DE202004008883U1

DE202004008883U1 - Portabler Inselstromerzeuger, durch Photovoltaik gespeist

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Publication number: DE202004008883U1
Application number: DE202004008883U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-06
Filing date: 2004-06-06
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2014-06-07

Abstract

Portabler Inselstromerzeuger, mit Ein – und Ausschalter, bestehend aus elektrischem Energiespeicher mit Regeleinheit und Wechselrichter, deren elektrischer Energiespeicher durch die bekannte Technik der Photovoltaik regeneriert wird und dem herausnehmbaren Insel-/ Netz Automatikschalter, der den unterbrechungsfreien und sicheren Betrieb von elektrischen Wechselstrom -Verbrauchern sowohl mit Inselstrom als auch mit Netzstrom gewährleistet.

Description

Photovoltaikanlagen im Netzbetrieb, erzeugen Strom, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Diese sind stationär installiert. Photovoltaikanlagen im Inselbetrieb, vorzugsweise stationär, teilweise auch mit mobilen Komponenten, erzeugen Strom, der unabhängig vom Netzstrom verbraucht werden kann. Beide Systeme benötigen Regeleinheiten, mit denen die Sonnenenergie in elektrisch verwendbare Energie umgewandelt oder gespeichert werden kann. Bislang ist es bei handelsüblichen Inselbetriebslösungskomponenten dem Käufer überlassen in welcher Anordnung und unter welchen Sicherheitsaspekten diese betrieben werden. Der Konsument weiß oft nicht von den Gefahren einer Tiefentladung beziehugsweise Überladung von Akkumulatoren und der Verbindung von Inselwechselrichtern mit dem Netzstrom. Auch daß nicht jeder Wechselstromrichter für den zerstörungsfreien Betrieb von Wechselstromverbrauchern verwendet werden kann, ist oft unbekannt. Eine zunächst kostengünstige Variante kann schließlich erhebliche Mehrkosten verursachen.
Dieses neue, mobile, wettergeschützte, kompakte und vorinstallierte Inselbetriebssystem, stellt ein hohes Maß an Robustheit, Qualität, Flexibilität und Kompatibilität dar. Hier können elektrische Verbraucher, die zum Betrieb 12 Volt oder 24 Volt Gleichstrom oder 230 Volt Wechselstrom benötigen, angeschlossen werden. Das Leistungspotential des portablen Inselstromerzeugers beschränkt sich wegen des heutigen Standes der Technik zunächst aufgrund der kompakten Bauweise auf Klein – Elektrogeräte, die vornämlich den Bereichen Heim und Garten, Camping, Hobby, EDV, TV, HiFi und in Auszügen auch dem Haushaltsbereich zuzuordnen sind.
Wie in Anlage 3, 1 schematisch dargestellt, besteht die Anlage im Wesentlichen aus den Komponenten: Photovoltaikmodul(e), Regel-/Speichereinheit mit Wechselrichter und Automatikschalter Netz/Insel.
Komponenten und Wechselwirkung der Regel-/ Speichereinheit mit Wechselrichter:

– der Laderegler, gespeist von der bekannten Technologie der Photovoltaik, läd, überwacht, schützt den Speicherakku vor Über-/ Unterspannung, Gasentwicklung und steuert zentral das Schalten des Last-Schaltrelais,
– der Speicherakku versorgt über das Last – Schaltrelais den Wechselrichter und Gleichstromverbraucher,
– das Spannungsmessgerät informiert optisch über den Ladezustand des Speicherakkus,
– die Akku - Aktivator Schaltung dient zur längeren Nutzungsdauer des Speicherakkus, die Sicherung schützt den Speicherakku vor Kurzschluss und Überlast gegenüber Wechselrichter und Gleichstromverbrauchern,
– der Wechselrichter, je nach Ausführung transformiert die Gleichspannung des Speicherakkus in 230 Volt Wechselspannung, versorgt den Regelkreis im Insel/ Netz Automatikschalter, sowie daran angeschlossene elektrische Verbraucher mit Strom,
– das Last - Schaltrelais trennt einerseits Gleichstromverbraucher und Wechselrichter vom Speicherakku und andererseits den Regelkreis des Insel/ Netz Automatik – Schalters, sowie daran angeschlossene elektrische Wechselstromverbraucher vom Wechselrichter.

Komponenten und Wirkungsweise des herausnehmbaren Automatikschalters Insel/ Netz:

– zentraler Wechselschalter, an dem Insel und Netz – Strom angeschlossen sind, versehen mit Umschaltkontakt-/ Einheit, die manuell geschaltet werden kann,
– optische Anzeige über Schaltzustand des Wechselschalters am zenztralen Ein- und Ausschalter,
– im Ruhezustand, somit ohne stromführenden Regelkreis, wird der elektrische Wechselstromverbraucher vom Netz – Strom versorgt,
– bei geschalteten, somit von der Insel stromführenden Regelkreis, wird der elektrische Wechselstromverbraucher vom Insel – Strom versorgt,
– die Umschaltautomatik besteht darin, dass vor Erreichen von Unterspannung des Speicherakkus der Laderegler das Last-Schaltrelais und zugleich den Wechselrichter durch Trennen der Gleichstrom – und Wechselstrom Zu- und Ableitungen ausschaltet. Der stromführende Regelkreis des Insel/ Netz Automatikschalters bricht zusammen, schaltet auf Netzbetrieb um, ohne dass der Betrieb des momentan angeschlossenen Wechselstromverbrauchers unterbrochen wird.

Die erreichten Vorteile stellen sich insbesondere wie folgt dar:

– elektrischer Energiespeicher wird nicht tiefentladen und kann somit keinen Kurzschluss und keine Zerstörung am angeschlossenen Wechselrichter, Wechsel-/ und, oder Gleichstromverbraucher verursachen,
– elektrischer Energiespeicher kann mit und ohne angeschlossenen Verbraucher nicht überladen werden, keine gesundheitsgefährdende Gase erzeugen oder ätzende Flüssigkeiten freisetzen,
– Inselwechselrichter kann nicht mit Netzstrom in Kontakt kommen, somit nicht zerstört werden und stellt folglich keine Gafahr für Personal dar, daß am öffentlichen Netz Wartungs- und Reparaturarbeiten durchführt,
– mobile Stromerzeugung ohne Lärm und umweltbelastende Schadstoffemission,
– portabler, kompakter, Wechsel- und Gleichstromerzeuger im Baukastenstecksystem mit hohem Grad an Kompatibilität und Qualität für den Betrieb von elektrischen Verbrauchern,
– vielfältige Einsatzmöglichkeiten, überall wo Sonne scheint, es bislang keine Stromquelle gab oder der Endverbraucher den persönlichen Stromverbrauch senken will,
– hohe Sicherheit, Robustheit und Qualität, durch lange Abstimmungs- und Testphasen der einzelnen Bauteile und Komponenten.

Alle verwendeten Bauteile und elektrischen Komponenten sind nach dem Stand der Technik aus dem Fachhandel ausgewählt, fachgerecht installiert, isoliert und in geeigneten, vorgeschriebenen Behältnissen verschlossen, um Personen- und Sachschäden zu vermeiden.
1: – Schemadarstellung von Funktionsweise und Wechselwirkung der Komponenten.

Claims

Portabler Inselstromerzeuger, mit Ein – und Ausschalter, bestehend aus elektrischem Energiespeicher mit Regeleinheit und Wechselrichter, deren elektrischer Energiespeicher durch die bekannte Technik der Photovoltaik regeneriert wird und dem herausnehmbaren Insel-/ Netz Automatikschalter, der den unterbrechungsfreien und sicheren Betrieb von elektrischen Wechselstrom -Verbrauchern sowohl mit Inselstrom als auch mit Netzstrom gewährleistet.
Portabler Inselstromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Energiespeicher, Regeleinheit, Wechselrichter und Insel-/ Netz Automatikschalter von einem oder jeweils separaten Gehäusen umgeben werden, das (die) aus wetterfestem Material besteht (bestehen), sich öffnen und spritzwasserfest verschließen lässt (lassen) und die Möglichkeit des An- und Abführens von elektrischen Zu- und Ableitungen bietet (bieten).
Portabler Inselstromerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Stand der Technik geeignete, ausgewählte und miteinander elektrisch verbundene Bauteile beinhaltet sind, die zum einen die Insel – Regeleinheit bilden, bestehend aus elektrischem Energieakkumulator mit Ladezustands – Kontrolle, Pflege- und Aktivierungseinheit, Überspannungs- und Kurzschluss Sicherung, zentralem Erdungsanschluss, Wechselrichter, Zentralschalteinheit zur separaten Trennung von elektrischem Energiespeicher, Wechselrichter und Verbraucher, Laderegler mit Gasungs- Über- und Tiefentladeschutz.
Portabler Inselstromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Insel – Netz Automatikschalter über Überspannungsschutz und Wechselschalter zur Insel – Netz Umschaltung mit Ein – und Ausschalter verfügt, sodass ein sicherer und unterbrechungsfreier Betrieb von elektrischen Endverbrauchern gewährleistet ist.