DE202014101916U1

DE202014101916U1 - Inverter for feeding electrical power into a power grid and photovoltaic system

Info

Publication number: DE202014101916U1
Application number: DE202014101916.2U
Authority: DE
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: CN203851018U

Abstract

Wechselrichter (10) zur Einspeisung von elektrischer Leistung in ein Energieversorgungsnetz (7), aufweisend eine Zwischenkreis-Kondensatoranordnung (12) und mehrere Halbleiter-Leistungsschalter, die durch eine Steuereinrichtung (14) angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass – der Wechselrichters (10) mindestens einen Temperatursensor (15) zur Bestimmung einer Temperatur (T) der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung (12) aufweist; und – die Steuereinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, die Halbleiter-Leistungsschalter abhängig von der Temperatur (T) anzusteuern, ohne dass elektrische Leistung in das Energieversorgungsnetz (7) eingespeist wird, um mit Verlustwärme des Wechselrichters (10) die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung (12) vorzuwärmen.Inverter (10) for feeding electrical power into a power supply network (7), comprising an intermediate circuit capacitor arrangement (12) and a plurality of semiconductor power switches which are controlled by a control device (14), characterized in that - the inverter (10) has at least one temperature sensor (15) for determining a temperature (T) of the intermediate circuit capacitor arrangement (12); and - the control device (14) is set up to control the semiconductor power switches as a function of the temperature (T), without electrical power being fed into the energy supply network (7), in order to use the intermediate circuit capacitor arrangement ( 12) preheat.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter, insbesondere als Teil einer Photovoltaikanlage, zur Einspeisung von elektrischer Leistung in ein Energieversorgungsnetz, der eine Zwischenkreis-Kondensatoranordnung aufweist.The invention relates to an inverter, in particular as part of a photovoltaic system, for feeding electrical power into a power supply network having a DC link capacitor arrangement.

Wechselrichter werden in Photovoltaikanlagen, abkürzend im folgenden PV-Anlagen genannt, zur Umwandlung eines von einem Photovoltaikgenerator (PV-Generator) erzeugten Gleichstroms in Wechselstrom eingesetzt, der einund mehrphasig in ein öffentliches oder privates Stromversorgungsnetz eingespeist werden kann. Als PV-Generator ist dabei im Rahmen der Anmeldung jede Anordnung von bevorzugt mehreren Photovoltaikmodulen (PV-Modulen) zu verstehen.Inverters are used in photovoltaic systems, hereafter referred to as photovoltaic plants, to convert a direct current generated by a photovoltaic (PV) generator into alternating current which can be fed into a public or private power supply system in one and several phases. Within the scope of the application, any arrangement of preferably a plurality of photovoltaic modules (PV modules) is to be understood as a PV generator.

Derartige Wechselrichter für PV-Anlagen weisen in ihrem Gleichstromeingangskreis oder einem Gleichspannungszwischenkreis(Puffer)-Kondensatoren auf, um die von dem PV-Generator gelieferte Gleichspannung trotz der beim Umwandeln in Wechselstrom erfolgenden gepulsten Stromentnahme zu glätten und dadurch den maximal entnehmbaren Spitzenstromimpuls zu erhöhen. Bei einem einstufigen Wechselrichter, bei dem eine Wechselrichterbrücke unmittelbar mit der Spannung des PV-Generators beaufschlagt ist, ist eine derartige Kondensatoranordnung parallel zum PV-Generator geschaltet. Bei einem mehrstufigen Wechselrichter ist der Wechselrichterbrücke ein Gleichspannungswandler vorgeschaltet, der die PV-Spannung auf ein für den Betrieb der Wechselrichterbrücke geeignetes Spannungsniveau hoch- oder tiefsetzt. Bei einem derartigen System ist die Kondensatoranordnung üblicherweise zwischen dem Gleichspannungswandler, auch DC (direct current)/DC-Wandler genannt, und der Wechselrichterbrücke angeordnet und wird aus diesem Grund auch als Zwischenkreis-Kondensatoranordnung bezeichnet. Im Rahmen der Anmeldung werden im Folgenden unabhängig von der Position der Kondensatoranordnung verallgemeinernd der Kreis, indem die Kondensatoranordnung angeordnet ist, der üblichen Terminologie folgend als Zwischenkreis bezeichnet. Entsprechend wird die zur Glättung der Spannung bei der diskontinuierlichen Stromentnahme eingesetzte Kondensatoranordnung als Zwischenkreis-Kondensatoranordnung bezeichnet.Such PV array inverters have in their DC input circuit or DC link (buffer) capacitors to smooth the DC voltage supplied by the PV array despite the pulsed current drain when converting to AC, thereby increasing the maximum extractable peak current pulse. In a single-stage inverter, in which an inverter bridge is acted upon directly by the voltage of the PV generator, such a capacitor arrangement is connected in parallel to the PV generator. In a multi-stage inverter, the inverter bridge is preceded by a DC-DC converter that boosts or lowers the PV voltage to a voltage level suitable for operating the inverter bridge. In such a system, the capacitor arrangement is usually arranged between the DC-DC converter, also called DC (direct current) / DC converter, and the inverter bridge and is for this reason also referred to as a DC link capacitor arrangement. In the context of the application, in the following, irrespective of the position of the capacitor arrangement, in general the circuit in which the capacitor arrangement is arranged is referred to as the intermediate circuit, following the usual terminology. Accordingly, the capacitor arrangement used for smoothing the voltage during the discontinuous current drain is referred to as a DC link capacitor arrangement.

Zwischenkreis-Kondensatoranordnungen umfassen in der Regel einen oder mehrere parallel und/oder in Serie geschaltete Kondensatoren. Meist werden Elektrolytkondensatoren eingesetzt, die bezogen auf ihre Kapazität ein geringes Volumen und einen günstigen Preis haben. Nachteilig an Elektrolytkondensatoren ist, dass sie bei tiefen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius, aufgrund von physikalischen Veränderungen des benutzten Elektrolyts einen starken Abfall in ihrer Kapazität zeigen („einfrieren“). Insbesondere bei Freilandanlagen sind die Zwischenkreis-Kondensatoranordnungen der Wechselrichter häufig derartig niedrigen Temperaturen ausgesetzt. Im Einspeisebetrieb bei Tag führt in Wärme umgesetzte Verlustleistung in den Elektrolytkondensatoren zu einer Erwärmung der Elektrolytkondensatoren, sodass im Betrieb niedrige Umgebungstemperaturen unproblematisch sind. Problematisch können niedrige Umgebungstemperaturen jedoch sein, wenn nach einer Betriebspause, beispielsweise in der Nacht, der Einspeisebetrieb wieder aufgenommen wird. Wenn sich die Elektrolytkondensatoren der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung durch die Betriebspause auf eine niedrige Umgebungstemperatur abgekühlt haben und entsprechend ihre Kapazität abgenommen hat, kann es beim Anfahren der PV-Anlage und beim Aufnehmen des Netzeinspeisebetriebs des Wechselrichters zu Überströmen und/oder Überspannungen innerhalb des Wechselrichters kommen. Grund ist, dass die interne Regeleinrichtung des Wechselrichters, die für die Ansteuerung von Leistungshalbleitern in der Wechselrichterbrücke verantwortlich ist, nicht auf die geänderten Randbedingungen eingestellt ist, die sich durch den Kapazitätsabfall der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung ergeben.DC link capacitor arrangements generally comprise one or more capacitors connected in parallel and / or in series. Most electrolytic capacitors are used, which have a low volume and a low price in terms of their capacity. A disadvantage of electrolytic capacitors is that at low temperatures, in particular at temperatures below 0 degrees Celsius, due to physical changes in the electrolyte used, they show a large decrease in their capacity ("freezing"). In particular, in field installations, the DC link capacitor arrangements of the inverters are often exposed to such low temperatures. In daytime feed-in operation, dissipation of heat dissipated in heat in the electrolytic capacitors leads to heating of the electrolytic capacitors, so that low ambient temperatures during operation are unproblematic. However, low ambient temperatures can be problematic if after a break in operation, for example at night, the feed-in operation is resumed. If the electrolytic capacitors of the DC link capacitor assembly have cooled down to a low ambient temperature during the pause in operation and their capacity has decreased accordingly, there may be overcurrents and / or overvoltages within the inverter when starting the PV system and when starting the grid feed operation of the inverter. The reason is that the internal control device of the inverter, which is responsible for the control of power semiconductors in the inverter bridge, is not adjusted to the changed boundary conditions that result from the capacitance drop of the DC link capacitor arrangement.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, eine zusätzliche Heizvorrichtung für die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung vorzusehen, mit der die Elektrolytkondensatoren vor Anfahren der PV-Anlage soweit angewärmt werden können, dass sie eine für das korrekte Arbeiten der Regeleinrichtung des Wechselrichters ausreichende Kapazität aufweisen. Das Vorsehen einer separaten Heizung für die Elektrolytkondensatoren der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung ist jedoch mit einem zusätzlichen Aufwand und mit zusätzlichen Kosten verbunden.To solve this problem, it is known to provide an additional heating device for the DC link capacitor arrangement, with which the electrolytic capacitors can be warmed up before starting the PV system to the extent that they have sufficient capacity for the correct operation of the control device of the inverter. However, the provision of a separate heater for the electrolytic capacitors of the DC link capacitor arrangement is associated with an additional expense and with additional costs.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wechselrichter bereitzustellen, bei dem auch ohne zusätzliche Heizeinrichtungen ein Einspeisebetrieb auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen ohne die Gefahr des Auftretens von Überströmen und/oder Überspannungen aufgenommen werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an inverter in which a feed operation can be accommodated even at low ambient temperatures without the risk of overcurrents and / or overvoltages even without additional heating devices.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wechselrichter, insbesondere als Teil einer Photovoltaikanlage, zur Einspeisung von elektrischer Leistung in ein Energieversorgungsnetz, aufweisend eine Zwischenkreis-Kondensatoranordnung und mehrere Halbleiter-Leistungsschalter, die durch eine Steuereinrichtung angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichters mindestens einen Temperatursensor zur Bestimmung einer Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung aufweist; und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Halbleiter-Leistungsschalter abhängig von der Temperatur anzusteuern, ohne dass elektrische Leistung in das Energieversorgungsnetz eingespeist wird, um mit Verlustwärme des Wechselrichters die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung vorzuwärmen. This object is achieved by an inverter, in particular as part of a photovoltaic system, for feeding electrical power into a power supply network, comprising a DC link capacitor arrangement and a plurality of semiconductor power switches, which are controlled by a control device, characterized in that the inverter at least one temperature sensor for determining a temperature of the DC link capacitor arrangement; and the control device is adapted to the semiconductor power switches depending on the temperature to be controlled without that electrical power is fed into the power grid to preheat with loss of heat of the inverter, the DC link capacitor assembly.

Ein Verfahren zum Anfahren einer Photovoltaikanlage, die einen erfindungsmäßigen Wechselrichter mit einer Zwischenkreis-Kondensatoranordnung aufweist, und die zur Einspeisung von elektrischer Leistung in ein Energieversorgungsnetz eingerichtet ist, weist die folgenden Schritte auf: Der Wechselrichter wird betrieben, während er von dem Energieversorgungsnetz getrennt ist. Dann wird die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung mit Verlustwärme des Wechselrichters vorgewärmt. Erst wenn die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung eine Temperatur erreicht hat, die oberhalb einer vorgegebenen minimalen Betriebstemperatur liegt, wird der Wechselrichter mit dem Energieversorgungsnetz verbunden und es wird elektrische Leistung in das Energieversorgungsnetz eingespeist. Die vorgegebene minimale Betriebstemperatur gibt dabei die Temperatur an, ab der ein korrekter Betrieb des Wechselrichters, insbesondere mit korrekt arbeitenden Regeleinrichtungen, gegeben ist. Sie kann in diesem Sinne auch als eine Mindesttemperatur angesehen werden.A method for starting up a photovoltaic system, which has an inventive inverter with a DC link capacitor arrangement and which is set up for feeding electrical power into a power supply network, comprises the following steps: The inverter is operated while it is disconnected from the power supply network. Then, the DC link capacitor assembly is preheated with heat loss of the inverter. Only when the intermediate circuit capacitor arrangement has reached a temperature which is above a predetermined minimum operating temperature, the inverter is connected to the power grid and it is fed electrical power into the power grid. The predetermined minimum operating temperature indicates the temperature at which a correct operation of the inverter, in particular with correctly operating control devices, is given. It can also be regarded as a minimum temperature in this sense.

Der Wechselrichter wird somit als Wärmequelle zur Vorwärmung der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung eingesetzt, indem er betrieben wird, ohne dass eine Verbindung mit dem Energieversorgungsnetz besteht. Eine separate Heizeinrichtung wird nicht benötigt. Dadurch, dass eine Verbindung mit dem Energieversorgungsnetz und eine Einspeisebetrieb erst erfolgt, wenn die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung eine Temperatur oberhalb der vorgegebenen minimalen Betriebstemperatur erreicht hat, ist eine korrekte Regelung des Wechselrichters im Einspeisebetrieb sichergestellt.The inverter is thus used as a heat source for preheating the DC link capacitor assembly by being operated without being connected to the power grid. A separate heater is not needed. Characterized in that a connection to the power grid and a feed operation takes place only when the DC link capacitor arrangement has reached a temperature above the predetermined minimum operating temperature, a correct regulation of the inverter is ensured in the feed mode.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung vor und/oder während des Vorwärmens gemessen und mit der vorgegebenen minimalen Betriebstemperatur verglichen. Alternativ kann die Vorwärmphase für eine vorgegebene Zeitdauer durchgeführt werden, wobei die Zeitdauer abhängig von einer Umgebungstemperatur oder einem zuvor gemessenen Wert der Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung gewählt wird. Die zum Erreichen der vorgegebenen minimalen Betriebstemperatur benötigte Zeitdauer des Vorwärmens wird so entweder unmittelbar ermittelt oder wird aus einer bekannten Abhängigkeit der Zeitdauer von der Umgebungstemperatur bestimmt. In an advantageous embodiment of the method, the temperature of the DC link capacitor arrangement is measured before and / or during the preheating and compared with the predetermined minimum operating temperature. Alternatively, the preheat phase may be performed for a predetermined period of time, with the duration selected depending on an ambient temperature or a previously measured value of the temperature of the DC link capacitor arrangement. The time required for reaching the predetermined minimum operating temperature preheating is thus either determined directly or is determined from a known dependence of the time duration of the ambient temperature.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens entsteht die Verlustwärme aufgrund von Umladevorgängen in mindestens einem Kondensator der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung selbst. Durch die Umladevorgänge, die z.B. durch geeignetes Schalten (Takten) von Halbleiter-Leistungsschaltern des Wechselrichters hervorgerufen werden, erfolgt ein Vorwärmen der Kondensatoren von innen und damit schnell und effektiv. In a further advantageous embodiment of the method, the heat loss due to transhipment processes in at least one capacitor of the DC link capacitor arrangement itself arises. By the Umladevorgänge, the e.g. are caused by suitable switching (clocks) of semiconductor power switches of the inverter, a preheating of the capacitors takes place from the inside and thus quickly and effectively.

Zusätzlich kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens die aufgrund der Schaltvorgänge in den Halbleiter-Leistungsschaltern des Wechselrichters entstehende Verlustwärme zu der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung z.B. mittels einer Wärmebrücke geleitet werden. In addition, according to a further advantageous embodiment of the method, the heat loss due to the switching operations in the semiconductor power switches of the inverter can be applied to the DC link capacitor arrangement e.g. be conducted by means of a thermal bridge.

Ein erfindungsgemäßer Wechselrichter, insbesondere für eine Photovoltaikanlage, zur Einspeisung von elektrischer Leistung in ein Energieversorgungsnetz, umfasst eine Zwischenkreis-Kondensatoranordnung, bevorzugt mit mindestens einem Elektrolytkondensator, und mehrere Halbleiter-Leistungsschalter, die durch eine Steuereinrichtung angesteuert werden. Er zeichnet sich durch mindestens einen Temperatursensor zur Bestimmung einer Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung aus. Zudem ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Halbleiter-Leistungsschalter abhängig von der Temperatur anzusteuern, ohne dass elektrische Leistung in das Energieversorgungsnetz eingespeist wird, um mit Verlustwärme des Wechselrichters die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung vorzuwärmen. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile.An inventive inverter, in particular for a photovoltaic system, for feeding electrical power into a power supply network, comprises a DC link capacitor arrangement, preferably with at least one electrolytic capacitor, and a plurality of semiconductor power switches, which are controlled by a control device. It is characterized by at least one temperature sensor for determining a temperature of the DC link capacitor arrangement. In addition, the control device is set up to control the semiconductor power switches as a function of the temperature, without electrical power being fed into the energy supply network, in order to preheat the intermediate circuit capacitor arrangement with heat loss of the inverter. This results in the advantages mentioned in connection with the method.

Der Temperatursensor kann dabei unmittelbar an der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, einen an einer anderen Stelle in der PV-Anlage angeordneten Temperatursensor, beispielsweise einen Umgebungstemperatur zu verwenden, um auf die Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung nach einer längeren Betriebspause zu schließen. The temperature sensor can be arranged directly on the DC link capacitor arrangement. However, it is also conceivable to use a temperature sensor arranged at another point in the PV system, for example an ambient temperature, in order to close the temperature of the DC link capacitor arrangement after a longer period of operation.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Wechselrichters ist eine Wärmebrücke vorgesehen, die die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung thermisch mit den Halbleiter-Leistungsschaltern verbindet. Neben Verlustwärme, die in der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung selbst anfällt, kann auf diese Weise weitere im Wechselrichter anfallende Verlustwärme zum Vorwärmen genutzt werden. Bevorzugt weist die Wärmebrücke ein wärmeleitendes Material und/oder ein Wärmeleitrohr oder umfasst einen Ventilator und einen Luftleitkanal oder eine Luftleitrohr. Auf diese Arten kann die Verlustwärme der Halbleiter-Leistungsschalter ohne großen Aufwand auf die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung übertragen werden. Die Lösung mit dem Ventilator und dem Luftleitkanal oder Luftleitrohr bietet zudem den Vorteil, dass die thermische Kopplung von Halbleiter-Leistungsschaltern und Zwischenkreis-Kondensatoranordnung durch Ein- bzw. Ausschalten oder eine Regelung der Drehzahl des Ventilators leicht gesteuert werden kann.In an advantageous embodiment of the inverter, a thermal bridge is provided, which connects the intermediate circuit capacitor arrangement thermally with the semiconductor power switches. In addition to heat loss, which is incurred in the DC link capacitor arrangement itself, can be used in this way further heat loss incurred in the inverter for preheating. Preferably, the thermal bridge comprises a heat-conducting material and / or a heat pipe or comprises a fan and an air duct or an air duct. In these ways, the heat loss of the semiconductor power switch can be transferred to the DC link capacitor assembly without much effort. The solution with the fan and the air duct or air duct also offers the advantage that the thermal coupling of semiconductor Circuit breaker and DC link capacitor assembly by switching on or off or a control of the speed of the fan can be easily controlled.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erfindungsgemäßer Wechselrichter dazu eingerichtet, die Kapazität der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung zu bestimmen. Die Ansteuerung der Halbleiter-Leistungsschalter erfolgt hierbei in Abhängigkeit der bestimmten Kapazität. Zum Beispiel werden die Halbleiter-Leistungsschalter solange angesteuert, bis eine vorgegebene Mindestkapazität erreicht wird, bevor der Wechselrichter mit dem Energieversorgungsnetz verbunden wird.In a further advantageous embodiment, an inverter according to the invention is set up to determine the capacitance of the DC link capacitor arrangement. The control of the semiconductor power switch takes place here depending on the specific capacity. For example, the semiconductor power switches are driven until a predetermined minimum capacity is reached before the inverter is connected to the power grid.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von zwei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to two figures. The figures show:

1 ein Blockschaltbild einer PV-Anlage und 1 a block diagram of a PV system and

2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anfahren einer PV-Anlage. 2 a flowchart of a method for starting a PV system.

1 zeigt eine PV-Anlage als Energieversorgungsanlage zur Einspeisung in ein Energieversorgungsnetz in einem schematischen Blockschaltbild. Die PV-Anlage weist einen PV-Generator 1 auf, der über Gleichstromleitungen 2 mit einem Wechselrichter 10 verbunden ist. Ausgangsseitig ist der Wechselrichter 10 über einen Wechselstromausgang 3 mit einem Sinusfilter 4 und nachfolgend über ein Schaltorgan 5, beispielsweise ein Schütz, mit einem Transformator 6 verbunden. Der Transformator 6 ist ausgangsseitig zur Einspeisung der von dem PV-Generator 1 erzeugten und in dem Wechselrichter 10 umgewandelten elektrischen Leistung in ein Energieversorgungsnetz 7 mit diesem verbunden. 1 shows a PV system as a power supply system for feeding into a power grid in a schematic block diagram. The PV system has a PV generator 1 on that via DC lines 2 with an inverter 10 connected is. The output side is the inverter 10 via an AC output 3 with a sine filter 4 and subsequently via a switching device 5 For example, a contactor, with a transformer 6 connected. The transformer 6 is the output side to the feed of the PV generator 1 generated and in the inverter 10 converted electrical power into a power grid 7 associated with this.

Symbolisch ist in der 1 der PV-Generator 1 durch das Schaltsymbol einer einzelnen PV-Zelle dargestellt. Es versteht sich, dass der PV-Generator 1 in einer Realisierung der dargestellten PV-Anlage aus einer Mehrzahl von PV-Modulen aufgebaut sein kann, die Serien und/oder parallel verschaltet sind. Is symbolic in the 1 the PV generator 1 represented by the switching symbol of a single PV cell. It is understood that the PV generator 1 may be constructed in a realization of the illustrated PV system from a plurality of PV modules, the series and / or are connected in parallel.

Die dargestellte PV-Anlage ist zur Einspeisung in ein dreiphasiges Energieversorgungsnetz 7 ausgelegt. Die Anzahl von drei Phasen ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Ein anmeldungsgemäßer Wechselrichter 10 und eine damit aufgebaute PV-Anlage können ebenso für einen Betrieb mit einer beliebigen Anzahl an Phasen, insbesondere für einen einphasigen Betrieb geeignet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wechselrichter 10 über den Sinusfilter 4, der der Signalformung des Ausgangsstroms des Wechselrichters 10 dient, und den Transformator 6 mit dem Energieversorgungsnetz 7 verbunden. Auch dieses ist lediglich eine beispielhafte Ausgestaltung der PV-Anlage. Das anmeldungsgemäße Verfahren kann ebenso mit einem Wechselrichter durchgeführt werden, der ohne Zwischenschaltung eines Transformators mit dem Energieversorgungsnetz 7 verbunden ist. Entsprechend kann ein anmeldungsgemäßer Wechselrichter für einen solchen trafolosen Betrieb ausgebildet sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind zudem weitere Elemente von PV-Anlagen, beispielsweise gleichstromseitige (DC – direct current) Schaltorgane oder weitere wechselstromseitige (AC – alternating current) Schaltorgane, beispielsweise Anlagen-Trenner oder Sicherungsorgane, in der 1 nicht wiedergegeben.The PV system shown is for feeding into a three-phase power supply network 7 designed. The number of three phases is only an example. An inverter according to the application 10 and a PV system constructed therewith may also be suitable for operation with any number of phases, in particular for single-phase operation. In the illustrated embodiment, the inverter 10 over the sine filter 4 , the signal shaping of the output current of the inverter 10 serves, and the transformer 6 with the power supply network 7 connected. This too is merely an exemplary embodiment of the PV system. The application according to the method can also be carried out with an inverter, without the interposition of a transformer to the power grid 7 connected is. Accordingly, an inverter according to the application can be designed for such a transformerless operation. For reasons of clarity, further elements of PV systems, for example, DC-side (DC) current switching elements or other AC-side (AC) current switching elements, such as system disconnectors or safety devices, in the 1 not played.

Der Wechselrichter 10 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen eingangsseitigen DC/DC-Wandler 11, der über einen Zwischenkreis mit einem ausgangsseitigen DC/AC-Wandler 13 verbunden ist. Im Zwischenkreis ist eine Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 angeordnet, die zumindest einen Kondensator 121, insbesondere einen Elektrolytkondensator, aufweist. Üblicherweise sind in einer Realisierung der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 eine Mehrzahl von Kondensatoren parallel und/oder teilweise in Serie geschaltet miteinander verbunden. Es wird angemerkt, dass ein anmeldungsgemäßer Wechselrichter auch ohne einen eingangsseitigen DC/DC-Wandler aufgebaut sein kann, wobei die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 unmittelbar mit den Gleichstromleitungen 2 verbunden ist.The inverter 10 includes in the illustrated embodiment, an input side DC / DC converter 11 , which has a DC link with an output side DC / AC converter 13 connected is. In the DC link is a DC link capacitor arrangement 12 arranged, the at least one capacitor 121 , in particular an electrolytic capacitor. Usually, in a realization of the DC link capacitor arrangement 12 a plurality of capacitors connected in parallel and / or partially connected in series with each other. It is noted that an inverter according to the application can also be constructed without an input-side DC / DC converter, the DC link capacitor arrangement 12 directly with the DC lines 2 connected is.

Zur Steuerung des Wechselrichters 10 und insbesondere zur Ansteuerung von Halbleiter-Leistungsschaltern, die in dem DC/DC-Wandler 11 und dem DC/AC-Wandler 13 verwendet sind, weist der Wechselrichter 10 eine Steuereinrichtung 14 auf. Üblicherweise wird von dieser Steuereinrichtung 14 auch das Schaltorgan 5 betätigt, so dass eine Verbindung des Ausgangs 3 des Wechselrichters 10 mit dem Energieversorgungsnetz 7 erfolgt, wenn der Wechselrichter 10 eine zur Einspeisung ausreichende Leistung vom PV-Generator 1 geliefert bekommt. Die Steuereinrichtung 14 ist üblicherweise zudem dazu eingerichtet, durch eine geeignete Ansteuerung des DC/DC-Wandlers 11 einen Arbeitspunkt des PV-Generators 1 einzustellen, beispielsweise indem ein sogenanntes MPP(maximum power point)-Nachführverfahren durchgeführt wird, das dem Betreiben des PV-Generators 1 an einem Arbeitspunkt maximaler Leistung dient. For controlling the inverter 10 and in particular for driving semiconductor power switches that are in the DC / DC converter 11 and the DC / AC converter 13 are used, the inverter assigns 10 a control device 14 on. Usually, this control device 14 also the switching element 5 operated, allowing a connection of the output 3 of the inverter 10 with the power supply network 7 takes place when the inverter 10 a sufficient power from the PV generator for feeding 1 delivered. The control device 14 is usually also set up by a suitable control of the DC / DC converter 11 an operating point of the PV generator 1 for example, by performing a so-called MPP (maximum power point) tracking procedure, which is the operation of the PV generator 1 serves at a maximum power operating point.

In einer anmeldungsgemäßen Ausgestaltung des Wechselrichters 10 ist an oder in der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 ein Temperatursensor 15 angeordnet, der in einer thermischen Verbindung mit den Kondensatoren 121 zur Messung einer Temperatur T der Kondensatoren 121 dient. Der Temperatursensor 15 ist mit der Steuereinrichtung 14 verbunden, so dass die Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 und insbesondere die Temperatur der dort verwendeten Kondensatoren 121 eingelesen werden kann. In an according to the application of the inverter design 10 is on or in the DC link capacitor arrangement 12 a temperature sensor 15 arranged in thermal connection with the capacitors 121 for measuring a temperature T of the capacitors 121 serves. Of the temperature sensor 15 is with the control device 14 connected so that the temperature of the DC link capacitor assembly 12 and in particular the temperature of the capacitors used there 121 can be read.

Weiterhin ist zwischen dem DC/AC-Wandler 13 und der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 eine Wärmebrücke 16 ausgebildet. Die Wärmebrücke 16 ermöglicht einen Wärmeübertrag vom DC/AC-Wandler 13 zur Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12. Dazu steht die Wärmebrücke 16 innerhalb des DC/AC-Wandlers 13 mit Verlustleistung umsetzenden und somit Wärme abgebenden Komponenten des DC/AC-Wandlers 13 in Verbindung. Insbesondere sind dies die Halbleiter-Leistungsschalter einer oder mehrerer Wechselrichterbrücken, die ausgangsseitig im DC/AC-Wandler 13 angeordnet sind. In oder bei der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 endet die Wärmebrücke 16 derart, dass von ihr übertragene Wärme zu einer Erwärmung der Kondensatoren 121 führt.Furthermore, between the DC / AC converter 13 and the DC link capacitor assembly 12 a thermal bridge 16 educated. The thermal bridge 16 allows heat transfer from the DC / AC converter 13 to the DC link capacitor arrangement 12 , This is the thermal bridge 16 within the DC / AC converter 13 dissipating power and thus heat dissipating components of the DC / AC converter 13 in connection. In particular, these are the semiconductor power switches of one or more inverter bridges, the output side in the DC / AC converter 13 are arranged. In or at the DC link capacitor arrangement 12 ends the thermal bridge 16 such that the heat transferred from it to a heating of the capacitors 121 leads.

Die Wärmebrücke 16 kann durch ein wärmeleitendes Element gebildet sein, beispielsweise eine massive Kupfer- oder Aluminiumstange oder aber auch durch eine oder mehrere Litzen aus diesen Materialien mit einem entsprechenden Querschnitt. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Wärmebrücke 16 alternativ oder zusätzlich ein oder mehrere sogenannte Wärmeleitrohre (Heat-Pipe) aufweisen, innerhalb derer Wärme durch einen Gas- und/oder Flüssigkeitstransport sowie Phasenwechselvorgänge übertragen wird. Auch ist es denkbar, dass die Wärmebrücke 16 durch einen entsprechend geleiteten Luftstrom gebildet ist, beispielsweise indem im DC/AC-Wandler 13 entstehende Abwärme über einen Ventilator und einen Luftführungskanal oder -schlauch zu der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 übertragen wird. Letzteres bietet den Vorteil, dass die Höhe des Wärmeübertrags über die Drehzahl des Ventilators steuerbar ist. Insbesondere kann ein Wärmeübertrag unterbunden werden, wenn der Ventilator nicht betrieben wird.The thermal bridge 16 may be formed by a thermally conductive element, such as a solid copper or aluminum rod or by one or more strands of these materials with a corresponding cross-section. In a further embodiment, the thermal bridge 16 Alternatively or additionally, one or more so-called heat pipes (heat pipe), within which heat is transferred by a gas and / or liquid transport and phase change operations. It is also conceivable that the thermal bridge 16 is formed by a correspondingly directed air flow, for example by in the DC / AC converter 13 resulting waste heat via a fan and an air duct or hose to the DC link capacitor assembly 12 is transmitted. The latter offers the advantage that the amount of heat transfer via the speed of the fan is controllable. In particular, a heat transfer can be prevented when the fan is not operated.

Die Steuereinrichtung 14 des Wechselrichters 10 ist dazu eingerichtet, über den Temperatursensor 15 die Temperatur T der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 zu ermitteln. Wenn insbesondere zu Beginn eines Aufstartvorgangs des Wechselrichters 10 festgestellt wird, dass die Temperatur T der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 unterhalb einer vorgegebenen Mindesttemperatur T₀ liegt, wird die Wechselrichterbrücke des DC/AC-Wandlers 13 durch Ansteuern (Takten) ihrer Halbleiter-Leistungsschalter betrieben, jedoch ohne dass eine Verbindung zum Energieversorgungsnetz 7 besteht. Die Trennung vom bzw. fehlende Verbindung zum Energieversorgungsnetz 7 kann beispielsweise durch entsprechendes Ansteuern des wechselstromseitigen Schaltorgans 5 erzielt werden.The control device 14 of the inverter 10 is set up via the temperature sensor 15 the temperature T of the DC link capacitor arrangement 12 to investigate. In particular, at the beginning of a startup of the inverter 10 it is determined that the temperature T of the DC link capacitor arrangement 12 is below a predetermined minimum temperature T ₀ , the inverter bridge of the DC / AC converter 13 operated by driving (clocking) their semiconductor power switch, but without a connection to the power grid 7 consists. The separation from or missing connection to the energy supply network 7 For example, by appropriate driving the AC-side switching element 5 be achieved.

Auch ohne dass Leistung in das Energieversorgungsnetz 7 eingespeist wird, führt die Taktung der Halbleiter-Leistungsschalter der Wechselrichterbrücke zu einer Erwärmung der Halbleiter-Leistungsschalter, da Leistung z.B. über den am Wechselstromausgang 3 des Wechselrichters 13 angeschlossenen Sinusfilter 4 umgesetzt wird. Dabei können die Halbleiter-Leistungsschalter so betrieben werden, dass eine Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mit einem bewusst schlechten Wirkungsgrad erfolgt. Even without power in the power grid 7 is fed, the timing of the semiconductor circuit breaker of the inverter bridge to a heating of the semiconductor circuit breaker, since power eg over that at the AC output 3 of the inverter 13 connected sine filter 4 is implemented. In this case, the semiconductor power switches can be operated so that a conversion of direct current into alternating current takes place with a deliberately poor efficiency.

Die entstehende Wärme wird über die Wärmebrücke 16 auf die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 und dort insbesondere auf die Kondensatoren 121 zu deren Erwärmung übertragen. In diesem Betriebszustand wird der Wechselrichter 10 bevorzugt solange betrieben, bis vom Temperatursensor 15 eine Temperatur T gemessen wird, die oberhalb der vorgegebenen Mindesttemperatur T₀ liegt. Erst dann erfolgt eine Aufschaltung des Wechselrichters 10 auf das Energieversorgungsnetz 7. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Betrieb des Wechselrichters 10 unter Einspeisebedingungen erst dann erfolgt, wenn die Kondensatoren 121 der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 eine ausreichende Temperatur T größer T₀ haben und eine zum korrekten Einspeisebetrieb des DC/AC-Wandlers 13 ausreichende Kapazität bereitstellen können.The resulting heat is transmitted through the thermal bridge 16 on the DC link capacitor arrangement 12 and there especially on the capacitors 121 transferred to their heating. In this operating state, the inverter 10 preferably operated as long as from the temperature sensor 15 a temperature T is measured, which is above the predetermined minimum temperature T ₀ . Only then will the inverter be connected 10 on the power grid 7 , This will ensure that the inverter operates 10 under feed conditions takes place only when the capacitors 121 the DC link capacitor arrangement 12 have a sufficient temperature T greater than T ₀ and one for the correct feed operation of the DC / AC converter 13 can provide sufficient capacity.

Neben der Erwärmung über den Wärmepfad 16 führen die durch die Taktung der Halbleiter-Leistungsschalter der Wechselrichterbrücke hervorgerufenen Spannungsschwankungen an der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 zu einem Ein- und Ausfließen von Ladung in die Kondensatoren 121. Bei diesen Umladeprozessen wird Wärme unmittelbar in den Kondensatoren 121 freigesetzt. Diese Wärme trägt zusätzlich zu der über die Wärmebrücke 16 in die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 transportierte Wärme zur Erwärmung der Kondensatoren 121 bei. In einer alternativen Ausgestaltung des Wechselrichters 10 kann diese Wärme alleine genutzt werden, um die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 auf eine zum Betrieb geeignete Temperatur zu bringen. In einer derartigen Ausgestaltung des Wechselrichters 10 kann auf die Wärmebrücke 16 verzichtet werden. In addition to the warming over the heat path 16 cause the caused by the timing of the semiconductor circuit breaker of the inverter bridge voltage fluctuations at the DC link capacitor assembly 12 to an inflow and outflow of charge into the capacitors 121 , In these transhipment processes, heat is generated directly in the condensers 121 released. This heat adds to the heat bridge 16 in the DC link capacitor arrangement 12 transported heat to heat the capacitors 121 at. In an alternative embodiment of the inverter 10 This heat can be used alone to the DC link capacitor assembly 12 to bring to a suitable temperature for operation. In such an embodiment of the inverter 10 can on the thermal bridge 16 be waived.

2 zeigt ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens zum Anfahren einer PV-Anlage, die einen erfindungsgemäßen Wechselrichter aufweist. Das Verfahren kann beispielsweise von der Steuereinrichtung 14 des Wechselrichters 10 der 1 ausgeführt werden. Es wird daher im Folgenden beispielhaft unter Verwendung der Bezugszeichen von 1 beschrieben. 2 shows a flowchart of a preferred method for starting a PV system having an inverter according to the invention. The method may be, for example, by the controller 14 of the inverter 10 of the 1 be executed. It is therefore below by way of example using the reference numerals of 1 described.

Ausgangssituation für das Verfahren ist ein Betriebszustand der PV-Anlage, in der diese nicht in das Energieversorgungsnetz 7 einspeist, wobei insbesondere das ausgangsseitig vom Wechselrichter 10 vorgesehene Schaltorgan 5 den Wechselrichter 10 von dem Energieversorgungsnetz 7 trennt. The starting point for the process is an operating state of the PV system in which it is not in the power grid 7 fed, in particular the output side of the inverter 10 provided switching element 5 the inverter 10 from the power grid 7 separates.

In einem ersten Schritt S1 wird vom PV-Generator 1 über die Gleichstromleitungen 2 dem Wechselrichter 10 eine Spannung bereitgestellt, die ausreicht, um den Wechselrichter 10 mit eigener Betriebsspannung zu versorgen und einen in der Steuereinrichtung 14 vorhandenen Mikrocontroller zu starten.In a first step S1 is from the PV generator 1 over the DC lines 2 the inverter 10 provided a voltage sufficient to power the inverter 10 to supply with its own operating voltage and one in the control device 14 to start existing microcontroller.

In einem nachfolgenden Schritt S2 wird von der Steuereinrichtung 14 über den Temperatursensor 15 eine Temperatur T der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 ermittelt. Die gemessene Temperatur T wird mit einer vorgegebenen minimal benötigten Betriebstemperatur T₀ (Mindesttemperatur) verglichen, unterhalb derer die Kapazität der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 zu klein ist, um einen gefahrlosen Einspeisebetrieb des Wechselrichters 10 zu ermöglichen. Wenn die gemessene Temperatur T unterhalb der Mindesttemperatur T₀ liegt, verzweigt das Verfahren zu einem nächsten Schritt S3. In a subsequent step S2 is by the controller 14 over the temperature sensor 15 a temperature T of the DC link capacitor arrangement 12 determined. The measured temperature T is compared with a predetermined minimum required operating temperature T ₀ (minimum temperature), below which the capacity of the DC link capacitor arrangement 12 too small to ensure a safe feed-in operation of the inverter 10 to enable. If the measured temperature T is below the minimum temperature T ₀ , the process branches to a next step S3.

In diesem Schritt S3 wird gesteuert von der Steuereinrichtung 14 die Wechselrichterbrücke des DC/AC-Wandlers 13 getaktet, ohne dass eine Einspeisung in das Energieversorgungsnetz 7 stattfindet. Durch das Takten der Halbleiter-Leistungsschalter wird im Wechselrichter 13 Gleich- in Wechselstrom umgewandelt, der in den Sinusfilter 4 fließt. Durch die gepulste Stromentnahme aus dem Zwischenkreis erfolgen Umladevorgänge im Kondensator 121, die diesen erwärmen. Falls zusätzlich eine Wärmebrücke 16 zwischen dem DC/AC-Wandler 13 und der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 vorhanden ist, erfolgt zusätzlich ein Wärmeeintrag in die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 durch Verlustwärme, die z.B. in den Halbleiter-Leistungsschaltern umgesetzt wird. Falls die Wärmebrücke 16 schaltbar ist, wird sie entsprechend in diesem Schritt S3 aktiviert. Eine schaltbare Wärmebrücke 16 liegt beispielsweise vor, wenn Abwärme über einen ansteuerbaren Ventilator von dem DC/AC-Wandler 13 zur Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 gebracht wird. In this step S3 is controlled by the controller 14 the inverter bridge of the DC / AC converter 13 timed without any feed into the power grid 7 takes place. By clocking the semiconductor circuit breaker is in the inverter 13 Equal to AC converted into the sine wave filter 4 flows. Due to the pulsed current drain from the DC link, recharging takes place in the condenser 121 that warm this. If in addition a thermal bridge 16 between the DC / AC converter 13 and the DC link capacitor assembly 12 is present, there is additionally a heat input into the DC link capacitor arrangement 12 by loss of heat, which is implemented for example in the semiconductor circuit breakers. If the thermal bridge 16 is switchable, it is activated accordingly in this step S3. A switchable thermal bridge 16 is, for example, when waste heat via a controllable fan from the DC / AC converter 13 to the DC link capacitor arrangement 12 is brought.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 2 wird der Vorwärmbetrieb der Wechselrichterbrücke im Schritt S3 für eine vorgegebene Zeitdauer vorgenommen, wobei die Zeitdauer so gewählt ist, dass eine ausreichende Erwärmung einsetzt. Die vorgegebene Zeitdauer kann dabei abhängig von einer gemessenen Umgebungstemperatur bzw. abhängig von der in Schritt S2 gemessenen Temperatur T gewählt werden, beispielsweise anhand einer eingespeicherten und empirisch ermittelten Tabelle. Danach wird das Verfahren mit einem Schritt S4 fortgesetzt, in dem der Wechselrichter 10 in einem normalen Einspeisebetrieb betrieben wird und entsprechend die Verbindung zum Energieversorgungsnetz 7 hergestellt ist, beispielsweise durch Schließen des bis dahin geöffneten wechselstromseitigen Schaltorgans 5.In the illustrated embodiment of the 2 the preheat operation of the inverter bridge is performed in step S3 for a predetermined period of time, wherein the time period is selected so that a sufficient heating starts. The predetermined period of time can be selected as a function of a measured ambient temperature or as a function of the temperature T measured in step S2, for example on the basis of a stored and empirically determined table. Thereafter, the process proceeds to a step S4 in which the inverter 10 is operated in a normal feed-in operation and accordingly the connection to the power grid 7 is made, for example, by closing the hitherto open AC-side switching element 5 ,

Wenn im Schritt S2 festgestellt wurde, dass die Temperatur T der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 bereits zu Beginn des Verfahrens größer oder gleich der Mindesttemperatur T₀ ist, verzweigt das Verfahren unmittelbar zu dem Schritt S4 unter Umgehung des Schrittes S3. If it has been determined in step S2 that the temperature T of the DC link capacitor arrangement 12 already at the beginning of the method is greater than or equal to the minimum temperature T ₀ , the method branches directly to the step S4, bypassing the step S3.

In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nach Beendigung des Schrittes S3 das Verfahren erneut zum Schritt S2 zurückverzweigt und nicht automatisch mit dem Schritt S4 fortgesetzt wird. In diesem Fall wird die Temperatur T erneut gemessen und mit der Mindesttemperatur T₀ verglichen und ggf. der Schritt S3 erneut für die vorgegebene Zeitdauer durchlaufen. In dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, dass der Normalbetrieb im Schritt S4 erst dann eingenommen wird, wenn die Temperatur der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 hoch genug ist. In an alternative embodiment of the method, it can be provided that, after the end of step S3, the method branches back again to step S2 and is not automatically continued with step S4. In this case, the temperature T is again measured and compared with the minimum temperature T ₀ and, if necessary, step S3 again through for the predetermined period of time. In this embodiment, it is ensured that the normal operation is only taken in step S4 when the temperature of the DC link capacitor arrangement 12 is high enough.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Verfahrens kann die Reihenfolge der Schritte S2 und S3 getauscht sein. In einer derartigen Ausgestaltung wird nachdem Schritt S1 zunächst der Vorwärmbetrieb im Schritt S3 für eine vorgegebene Zeitdauer durchlaufen, bevor die Temperatur T gemessen und überprüft wird. Nur wenn die Temperatur T eine ausreichende Höhe erreicht hat und größer als die Mindesttemperatur T₀ oder gleich der Mindesttemperatur T₀ ist, wird das Verfahren mit dem Schritt S4 fortgesetzt. Ansonsten verzweigt das Verfahren zurück und durchläuft erneut den Schritt S3, in dem die Wechselrichterbrücke des DC/AC-Wandlers 13 getaktet wird, ohne dass ein Einspeisebetrieb erfolgt. In diesem Fall kann die Zeitdauer des Vorwärmschritts S3 kurz gewählt werden, da sichergestellt ist, dass dieser mehrfach durchlaufen wird, wenn die Temperatur T der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 noch nicht ausreichend hoch ist. In a further alternative embodiment of the method, the sequence of steps S2 and S3 can be exchanged. In such an embodiment, after step S1, first the preheat operation is performed in step S3 for a predetermined period of time before the temperature T is measured and checked. Only when the temperature T has reached a sufficient height and is greater than the minimum temperature T ₀ or equal to the minimum temperature T ₀ , the process proceeds to step S4. Otherwise, the process branches back and again passes through step S3, in which the inverter bridge of the DC / AC converter 13 is clocked without a feed-in operation takes place. In this case, the time duration of the preheating step S3 can be selected short, since it is ensured that it is run through several times when the temperature T of the DC link capacitor arrangement 12 is not high enough.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Verfahrens kann anstelle oder zusätzlich zu einer Temperaturmessung auch eine unmittelbare Messung der Kapazität der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 erfolgen. Der Vorwärmschritt S3 wird dann so lange ausgeführt oder so oft wiederholt, bis die Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12 eine ausreichende Kapazität erreicht hat. Auch andere Parameter der Zwischenkreis-Kondensatoranordnung 12, aus denen auf ein temperaturbedingtes Absinken der Kapazität geschlossen werden kann, beispielsweise der Serienersatzwiderstand, können zur Steuerung des Verfahrens verwendet werden.In a further alternative embodiment of the method, in place of or in addition to a temperature measurement, an immediate measurement of the capacitance of the DC link capacitor arrangement 12 respectively. The preheating step S3 is then carried out or repeated until the DC link capacitor arrangement 12 has reached a sufficient capacity. Other parameters of the DC link capacitor arrangement 12 from which a temperature-related decrease in the capacitance can be inferred, for example the series-equivalent resistance, can be used to control the method.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: PV-Generator PV generator
22: Gleichstromleitung DC line
33: Wechselstromausgang AC output
44: Sinus-Filter Sinus filter
55: Trennorgan separating element
66: Transformator transformer
77: Energieversorgungsnetz Power grid
1010: Wechselrichter inverter
1111: DC/DC-Wandler DC / DC converter
1212: Zwischenkreis-Kondensatoranordnung DC link capacitor arrangement
121121: Kondensator capacitor
1313: DC/AC-Wandler DC / AC converter
1414: Steuereinrichtung control device
1515: Temperatursensor temperature sensor
1616: Wärmebrücke thermal bridge
S1–S4S1-S4: Schritt step
TT: Temperatur temperature
T₀ T ₀: minimale Betriebstemperatur (Mindesttemperatur) minimum operating temperature (minimum temperature)

Claims

Inverter ( 10 ) for feeding electrical power into a power grid ( 7 ), comprising a DC link capacitor arrangement ( 12 ) and a plurality of semiconductor power switches, which are controlled by a control device ( 14 ), characterized in that - the inverter ( 10 ) at least one temperature sensor ( 15 ) for determining a temperature (T) of the DC link capacitor arrangement ( 12 ) having; and - the control device ( 14 ) is adapted to control the semiconductor power switches depending on the temperature (T), without electrical power in the power grid ( 7 ) is fed to heat loss of the inverter ( 10 ) the DC link capacitor arrangement ( 12 ) preheat.

Inverter ( 10 ) according to claim 1, in which the intermediate circuit capacitor arrangement ( 12 ) has at least one electrolytic capacitor.

Inverter ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein a thermal bridge ( 16 ) is provided which the DC link capacitor arrangement ( 12 ) thermally connects to the semiconductor power switches.

Inverter ( 10 ) according to claim 3, wherein the thermal bridge ( 16 ) comprises a heat conductive material and / or a heat pipe.

Inverter ( 10 ) according to claim 3, wherein the thermal bridge ( 16 ) comprises a fan and an air duct or an air duct.

Inverter ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 14 ) is arranged to drive the semiconductor power switches such that the heat loss for preheating the DC link capacitor arrangement ( 12 ) by transhipment operations in at least one capacitor ( 121 ) of the DC link capacitor arrangement ( 12 ) itself arises.

Inverter ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the inverter ( 10 ) is adapted to increase the capacitance of the DC link capacitor arrangement ( 12 ), wherein the driving of the semiconductor power switches takes place as a function of the specific capacitance.

Photovoltaic system comprising an inverter ( 10 ) according to one of the preceding claims.