosten der zweiten Abschaltungsvorrichtung senkt. Darüber hinaus kann ein hochsicheres Solarstromerzeugungssystem bereitgestellt werden, da jede der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen eine Leerlaufspannung aufweist, die kleiner oder gleich einer vorgegebenen Leerlaufspannung ist.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung kann die Verbindung zwischen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen, die mit dem ersten Stromweg verbunden sind, als Reaktion auf das erste Steuerungssignal vom Wechselrichter trennen und dann das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung senden. In diesem Fall kann die an der zweiten Abschaltungsvorrichtung anliegende Spannung reduziert werden. Mit der Auslegung können die Kosten der zweiten Abschaltungsvorrichtung reduziert werden.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung kann das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung mittels eines Kommunikationssystems, das sich von der Stromleitungskommunikation unterscheidet, über eine Kommunikationsleitung, die mit der ersten Abschaltungsvorrichtung und mit der zweiten Abschaltungsvorrichtung verbunden ist, senden. In diesem Fall kann die Kommunikation von der ersten Abschaltungsvorrichtung an die zweite Abschaltungsvorrichtung stabilisiert werden.
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Eine jede der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen im Strang kann jeweils eine Leerlaufspannung von 165 V oder weniger aufweisen. In diesem Fall kann ein sichereres Solarstromerzeugungssystem bereitgestellt werden.
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Die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen im Strang kann eine erste Gruppe einschließen. Die erste Abschaltungsvorrichtung kann von von einem oder einer Vielzahl von in Reihenschaltung verbundenen Solarzellenmodulen, die der ersten Gruppe angehören, erzeugtem Strom angetrieben werden. Wenn die erste Abschaltungsvorrichtung in einem bestehenden Solarstromerzeugungssystem angeordnet wird, kann in diesem Fall auf eine zusätzliche Verdrahtung für die Verbindung des Wechselrichters und der ersten Abschaltungsvorrichtung verzichtet werden. So können die Kosten für den Einbau der ersten Abschaltungsvorrichtung reduziert werden. Zudem kann der Antriebsspannungsbereich der ersten Abschaltungsvorrichtung verkleinert werden, was die Herstellungskosten der ersten Abschaltungsvorrichtung reduziert.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung kann eine erste Öffnungs-und-Schließeinheit einschließen, die mit einem anodenseitigen Anschluss der ersten Gruppe verbunden ist, und eine zweite Öffnungs-und-Schließeinheit, die mit dem kathodenseitigen Anschluss der ersten Gruppe verbunden ist. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Stromkreisen von der einzelnen ersten Abschaltungsvorrichtung geöffnet und geschlossen werden.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung kann ausgelegt sein, um das Öffnen und Schließen der ersten Öffnungs-und-Schließeinheit und der zweiten Öffnungs-und-Schließeinheit unabhängig voneinander zu steuern. Wenn ein Fehler wie eine Kontaktstörung in der ersten Öffnungs-und-Schließeinheit auftritt, besteht in diesem Fall zum Beispiel die Möglichkeit, die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit, die ordnungsgemäß arbeitet, weiterzuverwenden.
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Die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen im Strang kann eine zweite Gruppe einschließen. Die zweite Abschaltungsvorrichtung kann eine dritte Öffnungs-und-Schließeinheit einschließen, die mit einem anodenseitigen Anschluss der zweiten Gruppe verbunden ist, und eine vierte Öffnungs-und-Schließeinheit, die mit dem kathodenseitigen Anschluss der zweiten Gruppe verbunden ist. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Stromwegen von der einzelnen zweiten Abschaltungsvorrichtung geöffnet und geschlossen werden.
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Die zweite Abschaltungsvorrichtung kann ausgelegt sein, um das Öffnen und Schließen der dritten Öffnungs-und-Schließeinheit und der vierten Öffnungs-und-Schließeinheit unabhängig voneinander zu steuern. Wenn ein Fehler wie eine Kontaktstörung in der dritten Öffnungs-und-Schließeinheit auftritt, besteht in diesem Fall zum Beispiel die Möglichkeit, die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit, die ordnungsgemäß arbeitet, weiterzuverwenden.
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Der Wechselrichter kann ausgelegt sein, um das erste Steuerungssignal per Stromleitungskommunikation an die erste Abschaltungsvorrichtung zu senden. Bei Anordnung der Abschaltungsvorrichtung in einem bestehenden Solarstromerzeugungssystem kann in diesem Fall eine zusätzliche Verdrahtung zur Gewährleistung der Kommunikation zwischen dem Wechselrichter und der ersten Abschaltungsvorrichtung weggelassen werden, was die Installationskosten der ersten Abschaltungsvorrichtung reduziert.
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Der Wechselrichter kann ausgelegt sein, um das erste Steuerungssignal per drahtloser Kommunikation an die erste Abschaltungsvorrichtung zu senden. In diesem Fall kann das erste Steuerungssignal an die erste Abschaltungsvorrichtung per Fernsteuerung gesendet werden.
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Mindestens eine der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen im Strang kann eine Vielzahl von in Reihenschaltung verbundenen Solarzellenmodulgruppen einschließen. In diesem Fall kann die Vielzahl von Solarzellenmodulen durch die erste Abschaltungsvorrichtung oder die zweite Abschaltungsvorrichtung getrennt werden.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung kann eine erste Bypass-Diode einschließen, die mit einer der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen in Parallelschaltung verbunden ist. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Wärmeerzeugung und dergleichen des Solarzellenmoduls, das keinen Strom erzeugen kann, zu unterbinden und eine Abnahme des Stromerzeugungswirkungsgrads des Strangs zu unterbinden.
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Die zweite Abschaltungsvorrichtung schließt eine zweite Bypass-Diode ein, die mit einer der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen in Parallelschaltung verbunden ist. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Wärmeerzeugung und dergleichen des Solarzellenmoduls, das keinen Strom erzeugen kann, zu unterbinden und eine Abnahme des Stromerzeugungswirkungsgrads des Strangs zu unterbinden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystem nach einem Aspekt dieser Erfindung.
- 2 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung einer ersten Abschaltungsvorrichtung.
- 3 zeigt ein Kreislaufdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Reglers.
- 4 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung einer zweiten Abschaltungsvorrichtung.
- 5 zeigt ein Diagramm mit der Veranschaulichung eines Beispiels der Betriebsarten einer ersten Abschaltungsvorrichtung und einer zweiten Abschaltungsvorrichtung.
- 6 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystem nach einer anderen Ausführungsform.
- 7 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystem nach einer anderen Ausführungsform.
- 8 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystem nach einer anderen Ausführungsform.
- 9 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystem nach einer anderen Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystem 1 nach einem Aspekt dieser Erfindung. Das Solarstromerzeugungssystem 1 schließt einen Strang 2, einen Wechselrichter 3, mindestens eine erste Abschaltungsvorrichtung 4 und mindestens eine zweite Abschaltungsvorrichtung 5 ein. In dieser Ausführungsform schließt die mindestens eine erste Abschaltungsvorrichtung 4 eine Vielzahl von ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b ein und die mindestens eine zweite Abschaltungsvorrichtung 5 schließt eine Vielzahl von zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b ein.
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Der Strang 2 schließt eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6H ein, die in Reihenschaltung miteinander verbunden sind. Die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6H schließt jeweils ein oder eine Vielzahl von in Reihenschaltung verbundenen Solarzellenmodulen 6 ein. Das heißt, dass der Strang 2 eine Vielzahl (16 in dieser Ausführungsform) von Solarzellenmodulgruppen 6, die in Reihenschaltung miteinander verbunden sind, einschließt. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Solarstromerzeugungssystem 1 eine Solarzellenanordnung einschließen kann, bei der eine Vielzahl von Strängen 2 in Parallelschaltung verbunden ist.
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Die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6H weist jeweils eine Leerlaufspannung für jede Gruppe kleiner oder gleich einer vorgegebenen Leerlaufspannung auf. Die vorgegebene Leerlaufspannung beträgt beispielsweise 165 V. Das heißt, dass die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen im Strang 2 in Gruppen aufgeteilt ist, sodass eine jede Gruppe eine Leerlaufspannung von 165 V oder weniger aufweist. Die Solarzellenmodule 6 weisen zum Beispiel eine Leerlaufspannung von 50 V auf. Im Folgenden können die Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6H als Gruppen 6A bis 6H bezeichnet sein.
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Eine jede der Gruppen 6A, 6C, 6E und 6G schließt ein Solarzellenmodul 6 ein. Eine jede der Gruppen 6B, 6D, 6F und 6H schließt drei Solarzellenmodule 6 ein, die in Reihenschaltung miteinander verbunden sind. So beträgt die Leerlaufspannung der Gruppen 6A, 6C, 6E, 6G 50 V und die Leerlaufspannung der Gruppen 6B, 6D, 6F, 6H beträgt 150 V.
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Die Gruppen 6A bis 6H sind in alphabetischer Reihenfolge ausgehend von der Gruppe 6A bis zur Gruppe 6H angeordnet und in Reihenschaltung miteinander verbunden. Die Gruppen 6Abis 6H schließen jeweils einen anodenseitigen Anschluss und einen kathodenseitigen Anschluss ein. Der anodenseitige Anschluss bei einer jeden der Gruppen 6A bis 6H entspricht dem anodenseitigen Anschluss der Solarzellenmodule 6, die von der Vielzahl der Solarzellenmodule 6 in den Gruppen 6A bis 6H der Anode des Wechselrichters 3 am nächsten sind. Der kathodenseitige Anschluss bei einer jeden der Gruppen 6A bis 6H entspricht dem kathodenseitigen Anschluss der Solarzellenmodule 6, die von der Vielzahl der Solarzellenmodule 6 in den Gruppen 6A bis 6H am weitesten von der Anode des Wechselrichters 3 entfernt sind.
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Beispielsweise entspricht der anodenseitige Anschluss der Gruppe 6A dem anodenseitigen Anschluss eines Solarzellenmoduls 6 in der Gruppe 6A. Der anodenseitige Anschluss der Gruppe 6A ist mit dem anodenseitigen Anschluss des Wechselrichters 3 verbunden. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6A entspricht dem kathodenseitigen Anschluss eines Solarzellenmoduls 6 in der Gruppe 6A. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6A ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6B verbunden.
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Beispielsweise entspricht der anodenseitige Anschluss der Gruppe 6B dem anodenseitigen Anschluss des Solarzellenmoduls, das von den Solarzellenmodulen 6 in der Gruppe 6B der Gruppe 6A am nächsten ist. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6B entspricht dem kathodenseitigen Anschluss des Solarzellenmoduls, das von den Solarzellenmodulen 6 in der Gruppe 6B von der Gruppe 6A am weitesten entfernt ist. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6B ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6C verbunden.
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Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6C ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6D verbunden. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6D ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6E verbunden. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6E ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6F verbunden. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6F ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6G verbunden. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6G ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6H verbunden. Der kathodenseitige Anschluss der Gruppe 6H ist mit dem kathodenseitigen Anschluss des Wechselrichters 3 verbunden.
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Die Solarzellenmodule 6 empfangen Sonnenlicht, um Strom zu erzeugen, und senden den erzeugten Strom an den Wechselrichter 3. Der Wechselrichter 3 ist an den Strang 2 über eine Stromleitung angeschlossen. Der Wechselrichter 3 wandelt den Gleichstrom aus den Solarzellenmodulen 6 im Strang 2 in Wechselstrom um. Der Wechselrichter 3 ist an ein Stromsystem 7 angeschlossen und speist das handelsübliche Stromsystem oder Lastvorrichtungen mit Wechselstrom.
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Insbesondere schließt der Wechselrichter 3 einen DC/DC-Wandler 3a, einen DC/AC-Inverter 3b und eine Steuereinheit 3c ein. Der DC/DC-Wandler 3a wandelt die Spannung der Stromausgabe aus den Solarzellenmodulen 6 in eine vorgegebene Spannung um und speist diese in den DC/AC-Inverter 3b ein. Der DC/AC-Inverter 3b wandelt die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen 6 über den DC/DC-Wandler 3a in Wechselstrom um. Die Steuereinheit 3c schließt eine CPU und einen Speicher ein und steuert den DC/DC-Wandler 3a und den DC/AC-Inverter 3b. Die Steuereinheit 3c sendet ein erstes Steuerungssignal an die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b per Stromleitungskommunikation.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a befinden sich in einer Master-Slave-Beziehung. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a arbeitet als Master für die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a, und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a arbeitet als Slave für die erste Abschaltungsvorrichtung 4a. Das heißt, dass die erste Abschaltungsvorrichtung 4a die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a steuert.
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Ähnlich befinden sich die erste Abschaltungsvorrichtung 4b und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b in einer Master-Slave-Beziehung. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b arbeitet als Master für die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b, und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b arbeitet als Slave für die erste Abschaltungsvorrichtung 4b. Das heißt, dass die erste Abschaltungsvorrichtung 4b die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b steuert.
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In dieser Ausführungsform befinden sich die erste Abschaltungsvorrichtung 4 und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5 in einer Eins-zu-eins-Beziehung: Eine zweite Abschaltungsvorrichtung ist für eine erste Abschaltungsvorrichtung angeordnet.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a ist mit Stromwegen verbunden, die die Gruppen 6A bis 6H verbinden. In dieser Ausführungsform ist die erste Abschaltungsvorrichtung 4a mit einem Stromweg 8a verbunden, der die Gruppe 6A und die Gruppe 6B verbindet, und einem Stromweg 8b, der den Wechselrichter 3 und die Gruppe 6A verbindet. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a ist mit dem anodenseitigen Anschluss und dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe A verbunden. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B und die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 3 und der Gruppe 6A als Reaktion auf das erste Steuerungssignal vom Wechselrichter 3.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a sendet ein zweites Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a mittels einer Kommunikationsleitung 10a, die mit der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a durch ein Kommunikationssystem verbunden ist, das von der Stromleitungskommunikation verschieden ist. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a sendet das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a beispielsweise unter Nutzung eines seriellen Kommunikationsverfahrens wie Local-Internet-Network-Kommunikation (LIN) oder Serial-Peripheral-Interface-Kommunikation (SPI). Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B und die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 3 und der Gruppe 6A und sendet dann das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a ist mit einer Stromleitung 20a verbunden, die mit der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a verbunden ist. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a versorgt die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a über die Stromleitung 20a mit Strom, um die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a anzutreiben.
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2 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4a schließt einen Regler 41, eine Signalempfangseinheit 42, eine Steuereinheit 43, ein Relais 44 und eine Bypass-Schaltung 45 ein.
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Der Regler 41 nutzt den vom Solarzellenmodul 6 erzeugten Strom als Stromquelle, um eine Antriebsleistung für den Antrieb der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a zu generieren und führt der zweiten Abschaltungsvorrichtung 4a und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a die Antriebsleistung in einem stabilen Zustand zu. In diesem Fall wird nur der vom Solarzellenmodul 6 der Gruppe 6A erzeugte Strom verwendet, um die Antriebsleistung für den Antrieb der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a zu generieren.
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3 zeigt ein Kreislaufdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung des Reglers 41. Die Auslegung des Reglers 41 ist eine bekannte Auslegung und schließt Eingangsklemmen 21a und 21b, Ausgangsklemmen 22a und 22b, einen Leitungsfilter 23, kapazitive Widerstände 24 und 25, eine Boosterschaltung 26, ein Schaltelement 27, einen Steuerkreis 28, einen Transformator 29, eine Diode 30, einen DC/DC-Wandler 31, eine Rückkopplungsschaltung 32 und dergleichen ein.
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Die Signalempfangseinheit 42 empfängt das erste Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 und sendet das empfangene erste Steuerungssignal an die Steuereinheit 43. Insbesondere empfängt die Signalempfangseinheit 42 das erste Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 über eine Signalerkennungseinheit 46, die ein erstes Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 erkennt.
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Die Steuereinheit 43 schließt eine CPU und einen Speicher ein. Die Steuereinheit 43 steuert den Strom, der durch die Spule im Relais 44 fließt, basierend auf den Signalen, die von der Signalempfangseinheit 42 gesendet werden, und steuert das Öffnen und Schließen der Kontakte des Relais 44. Das Relais 44 ist beispielsweise ein mechanisches Relais und in der Lage, einen Hochspannungsgleichstrom zu öffnen und zu schließen.
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Die Steuereinheit 43 sendet das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a über die Kommunikationsleitung 10a durch ein Kommunikationssystem, das von der Stromleitungskommunikation verschieden ist. Die Steuereinheit 43 trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B und sendet dann das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a. Die Steuereinheit 43 ermittelt, ob die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B getrennt ist oder nicht, indem sie beispielsweise die Spannung zwischen den Kontakten des Relais 44 überwacht.
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Das Relais 44 schließt eine erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und eine zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b ein. Die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a ist im Stromweg 8b angeordnet. Die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a öffnet und schließt die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 3 und der Gruppe 6A. Die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a ist mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6A und dem anodenseitigen Anschluss des Wechselrichters 3 verbunden. Die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b ist im Stromweg 8a angeordnet. Die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b öffnet und schließt die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B. Die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b ist mit dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe 6A und dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6B verbunden. In dieser Ausführungsform kann die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a weggelassen werden.
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Während die erste Abschaltungsvorrichtung 4a nicht mit der Antriebsleistung vom Regler 41 versorgt wird, befinden sich die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b die ganze Zeit über in einem offenen Zustand. Entsprechend sind die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 3 und der Gruppe 6A sowie die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B in einem getrennten Zustand, während die erste Abschaltungsvorrichtung 4a nicht angetrieben wird.
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Die Bypass-Schaltung 45 ist ein Kreislauf, um der Signalempfangseinheit 42 zu erlauben, das erste Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c zu erhalten, wenn sich die erste Abschaltungsvorrichtung 4a im getrennten Zustand befindet. Während die Stromwege 8a und 8b im durch die erste Abschaltungsvorrichtung 4a getrennten Zustand sind, ist die Signalempfangseinheit 42 in der Lage, über die Bypass-Schaltung 45 das erste Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c zu empfangen.
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Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a ist mit einem Stromweg verbunden, der die Gruppen verbindet, die nicht die Gruppen 6Aund 6B sind, die mit dem Stromweg 8a verbunden sind. In dieser Ausführungsform ist die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a mit einem Stromweg 8c verbunden, der die Gruppe 6B und die Gruppe 6C verbindet, und einem Stromweg 8d, der die Gruppe 6C und die Gruppe 6D verbindet. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a ist mit dem anodenseitigen Anschluss und dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe C verbunden. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6B und der Gruppe 6C und die Verbindung zwischen den Gruppe 6C und der Gruppe 6D als Reaktion auf das zweite Steuerungssignal, das von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a über die Kommunikationsleitung 10a gesendet wird.
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Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a wird von dem Strom angetrieben, der über die Stromleitung 20a von der ersten Abschaltungseinrichtung 4a zugeführt wird. Insbesondere wird die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a angetrieben, wenn die vom Regler 41 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a generierte Antriebsleistung der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a über die Stromleitung 20a von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a zugeführt wird.
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4 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a schließt eine Steuereinheit 53, ein Relais 54 und eine Bypass-Schaltung 55 ein.
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Die Steuereinheit 53 schließt eine CPU und einen Speicher ein. Die Steuereinheit 53 steuert den Strom, der durch die Spule des Relais 54 fließt, als Reaktion auf das zweite Steuerungssignal von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und steuert das Öffnen und Schließen der Kontakte des Relais 54. Das Relais 54 ist beispielsweise ein mechanisches Relais und in der Lage, einen Hochspannungsgleichstrom zu öffnen und zu schließen. Die Steuereinheit 53 empfängt das zweite Steuerungssignal von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a über eine Kommunikationsschnittstelle (nicht dargestellt), die mit der Kommunikationsleitung 10a verbunden ist, und öffnet die Kontakte des Relais 54. Es ist darauf hinzuweisen, dass die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a in dieser Ausführungsform keine Funktion aufweist, um ein Signal von der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a an die erste Abschaltungsvorrichtung 4a zu senden.
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Das Relais 54 schließt eine dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a und eine vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b ein. Die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a ist im Stromweg 8c angeordnet. Die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a öffnet und schließt die Verbindung zwischen der Gruppe 6B und der Gruppe 6C. Die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a ist mit dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe 6B und dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6C verbunden. Die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b ist im Stromweg 8d angeordnet. Die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b öffnet und schließt die Verbindung zwischen der Gruppe 6C und der Gruppe 6D. Die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b ist mit dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe 6C und dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6D verbunden.
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Während die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a nicht mit der Antriebsleistung von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a versorgt wird, befinden sich die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a und die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b die ganze Zeit über im offenen Zustand. Entsprechend befinden sich die Verbindung zwischen der Gruppe 6B und der Gruppe 6C und die Verbindung zwischen der Gruppe 6C und der Gruppe 6D im getrennten Zustand, während die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a nicht angetrieben ist.
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Die Bypass-Schaltung 55 ist ein Kreislauf, um der Signalempfangseinheit 42 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a zu erlauben, das erste Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c per Stromleitungskommunikation zu erhalten, wenn sich die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a im getrennten Zustand befinden. Die Bypass-Schaltung 55 ermöglicht die Weiterführung der Stromleitungskommunikation.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b weist ähnliche Auslegungen wie die erste Abschaltungsvorrichtung 4a auf, mit Ausnahme dessen, dass sich der zu verbindende Stromweg von dem der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a unterscheidet. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b weist ähnliche Auslegungen wie die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a auf, mit Ausnahme dessen, dass sich der zu verbindende Stromweg von dem der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a unterscheidet. Zudem ähnelt die Beziehung zwischen der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5b der zwischen der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a, die oben beschrieben ist, und wird daher nur kurz beschrieben.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b ist mit einem Stromweg 8e verbunden, der die Gruppe 6D und die Gruppe 6E verbindet, und einem Stromweg 8f, der die Gruppe 6E und die Gruppe 6F verbindet. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b ist mit dem anodenseitigen Anschluss und dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe 6E verbunden. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6D und der Gruppe 6E und die Verbindung zwischen der Gruppe 6E und der Gruppe 6F als Reaktion auf das erste Steuerungssignal vom Wechselrichter 3.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b sendet ein zweites Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b über eine Kommunikationsleitung 10b, die mit der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b und der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5b durch ein Kommunikationssystem verbunden ist, das von der Stromleitungskommunikation verschieden ist. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6D und der Gruppe 6E und die Verbindung zwischen der Gruppe 6E und der Gruppe 6F und sendet dann das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b.
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Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b wird von dem Strom angetrieben, der vom Solarzellenmodul 6 in der Gruppe 6E erzeugt wird. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b ist mit einer Stromleitung 20b verbunden, die mit der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5b verbunden ist. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b versorgt die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b über die Stromleitung 20b mit Strom, um die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b anzutreiben.
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Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b ist mit einem Stromweg 8g verbunden, der die Gruppe 6F und die Gruppe 6G verbindet, und einem Stromweg 8d, der die Gruppe 6G und die Gruppe 6H verbindet. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6F und der Gruppe 6G und die Verbindung zwischen den Gruppe 6G und der Gruppe 6H als Reaktion auf das zweite Steuerungssignal, das von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b über die Kommunikationsleitung 10b gesendet wird.
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Im Folgenden ist ein Beispiel der Betriebsarten der ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b sowie der zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Die Betriebsarten der ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und der zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b schließen drei Betriebsarten ein: einen Startmodus, einen aktiven Modus und einen Sicherheitsmodus. Der Sicherheitsmodus schließt einen Normalabschaltungsmodus und einen Notsicherheitsabschaltungsmodus ein. So arbeiten die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b in vier Betriebsarten: einem Startmodus, einem aktiven Modus, einem Normalabschaltungsmodus und einem Notsicherheitsabschaltungsmodus.
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Der Startmodus ist ein Modus für den Zeitpunkt, an dem Sonnenlicht beginnt, auf die Solarzellenmodule 6 einzufallen. Zu diesem Zeitpunkt empfangen die Solarzellenmodule 6 Sonnenlicht und erzeugen Strom. Dann werden die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b von der Antriebsleistung angetrieben, die von einem jeden der Regler 41 unter Nutzung des von den Solarzellenmodulen 6 erzeugten Stroms generiert wird. Wenn die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b angetrieben werden und die Steuereinheit 43 das erste Steuerungssignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 über die Signalempfangseinheit 42 empfängt, steuert die Steuereinheit 43 das Schließen der ersten Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und der zweiten Öffnungs-und-Schließeinheit 44b des Relais 44.
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Darüber hinaus versorgen die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b mit der von einem jeden der Regler 41 generierten Antriebsleistung. Entsprechend werden die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b angetrieben. Wenn die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b angetrieben werden und die Steuereinheit 53 ein Befehlssignal von den ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b empfängt, das sich vom zweiten Steuerungssignal unterscheidet, schließt die Steuereinheit 53 zum Beispiel die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a und die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b des Relais 54. Folglich werden die Gruppen 6A bis 6H mit den Strängen 2 über die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a bis 5b verbunden und der von den Solarzellenmodulen 6 erzeugte Strom wird an den Wechselrichter 3 ausgegeben.
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Der aktive Modus ist ein Zustand, in dem die Solarzellenmodule 6 während des Tags Sonnenlicht empfangen, um Strom zu erzeugen, und gleicht im Wesentlichen dem Startmodus. So befinden sich die Gruppen 6A bis 6H im aktiven Modus in Verbindung miteinander über die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b und der von den Solarzellenmodulen 6 erzeugte Strom wird an den Wechselrichter 3 ausgegeben.
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Der Normalabschaltungsmodus ist ein Modus für den Zeitpunkt, an dem die Solarzellenmodule 6 in der Nacht oder aufgrund des Einflusses von schlechtem Wetter wie Regen nicht dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Entsprechend erzeugen die Solarzellenmodule 6 im Normalabschaltungsmodus keinen Strom und die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b werden nicht mit der Antriebsleistung von den Solarzellenmodulen 6 gespeist. So befinden sich die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b der ersten Abschaltungsvorrichtung 4 sowie die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a und die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b der zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a bis 5c im Normalabschaltungsmodus alle im offenen Zustand. In dieser Ausführungsform wird dem Wechselrichter 3 von der Wechselstromversorgung Strom zugeführt und das Steuerungssignal wird stets von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 gesendet, außer im Notsicherheitsabschaltungsmodus.
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Im Normalabschaltungsmodus werden das Relais 44 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und das Relais 54 der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a je nach dem vom Solarzellenmodul 6 der Gruppe 6A zugeführten Strom in den EIN- /AUS-Zustand gestellt, wenn beispielsweise die Stromerzeugung durch das Solarzellenmodul 6 der Gruppe 6A aufgrund instabiler Wetterlage oder dergleichen instabil ist.
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Der Notsicherheitsabschaltungsmodus ist ein Modus, in dem die Stromwege 8a bis 8h getrennt werden, sodass die Stromversorgung von den Solarzellenmodulen 6 zum Wechselrichter 3 während des Startmodus oder des aktiven Modus unterbrochen wird. Gemäß der Darstellung in 1 ist in dieser Ausführungsform ein Betriebsschalter 35 mit dem Wechselrichter 3 verbunden und der Betriebsschalter 35 wird während des Startmodus oder des aktiven Modus der ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b betätigt und der Betriebsmodus der ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b wird in den Notsicherheitsabschaltungsmodus umgeschaltet.
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Wenn der Betriebsschalter 35 betätigt wird, unterbricht die Steuereinheit 3c insbesondere das Aussenden des ersten Steuerungssignals. Wenn die Signalerkennungseinheit 46 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a die Unterbrechung des ersten Steuerungssignals eines fixen Zyklus erkennt, werden die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b des Relais 44 über die Signalempfangseinheit 42 und die Steuereinheit 43 geöffnet. Folglich werden die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B und die Verbindung zwischen dem Wechselrichter 3 und der Gruppe 6A getrennt und die Stromausgabe aus den Solarzellenmodulen 6 zum Wechselrichter 3 wird unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt öffnet die erste Abschaltungsvorrichtung 4a die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b des Relais 44 und sendet dann das zweite Steuerungssignal über die Kommunikationsleitung 10a an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a empfängt das zweite Steuerungssignal von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a und trennt dann die Verbindung zwischen der Gruppe 6B und der Gruppe 6C und die Verbindung zwischen der Gruppe 6C und der Gruppe 6D.
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Auf ähnliche Weise öffnet die Steuereinheit 43 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b des Relais 44 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b und trennt die Verbindung zwischen der Gruppe 6D und der Gruppe 6E und die Verbindung zwischen der Gruppe 6E und der Gruppe 6F, wenn die Signalerkennungseinheit 46 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b die Unterbrechung des ersten Steuerungssignals eines fixen Zyklus erkennt. Die erste Abschaltungsvorrichtung 4b öffnet die erste Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und die zweite Öffnungs-und-Schließeinheit 44b der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b und sendet dann das zweite Steuerungssignal an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b. Die zweite Abschaltungsvorrichtung 5b empfängt das zweite Steuerungssignal von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b und trennt dann die Verbindung zwischen der Gruppe 6F und der Gruppe 6G und die Verbindung zwischen der Gruppe 6G und der Gruppe 6H. Folglich werden alle Gruppen 6A bis 6H voneinander separiert, sodass die Leerlaufspannung des Strangs 2 in 165 V oder weniger geteilt wird.
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Beim Solarstromerzeugungssystem 1 der obigen Auslegung stehen die erste Abschaltungsvorrichtung 4a und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a in einer Master-Slave-Beziehung und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a trennt die Verbindungen zwischen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6B bis 6D als Reaktion auf das von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a gesendete zweite Steuerungssignal. Darüber hinaus wird die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a mit einem Strom von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a versorgt. So kann die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a eine vereinfachte Auslegung aufweisen, was die Kosten für den Einbau der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a reduziert.
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Da eine jede der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6H jeweils eine Leerlaufspannung von 165 V oder weniger aufweist, kann ein hochsicheres Solarstromerzeugungssystems bereitgestellt werden. Darüber hinaus wird das zweite Steuerungssignal von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4 über die Kommunikationsleitung 10a mittels eines Kommunikationssystems gesendet, das sich von der Stromleitungskommunikation unterscheidet, und dadurch ist es im Vergleich zur Stromleitungskommunikation unwahrscheinlich, dass das Signal von Lärm betroffen ist, und die Kommunikation von der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a an die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a kann stabilisiert werden.
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Zudem werden beim Solarstromerzeugungssystem 1 der obigen Auslegung, nachdem die Verbindung zwischen der Gruppe 6A und der Gruppe 6B durch die erste Abschaltungsvorrichtung 4a getrennt wurde, die Verbindungen zwischen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6B bis 6D durch die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a getrennt. So kann die an der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a anliegende Spannung verringert werden, was die Kosten der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a reduziert.
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Obgleich oben eine Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben wurde, ist diese Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und möglich sind verschiedene Varianten, solange diese Varianten unter den Umfang der Offenbarung fallen.
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Die Anzahl der Gruppen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Der Strang 2 kann in eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen geteilt werden, solange eine jede Gruppe eine Leerlaufspannung von 165 V oder weniger aufweist. Gemäß der Darstellung in 6 kann die Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen beispielsweise durch die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b geteilt werden kann, sodass eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6H jeweils drei Solarzellenmodule 6 einschließt, die in Reihenschaltung verbunden sind. Im in 6 dargestellten Beispiel wird die erste Abschaltungsvorrichtung 4a durch den von den drei Solarzellenmodulen 6 in der Gruppe 6A erzeugten Strom angetrieben.
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Zudem kann eine der ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b und der zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b gemäß der Darstellung in 7 für eine jede der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 6A bis 6D angeordnet sein.
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Gemäß der Darstellung in 8 können die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b jeweils Bypass-Dioden 48 einschließen, die in Parallelschaltung mit einer beliebigen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen verbunden sind. Im in 8 dargestellten Beispiel ist die Bypass-Diode 48 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a elektrisch in Parallelschaltung mit der Gruppe 6A verbunden. Die Bypass-Diode 48 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a schließt eine Anode ein, die mit dem kathodenseitigen Anschluss der Gruppe 6A verbunden ist, und eine Kathode, die mit dem anodenseitigen Anschluss der Gruppe 6A verbunden ist. Die Bypass-Diode 48 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b ist elektrisch in Parallelschaltung mit der Gruppe 6F verbunden.
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Ähnlich können die zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b jeweils Bypass-Dioden 58 einschließen, die in Parallelschaltung mit einer beliebigen der Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen verbunden sind. Im in 8 dargestellten Beispiel ist die Bypass-Dioden 58 der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5a elektrisch in Parallelschaltung mit der Gruppe 6C verbunden und die Bypass-Dioden 58 der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5b ist elektrisch in Parallelschaltung mit der Gruppe 6H verbunden.
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In der obigen Ausführungsform weist ein jedes der Relais 44 der ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b zwei Kontakte der ersten Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und der zweiten Öffnungs-und-Schließeinheit 44b auf, aber wie in 9 dargestellt, kann es sich bei jedem der Relais 44 um zwei Relais handeln, die einen einzelnen Kontakt aufweisen. Das heißt, dass die Steuereinheit 43 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a ausgelegt sein kann, um das Öffnen und Schließen der ersten Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und der zweiten Öffnungs-und-Schließeinheit 44b der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a unabhängig zu steuern. Die Steuereinheit 43 der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b kann ausgelegt sein, um das Öffnen und Schließen der ersten Öffnungs-und-Schließeinheit 44a und der zweiten Öffnungs-und-Schließeinheit 44b der ersten Abschaltungsvorrichtung 4b unabhängig zu steuern. Ähnlich kann auch bei den zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5a und 5b die Steuereinheit 53 ausgelegt sein, um in der Lage zu sein, die dritte Öffnungs-und-Schließeinheit 54a und die vierte Öffnungs-und-Schließeinheit 54b des Relais 54 unabhängig zu steuern.
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In der obigen Ausführungsform ist die erste Abschaltungsvorrichtung 4a mit dem Stromweg 8a verbunden, der die Gruppe 6A und die Gruppe 6B verbindet, und dem Stromweg 8b, der den Wechselrichter 3 und die Gruppe 6A verbindet. Jedoch kann die Anordnung der ersten Abschaltungsvorrichtung 4a mit der der zweiten Abschaltungsvorrichtung 5b ausgetauscht werden. Beispielsweise kann die erste Abschaltungsvorrichtung 4a mit dem Stromweg 8c und dem Stromweg 8d verbunden sein, und die zweite Abschaltungsvorrichtung 5a kann mit dem Stromweg 8a und dem Stromweg 8b verbunden sein.
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In der obigen Ausführungsform wird das erste Steuerungssignal vom Wechselrichter 3 per Stromleitungskommunikation an die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b gesendet, jedoch kann das erste Steuerungssignal gemäß der Darstellung in 7 per drahtloser Kommunikation wie WLAN (R) an die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b gesendet werden. Alternativ können der Wechselrichter 3 und die ersten Abschaltungsvorrichtungen 4a und 4b ausgelegt sein, um miteinander per drahtloser Kommunikation in Kommunikation zu sein.
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Die Anzahl der ersten Abschaltungsvorrichtungen oder der zweiten Abschaltungsvorrichtungen ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Zudem ist in der obigen Ausführungsform eine zweite Abschaltungsvorrichtung 5 für eine erste Abschaltungsvorrichtung 4 bereitgestellt, aber eine Vielzahl von zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5 kann für eine erste Abschaltungsvorrichtung 4 bereitgestellt sein. In diesem Fall wird einer Vielzahl von zweiten Abschaltungsvorrichtungen 5 Strom aus einer ersten Abschaltungsvorrichtung 4 zugeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Solarstromerzeugungssystem
- 2
- Strang
- 3
- Wechselrichter
- 4
- erste Abschaltungsvorrichtung
- 5
- zweite Abschaltungsvorrichtung
- 6
- Solarzellenmodul
- 6A bis 6H
- Solarzellenmodulgruppen
- 44a
- erste Öffnungs-und-Schließeinheit
- 44b
- zweite Öffnungs-und-Schließeinheit
- 54a
- dritte Öffnungs-und-Schließeinheit
- 54b
- vierte Öffnungs-und-Schließeinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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