DE202013003992U1 - Anordnung von Kleinenergiequellen - Google Patents

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Abstract

Anordnung von Kleinenergiequellen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zusammenführung Mosfetschalter im Rückwärtsbetrieb verwendet werde, die durch eine spannungsauswertende Logik angesteuert sind.

Description

  • Anwendungsgebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Kleinenergiequellen unterschiedlicher Leistung, wie Solarpanels und ähnlichem unter besonderer Berücksichtigung des Schutzes der Zellen.
  • Charakteristik bekannter technischer Lösungen
  • Kleinleistungszellen werden zunehmend zur Energiegewinnung eingesetzt. Solarzellen werden als große Flächen hergestellt, wobei sie nur dann optimal funktionieren wenn die Beleuchtung auf der gesamten Fläche gleichmäßig ist. Werden Zellen an unterschiedlichen Plätzen aufgestellt oder tritt eine sonstige Beschattung auf, so können die Zellen nicht ohne Weiteres zusammengeschaltet werden. Zellen mit geringerer Energieabgabe könnend dann aufgrund Ihrer geringeren Spannung zu Energieverbrauchern werden und unter Umständen zerstört werden.
  • Daher ist es üblich die Zellen mittels Dioden zu entkoppeln. Das hat den Nachteil, dass an den Dioden ein Leistungsverlust auftritt, der insbesondere bei niedrigen Spannungen erheblich sein kann.
  • Zu Entkopplung kann auch die Spannung jedes Elements hochtransformiert werden. Das bedeutet eine hohen Aufwand an Schaltnetzteilen. Insbesondere die dadurch abgestrahlten Störungen könne die zulässigen Grenzen leicht überschreiten.
  • Ziel der Erfindung
  • Ziel der Erfindung ist es, Anordnung von Kleinenergiequellen zu schaffen, bei der ein hoher Wirkungsgrad aber auch ein geringer Aufwand und ein Schutz der Kleinenergiequellen gegeben sind.
  • Wesen der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der einzelne Kleinenergiequellen mittel intelligenter linearer Baugruppen verbunden werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Zusammenführung Mosfetschalter im Rückwärtsbetrieb verwendet werde, die durch eine spannungsauswertende Logik angesteuert sind. Zur weiteren Vereinfachung können einzelne Kleinenergiequellen mit wahrscheinlich gleicher Leistung vorher zu Clustern zusammengeschaltet werden.
  • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung wird Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutet.
  • 1 zeigt einen möglichen Schaltplan.
  • Jeweils 4 Kleinenergiezellen sind zur Erhöhung der Spannung in Reihe zu einem Cluster (1) geschaltet.
  • Der Strom gelang zu einem MOSFET (2) im inversen Betrieb. Der OPV (3) wertet die Spannungsdifferenz aus. Ist die Spannung des Clusters höher als die Summen-Spannung aller Cluster so wird der MOSFET-Schalter geöffnet. Ist sie kleiner, so wird der Schalter geschlossen. Dabei darf eine hohe Spannung am MOSFET auftreten, da er im inversen Betrieb arbeitet.
  • Mittels angeschlossenem Transverter (4) wird die Energie in die benötigte Größe gewandelt.
  • Die folgende Tabelle erläutert die Leistungsbilanz
    Cluster a 4 Zellen Innenwiderstand 4 × 2 Ohm Arbeitsspannung 8 V
    maxAbgabe optimale Spannung Leerlauf tatsächliche Entnahmeleistung W Wirkungs
    Leistung W V spannung grad %
    V
    8,00 8,00 16,00 8,00 100,00
    7,20 7,59 15,18 7,18 99,71
    6,40 7,16 14,31 6,31 98,61
    5,60 6,69 13,39 5,39 96,19
    4,80 6,20 12,39 4,39 91,53
    4,00 5,66 11,31 3,31 82,84
    Summen
    36,00 34,58 96,07
  • Während das Cluster mit 8 W optimal arbeitet, kann des Cluster mit 4 W nur eine Teil der Leistung abgeben, was aber nur gering ins Gewicht fällt.
  • In der Tabelle ist eine gleichmäßige Leistungsverteilung auf die Zellen von 100 bis 50% angesetzt.
  • Trotz stark unterschiedlicher Leistungsabgabe wird hier ein Wirkungsgrad von 96% erreicht. Das ist bei einer Lösung mit Einzel SMPS pro Cluster bei dieser Leistungsklasse nicht erreichbar und führt zu enormen EMV Störungen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Cluster aus 4 Kleinenergiezellen
    2
    MOSFET-Schalter
    3
    Operationsverstärker
    4
    Transverter

Claims (2)

  1. Anordnung von Kleinenergiequellen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zusammenführung Mosfetschalter im Rückwärtsbetrieb verwendet werde, die durch eine spannungsauswertende Logik angesteuert sind.
  2. Anordnung gemäß Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Kleinenergiequellen mit wahrscheinlich gleicher Leistung vorher zu Clustern zusammengeschaltet werden.
DE202013003992U 2012-11-20 2013-04-20 Anordnung von Kleinenergiequellen Expired - Lifetime DE202013003992U1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999053618A1 (en) * 1998-04-14 1999-10-21 Nmb (Usa), Inc. Circuit simulating a diode
US20040095021A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-20 Inostor Corporation Power distributor

Patent Citations (2)

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