DE202006003596U1

DE202006003596U1 - Fotovoltaikanlage

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Publication number: DE202006003596U1
Application number: DE202006003596U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2016-03-08
Also published as: WO2007101682A3; WO2007101682A2

Abstract

Anschlussbox (1) zum Verbinden von Solarzellen mit einem Wechselrichter, mit
– einem Gehäuse (2),
– Sicherungen (3) mit Sicherungskörpern (8),
– Anschlussklemmen,
– Kabeleinlässen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sicherungskörper (8) der Sicherungen (3) Gleichstromsicherungen sind.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft Fotovoltaikanlagen, wie sie zur Stromerzeugung aus Sonnenlicht auf Dächern etc. montiert werden, bestehend meist aus einer Vielzahl von einzelnen Solarzellen, die elektrisch miteinander verbunden sind und deren Gleichstrom einem Wechselrichter zugeführt werden muss, der diesen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom mit der richtigen Frequenz und Spannung desjenigen Netzes umwandelt, in welches der Strom anschließend eingespeist wird.
II. Technischer Hintergrund
Da die Wechselrichter relativ teure und empfindliche Bauteile sind, werden diese gut geschützt im Inneren des betreffenden Gebäudes untergebracht und möglichst auch an einer Stelle, zu der nicht jeder Unbefugte Zugang hat, mithin also in der Regel in einer größeren Entfernung von den auf dem Dach befindlichen Solarzellen.
Um den Verkabelungsaufwand zu minimieren, werden – möglichst in der Nähe der Solarzellen – eine oder mehrere Anschlussboxen installiert, von der aus nur noch eine DL+ und eine DL– Leitung zu den Wechselrichtern führt.
In der Regel geschieht dies so, dass eine bestimmte Anzahl von einzelnen Solarzellen in Reihe oder parallel miteinander verschaltet wird und die beiden An schlussleitungen eines solchen so genannten Strings der Anschlussbox zugeführt werden.
An der Anschlussbox kommt eine Vielzahl solcher Leitungspaare der einzelnen Strings an, die in der Anschlussbox meist parallel verschaltet und einzeln abgesichert sind. Die einzelnen Kabel werden dabei mittels bekannter Kabeldurchführungen durch entsprechende Durchbrüche in der Wand des Gehäuses hindurchgeführt und an den Sicherungen bzw. Klemmleisten der Anschlussbox verklemmt.
Als Sicherungen werden, obwohl ein Gleichstrom überwacht werden soll, vorzugsweise Wechselstromsicherungen eingesetzt, vor allem wegen der leichteren Verfügbarkeit im Hochvoltbereich von oberhalb 500 Volt; meist werden so viele Solarzellen zu einem String zusammengefasst, dass deren Gesamtspannung in etwa bei 600 – 700 Volt liegt.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Anschlussbox zu schaffen, die einfach und kostengünstig sowie funktionssicher aufgebaut ist, mittels der die Strings von Solarzellen schnell und einfach angeschlossen werden können und die gegebenenfalls auch im Freien montiert werden kann.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 24 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, als Sicherungen Gleichstromsicherungen anstelle der üblicherweise verwendeten Wechselstromsicherungen einzusetzen.
Es wurde erkannt, dass Wechselstromsicherungen nur die Hälfte des Nennwertes an Gleichspannung vertragen. Zudem verhält sich der Wechselstrom anders wie der Gleichstrom, denn bei Nulldurchgang des Wechselstroms wird der Funke gelöscht, bei Gleichstrom erlischt er somit nicht. Deshalb muss die Sicherung für Gleichspannung ausgelegt sein.
Die Anschlussbox umfasst ein Gehäuse, das mit Kabeldurchlässen versehen ist, durch welche die von der Anschlussbox abgehenden und/oder an der Anschlussbox ankommenden Kabel durchgeführt werden. Die Kabeldurchlässe sind als verschraubte Kabeldurchgänge oder vorzugsweise jeweils als ein Steckverbinder ausgebildet, wobei der Steckverbinder aus zwei Steckerteilen besteht, nämlich aus einem männlichen und einem weiblichen Steckerteil bzw. einem Positiv-Teil und einem Negativ-Teil.
Ein Steckerteil des Steckverbinders, vorzugsweise das Positiv-Teil, ist in einem Gehäusedurchbruch befestigt. Das zu befestigende Steckerteil des Steckverbinders kann hierzu mit einem Außengewinde und einer Gegenmutter zur Verschraubung des Steckerteils in dem Gehäusedurchbruch ausgestattet sein, so dass eine möglichst einfache und schnelle sowie sichere Befestigung in dem Gehäusedurchbruch erfolgen kann.
Durch die Verschraubung des Steckerteils an dem Gehäuse unter Verwendung einer Gegenmutter kann, falls erforderlich, durch das Zwischenlegen einer Dichtung wie etwa eines Dichtungsrings aus Gummi, eine wasserdichte Anbringung erfolgen, um den hohen Erfordernissen der jeweiligen Schutzklasse bei Anbringung von elektrischen Einrichtungen im Freien gerecht zu werden. Zum Austauschen eines defekten Steckverbinders oder eines defekten Dichtungsrings kann das Steckerteil durch das Lösen der Schraubverbindung vom Gehäuse wieder entfernt werden.
Das positive bzw. männliche Steckerteil umfasst vorzugsweise eine Buchse, die den elektrischen Kontakt radial umschließt und in axialer Richtung weiter vorsteht als der elektrische Kontakt.
Hierbei hat die Buchse einerseits die Funktion, den elektrischen Kontakt, beispielsweise gegen ein Eindringen von Wasser, abzuschirmen, und andererseits die Funktion, durch das Zusammenwirken mit einer korrespondierenden Aufnahme in dem weiblichen Steckerteil dafür zu sorgen, dass bei Aufbringen einer seitlichen Kraft auf die Steckverbindung die Buchse mit korrespondierendem weiblichen Steckerteil diese Kraft aufnimmt und verhindert, dass sich ein Kontaktstift des männlichen Steckteils verbiegt und somit die elektrische Verbindung dauerhaft unterbrochen wird.
Vorzugsweise sind die beiden Steckerteile und die Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Steckverbinders am Gehäuse relativ zueinander so angeordnet, dass sich die Kontakte der Steckverbindung innerhalb des Gehäuses befinden und folglich ein besserer Schutz gegen äußere Einflüsse wie etwa Wasser, Feuchtigkeit oder Kondensat möglich ist.
Das positive und das negative Steckerteil weisen eine zusammenpassende Rasteinrichtung auf, um diese beiden Steckerteile in Längsrichtung formschlüssig zu verrasten, wobei diese Rastverbindung vorzugsweise als eine lösbare Verbindung ausgeführt ist.
Der Vorteil besteht darin, dass lediglich mit einer Hand und in einem einzigen Montageschritt sowohl eine elektrische Verbindung als auch eine mechanische Verbindung zwischen den beiden Steckerteilen herstellbar ist, was vor allen Dingen bei der Installation oder einer Nachrüstung vor Ort von Vorteil ist.
Alternativ kann die Rastverbindung zwischen den Steckerteilen entweder alleine durch eine Relativbewegung in Längsrichtung bzw. Axialrichtung erfolgen oder auch durch eine zusammengesetzte Relativbewegung in Axial- und Radialrichtung, d.h. eine Schraubbewegung, erfolgen.
Dasjenige Steckerteil, das am Gehäuse bzw. in dem Gehäusedurchbruch des Gehäuses befestigt ist, weist zusätzlich eine Abdeckung auf, mit welcher die Steckeröffnung vollständig und wassergeschützt sowie geschützt vor unbefugten Zugriffen mit der Hand oder einem spitzen metallischen Gegenstand geschützt ist. Diese Abdeckung wird vor dem Einstecken des jeweils anderen Steckerteils abgenommen. Die Abdeckung besteht aus Gummi oder einem Kunststoffmaterial und ist durch eine Lasche unverlierbar an dem am Gehäuse angebrachten Steckerteil gehalten.
Zur Aufnahme bzw. Unterbringung der einzelnen Sicherungen werden Sicherungsaufnahmen verwendet, die vorzugsweise in Form von aufschwenkbaren Sicherungsgehäusen vorgesehen sind, wobei ein Deckel zum Verschließen des Sicherungsgehäuses schwenkbar am Sicherungsgehäuse gelagert ist. In diesen Sicherungsgehäusen befindet sich wiederum je eine Sicherungshalterung, in welche die Enden des Sicherungskörpers quer zu dessen Längserstreckung, in z.B. Klammern mit zwei Schenkeln, gedrückt werden.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn die Sicherungshalterung am Deckel befestigt ist, insbesondere derart, dass beim Öffnen des aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Deckels die Sicherungshalterung zusammen mit der Sicherung automatisch aus der jeweiligen Strombahn entfernt wird. Folglich ist die Sicherheit des Bedieners verbessert, da die Sicherung nicht gesondert direkt aus der heißen Leitung entfernt werden muss, wie es beispielsweise bei Wartungsarbeiten der Fall sein kann.
Die Sicherungshalterungen sind jeweils an einem Deckel befestigt. Dabei sind die Sicherungsgehäuse vorzugsweise so beschaffen, dass beim Zuschwenken des Deckels der Aufnahmeraum verschlossen wird, bevor die im Deckel aufgenommene Sicherung die elektrischen Kontakte erreicht, so dass ein verbesserter Schutz des Bedieners gegen ein Berühren elektrisch geladener Teile gegeben ist.
Die Zufuhrleitungen, d.h. die von den Solarzellen oder Strings ankommenden Kabel, die wie zuvor beschrieben durch Steckverbinder in den Gehäusedurchbrüchen zunächst in das Gehäuse der Anschlussbox gelangen, werden anschließend durch Kabeldurchlässe in den Sicherungsgehäusen oder auch durch Anschlüsse, die eine elektrische Verbindung zwischen außerhalb des Sicherungsgehäuses und dem Inneren des Sicherungsgehäuses ermöglichen, geführt und an den jeweiligen Sicherungen direkt oder über die Sicherungshalter angeschlossen.
Andererseits sind die Sicherungen oder die Sicherungshalter abgangsseitig direkt oder über einen Ausgangsanschluss, der eine elektrische Verbindung zwischen dem Inneren des Sicherungsgehäuses nach außen herstellt, an eine Stromschiene angeschlossen. Diese Stromschiene ist in dem Gehäuse der Anschlussbox montiert und führt sämtliche abgangsseitigen Anschlüsse der Sicherungen zusammen.
Die Stromschiene kann sich auch durch nebeneinander angeordnete Sicherungsaufnahmen erstrecken, um diese Sicherungsaufnahmen abgangsseitig elektrisch miteinander zu verbinden, wobei nur in einem dieser nebeneinander angeordneten Gehäuse ein Kabeldurchlass gebildet ist, durch den ein Kabel nach außen geführt werden kann und mit einem Ende an das am Gehäuse befestigte Steckerteil anschließbar ist.
Vorzugsweise erfüllt das verwendete Gehäuse die Schutzklasse IP67. Die verwendeten Sicherungshalter sind vorzugsweise bis mindestens 650 Volt, vorzugsweise bis 690 Volt belastbar. Die Steckverbinder zum Anschließen der am Gehäuse ankommenden und von diesem wegführenden Kabel und insbesondere deren Durchführung erfüllen vorzugsweise ebenfalls die Schutzklasse IP67.
Das Gehäuse der Anschlussbox ist weiterhin mit einer Entlüftungsvorrichtung und/oder einer Druckausgleichsvorrichtung versehen.
Die Entlüftungsvorrichtung ist so beschaffen, dass bei einem Ansteigen der Temperatur im Gehäuse auf einen bestimmten Wert das Gehäuse an entsprechenden Entlüftungsdurchlässen geöffnet wird und eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren und der Umgebung erreicht wird, um das Gehäuseinnere abzukühlen. Die Druckausgleichseinrichtung ist vorzugsweise in Form eines Druckausgleichsventils vorgesehen, das den Druck im Inneren des Gehäuses insbesondre bei Erwärmung einen vorgegebenen Wert nicht übersteigen lässt.
Durch diese Maßnahmen ist der Betrieb der Anschlussbox unabhängig von extremen klimatischen Bedingungen möglich.
Die Verbindungsleitungen zwischen den Steckerbuchsen und den Sicherungshaltern bestehen vorzugsweise aus hochflexiblen Kabeln, nach VDE 0295/Klasse 5/IEC 60228 CI5. Durch die Verwendung solcher flexibler Kabel kann die Anschlussbox kleinbauend ausgeführt werden.
Eine besonderes kompakte Anschlussbox entsteht, wenn die Grundfläche des Gehäuses der Anschlussbox nicht mehr als die dreifache Grundfläche, insbesondere nicht mehr als die 2,5-fache Grundfläche der in der Box verbauten Sicherungshalter und Klemmleisten beträgt.
Vorzugsweise ist die Anschlussbox rechteckig ausgebildet, wobei die Sicherungsaufnahmen und die Klemmleiste auf einer in Längsmitte verschraubten Rastschiene aufgerastert sind, und die Sicherungsaufnahmen nahe an einer der schmalseitigen Außenwände beginnen und sich bis über die Längsmitte hinaus erstrecken.
In dem Gehäuse ist eine Klemmleiste vorgesehen, an welche sämtliche von den Solarzellen ankommenden Minus- bzw. Massekabel zusammengeführt und anschließend in einem einzigen abgangsseitigen Massekabel gebündelt werden. Das Massekabel ist mit einem Ende wiederum an dem am Gehäuse angebrachten Steckerteil angeschlossen. Vorzugsweise sind zur einfacheren Montage die Klemmleisten an der Klemm- bzw. Rastschiene verrastbar.
Die geringere bzw. kürzere Kantenlänge der Grundfläche der Anschlussbox ist maximal doppelt so groß wie die Längserstreckung der einzelnen Sicherungshalter in Stromdurchgangsrichtung; dadurch erfolgt eine besonders kompakte Anordnung und Montage der Bauelemente, d.h. Stecker, Kabel, Anschlussklemmleiste, Stromschiene, Sicherungshalter, Entlüftungseinrichtung, Druckausgleichseinrichtung usw., ohne hohen Platzverbrauch.
Um eine möglichst hohe Anzahl von Solarstrings an einer einzigen Anschlussbox anschließen zu können sind die Anschlusstecker für die Solarzellen auf einer der Längsaußenseite der Anschlussbox angeordnet. Vorzugsweise sind die Anschlussstecker in zwei Reihen übereinander so angeordnet und verdrahtet, dass in der Hälfte zur einen Schmalseite hin die Pluspol-Stecker und in der Hälfte zur anderen Schmalseite hin die Minuspol-Stecker angeordnet sind.
Es ist aber auch möglich, dass in der Hälfte zur einen Längsseite hin die Pluspol-Stecker und in der Hälfte zur anderen Längsseite hin die Minuspol-Stecker angeordnet sind. Durch diese Anordnungen wird eine möglichst übersichtliche Steckerbelegung erreicht, die dem Benutzer eine eindeutige und rasche Zuordnung zwischen den Steckerteilen ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anschlussbox ist die Verschraubung der Klemm- oder Rastschiene am Boden des Gehäuses derart, dass sie das Gehäuse nicht durchdringt. Dadurch können potentielle Undichtigkeiten am Gehäuse vermieden werden.
Die Positionierung der Klemmleisten und Sicherungshalter auf der Rastschiene ist so gewählt, dass die Verschraubung der Klemmschienen im Gehäuse bei aufgerasteten und verkabelten Klemmleisten und Sicherungsaufnahmen zugänglich bleibt. Somit kann bei der Vormontage des Anschlusskastens zunächst eine Baugruppe bestehend aus Klemm- oder Rastschiene, Klemmleisten und Sicherungsaufnahmen vormontiert werden und anschließend die Teilbaugruppe als Ganzes in einem einzigen Montageschritt im Gehäuse montiert/verschraubt werden.
Ein besonders dichtes Gehäuse wird erreicht, wenn zwischen Deckel und Gehäuse eine ringförmig umlaufende Dichtung angeordnet ist und vom Gehäuse innerhalb der Dichtung ein Wulst nach oben in Richtung Deckel aufragt, der von dem nach unten umgebogenen Rand des Deckels überlappt wird.
Wird der Deckel vom Gehäuse abgenommen, so wird durch die mittels des Deckels verschließbare Öffnung des Gehäuses der Innenraum des Gehäuses vollständig freigegeben. Folglich kann auf sämtliche Montagebereiche in dem Gehäuse bei offenem Deckel direkt zugegriffen werden.
Schließlich wird auch eine Solarzellen-Anlage vorgeschlagen, die mit der erfindungsgemäßen Anschlussbox ausgestattet ist. Vorzugsweise sind dabei die Kabel zwischen den Solarzellen oder Strings und der Anschlussbox an beiden Enden jeweils mit der gleichen Art von Steckverbindern, ggf. an einem Ende ein männliches bzw. positives und am anderen Ende ein weibliches bzw. negatives Teil des Steckverbinders ausgebildet.
c) Ausführungsbeispiele
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1a: eine Draufsicht teilweise im Schnitt der erfindungsgemäßen Anschlussbox, wobei der Deckel des Gehäuses angenommen ist;
1: eine Detailansicht im Schnitt eines Steckverbinders in 1a inklusive einer Abdeckung;
2: eine Seitenansicht der in 1a gezeigten Anschlussbox von links; und
3: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer der in 1a gezeigten Sicherungsaufnahmen.
In 1a ist eine erfindungsgemäße Anschlussbox 1 gezeigt. Die Anschlussbox 1 besteht aus einem Gehäuse 2, mehreren Sicherungen 3 (insbesondere 7 Stück in der Figur), mehreren Klemmleisten 4 (insbesondere 6 Stück in der Figur) und mehreren Dteckverbindern 5 (insbesondere 8 Stück in der Figur).
Das Gehäuse 2 ist in Aufsicht betrachtet rechteckförmig mit zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten und zwei einander gegenüberliegende Längsseiten. Das Gehäuse 2 besteht insbesondere aus vier Seitenwänden 2a–2d und einem Bodenteil 18, wobei jeweils in den Eckbereichen an den Verbindungsstellen der Seitenwände 2a–2d und zusätzlich jeweils in der Mitte der längsseitigen Seitenwände 2b und 2d Gewindebohrungen 19 zum Verschrauben eines (nicht gezeigten) Deckels vorgesehen sind. Das Gehäuse 2 ist, mit Ausnahme des Deckels, einstückig aus einem Kunststoffmaterial gebildet.
In dem Gehäuse 2 sind die Sicherungen 3 und die Klemmleisten 4 entlang der Mittellinie in Längsrichtung des Gehäuses 2 jeweils nebeneinander angeordnet, wobei die Gruppe aus nebeneinander angeordneten Sicherungen 3 in der 1a und die Gruppe aus nebeneinander angeordneten Klemmleisten 4 benachbart zueinander in dem Gehäuse 2 angeordnet sind, und wobei sich die Gruppe von Sicherungen 3 in der 1a oben befindet und die Gruppe von Klemmleisten 4 in der 1a unten befindet.
Die Sicherungen 3 aufweisend jeweils ein Sicherungsgehäuse 6 sowie die Klemmleisten 4 sind in Aufsicht betrachtet rechteckförmig mit Schmal- und Längsseiten. Die Sicherungsgehäuse 6 sind in dem Gehäuse 2 so angeordnet, dass jeweils die Schmalseiten der Sicherungsgehäuse 6 der Längsseiten bzw. der längsseitigen Seitenwand des Gehäuses 2 zugewandt sind. In ähnlicher Weise sind die Klemmleisten 4 in dem Gehäuse 2 so angeordnet, dass jeweils die Schmalseiten der Klemmleisten 4 der Längsseiten bzw. der längsseitigen Seitenwand des Gehäuses 2 zugewandt sind.
An dem Bodenteil 18 des Gehauses 2 ist eine Rastschiene 17 aus Metall mittels Schrauben 20 verschraubt und erstreckt sich dabei mittig in Längsrichtung des Bodenteils 18. An der Rastschiene 17 sind wiederum die Sicherungsgehäuse 6 und die Klemmleisten 4 verrastet, insbesondere derart, dass sie weder quer zur Rastschiene 17 sowie in Längsrichtung der Rastschienen 17 ohne weiteres verschiebbar sind.
Wie der 1a weiterhin zu entnehmen ist, sind an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden und insbesondere an den längsseitigen Seitenwänden 2a und 2c des Gehäuses 2 mehrere Gehäusedurchbrüche 13a, b vorgesehen, wobei die Gehäusedurchbrüche 13a auf der einen Seite, d.h. auf der linken Seite in 1a, zum Durchführen der von den Solarzellen bzw. Solarstrings ankommenden (nicht gezeigten) Kabel (zum Führen eines Gleichstroms) in das Gehäuse 2 dienen, und die Kabeldurchlässe 13c auf der anderen Seite, d.h. auf der rechten Seite in 1a, zum Durchführen abgehenden elektrischen Kabel aus dem Gehäuse 2 dienen.
Während auf der Seite der ankommenden Kabel, d.h. auf der linken Seite des Gehäuses 2, Steckerbinder 5 in den Gehäusedurchbrüchen 13a vorgesehen sind, sind auf der Seite der abgehenden Kabel übliche Kabeldurchlasteile in den Gehäusedurchbrüchen 13b verschraubt.
Bei der in 1a gezeigten Anschlussbox 1. sind der einfacheren Darstellen wegen insgesamt nur vier Kabel zu sehen, und zwar ein Solarmodulstrang 22 zum Führen der Spannung eines Solarmoduls oder Solarstring von dem Steckverbinder 5a zur Sicherung, ein Massekabel 23, das zwischen dem Masse-Steckverbinder 5a' und einer der Klemmleisten 4 angeschlossen ist, wobei von jedem Steckverbinder ein Solarmodulstrang oder ein Massestrang zur Sicherungsaufnahme bzw. zur Klemmleiste führen kann. Des Weiteren ist auf der Abgangsseite der Sicherungen 3 und der Klemmleisten 4 jeweils ein Stromkabel 24, welches sämtliche an den Sicherungsgehäusen ankommenden Solarmodulstränge 22, .., .., zusammenfasst, und ein Abgangs-Massekabel 25, welches sämtliche an den Klemmleisten 4 ankommenden Massekabel 23, .., .. zusammenfasst, vorgesehen.
1b zeigt eine vergrößerte Darstellung des Steckverbinders 5a in 1a im an einer Gehäusewand 2b befestigten Zustand. Der Steckverbinder 5b weist ein Steckergehäuse 14 auf. Auf der Seite zum Gehäuse 2 der Anschlussbox 1 ist das Steckergehäuse 14 mit einem Kabeldurchlassteil 25 mit einem Außengewinde 11 versehen, das von der dem Anschlussboxgehäuse 2 zugewandten Seite des Steckergehäuses 14 vorsteht und sich durch einen Gehäusedurchbruch 13a in das Anschlussboxgehäuse 2 erstreckt.
Eine Überwurfmutter 12 ist auf das Kabeldurchlassteil 25 mit Aussengwinde 11 so aufgeschraubt, dass das Steckergehäuse 14 gegen die Außenseite des Anschlussboxgehäuses 2 gedrückt wird.
In dem Steckergehäuse 14, welches zylinderförmig gebildet ist und eine Ausnehmung 14a in der Umfangsfläche aufweist, ist ein Anschlusspin bzw. ein Steckerkontakt 15a aufgenommen. Dieser Steckerkontakt 15a wirkt mit einem nicht gezeigten weiblichen Steckerkontakt zusammen, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
In 1b ist weiterhin eine Steckerabdeckung 26 zu sehen, die mittels einer Lasche unverlierbar an dem Steckergehäuse 14 gehalten wird und zum Verschließen eines nicht benutzten Steckverbinderteils 5a auf die Stirnseite aufgezogen werden kann, wie in 1a zu sehen ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass im zusammengesteckten Zustand des Steckverbinders 5, wenn das positive 5a und negative Steckerteil zusammengesteckt sind, die Ausnehmung 14a im Steckergehäuse durch einen Buchsenkörper des negativen Steckerteils vollständig verschlossen wird.
2 zeigt eine Seitenansicht der Anschlussbox 1 in 1a. In dieser Ansicht sind das Gehäuse 2, der dazugehörige Deckel 9 und die in der längsseitigen Seiten wand 2a vorgesehenen Steckverbinder 5a bzw. deren Steckerabdeckungen 26 gezeigt, wobei zum Zwecke der Veranschaulichung bei dem rechten unteren Steckverbinder die Steckerabdeckung 26 abgenommen ist.
Wie 2 zu entnehmen ist, sind insgesamt zwei Steckverbinderreihen in Längsrichtung vorgesehen, wobei jeweils eine Steckverbinderreihe zum Anschließen der stromführenden Solarmodulstränge dient und die jeweils andere Steckverbinderreihe zum Anschließen der jeweiligen Massekabel dient, wobei jeweils benachbarte Solarmodul- und Massestränge einem Solarmodul oder einem Solarstring zugeordnet sind. Folglich können der in 2 gezeigt Ausführungsform maximal acht Solarmodule oder Solarstrings angeschlossen werden.
3 zeigt eine Sicherung bzw. Sicherungsaufnahme 3 in einer geschnittenen Seitenansicht. Die Sicherung 3 umfasst ein Sicherungsgehäuse 6 mit einer schwenkbar an dem Sicherungsgehäuse 6 um eine Drehachse 27 gelagerte Sicherungsabdeckung 28 zum Verschließen einer in der Oberseite des Sicherungsgehäuses 6 gebildeten Öffnung.
An der Unterseite der Sicherungsabdeckung 28 ist eine Sicherungshalterung 7 gebildet, wobei durch die in der Figur gezeigte Halterung 7 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem (mit durchgezogener Linie angegebenen) Sicherungskörper 8 und der Sicherungsabdeckung 28 möglich ist. Die Sicherungsabdeckung 28 weist einen L-förmigen Querschnitt auf, wobei sich von dem distalen Ende des kürzeren Schenkels 7b senkrecht ein Vorsprung 7c parallel zum längeren Schenkel 7a erstreckt. Zwischen dem längeren Schenkel 7a und dem Vorsprung 7c ist der Sicherungskörper 8 mit einem Ende angeordnet und wird von dem kürzeren Schenkel 7b in Längsrichtung gehalten.
Das gegenüberliegende Ende des Sicherungskörpers 8 wird in Längsrichtung von einem senkrecht von dem längeren Schenkel 7a der Sicherungsabdeckung 28 abstehenden Vorsprung 7d gehalten.
Wie durch die gestrichelten Linien in 3 angedeutet, wird der Sicherungskörper 8 zunächst schräg zum längeren Schenkel 7a der Sicherungsabdeckung 28 mit einem Ende in die untere Aufnahme geschoben und gleichzeitig das gegenüberliegende Ende des Sicherungskörpers 8 in Richtung auf die Sicherungsabdeckung 28 bewegt. Der Abstand zwischen dem kürzeren Schenkel der Sicherungshalterung 7b und dem am gegenüberliegenden Ende senkrecht zum längeren Schenkel gebildeten Vorsprung 7d ist derart, dass der Sicherungskörper dazwischen kraftschlüssig gehalten wird.
Die Sicherung bzw. Sicherungsaufnahme 3 weist darüber hinaus zwei elektrische Kontakte auf, einen Pluskontakt 10a und einen Minuskontakt 10b, wobei unter den Bezeichnungen „Minuskontakt" und „Pluspolkontakt" nicht das Spannungspotential das Massepotential zu verstehen ist sondern die durch den Sicherungskörper zu überbrückenden Kontakte der stromführenden Strombahn.
Im geschlossenen Zustand der Sicherungsabdeckung werden die beiden Kontakte 10a und 10b durch den Sicherungskörper 8 (gestrichelte) Linie überbrückt und folglich die Strombahn geschlossen. Beim Öffnen der Sicherungsabdeckung 28 wird, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt, der Sicherungskörper aus der Strombahn entfernt und somit die Strombahn unterbrochen.
An der Oberseite der Sicherungsabdeckung 28 ist ein Griffteil 29 einstückig gebildet, an dem die Hand eines Bedieners zum Öffnen und folglich zum Unterbrechen der Strombahn angreifen kann. An der Unterseite des Sicherungsgehäuses 6 sind zwei Ausnehmungen 30a, 30b mit jeweils zur Mitte des Gehäuses 2 von den äußeren unteren Seite der Ausnehmungen 30a und 30b vorstehenden Vorsprüngen 31a und 31b gebildet, in denen jeweils die äußeren nach oben und anschließend noch mal nach außen abgewinkelten Enden 17a und 17b der Rastschiene 17 verrastet sind.

1: Anschlussbox
2: Gehäuse
3: Sicherungen
4: Klemmleisten
5: Steckverbinder
5a: positives bzw. männliches Steckteil
5a': Massesteckverbinder
6: Sicherungsgehäuse
7: Sicherungshalter
8: Sicherungskörper
9: Deckel
10a: Aufnahmekontakt
10b: Aufnahmekontakt
11: Außengewinde
12: Überwurfmutter
13a, b: Gehäusedurchbruch
14: Steckergehäuse
14a: Ausnehmung
15a: Steckerkontakt
16: Verbindungsleitung
17: Rastschiene
18: Bodenteil
19: Gewindebohrungen
20: Schrauben
21: Kabeldurchlassteil
22: Solarmodulstrang
23: Massekabel
24: Abgangsstromkabel
25: Kabeldurchlassteil
26: Steckerabdeckung
27: Drehachse
28: Sicherungsabdeckung
29: Griffteil
30a, b: Ausnehmungen
31a, b: Vorsprünge

Claims

Anschlussbox (1) zum Verbinden von Solarzellen mit einem Wechselrichter, mit – einem Gehäuse (2), – Sicherungen (3) mit Sicherungskörpern (8), – Anschlussklemmen, – Kabeleinlässen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungskörper (8) der Sicherungen (3) Gleichstromsicherungen sind.
Anschlussbox (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeleinlässe insbesondere auf der Zugangsseite der Anschlussbox (1) als Steckverbinder (5) ausgeführt sind.
Anschlussbox (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeleinlässe als Kabelverschraubung (Kabeldurchführung) ausgeführt sind.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungen (2) jeweils eine Sicherungsaufnahme umfassen, die ein Sicherungsgehäuse (6) und einen Sicherungshalter (7) aufweist, und der Sicherungshalter (7) ein aufschwenkbarer Sicherungshalter ist, der die Enden des Sicherungskörpers (8) quer zu dessen Längserstreckung in Halterungen drückt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungshalter (7) so beschaffen sind, dass beim Zuschwenken die Sicherungsabdeckung (18) bereits den Aufnahmeraum verschließt, bevor der Sicherungsabdeckung (18) aufgenommene Sicherungskörper (8) die elektrischen Aufnahmekontakte (10a, 10b) erreicht.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgangs-Pole (-) aller Sicherungshalter (7) mittels einer Stromschiene elektrisch miteinander verbunden sind.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Steckverbinders (5), insbesondere das Positiv-Teil (5a), mit einem Außengewinde (11) und einer Gegenmutter (12) ausgestattet ist zur Verschraubung in einem Gehäusedurchbruch (13).
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das positive Steckerteil (5a) ein Buchsengehäuse (14) umfasst, das den elektrischen Kontakt (15) des Positiv-Teils (5a) radial umschließt und in axialer Richtung weiter vorsteht als der elektrische Kontakt (15).
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass positives (5a) und negatives Teil eine zusammenpassende Rasteinrichtung aufweisen, zur formschlüssigen Verrastung in der Längsrichtung.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) die Schutzklasse IP67 erfüllt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Sicherungshafter (7) bis mindestens 650 Volt, vorzugsweise 690 Volt, vorzugsweise 1.000 Volt, belastbar sind.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelsteckverbinder (5) und insbesondere deren Durchführung durch das Gehäuse (2) die Schutzklasse IP67 erfüllt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) ein Druckausgleichelement aufweist, das insbesondere so beschaffen ist, dass ein Luftaustausch zwischen dem Inneren des Gehäuses (2) und der Umgebung erfolgt, während das Eindringen von Wasser verhindert wird.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (16) zwischen dem positiven Steckverbinderteilen (5a) und den Sicherungshaltern (7) aus doppelt isolierten Kabeln aus feindrähtigen Litzen bestehen und die einen Biegeradius bis herunter zum 4fachen des metallischen Leitungsdurchmessers zulassen.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche des Gehäuses (2) der Anschlussbox (1) nicht mehr als die dreifache Grundfläche, insbesondere nicht mehr als die 2,5-fache Grundfläche der in dem Gehäuse (2) verbauten Sicherungsgehäuse (6) und Klemmleisten (4) beträgt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geringere Kantenlänge der Grundfläche des Gehäuses (2) maximal doppelt so groß ist wie die Längserstreckung der einzelnen Sicherungsgehäuse (6) in Stromdurchgangsrichtung.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) rechteckig ausgebildet ist und Sicherungsgehäuse (6) und Klemmleisten (4) auf einer in Längsmitte verschraubten Rastschiene (17) aufgerastert sind.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungshalter (7) nahe an einer der schmalseitigen Außenwände beginnen und sich bis über die Längsmitte hinaus erstrecken.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (5a) für die Solarzellen auf einer der Längsaußenseiten des Gehäuses (2), insbesondere in zwei Reihen übereinander, so angeordnet und verdrahtet sind, dass in der Hälfte zur einen Schmalseite hin die Pluspol-Stecker und in der Hälfte zur anderen Schmalseite hin die Minuspol-Stecker angeordnet sind.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung der Rastschiene (17) das Bodenteil (18) des Gehäuses (2) nicht durchdringt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Klemmleisten (4) und Sicherungen (2) auf der Rastschiene (17) so gewählt ist, dass die Verschraubung, der Rastschiene (17) im Gehäuse (2) bei aufgerasteten und verkabelten Klemmleisten 4 und Sicherungen (2) zugänlich bleibt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Deckel (9) verschließbare Öffnung des Gehäuses (2) den Innenraum vollständig freigibt.
Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Deckel (9) und Gehäuse (2) eine ringförmig umlaufende Dichtung angeordnet ist und vom Gehäuse (2) innerhalb der Dichtung ein Wulst nach oben in Richtung Deckel (9) aufragt, der von dem nach unten umgebogenen Rand des Deckels (9) überlappt wird.
Solarzellen-Anlage mit – Solarzellen, – wenigstens einer Anschlussbox (1), – wenigstens einem Wechselrichter, und – verbindenden Kabeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Solarzellen-Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabel zwischen den Solarzellen und der Anschlussbox (1) an beiden Enden jeweils mit der gleichen Art von Steckverbindern (5), gegebenenfalls an einem Ende ein männliches (5a) und am anderen Ende ein weibliches Teil dieses Steckverbinders (5), ausgebildet sind.