DE202009015987U1

DE202009015987U1 - Anschlussschrank als Verbindungseinrichtung zwischen PV-Modulen und mindestens einem Wechselrichter

Info

Publication number: DE202009015987U1
Application number: DE202009015987U
Authority: DE
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2019-11-26

Abstract

Anschlussschrank (1) als Verbindungseinrichtung zwischen PV-Modulen und mindestens einem Wechselrichter, wobei der Anschlussschrank (1) stromzu- und stromabführende Bauteile aufweist gekennzeichnet durch eine potenzialgetrennte Anordnung der stromzu- und stromabführenden Bauteile (3, 5, 6, 7, 8) in dem Anschlussschrank (1), sodass zwischen den Bauteilen, die mit dem negativen Potenzial und denen, die mit dem positiven Potenzial belegt sind, eine Potenzialtrennebene (15) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlussschrank als Verbindungseinrichtung zwischen PV-Modulen und mindestens einem Wechselrichter, wobei der Anschlussschrank stromzu- und stromabführende Bauteile aufweist.
Anschlussschränke der eingangs genannten Art als Verbindungseinrichtung zwischen PV-Modulen einerseits und mindestens einem Wechselrichter andererseits sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein solcher Anschlussschrank weist in Abhängigkeit von der Anzahl der PV-Module eine Mehrzahl an Anschlussleisten auf, die der Verbindung mit dem negativen oder positiven Potenzial der PV-Module dienen. Die Anschlussleisten stehen in elektrischer Verbindung mit einem DC-Freischalter, von dem wiederum Kabel zu dem oder den Wechselrichtern abgehen. Diese bekannten Anschlussschränke basieren in Abhängigkeit der Größe, d. h. hier insbesondere der Anzahl der anzuschließenden PV-Module, auf unterschiedlichen Systemen der Anordnung der einzelnen Bauteile und sind nur in geringem Umfange, jedoch bei erheblichem Aufwand an geänderte Anforderungen anpassbar, beispielsweise, wenn eine bestehende PV-Anlage erweitert werden soll. Darüber hinaus ist der Aufwand für die Fertigung der bekannten Anschlussschränke erheblich, was aus der Vielzahl der Bauelemente und der gleichzeitigen Vielzahl an Varianten resultiert.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin, den Aufbau solcher Anschlussschränke übersichtlicher zu gestalten, vor dem Hintergrund eines möglichst geringen Fertigungsaufwands, eines geringen Materialverbrauchs und schlussendlich des Eröffnens der Möglichkeit der Schaffung eines Baukastensystems, das eine hohe Vielzahl an Varianten solcher Anschlussschränke ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Anschlussschrank eine potenzialgetrennte Anordnung der stromzu- und stromabführenden Bauteile aufweist, sodass zwischen den Bauteilen, die mit dem negativen Potenzial und denen, die mit dem positiven Potenzial belegt sind, eine Potenzialtrennebene liegt. Das heißt, der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, die Bauteile des Anschlussschrankes, und zwar sowohl die stromzu- und stromabführenden Bauteile, die mit dem positiven Potenzial belegt sind, auf der einen Seite des Anschlussschrankes anzuordnen, und die anderen Bauteile, die mit dem negativen Potenzial belegt sind, auf der anderen Seite des Anschlussschrankes, sodass zwischen den Bauteilgruppen (positives und negatives Potenzial) die Potenzialtrennebene verläuft. Hieraus wird deutlich, dass aufgrund einer solchen Anordnung der Bauteile Kabel unterschiedlicher Potenziale nicht mehr miteinander in Berührung kommen. Dies hat Relevanz vor folgendem Hintergrund:
Die einzelnen Kabel führen zum Teil erhebliche Leistungen bei insbesondere hohen Spannungen. Weisen solche Kabel im Bereich ihrer Isolierung Beschädigungen auf, dann kann es zu Kurzschlüssen kommen. Auf der DC-Seite ist dies insbesondere insofern problematisch, als der Gleichstrom keinen Null-Durchgang aufweist, mithin sich ein Lichtbogen im Gegensatz zu einem Wechselstrom nicht automatisch löscht. Durch die erfindungsgemäße potenzialgetrennte Anordnung der einzelnen stromzu- und stromabführenden Bauteile besteht die Gefahr des Kurzschlusses auch bei beschädigten Kabeln im Wesentlichen nicht.
Zusammenfassend ist demzufolge festzuhalten, dass mit der erfindungsgemäßen Anordnung der stromzu- und stromabführenden Bauteile zwei wesentliche Vorteile verwirklicht werden, nämlich zum einen ein übersichtlicher Aufbau der stromführenden Bauteile in einem solchen Anschlussschrank mit der Möglichkeit der Erweiterung, die beispielsweise erforderlich wird, wenn weitere PV-Module angeschlossen werden, und darüber hinaus der Vorteil einer erhöhten Sicherheit durch die Vermeidung der Entstehung von Lichtbögen, insbesondere bei beschädigten Kabeln.
Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Einzelnen ist vorgesehen, dass der Anschlussschrank mindestens zwei Anschlussleisten für die Kabel von jeweils dem negativen und dem positiven Potenzial der PV-Module aufweist, wobei zwischen den Anschlussleisten die Potenzialtrennebene liegt. Bereits an anderer Stelle wurde erläutert, dass der Anschlussschrank stromzu- und stromabführende Bauteile zu dem mindestens einen Wechselrichter aufweist, wobei insbesondere zwischen den zwei Anschlussleisten diese Bauteile des negativen und des positiven Potenzials jeweils zu einer Seite der Potenzialtrennebene angeordnet sind, um insofern durch eine quasi sternförmige Verdrahtung eine hohe Übersichtlichkeit sowohl in der Anordnung der Bauteile als auch bei der Verdrahtung zu bewerkstelligen und auch die Gefahr von Kurzschlüssen zu minimieren. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass mindestens zwei Stromsammelschienen vorgesehen sind, wobei jeweils eine der Stromsammelschienen mit der mindestens einen Anschlussleiste in elektrischer Verbindung steht.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Stromsammelschienen mit einem DC-Freischalter in Verbindung stehen. Durch Betätigung dieses Schalters wird der Stromfluss von dem PV-Modulen zum Wechselrichter ermöglicht. Auch in Bezug auf die stromabführenden Bauteile vom DC-Freischalter ist vorgesehen, dass diese stromabführenden Bauteile z. B. in Form von Kabeln entsprechend ihrem Potenzial zu jeder Seite der Potenzialtrennebene angeordnet sind.
Um die thermische Belastung des DC-Freischalters zu reduzieren, weist der DC-Freischalter mindestens einen Kühlkörper auf.
In Bezug auf die Anschlussleisten ist im Einzelnen vorgesehen, dass diese Kabelanschlussklemmen aufweisen, die durch Sicherungen elektrisch abgesichert sind. Des Weiteren ist vorgesehen, dass zwischen den stromzu- und stromabführenden Bauteilen mindestens eine Strommesseinrichtung vorgesehen werden kann.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
Die Darstellung gemäß 1 zeigt hierbei schematisch den Aufbau der stromzu- und stromabführenden Bauteile auf der Montageplatte eines Anschlussschrankes. Auf der einen Seite des Anschlussschrankes 1 werden die Kabel 2 über die Klemmleiste 2a vom negativen Potenzial der PV-Module in den Schrank eingeführt, und auf der gegenüberliegenden Seite die Kabel, die mit dem positiven Potenzial der PV-Module belegt sind. Die einzelnen Kabel 2 werden durch auf einer Leiterplatte angeordnete Anschlussklemmen einer Anschlussleiste 3 erfasst, wobei der Anschlussleiste 3 Sicherungen 4 auf der Leiterplatte 14 nachgeordnet sind, wobei jedes Kabel durch eine eigene Sicherung 4 abgesichert ist. Den Sicherungen nachgeordnet ist eine erste Sammelschiene 5, über die mindestens ein Kabel 5a zu der mit 6 bezeichneten zweiten Sammelschiene abgeht. Die mit 6 bezeichnete Sammelschiene steht mit dem insgesamt mit 7 bezeichneten DC-Freischalter in Verbindung, wobei vom DC-Freischalter 7 ein stromabführendes Bauteil 8, z. B. ein Kabel, zum Wechselrichter (nicht dargestellt) führt. Der DC-Freischalter weist darüber hinaus zwei Kühlkörper 7a auf, die der Wärmeabfuhr dienen.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Anschlussschrank eine Strommesseinrichtung 10 aufweist, die auf der Leiterplatte 14 angeordnet ist, auf der die Anschlussleiste sowie die Sicherungen 4 und die erste Sammelleiste 5 angeordnet sind. Hierbei sind zur Strommessung zwischen den Sicherungen 4 und der ersten Sammelschiene 5 Stromwandler 10a vorgesehen.
Die Potenzialtrennebene oder Potenzialtrennlinie 15 verläuft zwischen den Sammelschienen 6 des negativen und des positiven Potenzials. Offenbar wird aus den Zeichnungen die sternförmige Verdrahtung zwischen den auf der Leiterplatte 14 angeordneten Anschlussleisten 3 und der Sammelschienen 6. Der Überspannungsleiter 17 ist unmittelbar zwischen den Sammelschienen 6 angeordnet und steht mit der jeweiligen zweiten Sammelschiene 6 in elektrischer Verbindung.

Claims

Anschlussschrank (1) als Verbindungseinrichtung zwischen PV-Modulen und mindestens einem Wechselrichter, wobei der Anschlussschrank (1) stromzu- und stromabführende Bauteile aufweist gekennzeichnet durch eine potenzialgetrennte Anordnung der stromzu- und stromabführenden Bauteile (3, 5, 6, 7, 8) in dem Anschlussschrank (1), sodass zwischen den Bauteilen, die mit dem negativen Potenzial und denen, die mit dem positiven Potenzial belegt sind, eine Potenzialtrennebene (15) liegt.
Anschlussschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussschrank (1) mindestens zwei Anschlussleisten (3) für die Kabel (2) von jeweils dem negativen und dem positiven Potenzial der PV-Module aufweist, wobei zwischen den Anschlussleisten (3) die Potenzialtrennebene (15) liegt.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten der Potenzialtrennebene mindestens eine Stromsammelschiene (6) vorgesehen ist, wobei eine jede Stromsammelschiene (6) mit der Anschlussleiste (3) des auf dieser Seite anliegenden Potenzials in elektrischer Verbindung steht.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stromsammelschienen (6) mit einem DC-Freischalter (7) in Verbindung stehen.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vom DC-Freischalter (7) abgehend zu jeder Seite der Potenzialtrennebene (15) mindestens ein stromabführendes Bauteil (8) zu dem mindestens einen Wechselrichter vorgesehen ist.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der DC-Freischalter (7) mindestens einen Kühlkörper (7a) aufweist.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleisten (3) Kabelanschlussklemmen aufweisen.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die an den Anschlussklemmen der Anschlussleisten (3) anliegenden Kabel (2) durch DC-Sicherungen (4) abgesichert sind.
Anschlussschrank nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den stromzu- und stromabführenden Bauteilen (3, 5, 6, 7, 8) mindestens eine Strommesseinrichtung (10) vorgesehen ist.