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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromspeichersteuervorrichtung, ein Verfahren zur Steuerung einer Stromspeichervorrichtung, ein Programm, sowie ein Stromspeichersystem, und betrifft insbesondere eine Stromspeichersteuervorrichtung, ein Verfahren zur Steuerung einer Stromspeichervorrichtung, ein Programm, sowie ein Stromspeichersystem, die so ausgeführt sind, dass eine weitere Erhöhung der Verlässlichkeit möglich ist.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Zur Verwendung von erneuerbarer Energie, und im Hinblick auf Katastrophengegenmaßnahmen, hat in den letzten Jahren die Nachfrage nach solaren Stromerzeugungssystemen, die durch eine Kombination von Solarpanelen und Speicherbatterien gebildet sind, zugenommen. Da bei solaren Stromerzeugungssystemen im Allgemeinen Zeitbereiche auftreten, in denen die Lieferung des Stroms, der von den Solarpanelen erzeugt wird, und die Nachfrage nach Strom, der von Lasten verbraucht wird, nicht zusammenfallen, werden Stromspeichersysteme, die eine Speicherbatterie aufweisen, eingesetzt und ist die Vornahme einer Stromsteuerung erforderlich.
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Wenn die Steuervorrichtung zur Steuerung eines Stromspeichersystems, das eine Speicherbatterie aufweist, so ausgeführt ist, dass sie nur durch das Stromversorgungsnetz mit Strom versorgt wird, kann die Steuervorrichtung bei Auftreten eines Stromausfalls nicht betrieben werden, so dass es zu einer Betriebsunterbrechung des Stromspeichersystems kommen kann. Wenn die Steuervorrichtung andererseits so ausgeführt ist, dass sie ihren Strom nur von der Speicherbatterie des Stromspeichersystems erhält, kann es sein, dass das Stromspeichersystem im Anfangszustand nicht gestartet werden kann, da in der Speicherbatterie kein Strom gespeichert ist.
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Nun ist zum Beispiel eine Ausführung denkbar, bei der die Steuervorrichtung ihren Strom von mehreren Stromquellen erhält. Doch wenn die Steuervorrichtung so ausgeführt ist, dass sie zum Beispiel von der Speicherbatterie des Stromspeichersystems und von einer sekundären Hilfsbatterie mit Strom versorgt wird, werden Wartungen erforderlich, da sich die sekundäre Hilfsbatterie abnutzt.
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In dem Patentliteraturbeispiel 1 wird ein Brennstoffzellengeneratorsystem offenbart, wobei der Stromversorgungspfad zu dem Steuerkreis je nach den Umständen zwischen einer Netzstromquelle und der Brennstoffzelle umgeschaltet werden kann.
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In dem Patentliteraturbeispiel 2 wird eine Steuerstromquellenschaltung offenbart, die so ausgeführt ist, dass die von der Speicherbatterie gelieferte Gleichstromquellenspannung auf einen niedrigeren Wert eingerichtet ist als die Gleichstromspannung, die von einem Wechselstromeingang, der von dem Stromversorgungsnetz geliefert wird, über einen Gleichrichter erhalten wird.
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Stand-der-Technik-Literatur
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Patentliteratur
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- Patentliteraturbeispiel 1: Patentoffenlegungsschrift 2008-135200
- Patentliteraturbeispiel 2: Patentoffenlegungsschrift 2008-283788
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe, die die Erfindung lösen soll
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Bei dem in dem Patentliteraturbeispiel 1 offenbarten System wird ein Umschaltmittel zum Umschalten des Stromversorgungspfads zu dem Steuerkreis verwendet, doch da die Vorhersage eines Stromausfalls schwierig ist, kann der Stromversorgungspfad zum Beispiel nicht zur Vorbereitung auf einen Stromausfall im Voraus umgeschaltet werden. Daher kann das Umschaltmittel den Stromversorgungspfad bei Auftreten eines Stromausfalls, während der Steuerkreis mit Strom von der Netzstromquelle versorgt wird, nicht umschalten und kommt es zu einem Stillstand des Steuerkreises.
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Daher wird die Bereitstellung eines Stromspeichersystems mit einer höheren Verlässlichkeit gewünscht, bei dem der Betrieb des Stromspeichersystems auch bei Auftreten eines Stromausfalls fortgesetzt werden kann, indem die Steuerschaltung ohne Umschalten des Stromversorgungspfads mit Strom versorgt wird. Außerdem war es bisher dann, wenn der in der Speicherbatterie gespeicherte Strom nach dem Auftreten eines Stromausfalls verbraucht war und es zu einem Stillstand des Stromspeichersystems gekommen ist, schwierig, das Stromspeichersystem vor der Behebung des Stromausfalls wiederzubetreiben.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts dieser Umstände und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, dafür zu sorgen, dass die Verlässlichkeit weiter erhöht werden kann.
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Mittel zur Lösung der Aufgabe
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Die Stromspeichersteuervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Stromwandler, der Strom, welcher von einem Stromversorgungsnetz geliefert wird, umwandelt, einen zweiten Stromwandler, der Strom, welcher von einer Strom speichernden Speicherbatterie ausgegeben wird, umwandelt, einen Steuerteil, der durch den von dem ersten Stromwandler ausgegebenen Strom sowie den von dem zweiten Stromwandler ausgegebenen Strom angetrieben wird und das Laden und Entladen der Speicherbatterie steuert, und einen dritten Stromwandler, der Strom, welcher von einer Stromerzeugungsvorrichtung, die unter Verwendung von erneuerbarer Energie Strom erzeugt, ausgegeben wird, umwandelt und an den Steuerteil ausgibt, wobei der Spannungswert des Stroms, der von dem ersten Stromwandler ausgegeben wird, auf einen höheren Wert eingerichtet ist, als der Spannungswert des Stroms, der von dem zweiten Stromwandler ausgegeben wird.
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Das Steuerverfahren bzw. das Programm nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei der Spannungswert des Stroms, der von dem ersten Stromwandler ausgegeben wird, auf einen höheren Wert eingerichtet ist, als der Spannungswert des Stroms, der von dem zweiten Stromwandler ausgegeben wird, umfasst einen Schritt der Vornahme einer derartigen Steuerung, dass bei Beurteilung, dass der Start durch den über den dritten Stromwandler von der Stromerzeugungsvorrichtung ausgegebenen Strom erfolgt ist, der von der Stromerzeugungsvorrichtung ausgegebene Strom nach einer Fortdauer der Stromlieferung für wenigstens einen bestimmten Zeitraum seit dem Start zu der Speicherbatterie geliefert wird.
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Das Stromspeichersystem nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Speicherbatterie, die Strom speichert, einen ersten Stromwandler, der Strom, welcher von einem Stromversorgungsnetz geliefert wird, umwandelt, einen zweiten Stromwandler, der Strom, welcher von einer Strom speichernden Speicherbatterie ausgegeben wird, umwandelt, einen Steuerteil, der durch den von dem ersten Stromwandler ausgegebenen Strom sowie den von dem zweiten Stromwandler ausgegebenen Strom angetrieben wird und das Laden und Entladen der Speicherbatterie steuert, und einen dritten Stromwandler, der Strom, welcher von einer Stromerzeugungsvorrichtung, die unter Verwendung von erneuerbarer Energie Strom erzeugt, ausgegeben wird, umwandelt und an den Steuerteil ausgibt, wobei der Spannungswert des Stroms, der von dem ersten Stromwandler ausgegeben wird, auf einen höheren Wert eingerichtet ist, als der Spannungswert des Stroms, der von dem zweiten Stromwandler ausgegeben wird.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Spannungswert des Stroms, der von dem ersten Stromwandler ausgegeben wird, auf einen höheren Wert eingerichtet, als der Spannungswert des Stroms, der von dem zweiten Stromwandler ausgegeben wird.
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Resultat der Erfindung
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Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die Verlässlichkeit weiter erhöht werden.
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Kurzerklärung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer ersten Ausführungsform einer Stromspeichersteuervorrichtung, bei der die vorliegende Technik angewendet wird, zeigt;
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2 ist eine Ansicht, die die Stromversorgungspfade zu der Steuereinheit während des Normalbetriebs zeigt;
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3 ist eine Ansicht, die den Stromversorgungspfad zu der Steuereinheit bei einem Stromausfall zeigt;
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4 ist eine Ansicht, die den Stromversorgungspfad zu der Steuereinheit während der Überprüfung des Betriebes eines Relais zeigt;
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5 ist eine Ansicht, die den Stromversorgungspfad zu der Steuereinheit zeigt, wenn während der Überprüfung des Betriebs eines Relais ein Stromausfall aufgetreten ist;
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6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung erklärt, die vorgenommen wird, wenn während der Überprüfung des Betriebs eines Relais ein Stromausfall aufgetreten ist;
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7 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer zweiten Ausführungsform einer Stromspeichersteuervorrichtung, bei der die vorliegende Technik angewendet wird, zeigt;
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8 ist eine Ansicht, die die Stromversorgungspfade zu der Steuereinheit während des Normalbetriebs erklärt;
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9 ist eine Ansicht, die den Stromversorgungspfad von einer Wartungsstromquelle zeigt;
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10 ist eine Ansicht, die die Stromversorgungspfade bei einem Stromausfall zeigt;
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11 ist eine Ansicht, die den Stromversorgungspfad von der Speicherbatterie zeigt;
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12 ist eine Ansicht, die den Stromversorgungspfad von einer unabhängigen Ausgangsklemme zeigt; und
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13 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung für den Start erklärt.
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Ausführungsweisen der Erfindung
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Nachstehend erfolgt anhand der Zeichnungen eine ausführliche Erklärung von konkreten Ausführungsformen, bei denen die vorliegende Technik angewendet wird.
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1 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer ersten Ausführungsform einer Stromspeichersteuervorrichtung, bei der die vorliegende Technik angewendet wird, zeigt.
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Wie in 1 gezeigt ist ein Stromversorgungsnetz 12 zur Lieferung von Strom von einer Netzstromquelle über einen Verteiler 13 an eine Stromspeichersteuervorrichtung 11 angeschlossen, und ist ein Solarpanel 14 über einen PV(photovoltaischen)-Wechselrichter 15 angeschlossen. Der Verteiler 13 und der PV-Wechselrichter 15 sind miteinander verbunden.
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Der Verteiler 13 ist so ausgeführt, dass er einen Leitungsunterbrecher (MCB: Molded Case Circuit Breaker, gekapselter Leistungsschalter) 21, Fehlerstromschutzschalter (ELB: Earth Leakage Circuit Breaker) 22 und 23 sowie mehrere Unterbrecher 24 aufweist, die untereinander verbunden sind. Das Stromversorgungsnetz 12 ist an den Leitungsunterbrecher 21 angeschlossen, der PV-Wechselrichter 15 ist an den Fehlerstromschalter 22 angeschlossen, die Stromspeichersteuervorrichtung 11 ist an den Fehlerstromschalter 23 angeschlossen, und nicht dargestellte Lasten sind jeweils an die Unterbrecher 24 angeschlossen. Der von dem Stromversorgungsnetz 12 und dem PV-Wechselrichter 15 gelieferte Strom wird zum Beispiel über den Verteiler 13 zu der Stromspeichersteuervorrichtung 11 und den an die mehreren Unterbrecher 24 angeschlossenen Lasten verteilt.
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Das Solarpanel 14 ist ein Panel, das durch Verbinden von mehreren Solarbatteriemodulen gebildet ist, und erzeugt je nach der Einstrahlungsmenge des Sonnenlichts Strom.
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Der PV-Wechselrichter regelt zum Beispiel die Spannung des von dem Solarpanel 14 erzeugten Stroms, damit von dem Solarpanel 14 der maximale Strom erhalten werden kann. Außerdem nimmt der PV-Wechselrichter eine Gleichstrom/Wechselstrom(GS/WS)-Wandlung des von dem Solarpanel 14 erzeugten Stroms vor und gibt den Strom an den Verteiler 13 aus. Ferner ist der PV-Wechselrichter mit einer unabhängigen Ausgangsklemme versehen, die zum Beispiel bei einem Stromausfall Strom ausgibt, und ist diese unabhängige Ausgangsklemme an die Stromspeichersteuervorrichtung 11 angeschlossen.
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Die Stromspeichersteuervorrichtung 11 ist so aufgebaut, dass sie eine Speicherbatterie 31, ein Batteriesteuersystem (BMS: Battery Management System) 32, einen Speicherbatterie-Wechselrichter 33, einen Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34, einen Gleichstrom/Gleichstrom(GS/GS)-Wandler 35 und eine Steuereinheit 36 umfasst. An die Leitungen im Inneren der Stromspeichersteuervorrichtung 11 sind Relais 37 bis 39 zur Steuerung der Stromversorgungspfade und Rückflussverhinderungsmittel 40 und 41 angeschlossen. An dem Gehäuse der Stromspeichersteuervorrichtung 11 sind Anschlussklemmen 42 bis 44 eingerichtet, wobei der Verteiler 13 an die Anschlussklemme 42 angeschlossen ist, die unabhängige Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters an die Anschlussklemme 43 angeschlossen ist, und eine nicht dargestellte Last an die Anschlussklemme 44 angeschlossen ist.
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Im Inneren der Stromspeichersteuervorrichtung 11 sind die Speicherbatterie 31 und der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 über das Relais 37 verbunden, und sind der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 und die Anschlussklemme 42 über das Relais 38 verbunden. Die Leitung zwischen dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 und dem Relais 38 und die Anschlussklemme 43 sind über das Relais 39 verbunden, und der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 und die Anschlussklemme 44 sind direkt verbunden. Ferner ist die Eingangsklemme des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 34 an die Leitung zwischen der Anschlussklemme 42 und dem Relais 38 angeschlossen, und ist die Ausgangsklemme des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 34 über das Rückflussverhinderungsmittel 40 an die Steuereinheit 36 angeschlossen. Die Eingangsklemme des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 35 ist an die Leitung zwischen dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 und dem Relais 37 angeschlossen, und die Ausgangsklemme des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 35 ist über das Rückflussverhinderungsmittel 41 an die Steuereinheit 36 angeschlossen.
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Die Speicherbatterie 31 speichert den von dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 gelieferten Strom. Der in der Speicherbatterie 31 gespeicherte Strom wird zu dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 geliefert und über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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Das Batteriesteuersystem 32 kommuniziert mit der Steuereinheit 36 und kontrolliert die Speicherbatterie 31. Zum Beispiel misst das Batteriesteuersystem 32 den Spannungswert des in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Stroms oder den Stromwert des in die Speicherbatterie 31 eingebrachten und davon ausgegebenen Stroms, die Temperatur der Speicherbatterie 31 und dergleichen und sendet diese Messwerte an die Steuereinheit 36.
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Der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 kommuniziert mit der Steuereinheit 36 und regelt den in die Speicherbatterie 31 eingegebenen und davon ausgegebenen Strom gemäß dem Ladezustand der Speicherbatterie 31. Zum Beispiel liefert der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 den von dem Stromversorgungsnetz 12 über den Verteiler 13 gelieferten Strom oder den von dem Solarpanel 14 erzeugten und über den PV-Wechselrichter 15 gelieferten Strom je nach der Speicherkapazität der Speicherbatterie 31 nach einer Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlung zu der Speicherbatterie 31. Außerdem liefert der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 den in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom nach einer Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlung zu den an den Verteiler 13 angeschlossenen Lasten. Ferner gibt der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 zum Beispiel während eines Stromausfalls den in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom nach einer Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlung von der Anschlussklemme 44 aus (unabhängige Ausgabe) und wird eine an die Anschlussklemme 44 angeschlossene Last gespeist.
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Somit ist der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 so ausgeführt, dass er Strom in beiden Richtungen (Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlung und Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlung) umwandeln kann, und an der Gleichstromseite (der Seite, an der die Speicherbatterie 31 angeschlossen ist) ist ein Glättungskondensator 45 mit einer vergleichsweise großen Kapazität eingebaut. In dem Glättungskondensator 45 wird ein der Kapazität entsprechender Strom gespeichert, wenn der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 Strom umwandelt.
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Der Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 nimmt eine Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlung des von dem Verteiler 13 oder dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 gelieferten Stroms vor und liefert ihn über das Rückflussverhinderungsmittel 40 an die Steuereinheit 36.
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Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 nimmt eine Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung des von der Speicherbatterie 31 oder dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 gelieferten Stroms vor und liefert ihn über das Rückflussverhinderungsmittel 41 an die Steuereinheit 36.
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Die Steuereinheit 36 ist so ausgeführt, dass sie zum Beispiel eine CPU (Central Processing Unit, zentrale Verarbeitungseinheit), einen Speicher sowie eine Ein/Ausgabeschnittstelle umfasst, wobei die CPU die in dem Speicher gespeicherten Programme ausführt und damit die einzelnen Teile der Stromspeichersteuervorrichtung 11 über die Ein/Ausgabeschnittstelle steuert. Zum Beispiel nimmt die Steuereinheit 36 auf Basis der durch eine Kommunikation mit dem Batteriesteuersystem 32 erlangten Messwerte eine derartige Steuerung des Speicherbatterie-Wechselrichters 33 vor, dass ein passendes Laden der Speicherbatterie 31 erfolgt. Außerdem steuert die Steuereinheit 36 je nach Erfordernis das Öffnen und Schließen der Relais 37 bis 39.
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Die Relais 37 bis 39 nehmen der Steuerung durch die Steuereinheit 36 folgend das Umschalten der jeweiligen Leitungen zwischen ein und aus (geschlossener Zustand/offener Zustand) vor. Die Relais 38 und 39 sind so ausgeführt, dass sie die Leitungen jeweils exklusiv einschalten, so dass das Relais 39 bei Einschalten des Relais 38 ausgeschaltet wird und das Relais 38 bei Einschalten des Relais 39 ausgeschaltet wird. Das heißt, die Relais 38 und 39 sind so ausgeführt, dass sie eines aus dem Verteiler 13 und dem PV-Wechselrichter 15 mit dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 verbinden.
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Die Rückflussverhinderungsmittel 40 und 41 beschränken die Richtung des Stroms so, dass der von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 ausgegebene Strom bzw. der von dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 ausgegebene Strom nur in die Steuereinheit 36 eingebracht wird.
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Durch diesen Aufbau der Stromspeichersteuervorrichtung 11 wird die Steuervorrichtung 36 über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 mit dem von dem Stromversorgungsnetz 12 gelieferten Strom versorgt und über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 mit dem in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom versorgt. Daher kann die Steuereinheit 36 in der Stromspeichersteuervorrichtung 11 zum Beispiel dann, wenn es zu einem Stromausfall gekommen ist, durch den in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom weiterbetrieben werden. Dadurch kann die Verlässlichkeit der Stromspeichersteuervorrichtung 11 erhöht werden.
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Unter Bezugnahme auf 2 werden die Pfade des zu der Steuereinheit 36 gelieferten Stroms erklärt.
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In 2 sind die Stromversorgungspfade zu der Steuereinheit 36 im normalen Zustand, wenn kein Stromausfall vorliegt, durch weiße Pfeile gezeigt. Das heißt, im normalen Zustand wird der von dem Stromversorgungsnetz 12 über den Verteiler 13 zu der Stromspeichersteuervorrichtung 11 gelieferte Strom dem durch den dick umrandeten weißen Pfeil gezeigten Stromversorgungspfad folgend in dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 einer Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlung unterzogen und zu der Steuereinheit 36 geliefert. Ebenso wird der von der Speicherbatterie 31 ausgegebene Strom dem durch den dünn umrandeten weißen Pfeil gezeigten Stromversorgungspfad folgend in dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 einer Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung unterzogen und zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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In der Stromspeichersteuervorrichtung 11 ist der Spannungswert der Ausgangsspannung des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 34 innerhalb des Spannungsbereichs, in dem ein Betrieb der Steuereinheit 36 möglich ist, auf einen höheren Wert als der Spannungswert der Ausgangsspannung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 35 eingerichtet. Konkret ist dann, wenn der Spannungsbereich, in dem ein Betrieb der Steuereinheit 36 möglich ist, auf einen Bereich von 24 V ± 2 V eingerichtet ist, die Ausgangsspannung von dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 auf etwa 22 V und die Ausgangsspannung von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 auf etwa 26 V eingerichtet.
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Daher wird in der Stromspeichersteuervorrichtung 11 anstatt des von der Speicherbatterie 31 gelieferten Stroms vorrangig der von dem Stromversorgungsnetz 12 gelieferte Strom zur Stromversorgung der Steuereinheit 36 benutzt. Da auf diese Weise vorrangig der von einer anderen Quelle als der Speicherbatterie 31 gelieferte Strom benutzt wird, kann ein Verbrauch des in der Speicherbatterie 31 gespeicherten wertvollen Stroms unterdrückt werden. Da es beim Laden der Speicherbatterie 31 zu einem Ladeverlust kommt, kann durch Unterdrücken des Verbrauchs des in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Stroms die Leistungseffizienz als Ganzes erhöht werden. Durch Verringern der Strommenge, die während des normalen Zustands aus der Speicherbatterie 31 entladen wird, kann die Gefahr einer Überentladung der Speicherbatterie 31 vermieden werden. Außerdem kann vermieden werden, dass der Benutzer den Eindruck erhält, dass die Restladestrommenge trotz Nichtverwendung der Speicherbatterie 31 abnimmt.
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Da die Stromspeichersteuervorrichtung 11 so ausgeführt ist, dass auch im normalen Zustand stets Strom von der Speicherbatterie 31 über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 zu der Steuereinheit 36 geliefert wird, kann der Betrieb der Stromspeichersteuervorrichtung 11 auch dann fortgesetzt werden, wenn zum Beispiel ein Stromausfall auftritt und die Lieferung von Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 unterbrochen ist.
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In 3 ist der Pfad des zu der Steuereinheit 36 gelieferten Stroms bei einem Stromausfall gezeigt.
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Wenn die Lieferung von Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 wie in 3 gezeigt unterbrochen ist und der Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 der Steuereinheit 36 keinen Strom liefern kann, wird die Steuereinheit 36 wie durch den weißen Pfeil gezeigt von der Speicherbatterie 31 über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 mit Strom versorgt.
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Wenn zum Beispiel bei einem System, bei dem mehrere Stromversorgungspfade umgeschaltet werden, während des Erhalts von Strom von dem Stromversorgungsnetz ein Stromausfall auftritt, kann der Stromversorgungspfad nicht umgeschaltet werden, und besteht die Gefahr, dass es zu einem Stillstand des Systems kommt. Im Gegensatz dazu erhält die Steuervorrichtung 36 bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11 sowohl von dem Stromversorgungsnetz 12 als auch von der Speicherbatterie 31 Strom, wird bei Auftreten eines Stromausfalls kein Umschalten des Stromversorgungspfads nötig, und kann die Steuereinheit 36 von der Speicherbatterie 31 mit Strom versorgt werden.
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Dadurch wird bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11 ein Stillstand der Steuereinheit 36 aufgrund eines Stromausfalls vermieden und kann die Stromspeichersteuervorrichtung 11 weiterbetrieben werden. Daher kann die Stromspeichersteuervorrichtung 11 in Stromspeichersystemen, die bei einem Stromausfall für Katastrophengegenmaßnahmen eingesetzt werden, wirksam verwendet werden.
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Im Allgemeinen stellt bei Systemen, die mit einer Speicherbatterie 31 versehen sind, das Relais 37, das an die Speicherbatterie 31 angeschlossen ist, eine wichtige Komponente zur Gewährleistung der Sicherheit dar. Daher ist es bei der Stromspeichersteuervorrichtung erwünscht, zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten (z. B. einem Verschweißen des Kontaktpunkts) des Relais 37 regelmäßig eine Überprüfung des Betriebs des Relais 37 vorzunehmen. Zum Beispiel nimmt die Steuereinheit 36 regelmäßig eine Steuerung vor, die das Relais 37 ein- und ausschaltet, und überprüft sie, ob das Relais 37 normal arbeitet.
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Folglich wird während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 wie in 4 gezeigt ein Zustand hergestellt, in dem das Relais 37 ausgeschaltet ist (der Kontaktpunkt geöffnet ist). In diesem Zustand kann die Steuereinheit 36 betrieben werden, indem sie Strom erhält, der wie mit dem dick umrandeten weißen Pfeil gezeigt von dem Stromversorgungsnetz 12 über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 geliefert wird.
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Nun ist es normalerweise schwierig, einen Stromausfall vorherzusagen. Folglich kommt es dann, wenn in dem wie in 4 gezeigten Zustand des ausgeschalteten Relais 37 während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 ein Stromausfall auftritt, dazu, dass die Steuereinheit 36 weder von dem Stromversorgungsnetz 12 noch von der Speicherbatterie 31 mit Strom versorgt werden kann. Wenn ein solcher Zustand eingetreten ist, wird der in dem Glättungskondensator 45, mit dem der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 versehen ist, gespeicherte Strom zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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In 5 ist der Pfad des Stroms gezeigt, der bei einem Stromausfall während einer Überprüfung des Betriebs des Relais 37 zu der Steuereinheit 36 geliefert wird.
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In 5 ist der Stromversorgungspfad zu der Stromspeichersteuervorrichtung, wenn es während einer Überprüfung des Betriebs des Relais 37 zu einem Stromausfall gekommen ist, durch den weißen Pfeil gezeigt. Das heißt, wenn während einer Überprüfung des Betriebs des Relais 37 ein Stromausfall aufgetreten ist, wird der in dem Glättungskondensator 45 des Speicherbatterie-Wechselrichters 33 gespeicherte Strom nach einer Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung durch den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 zu der Steuereinheit 36 geliefert. Wie oben erwähnt ist der Speicherbatterie-Wechselrichter 33 an seiner Gleichstromseite mit einem Glättungskondensator 45 mit einer vergleichsweise großen Kapazität versehen und wird während des Betriebs des Speicherbatterie-Wechselrichters 33 Strom in dem Glättungskondensator 45 gespeichert.
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Folglich wird bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11 dann, wenn es im ausgeschalteten Zustand des Relais 37 während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 zu einem Stromausfall kommt, der in dem Glättungskondensator 45 des Speicherbatterie-Wechselrichters 33 gespeicherte Strom verwendet und kann der Steuereinheit 36 Strom geliefert werden.
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Daher nimmt die Steuereinheit 36 bei Feststellung, dass es während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 zu einem Stromausfall gekommen ist, während des Zeitraums, in dem ein Betrieb durch den in dem Glättungskondensator 45 gespeicherten Strom möglich ist, vorrangig eine Steuerung vor, um das Relais 37 einzuschalten (den Kontaktpunkt anzuschließen). Da es durch das Einschalten des Relais 37 dazu kommt, dass der in der Speicherbatterie 31 gespeicherte Strom zu der Steuereinheit 36 geliefert wird, kann der Betrieb der Steuereinheit 36 fortgesetzt werden.
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Nun erfolgt unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 6 eine Erklärung der Verarbeitung, die die Steuereinheit bei Auftreten eines Stromausfalls während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 vornimmt.
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Wenn die Steuereinheit 36 beispielsweise im normalen Zustand, in dem kein Stromausfall aufgetreten ist, gestartet wird, beginnt die Verarbeitung und führt die Steuereinheit 36 in Schritt S11 die Verarbeitung des Normalbetriebsmodus aus. Zum Beispiel führt sie eine Verarbeitung aus, die eine Steuerung im Hinblick auf den Speicherbatterie-Wechselrichter 33 vornimmt, um die Speicherbatterie 31 mit Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 zu laden oder den in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom über den Verteiler 13 zu nicht dargestellten Lasten zu führen. Bei der Verarbeitung des Normalbetriebsmodus ist festgelegt, dass regelmäßig eine Überprüfung des Betriebs des Relais 37 vorgenommen wird, und wenn der Zeitpunkt zur Vornahme der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 gekommen ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S12 über.
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In Schritt S12 schaltet die Steuereinheit 36 das Relais 37 aus, um die Überprüfung des Betriebs des Relais 37 vorzunehmen, und wird der Betrieb des Relais 37 überprüft.
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In Schritt S13 beurteilt die Steuereinheit 36, ob die Überprüfung des Betriebs des Relais 37 abgeschlossen ist, oder nicht, und bei Beurteilung, dass die Überprüfung des Betriebs des Relais 37 abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S11 zurück und wird in der Folge die gleiche Verarbeitung wiederholt.
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Wenn in Schritt S13 andererseits beurteilt wird, dass die Überprüfung des Betriebs des Relais 37 nicht abgeschlossen ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S14 über und beurteilt die Steuereinheit 36, ob es zu einem Stromausfall gekommen ist, oder nicht.
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Wenn die Steuereinheit 36 in Schritt S14 beurteilt, dass es nicht zu einem Stromausfall gekommen ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S13 zurück und wird in der Folge die gleiche Verarbeitung wiederholt. Wenn die Steuereinheit 36 andererseits in Schritt S14 beurteilt, dass es zu einem Stromausfall gekommen ist, das heißt, dass während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 ein Stromausfall aufgetreten ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S15 über. In diesem Fall wird die Steuereinheit 36 wie oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben mit dem Strom, der in dem Glättungskondensator 45 des Speicherbatterie-Wechselrichters 33 gespeichert ist, versorgt.
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In Schritt S15 unterbricht die Steuereinheit 36 alle in Ausführung stehenden Verarbeitungen und führt sie eine eingeschobene Verarbeitung zum Einschalten des Relais 37 durch. Dadurch wird das Relais 37, das während der Überprüfung des Betriebs ausgeschaltet wurde, eingeschaltet und der in der Speicherbatterie 31 gespeicherte Strom über das Relais 37 zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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In Schritt S16 führt die Steuereinheit 36 die Verarbeitung des Stromausfallsmodus durch und setzt die Stromspeichersteuervorrichtung 11 ihren Betrieb fort.
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In Schritt S17 beurteilt die Steuereinheit 36, ob der Stromausfall behoben wurde, oder nicht; und bei Beurteilung, dass der Stromausfall nicht behoben wurde, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S16 zurück und wird weiterhin die Verarbeitung des Stromausfallsmodus durchgeführt.
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Wenn andererseits in Schritt S17 beurteilt wird, dass der Stromausfall behoben wurde, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S11 zurück, wird zur Verarbeitung des Normalbetriebsmodus umgeschaltet, und in der Folge die gleiche Verarbeitung wiederholt.
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Selbst wenn es bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11 während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 zu einem Stromausfall kommt, nimmt die Steuereinheit 36, die mit Strom von dem Glättungskondensator 45 versorgt wird, wie oben beschrieben vorrangig eine Verarbeitung vor, um das Relais 37 einzuschalten, wodurch der in der Speicherbatterie 31 gespeicherte Strom über das Relais 37 zu der Steuereinheit 36 geliefert wird und die Stromspeichersteuervorrichtung 11 ihren Betrieb fortsetzen kann.
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Da die Stromspeichersteuervorrichtung 11 so ausgeführt ist, dass der in den Speicherbatterie-Wechselrichter 33 eingebaute Glättungskondensator 45 verwendet wird, kann ein Stromausfall während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 bewältigt werden, ohne extern eine neue Hilfsstromquelle oder dergleichen einzurichten. Folglich macht die Stromspeichersteuervorrichtung 11 Wartungen, die durch die Einrichtung einer solchen Hilfsstromquelle erforderlich werden, nicht notwendig.
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Da die Stromspeichersteuervorrichtung 11 wie oben beschrieben so ausgeführt ist, dass vorrangig der Strom von der Speicherbatterie 31 zu der Steuereinheit 36 geliefert wird, kommt es dazu, dass der Glättungskondensator 45 im Normalzustand, in dem kein Stromausfall besteht, so viel Strom hält, wie gespeichert werden kann. Dadurch kann in dem Glättungskondensator 45 jener Strom gespeichert werden, der nötig ist, damit die Steuereinheit 36 bei Auftreten eines Stromausfalls einen Minimalbetrieb ausführen kann.
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Daher kann die Stromspeichersteuervorrichtung 11 durch Verwenden des Glättungskondensators 45, der in den Speicherbatterie-Wechselrichter 33 eingebaut ist, einen Stromausfall während der Überprüfung des Betriebs des Relais 37 ohne externe Einrichtung einer neuen Hilfsstromquelle oder dergleichen bewältigen. Dadurch kann die Verlässlichkeit der Stromspeichersteuervorrichtung 1 erhöht werden.
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Als nächstes ist 7 ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer zweiten Ausführungsform einer Stromspeichersteuervorrichtung, bei der die vorliegende Technik angewendet wird, zeigt. Bei der in 7 gezeigten Stromspeichersteuervorrichtung 11' sind Aufbauelemente, die jenen der Stromspeichervorrichtung 11 von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und wird auf ihre ausführliche Erklärung verzichtet.
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Das heißt, wie in 7 gezeigt entspricht die Stromspeichersteuervorrichtung 11' insofern dem Aufbau der Stromspeichersteuervorrichtung 11 von 1, als sie eine Speicherbatterie 31, ein Batteriesteuersystem 32, einen Speicherbatterie-Wechselrichter 33, einen Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34, einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35, eine Steuereinheit 36, Relais 37 bis 39, Rückflussverhinderungsmittel 40 und 41, sowie Anschlussklemmen 42 bis 44 umfasst. Doch der Aufbau der Stromspeichersteuervorrichtung 11' unterscheidet sich in dem Punkt von der Stromspeichersteuervorrichtung 11 von 1, dass sie einen Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51, Rückflussverhinderungsmittel 52 und 53, eine Anschlussklemme 54 und ein Relais 55 umfasst.
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Bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' ist das Stromversorgungsnetz 12 über den Verteiler 13 angeschlossen, ist das Solarpanel 14 über den PV-Wechselrichter 15 angeschlossen, und ist ein Anzeigegerät 16 angeschlossen. Das Anzeigegerät 16 umfasst zum Beispiel eine aus einem Flüssigkristallpanel bestehende Anzeige, sendet und empfängt durch eine Kommunikation mit der Steuereinheit 16 Signale, und zeigt an der Anzeige Darstellungen an, die von der Steuereinheit 36 gelieferten Bildsignalen entsprechen. Der für den Betrieb des Anzeigegeräts 16 erforderliche Strom wird von der Steuereinheit 36 geliefert.
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Die Eingangsklemme des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 51 ist an die Leitung zwischen dem Relais 39 und der Anschlussklemme 43 angeschlossen, und die Ausgangsklemme des Wechselstrom/Gleichstrom/Wandlers 51 ist über das Rückflussverhinderungsmittel 52 an die Steuereinheit 36 angeschlossen. Wie oben beschrieben ist die Anschlussklemme 43 an die unabhängige Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 angeschlossen, und wird der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebene Strom über die Anschlussklemme 43 zu dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51 geliefert und kann der Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51 diesen Strom nach einer Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlung zu der Steuereinheit 36 liefern.
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Die Rückflussverhinderungsmittel 52 und 53 beschränken so wie die Rückflussverhinderungsmittel 40 und 41 die Richtung des Stromflusses, damit der von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 ausgegebene Strom, der von dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 ausgegebene Strom, der von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51 ausgegebene Strom sowie ein über die Anschlussklemme 54 von außen gelieferter Strom nur in die Steuereinheit 36 eingebracht werden.
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Die Anschlussklemme 54 ist eine Klemme zum Anschluss einer externen Wartungs- und Startstromquelle von außen, und diese Anschlussklemme 54 ist über das Rückflussverhinderungsmittel 53 an die Steuereinheit 36 angeschlossen.
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Das Relais 55 ist zwischen dem Anschlusspunkt des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 34 und des Relais 38 und der Anschlussklemme 42 eingerichtet und schaltet die Leitung gemäß der Steuerung durch die Steuereinheit 36 ein und aus.
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Bei der so aufgebauten Stromspeichersteuervorrichtung 11' sind ein Pfad, durch den die Steuereinheit 36 Strom über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 von dem Stromversorgungsnetz 12 erlangt, ein Pfad, durch den die Steuereinheit 36 Strom über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 von der Speicherbatterie 31 erlangt, ein Pfad, durch den die Steuereinheit 36 Strom über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51 von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 erlangt, und ein Pfad, durch den die Steuereinheit 36 Strom von der an die Anschlussklemme 54 angeschlossenen Wartungs- und Startstromquelle erlangt, ausgebildet.
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Wenn die Stromspeichersteuereinheit 11' beispielsweise mit dem Stromversorgungsnetz 12 verbunden ist, wird die Steuereinheit 36 über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler versorgt und über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 mit dem in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom versorgt. Dabei ist die Ausgabe von Strom von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 angehalten.
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Zum Beispiel sind in 8 die Stromversorgungspfade der Stromspeichersteuervorrichtung 11 im normalen Zustand, wenn kein Stromausfall vorliegt, durch weiße Pfeile gezeigt. Das heißt, im normalen Zustand wird der von dem Stromversorgungsnetz 12 über den Verteiler 13 zu der Stromspeichersteuervorrichtung 11' gelieferte Strom dem durch den dick umrandeten weißen Pfeil gezeigten Stromversorgungspfad folgend in dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 einer Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlung unterzogen und zu der Steuereinheit 36 geliefert. Ebenso wird der von der Speicherbatterie 31 ausgegebene Strom dem durch den dünn umrandeten weißen Pfeil gezeigten Stromversorgungspfad folgend in dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 einer Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung unterzogen und zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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Dabei sind die Ausgangsspannungen von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 34 und dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 so wie bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11 festgelegt, damit dem von dem Stromversorgungsnetz 12 gelieferten Strom gegenüber dem von der Speicherbatterie 31 gelieferten Strom der Vorrang gegeben wird.
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Die Stromspeichersteuervorrichtung 11' ist so ausgeführt, dass die Relais 37 und 55 ausgeschaltet werden und das Auftreten einer mit der Speicherbatterie 31 verbundenen Gefahr verhindert wird, wenn die Steuereinheit 36 festgestellt hat, dass es in dem System zu einer Unregelmäßigkeit gekommen ist. Zum Beispiel nimmt die Steuereinheit 36 eine Kommunikation mit dem Batteriesteuersystem 32 vor, und bestimmt dann, wenn die Speicherbatterie 31 eine ungewöhnlich hohe Temperatur erreicht hat oder wenn Strom aus der Speicherbatterie 31 austritt, dass in dem System eine Unregelmäßigkeit aufgetreten ist. Da der im normalen Zustand bestehende Stromversorgungspfad als Folge des Ausschaltens der Relais 37 und 55 unterbrochen wird, wird der Betrieb der Stromspeichersteuervorrichtung 11' angehalten.
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In einem solchen Fall ist es zur Wartung der Stromspeichersteuervorrichtung 11', der Analyse der Gründe für die Unterbrechung des Betriebs der Stromspeichersteuervorrichtung 11' und zur Vornahme eines versuchsweisen Wiederbetriebs nötig, Strom zu der Steuereinheit 36 zu liefern und die Steuereinheit 36 zu betreiben. Die Stromspeichersteuervorrichtung 11' ist so ausgeführt, dass die Person, die die Wartung vornimmt, die Wartungsstromquelle an die Anschlussklemme 54 anschließt und die Steuereinheit 36 über die Anschlussklemme 54 mit Strom versorgt werden kann.
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Das heißt, bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' wird die Steuereinheit 36 auch im ausgeschalteten Zustand der Relais 37 und 55 von der an die Anschlussklemme 54 angeschlossenen Wartungsstromquelle 17 mit Strom versorgt. Dadurch kann die Steuereinheit 36 durch den Strom von der Wartungsstromquelle 17 gestartet werden und kann die Person, die die Wartung vornimmt, die Datenaufzeichnung des Systems erhalten oder den Zustand der einzelnen Komponenten, die die Stromspeichersteuervorrichtung 11' bilden, überprüfen.
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Wenn das Solarpanel 14 zur Zeit des Auftretens eines Stromausfalls Strom erzeugt, gibt der PV-Wechselrichter 15 Strom von der unabhängigen Ausgangsklemme aus. Dadurch kann die Steuereinheit 36 in der Stromspeichersteuervorrichtung 11' den von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebenen Strom über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51 erhalten und kann sie den in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Strom über den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 35 erhalten.
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In 10 sind die Stromversorgungspfade der Stromspeichersteuervorrichtung 11', wenn das Solarpanel 14 zur Zeit des Auftretens eines Stromausfalls Strom erzeugt, durch weiße Pfeile gezeigt.
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Wie in 10 gezeigt wird bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebene Strom dem durch den dick umrandeten weißen Pfeil gezeigten Stromversorgungspfad folgend zu der Steuereinheit 36 geliefert. Gleichzeitig wird der von der Speicherbatterie 31 ausgegebene Strom dem durch den dünn umrandeten weißen Pfeil gezeigten Stromversorgungspfad folgend zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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Bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' ist der Spannungswert der Ausgangsspannung des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 51 auf einen höheren Wert eingerichtet, als der Spannungswert der Ausgangsspannung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 35. Dadurch wird in der Stromspeichersteuervorrichtung 11' anstelle des Stroms der Speicherbatterie 31 vorrangig der Strom, der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegeben wird, zu der Steuereinheit 36 geliefert.
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Auf diese Weise erlangt die Steuereinheit 36 vorrangig den von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebenen Strom und kann bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' ein Verbrauch des in der Speicherbatterie 31 gespeicherten Stroms unterdrückt werden. Außerdem ist bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' durch Verwenden des Ausgangs von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 als Startstromquelle eine unabhängige Wiederherstellung des Systems aus einem Zustand, in dem die Restmenge der Speicherbatterie 31 während eines Stromausfalls abgenommen hat und das Relais 37 geöffnet wurde, möglich.
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Wenn es zum Beispiel nachts oder bei Regen zu einem Stromausfall gekommen ist, kann die Steuereinheit 36 weder von dem Stromversorgungsnetz 12 noch von dem PV-Wechselrichter 15 Strom erlangen.
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In einem solchen Fall kann die Steuereinheit 36 bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' wie in 11 gezeigt betrieben werden, indem sie Strom von der Speicherbatterie 31 erhält. Das heißt, auch wenn der Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 im Augenblick des Auftretens eines Stromausfalls unterbrochen wird, kann die Steuereinheit 36 bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' trotz des Stromausfalls betrieben werden, da sie parallel zu dem Stromversorgungsnetz 12 Strom von der Speicherbatterie 31 erhält.
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Wenn der Stromausfall andauert und die schlechten Wetterbedingungen andauern, nimmt die Restmenge der Speicherbatterie fortlaufend ab, da die Steuereinheit 36 fortwährend Strom von der Speicherbatterie 31 erhält. Wenn die Restmenge der Speicherbatterie 31 einen bestimmten Wert unterschreitet, wird zur Vermeidung einer Verschlechterung der Speicherbatterie 31 durch eine Überentladung eine Steuerung zum Schutz der Speicherbatterie 31 vorgenommen und das Relais 37 ausgeschaltet, so dass nicht länger Strom von der Speicherbatterie 31 erhalten werden kann. Und wenn es im Zustand einer geringen Restmenge der Speicherbatterie 31 zu einem Stromausfall kommt, wird sofort eine Steuerung zum Schutz der Speicherbatterie 31 vorgenommen und das Relais 37 ausgeschaltet.
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Wenn sich in einem solchen Zustand das Wetter bessert und durch das Solarpanel 14 Strom erzeugt wird, wird wie in 12 gezeigt der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebene Strom über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 51 zu der Steuereinheit 36 geliefert. Dadurch wird die Steuereinheit 36 gestartet und kann die Stromspeichersteuervorrichtung 11' erneut betrieben werden.
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Dabei schaltet die Steuereinheit 36 das Relais 39 ein und wird der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebene Strom zu dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 geliefert und die Speicherbatterie 31 geladen.
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Da bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' somit ein Stromversorgungspfad gebildet ist, der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebenen Strom über den Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 15 zu der Steuereinheit 36 liefert, kann das System nach einer Unterbrechung des Betriebs der Stromspeichersteuervorrichtung 11' im Fall einer Wetterbesserung auch vor der Behebung des Stromausfalls wieder in Betrieb genommen werden.
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Wenn die Stromspeichersteuervorrichtung 11' durch eine Wetterbesserung erneut in Betrieb genommen wurde, ist der von dem Solarpanel 14 erzeugte Strom vermutlich nicht stabil. Da die erzeugte Strommenge des Solarpanels 14 insbesondere zu Tagesanbruch gering ist, kann nicht genügend Strom erhalten werden, um das Relais 37, den Speicherbatterie-Wechselrichter 33 und dergleichen zu starten. In diesem Fall wird die Steuereinheit 36 durch den von dem Solarpanel 14 erzeugten Strom gestartet und versucht die Steuereinheit 36, das Relais 37 einzuschalten, doch da der Strom unzureichend ist, kommt es vermutlich zu einem Kontaktprellen des Relais 37.
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Daher nimmt die Steuereinheit 36 eine derartige Steuerung vor, dass das Relais 37 nach Ablauf eines bestimmten Zeitraums ab dem Starten der Stromerzeugung durch das Solarpanel 14 bis zur Stabilisierung des durch das Solarpanel 14 erzeugten Stroms eingeschaltet wird.
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Als nächstes wird anhand von 13 die von der Steuereinheit 36 vorgenommene Startsteuerung erklärt.
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Die Verarbeitung beginnt, wenn bei angehaltenem Betrieb der Steuereinheit 36 in einem Zustand, in dem wie oben beschrieben während eines Stromausfalls keine Stromerzeugung durch das Solarpanel 14 erfolgt, die Restmenge der Speicherbatterie 31 unter den bestimmten Wert gelangt ist und das Relais 37 abgeschaltet wurde, mit der Lieferung von Strom begonnen wird.
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In Schritt S21 wird die Steuereinheit 36 durch den Strom, mit dessen Lieferung begonnen wurde, gestartet.
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In Schritt S22 beurteilt die Steuereinheit 36, ob ein Stromausfallzustand besteht, oder nicht. Da Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 auch zu dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 geliefert wird, wenn der Stromausfall behoben wurde, kann die Steuereinheit 36 zum Beispiel durch den Versuch einer Kommunikation mit dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 beurteilen, ob ein Stromausfallzustand besteht, oder nicht.
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Wenn die Steuereinheit 36 in Schritt S22 beurteilt, dass kein Stromausfallzustand besteht, das heißt, wenn der Strom zum Starten der Steuereinheit 36 von dem Stromversorgungsnetz 12 geliefert wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt S23 über. In Schritt S23 geht die Steuereinheit 36 durch den Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 zu dem Wiederherstellungsmodus über, der die Stromspeichersteuervorrichtung 11' wiederherstellt.
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Wenn die Steuereinheit 36 andererseits in Schritt S22 beurteilt, dass ein Stromausfallzustand besteht, geht die Verarbeitung zu Schritt S24 über und beurteilt die Steuereinheit 36, ob ein Zwangsstartsignal geliefert wird, oder nicht. Zum Beispiel wird der Steuereinheit 36 speziell ein Zwangsstartsignal geliefert, wenn eine Person, die eine Wartung vornimmt, eine Wartungsstromquelle 17 (siehe 9) an die Anschlussklemme 54 anschließt und die Steuereinheit 36 über die Anschlussklemme 54 mit Strom versorgt wird.
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Wenn die Steuereinheit 36 in Schritt S24 beurteilt, dass ein Zwangsstartsignal geliefert wird, geht die Verarbeitung zu Schritt S25 über und geht die Steuereinheit 36 zu dem Wiederherstellungsmodus über, der die Stromspeichersteuervorrichtung 11' durch den Strom von der Wartungsstromquelle 17 wiederherstellt.
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Wenn die Steuereinheit 36 in Schritt S24 beurteilt, dass kein Zwangsstartsignal geliefert wird, geht die Verarbeitung zu Schritt S26 über und beurteilt die Steuereinheit 36, dass der Start durch Strom erfolgt ist, welcher von dem Solarpanel 14 erzeugt und von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegeben wurde. Das heißt, da in diesem Fall keine Lieferung von Strom von dem Stromversorgungsnetz 12 und der Wartungsstromquelle 17 erfolgt und das Relais 37 im Zustand vor dem Start der Steuereinheit 36 ausgeschaltet ist, kann beurteilt werden, dass der Start durch Strom erfolgte, welcher von dem Solarpanel 14 erzeugt und von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegeben wurde.
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In Schritt S27 beurteilt die Steuereinheit 36 zum Beispiel unter Verwendung eines nicht dargestellten Timerzählers, ob die Lieferung des Stroms seit dem Start für wenigstens den bestimmten Zeitraum angedauert hat oder nicht, und wartet die Verarbeitung, bis beurteilt wird, dass die Lieferung des Stroms entsprechend angedauert hat. Wenn während des Wartens der Steuereinheit 36 auf den Ablauf des bestimmten Zeitraums zum Beispiel die Stromerzeugung durch das Solarpanel 14 instabil ist und es bei der Stromlieferung zu einer Unterbrechung kommt, wird der Start der Steuereinheit 36 unterbrochen und beginnt die Verarbeitung mit dem Wiederbeginn der Stromlieferung erneut bei Schritt S21.
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Wenn die Steuereinheit 36 in Schritt S27 beurteilt, dass die Lieferung des Stroms seit dem Start für wenigstens den bestimmten Zeitraum angedauert hat, geht die Verarbeitung zu Schritt S28 über. In Schritt S28 beurteilt die Steuereinheit 36, dass die Stromerzeugung durch das Solarpanel 14 stabil ist, und geht sie zu dem Wiederherstellungsmodus über, der die Stromspeichersteuervorrichtung 11' durch den Strom, der von dem Solarpanel 14 erzeugt und von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegeben wird, wiederherstellt. Das heißt, in diesem Fall wird in dem Wiederherstellungsmodus das Relais 37 eingeschaltet und der Speicherbatterie-Wechselrichter 31 angewiesen, das Relais 39 einzuschalten, damit der von der unabhängigen Ausgangsklemme des PV-Wechselrichters 15 ausgegebene Strom zu dem Speicherbatterie-Wechselrichter 33 geliefert wird und die Speicherbatterie 31 geladen wird.
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Nach der Verarbeitung von Schritt S23, S25 bzw. S28 wird die Startverarbeitung beendet.
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Da bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' das Relais 37 wie oben beschrieben eingeschaltet wird, nachdem ein bestimmter Zeitraum von dem Beginn der Stromerzeugung durch das Solarpanel 14 bis zur Stabilisierung des von dem Solarpanel 14 erzeugten Stroms vergangen ist, kann ein Kontaktprellen des Relais 37 vermieden werden und kann die Speicherbatterie 31 sicher geladen werden.
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Da die Steuereinheit 36 bei der Stromspeichersteuervorrichtung 11' über mehrere Pfade Strom erhalten kann, kann die Steuereinheit 36 auch dann gestartet werden, wenn es zu einem Stromausfall gekommen ist und schlechte Wetterbedingungen andauern, so dass sowohl während des Normalbetriebs als auch während eines Stromausfalls eine wirksame Stromverwendung möglich ist.
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Was die verschiedenen Pfade betrifft, über die die Steuereinheit 36 Strom erlangt, genügt auch nur ein Teil der oben beschriebenen Pfade.
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Eine oben beschriebene Reihe von Verarbeitungen kann durch Hardware ausgeführt werden, aber auch durch Software ausgeführt werden. Wenn eine Reihe von Verarbeitungen durch Software ausgeführt wird, ist es möglich, das Programm, das diese Software bildet, von einem Programmaufzeichnungsmedium in einem Computer, in den spezielle Hardware eingebaut ist, oder zum Beispiel in einem Allzweck-Personalcomputer, der durch Installation von verschiedenen Programmen verschiedene Funktionen ausführen kann, zu installieren.
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Diese Programme können neben einer im Voraus erfolgten Speicherung in einem Speicherteil auch über Kommunikationsabschnitte aus Netzwerkschnittstellen oder dergleichen oder über Laufwerke, die Wechseldatenträger wie Magnetplatten (einschließlich flexibler Disks), optische Platten (CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc) und dergleichen), magnetooptische Platten oder Halbleiterspeicher und dergleichen antreiben, in einem Computer installiert werden.
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Die unter Bezugnahme auf die obigen Ablaufdiagramme erklärten einzelnen Verarbeitungen müssen hinsichtlich der Zeitreihe nicht unbedingt gemäß der oben beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden, sondern enthalten auch Verarbeitungen, die parallel oder einzeln ausgeführt werden (zum Beispiel Parallelverarbeitungen oder Verarbeitungen je nach dem Objekt). In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet ”System” eine aus mehreren Vorrichtungen gebildete Vorrichtung als Ganzes.
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Die vorliegenden Ausführungsformen sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; innerhalb eines Umfangs, der nicht von dem Inhalt der vorliegenden Offenbarung abweicht, sind verschiedenste Abänderungen möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Stromspeichersteuervorrichtung
- 12
- Stromversorgungsnetz
- 13
- Verteiler
- 14
- Solarpanel
- 15
- PV-Wechselrichter
- 16
- Anzeigegerät
- 17
- Wartungsstromquelle
- 21
- Leitungsunterbrecher
- 22, 23
- Fehlerstromschutzschalter
- 24
- Unterbrecher
- 31
- Speicherbatterie
- 32
- Batteriesteuersystem
- 33
- Speicherbatterie-Wechselrichter
- 34
- Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler
- 35
- Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler
- 36
- Steuereinheit
- 37–39
- Relais
- 40, 41
- Rückflussverhinderungsmittel
- 42–44
- Anschlussklemme
- 43
- Glättungskondensator
- 51
- Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler
- 52, 53
- Rückflussverhinderungsmittel
- 54
- Anschlussklemme
- 55
- Relais
