DE112019006581T5

DE112019006581T5 - Solarstromerzeugungssystem

Info

Publication number: DE112019006581T5
Application number: DE112019006581.5T
Authority: DE
Inventors: Ryo Ogura; Tomoko Endo; Erica Martin; Tsuyoshi Uschida
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2021-09-30
Also published as: WO2020174657A1; US20220109399A1; JP7176611B2; DE112019006581T8; JPWO2020174657A1

Abstract

Das Solarstromerzeugungssystem schließt einen Strang, einen Wechselrichter und Abschaltungsvorrichtungen ein. Der Strang schließt eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen ein, die in Reihe miteinander geschaltet sind. Die Solarzellenmodulgruppen schließen jeweils eine Vielzahl von Solarzellenmodulen ein. Der Wechselrichter ist an den Strang angeschlossen und wandelt die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen in Wechselstrom um. Die Abschaltungsvorrichtungen sind jeweils in Stromwegen installiert, die eine Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen herstellen, und trennen die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen in Übereinstimmung mit einer Steuersignal vom Wechselrichter.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Solarstromerzeugungssystem.
STAND DER TECHNIK
Um Feuerwehrleute vor Stromschlägen bei einem Notfall wie einem Brand zu schützen, schrieb der National Electric Code (NEC) für Solarstromerzeugungssysteme die Einführung einer sogenannten Schnellabschaltungsfunktion vor, mittels derer die Stromerzeugung durch ein Solarstromerzeugungssystem während eines Notfalls sofort unterbrochen wird. Patentdokument 1 offenbart beispielsweise ein Solarstromerzeugungssystem, das die Abgabe von Strom aus einem Solarzellenmodul an einen Wechselrichter nach dem Betriebszustand des Wechselrichters unterbricht.
<Dokument des Stands der Technik>
<Patentdokument>
[Patentdokument 1] Veröffentlichte japanische Übersetzung Nr. 2012-511299 der internationalen PCT-Veröffentlichung
ZUSAMMENFASSUNG
<Technische Aufgabe>
Um bei einem Solarstromerzeugungssystem die Sicherheit der Feuerwehrleute bei einem Brand oder dergleichen zusätzlich zu verbessern, ist es zu bevorzugen, beispielsweise in jedem Solarzellenmodul eine Abschaltungsvorrichtung einzubauen, die mit einer Schnellabschaltungsfunktion ausgestattet ist. Wenn jedoch eine Abschaltungsvorrichtung für jedes Solarzellenmodul eingebaut wird, werden die Kosten für den Einbau von Abschaltvorrichtungen hoch.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Solarstromerzeugungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, sowohl eine Reduzierung der Kosten für den Einbau von Abschaltungsvorrichtungen als auch eine Verbesserung der Sicherheit eines Solarstromerzeugungssystems zu erzielen.
<Lösung der Aufgabe>
Ein Solarstromerzeugungssystem nach einem Aspekt dieser Erfindung schließt einen Strang, einen Wechselrichter und Abschaltungsvorrichtungen ein. Der Strang schließt eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen ein, die in Reihe miteinander geschaltet sind. Die Solarzellenmodulgruppen schließen jeweils eine Vielzahl von Solarzellenmodulen ein. Der Wechselrichter ist an den Strang angeschlossen und wandelt die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen in Wechselstrom um. Die Abschaltungsvorrichtungen sind jeweils in Stromwegen installiert, die eine Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen herstellen, und trennen die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen in Übereinstimmung mit einem Steuersignal vom Wechselrichter.
Bei diesem Solarstromerzeugungssystem können Abschaltungsvorrichtungen die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen trennen. Das heißt, dass eine Vielzahl von Solarzellenmodulen gemeinsam von Abschaltungsvorrichtungen getrennt werden kann. Dadurch können die Kosten für den Einbau der Abschaltungsvorrichtungen im Vergleich zu dem Fall, in dem die Abschaltungsvorrichtungen für ein jedes Solarzellenmodul eingebaut werden, reduziert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein Solarstromerzeugungssystem mit erhöhter Sicherheit gegenüber der Trennung der Solarzellenmodule und des Wechselrichters in einer Strangeinheit bereitzustellen.
Vorzugsweise werden die Abschaltungsvorrichtungen durch Strom der Solarzellenmodulen betrieben. In diesem Fall ist es beispielsweise beim Einbau von Abschaltungsvorrichtungen in ein bestehendes Solarstromerzeugungssystem nicht notwendig, den Wechselrichter und die Abschaltungsvorrichtungen zu verbinden, um die Stromversorgung der Abschaltungsvorrichtungen sicherzustellen. Da dadurch eine zusätzliche Verdrahtung für den Anschluss des Wechselrichters und der Abschaltungsvorrichtungen unterlassen werden kann, kann eine Reduzierung der Kosten für den Einbau der Abschaltungsvorrichtungen erzielt werden.
Vorzugsweise sendet der Wechselrichter ein Steuersignal per Stromleitungskommunikation an die Abschaltungsvorrichtungen. Beim Einbau der Abschaltungsvorrichtungen in ein bestehendes Solarstromerzeugungssystem kann in diesem Fall eine Reduzierung der Kosten für den Einbau der Abschaltungsvorrichtungen erzielt werden, da eine zusätzliche Verdrahtung zur Gewährleistung der Kommunikation zwischen dem Wechselrichter und den Abschaltungsvorrichtungen weggelassen werden kann.
Vorzugsweise sind die Abschaltungsvorrichtungen extern an den Solarzellenmodulen angebracht. In diesem Fall können die Abschaltungsvorrichtungen problemlos in ein bereits bestehendes Solarstromerzeugungssystem eingebaut werden.
Vorzugsweise umfassen die Abschaltungsvorrichtungen eine Signalempfangseinheit, um ein Signal vom Wechselrichter zu empfangen, und eine Bypass-Schaltung, damit die Signalempfangseinheit ein Signal vom Wechselrichter in einem Zustand empfängt, in dem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen unterbrochen ist. Wenn die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen im unterbrochenen Zustand ist, kann in diesem Fall der Zustand, in dem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen unterbrochen wurde, in Übereinstimmung mit einem Signal vom Wechselrichter freigegeben werden.
Die Abschaltungsvorrichtungen senden vorzugsweise ein Spannungssignal an den Wechselrichter, nachdem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen nach dem Steuersignal des Wechselrichters unterbrochen wurde. Nachdem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen durch die Abschaltungsvorrichtungen unterbrochen wurde, besteht in diesem Fall die Möglichkeit, durch die Nutzung des Spannungssignals zu bestätigen, ob die Abschaltungsvorrichtungen wechselrichterseitig normal arbeiten oder nicht.
<Wirkungen der Erfindung>
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein Solarstromerzeugungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, sowohl eine Reduzierung der Kosten für den Einbau von Abschaltungsvorrichtungen als auch eine Verbesserung der Sicherheit eines Solarstromerzeugungssystems zu erzielen.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung eines Solarstromerzeugungssystems nach einem Aspekt dieser Erfindung.
2 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung einer Abschaltungsvorrichtung.
3 zeigt ein Kreislaufdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung des Reglers.
4 zeigt ein Diagramm mit der Veranschaulichung eines Beispiels für einen Betriebsmodus der Abschaltungsvorrichtung.
5 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung einer Abschaltungsvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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 und eine Vielzahl von Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c ein.
Ein Strang 2 schließt eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D ein, die gemeinsam in Reihe miteinander geschaltet sind. Eine jede Solarzellenmodulgruppe 5A bis 5D schließt eine Vielzahl von Solarzellenmodulen 5a ein. Eine jede Solarzellenmodulgruppe 5A bis 5D dieser Ausführungsform schließt vier Solarzellenmodule 5a, die in Reihe geschaltet sind, ein. Das bedeutet, dass der Strang 2 16 Solarzellenmodule 5a einschließt, die in Reihe geschaltet sind. Das Solarstromerzeugungssystem 1 kann eine Solarzellenanordnung einschließen, bei der eine Vielzahl von Strängen 2 parallel geschaltet ist.
Ein jedes Solarzellenmodul 5a empfängt Sonnenlicht, um Strom zu erzeugen, und sendet den erzeugten Strom an den Wechselrichter 3. Die Leerlaufspannung des Solarzellenmoduls 5a beträgt beispielsweise 50 V.
Der Wechselrichter 3 ist an den Strang 2 über eine Stromleitung 6 angeschlossen. Der Wechselrichter 3 wandelt die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen 5a in Wechselstrom um. Der Wechselrichter 3 ist an ein Stromsystem 7 angeschlossen und speist daher ein handelsübliches Stromsystem oder eine Ladevorrichtung mit Wechselstrom.
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 5a in eine vorgegebene Spannung um, die in den DC/AC-Inverter 3b eingespeist wird. Der DC/AC-Inverter 3b wandelt die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen 5a über den DC/DC-Wandler 3a in Wechselstrom um. Die Steuereinheit 3c schließt eine CPU, einen Speicher und dergleichen ein und steuert den DC/DC-Wandler 3a und den DC/AC-Inverter 3b. Darüber hinaus sendet die Steuereinheit 3c ein Steuersignal an die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c per Stromleitungskommunikation.
Die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c sind in Stromwegen 8a bis 8c eingebaut, die jeweils die Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D verbinden. Die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c sind extern an den Solarzellenmodulen 5a angebracht. Die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c trennen die Verbindungen zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D als Reaktion auf ein Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3. Darüber hinaus senden die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c ein Spannungssignal (z. B. von 1 V) an den Wechselrichter 3, nachdem die Verbindungen zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D als Reaktion auf das Steuersignal vom Wechselrichter 3 getrennt wurden.
Der Stromweg 8a ist ein Stromweg, der die Solarzellenmodulgruppe 5A und die Solarzellenmodulgruppe 5B verbindet. Die Abschaltungsvorrichtung 4a ist im Stromweg 8a eingebaut und trennt den Stromweg 8a in Übereinstimmung mit einem Steuersignal der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3.
Der Stromweg 8b ist ein Stromweg, der die Solarzellenmodulgruppe 5B und die Solarzellenmodulgruppe 5C verbindet. Die Abschaltungsvorrichtung 4b ist im Stromweg 8b eingebaut und trennt den Stromweg 8b in Übereinstimmung mit einem Steuersignal der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3.
Der Stromweg 8c ist ein Stromweg, der die Solarzellenmodulgruppe 5C und die Solarzellenmodulgruppe 5D verbindet. Die Abschaltungsvorrichtung 4c ist im Stromweg 8c eingebaut und trennt den Stromweg 8c in Übereinstimmung mit einem Steuersignal der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3.
2 zeigt ein Blockdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung einer Abschaltungsvorrichtung 4a. Die Abschaltungsvorrichtung 4a wird vom durch die Solarzellenmodule 5a erzeugten Strom betrieben. Insbesondere schließt die Abschaltungsvorrichtung 4a einen Regler 11, eine Signalempfangseinheit 12, eine Relaissteuereinheit 13, ein Relais 14 und eine Bypass-Schaltung 15 ein.
Der Regler 11 nutzt den von den Solarzellenmodulen 5a der Solarzellenmodulgruppe 5A erzeugten Strom als Stromquelle, um eine Antriebsstromquelle für den Antrieb der Abschaltungsvorrichtung 4a zu generieren und versorgt die Abschaltungsvorrichtung 4a in einem stabilen Zustand mit der Antriebsstromquelle. 3 zeigt ein Kreislaufdiagramm mit der schematischen Darstellung einer Auslegung des Reglers 11. Die Auslegung des Reglers 11 ist eine bekannte Auslegung und schließt Eingangsklemmen 21a, 21b, Ausgangsklemmen 22a, 22b, einen Leitungsfilter 23, kapazitive Widerstände 24, 25, eine Boosterschaltung 26, ein Umschaltelement 27, einen Steuerkreis 28, einen Transformator 29, eine Diode 30, einen DC/DC-Wandler 31, eine Rückkopplungsschaltung 32 und dergleichen ein.
Die Signalempfangseinheit 12 empfängt ein Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 und sendet das empfangene Steuersignal an die Relaissteuereinheit 13.
Die Signalempfangseinheit 12 empfängt ein Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 mittels einer Signalerfassungseinheit 16, die das Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 erfasst. Darüber hinaus sendet die Signalempfangseinheit 12 ein Spannungssignal (z. B. von 1 V) über die Stromleitung 6 an den Wechselrichter 3, nachdem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D als Reaktion auf ein Steuersignal vom Wechselrichter 3 deaktiviert wurde.
Auf Basis der Signalausgabe von der Signalempfangseinheit 12 regelt die Relaissteuereinheit 13 den Stromwert, der durch die Spule des Relais 14 fließt, um das Öffnen und Schließen der Kontakte des Relais 14 zu regeln.
Das Relais 14 ist beispielsweise ein mechanisches Relais, bei dem die Kontakte in Reihe geschaltet sind und das in der Lage ist, einen Hochspannungsgleichstrom zu öffnen und zu schließen. Wenn die Abschaltungsvorrichtung 4a nicht mit dem Antriebsstrom versorgt wird, befinden sich die Kontakte des Relais 14 stets im offenen Zustand. Das heißt, dass die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A und 5D deaktiviert ist, wenn die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c nicht betrieben werden.
Die Bypass-Schaltung 15 ist ein Kreislauf, um der Signalempfangseinheit 12 zu erlauben, das Steuersignal von der Steuereinheit 3c zu erhalten, wenn sich die Abschaltungsvorrichtung4a im deaktivierten Zustand befindet. Wenn die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A und 5D deaktiviert ist, kann die Signalempfangseinheit 12 das Steuersignal von der Steuereinheit 3c über die Bypass-Schaltung 15 empfangen. Zudem ermöglicht die Bypass-Schaltung 15, dass die Spannungssignalausgabe von der Signalempfangseinheit 12 auf der Seite des Wechselrichters 3 empfangen werden kann. Da die Auslegungen der Abschaltungsvorrichtung 4b und der Abschaltungsvorrichtung 4c denen der Abschaltungsvorrichtung 4 gleichen, werden deren Beschreibungen weggelassen.
Im Folgenden wird ein Beispiel des Betriebsmodus der Abschaltungsvorrichtung 4a unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Der Betriebsmodus der Abschaltungsvorrichtung 4a schließt die drei Betriebsarten Startmodus, aktiver Modus und Sicherheitsmodus ein. Der Sicherheitsmodus schließt einen Normalabschaltungsmodus und einen Notsicherheitsabschaltungsmodus ein. Die Abschaltungsvorrichtung 4a arbeitet in vier Betriebsarten: einem Startmodus, einem aktiven Modus, einem Normalabschaltungsmodus und einem Notsicherheitsabschaltungsmodus.
Der Startmodus ist ein Modus, in dem Sonnenlicht beginnt, auf das Solarzellenmodul 5a einzufallen. Zu diesem Zeitpunkt empfängt ein jedes der Solarzellenmodule 5a Sonnenlicht, um Strom zu erzeugen. Dann wird die Abschaltungsvorrichtung 4a durch die vom Regler 11 generierte Antriebsstromquelle vom durch das Solarzellenmodul 5 erzeugten Strom betrieben. Wenn die Abschaltungsvorrichtung 4a betrieben wird, wodurch die Relaissteuereinheit 13 ein Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 über die Signalempfangseinheit 12 empfängt, führt die Relaissteuereinheit 13 die Steuerung durch, sodass die Kontakte des Relais 14 gemäß der Darstellung in 5 geschlossen werden. Folglich werden die Solarzellenmodulgruppe 5A und die Solarzellenmodulgruppe 5B über die Abschaltungsvorrichtung 4a verbunden, und der von den Solarzellenmodulen 5a erzeugte Strom wird an den Wechselrichter 3 gesendet.
Der aktive Modus ist ein Zustand, in dem ein jedes Solarzellenmodul 5a während des Tags Sonnenlicht empfängt, um Strom zu erzeugen, und gleicht im Wesentlichen dem Startmodus. Daher befinden sich die Solarzellenmodulgruppe 5A und die Solarzellenmodulgruppe 5B im aktiven Modus in einem über die Abschaltungsvorrichtung 4a verbundenen Zustand. Das heißt, dass sich die Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5B in einem über die Trennvorrichtungen 4a bis 4c verbundenen Zustand befinden und der von den Solarzellenmodulen 5a erzeugte Strom an den Wechselrichter 3 gesendet wird.
Der Normalabschaltungsmodus ist der Modus, in dem die Solarzellenmodule 5 in der Nacht oder aufgrund von Witterungseinflüssen wie Regen kein Sonnenlicht empfangen. Daher wird im Normalabschaltungsmodus von den Solarzellenmodulen 5a kein Strom erzeugt und die Abschaltungsvorrichtung 4a wird nicht mit Antriebsstrom versorgt. Im Normalabschaltungsmodus ist die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulen 5A bis 5D somit deaktiviert. Im Normalabschaltungsmodus wird kein Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 an die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c gesendet. Es wird darauf hingewiesen, dass sich das Steuersignal im EIN-Zustand befinden kann, wenn der Wechselrichter 3 von der Wechselstromversorgung im Normalabschaltungsmodus mit Strom versorgt wird, d. h., dass das Steuersignal von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 konstant ausgegeben werden kann.
Wenn das Wetter instabil ist und die Stromerzeugung der Solarzellenmodule 5a instabil ist, regelt die Relaissteuereinheit 13 im Normalabschaltungsmodus das Öffnen und Schließen der Kontakte des Relais 14 als Reaktion auf das Steuersignal der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3.
Der Notsicherheitsabschaltungsmodus ist ein Modus, der die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D während des Startmodus oder des aktiven Modus deaktiviert, sodass die Ausgabe von Strom von den Solarzellenmodulen 5a an den Wechselrichter 3 gestoppt wird. In dieser Ausführungsform ist gemäß der Darstellung in 1 ein Betriebsschalter 35 an den Wechselrichter 3 angeschlossen, und wenn der Betriebsschalter 35 betätigt wird, während sich die Abschaltungsvorrichtung 4a im Startmodus oder im aktiven Modus befindet, wird der Betriebsmodus der Abschaltungsvorrichtung 4a in den Notsicherheitsabschaltungsmodus umgeschaltet.
Wenn der Betriebsschalter 35 betätigt wird, sendet die Steuereinheit 3c insbesondere ein Steuersignal für die Notabschaltung aus, um die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D zu deaktivieren. Wenn die Signalerfassungseinheit 16 das Steuersignal für die Notabschaltung erfasst, werden die Kontakte des Relais 14 über die Signalempfangseinheit 12 und die Relaissteuereinheit 13 geöffnet und die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D wird gemäß der Darstellung in 1 deaktiviert. Die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c können auch ausgelegt werden, um die Verbindungen zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D nicht nur dann zu trennen, wenn das Steuersignal für die Notabschaltung ausgesendet wird, sondern auch dann, wenn die Signalerfassungseinheit 16 erfasst, dass die Steuersignalausgabe von der Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 für einen bestimmten Zeitraum während des Startmodus oder des aktiven Modus gestoppt wurde.
Beim Solarstromerzeugungssystem 1 mit der oben genannten Auslegung wird die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D durch die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c deaktiviert, wenn die Betriebsart der Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c der Notsicherheitsabschaltungsmodus ist. Dadurch kann eine Vielzahl von Solarzellenmodulen 5a (in dieser Ausführungsform vier Solarzellenmodule) gemeinsam getrennt werden, und dadurch besteht die Möglichkeit, eine Reduzierung der Kosten für den Einbau von Abschaltungsvorrichtungen im Vergleich zum Fall, in dem eine Abschaltungsvorrichtung für ein jedes der Solarzellenmodule 5a eingebaut ist, zu erzielen.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein Solarstromerzeugungssystem 1 bereitzustellen, aufweisend eine höhere Sicherheit als wenn die Solarzellenmodule 5a und die Wechselrichter 3a in der Strangeinheit 2 getrennt sind. Wenn die Leerlaufspannung der Solarzellenmodule 5A insbesondere 50 V beträgt, beträgt die Leerlaufspannung für eine jede der Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D in dieser Ausführungsform 200 V und die Leerlaufspannung des Strangs 2 wird 800 V. Wenn die Solarzellenmodule 5a entsprechend weiter Strom erzeugen, nachdem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D unterbrochen wurde, beträgt die Spannung der Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D maximal 200 V und die Sicherheit ist höher als wenn die Verbindung mit dem Wechselrichter 3 in der Strangeinheit 2 unterbrochen wird.
Darüber hinaus besteht beim Solarstromerzeugungssystem 1 die Möglichkeit, die Kommunikation zwischen der Antriebsstromversorgung der Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c und dem Wechselrichter 3 durch die Nutzung der Stromleitung 6 sicherzustellen. Wenn die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c in ein bestehendes Solarstromerzeugungssystem eingebaut werden, ist folglich keine zusätzliche Verdrahtung für die Verbindung des Wechselrichters 3 und der Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c erforderlich. Daher besteht die Möglichkeit, die Einbaukosten zu reduzieren, wenn die Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c in ein bestehendes Solarstromerzeugungssystem eingebaut werden.
Darüber hinaus ermöglicht die Bypass-Schaltung 15 in den Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c, dass der Betriebsmodus der Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c vom Notsicherheitsabschaltungsmodus je nach dem Steuersignal der Steuereinheit 3c in den Startmodus umgeschaltet wird.
Obgleich oben eine Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben wurde, ist diese Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und möglich sind verschiedene Varianten, ohne vom Erfindungskonzept abzuweichen.
In der obigen Ausführungsform schließt eine jede der Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D vier Solarzellenmodule 5a ein, jedoch ist die Zahl der Solarzellenmodule 5a nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Darüber hinaus schließt eine jede der Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D nicht unbedingt dieselbe Zahl an Solarzellenmodulen 5a ein. Beispielsweise kann die Solarzellenmodulgruppe 5A vier Solarzellenmodule 5a einschließen und die Solarzellenmodulgruppe 5B kann fünf Solarzellenmodule 5a einschließen.
In der obigen Ausführungsform schließt der Strang 2 vier Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D ein, jedoch ist die Zahl der Solarzellenmodulgruppen nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann der Strang 2 5 Gruppen zu 5 Solarzellenmodulen einschließen. Zudem sind die Anordnung und die eingebaute Zahl an Abschaltungsvorrichtungen 4a bis 4c nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform erfolgt das Umschalten in den Notsicherheitsabschaltungsmodus durch die Betätigung des Betriebsschalters 35, jedoch ist das Umschalten vom Startmodus oder vom aktiven Modus in den Notsicherheitsabschaltungsmodus nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das Solarstromerzeugungssystem 1 mit einem Sensor ausgestattet sein, der den Ausgabezustand der Solarzellenmodule 5a erfasst. Die Steuereinheit 3c des Wechselrichters 3 kann das Steuersignal bei der Erfassung einer Störung ausgehend vom Ausgabezustand des Solarzellenmoduls 5a, die vom Sensor erfasst wurde, stoppen, um die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen 5A bis 5D zu deaktivieren. Alternativ kann der Wechselrichter 3, wenn ein Feuermelder oder ein Feueralarmsystem an den Wechselrichter 3 angeschlossen ist und der Wechselrichter 3 ein Signal vom Feuermelder oder dem Feueralarmsystem empfangen hat, die Verbindung zwischen den Gruppen 5A bis 5D deaktivieren, indem das Steuersignal von der Steuereinheit 3c gestoppt wird.
<Industrielle Anwendung>
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein Solarstromerzeugungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, sowohl eine Reduzierung der Kosten für den Einbau von Abschaltungsvorrichtungen als auch eine Verbesserung der Sicherheit eines Solarstromerzeugungssystems zu erzielen.
Bezugszeichenliste

1: Solarstromerzeugungssystem
2: Strang
3: Wechselrichter
4a bis 4c: Abschaltungsvorrichtung
5Abis 5D: Solarzellenmodulgruppe
5a: Solarzellenmodul
6: Stromleitung
8a bis 8c: Stromweg
12: Signalempfangseinheit
15: Bypass-Schaltung

Claims

Solarstromerzeugungssystem, umfassend: einen Strang, einschließend eine Vielzahl von Solarzellenmodulgruppen, die in Reihe miteinander geschaltet sind, wobei die Solarzellenmodulgruppen jeweils eine Vielzahl von Solarzellenmodulen einschließen; einen Wechselrichter, der an den Strang angeschlossen ist und die Gleichstromausgabe aus den Solarzellenmodulen in Wechselstrom umwandelt, und Abschaltungsvorrichtungen, die jeweils in Stromwegen installiert sind, die eine Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen herstellen, wobei die Abschaltungsvorrichtungen ausgelegt sind, um die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen in Übereinstimmung mit einer Steuersignal vom Wechselrichter zu trennen.
Solarstromerzeugungssystem nach Anspruch 1, wobei die Abschaltungsvorrichtungen durch Strom von den Solarzellenmodulen betrieben werden.
Solarstromerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wechselrichter ein Steuersignal per Stromleitungskommunikation an die Abschaltungsvorrichtungen sendet.
Solarstromerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abschaltungsvorrichtungen extern an den Solarzellenmodulen angebracht sind.
Solarstromerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abschaltungsvorrichtungen eine Signalempfangseinheit einschließen, um ein Signal vom Wechselrichter zu empfangen, und eine Bypass-Schaltung, damit die Signalempfangseinheit ein Signal vom Wechselrichter in einem Zustand empfängt, in dem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen unterbrochen ist.
Solarstromerzeugungssystem nach Anspruch 5, wobei die Abschaltungsvorrichtungen ein Spannungssignal an den Wechselrichter senden, nachdem die Verbindung zwischen den Solarzellenmodulgruppen in Übereinstimmung mit dem Steuersignal des Wechselrichters getrennt wurde.