DE3105352A1

DE3105352A1 - Anordnung zur anzeige einer funktionsstoerung bei solarzellen

Info

Publication number: DE3105352A1
Application number: DE19813105352
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. 8401 Obertraubling Hollaus; Egon Ing.(grad.) 8400 Regensburg Humbs; Franz Ing.(Grad.) Lang; Peter Rempter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE3105352C2

Description

Anordnung zur Anzeige einer Funktionsstörung bei
Solarzellen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige einer Funktionsstörung bei Solarzellen, die in Modulen zusammenge schaltet sind.
In großen photovoltaischen Solar-Stromversorgangsanlagen, bei denen eine Vielzahl von Solarzellen in Modulen zusammengeschaltet sind, die ihrerseits wiederum zu "Arrays" verbunden sind, ist die Uberwachung der einzelnen Module aufwendig und die Fehlersuche bei diesen mühsam, da aus der der Anlage insgesamt entnommenen Leistung nicht geschlossen werden kann, welche Module gegebenenfalls gestört sind. Ursachen für derartige Störungen können beispielsweise Verschmutzungen oder Defekte einzelner Solarzellen oder Oberflächenbeschädigungen und so weiter sein.
Eine Möglichkeit zur Überwachung der einzelnen Module besteht darin, jeden Modul gesondert zu verdrahten und/oder in regelmäßigen Zeitabständen zu messen. Hierzu ist aber ein hoher Verdrahtungsaufwand beziehungsweise der Einsatz qualifizierter Fachkräfte erforderlich.
Ein anderes Problem besteht darin, daß bei einer Teilabdunklung von Solarzellen oder Modulen thermische Belastungen der betroffenen Solarzellen oder Module auftreten können, die zu einer eventuellen Zerstörlmg fihren.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Anzeige einer Funktionsstörung bei Solarzellen, die in Modulen zusammengeschaltet sind, anzugeben, bei der kein wesentlicher Verdrahtungsaufwand erforderlich ist, die einfach überwacht werden kann und die außerdem einen Überlastungsschutz bei Teilabdunklung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Anzeigeelement parallel zu mindestens einem Modul liegt.
Die Anzeigeelemente, die beispielsweise Leuchtdioden sind, liegen dabei zweckmäßigerweise auf der Rückseite der einzelnen Modulen und können so von einem Beobachter ohne besonderen Aufwand überblickt werden. Wenn eines der Anzeigeelemente kein Signal aussendet, so meldet dies eine Störung bei dem zugehörigen Modul.
Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine Diode antiparallel zum Anzeigeelement als Umpolungsschutz des Moduls vorgesehen. Diese Diode ist bei Normalbetrieb gesperrt und bildet so einen zuverlässigen Uberlastungsschutz bei Teilabdunklungen.
Die Dioden und das Anzeigeelement können fest in die einzelnen Module eingebaut (vergleiche Fig. 1, 3) oder angebaut (vergleiche Fig. 2, 4) werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein strombegrenzender Widerstand in Reihe zum Anzeigeelement liegt, um so deren oberlastung zu verhindern.
Das Anzeigeelement, die Diode und der strombegrenzende Widerstand können in den Modul integriert werden, so daß der zusätzliche Verdrahtungsaufwand äußerst gering ist.
Nachfolgesd wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Anlage, bei der mehrere Module nebeneinander liegen und elektrisch in Reihe geschaltet sind, Fig. 2 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 3 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und Fig. 4 eine Anlage nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 1 sind mehrere Module, 2, 3, 4, 5 über Befestigungsteile (beispielsweise Schrauben) 6 mit einem Träger 1 verbunden und elektrisch durch Strom-Verbindungsleitungen 7 in Reihe geschaltet. Die Rückseite 8 jedes Moduls weist ein Anzeigeelement 9, beispielsweise eine Leuchtdiode, auf, das bei ungestörtem Betrieb des zugehörigen Moduls ein Signal (also bei einer Leuchtdiode Licht) aussendet, wie dies in der Fig. 1 für die Module 2, 3 und 5 durch Pfeile angedeutet ist. Das Anzeigeelement 9 des Moduls 4 sendet kein Signal aus, was bedeutet, daß dieser Modul gestört ist. Damit ist eine einfache visuelle Erkennung eines Modul-Defektes möglich (vergleiche hierzu das Schaltbild der Fig. 3).
In Fig. 4 sind mehrere Module 2, 3, 4, 5 über die Befestigungsteile 6 mit dem Träger 1 verbunden und elektrisch durch die Strom-Verbindungsleitungen 7 in Reihe geschaltet. Die Rückseite eines Steckergehäuses 13 weist ein Anzeigeelement 9 auf, das bei ungestörtem Betrieb des zugehörigen Moduls ein Signal abgibt (in Fig. 4 bei den Modulen 2, 3, 5 durch Pfeile angedeutet). Das Anzeigeelement 9 des Moduls 4 sendet kein Signal aus, was bedeutet, daß dieser Modul gestört ist. Damit ist eine einfache visuelle Moduldefekt-Erkennung möglich (vergleiche das Schaltbild der Fig. 2).
Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der einzelne Solarzellen 10 des Moduls 2 angedeutet sind. Parallel zu diesen Solarzellen 10 liegt eine Reihenschaltung aus dem Anzeigeelement 9 und einem strombegrenzenden Widerstand 11. Außerdem ist parallel zur Reihenschaltung aus dem Anzeigeelement 9 und dem strombegrenzenden Widerstand 11 und antiparallel zum Anzeigeelement 9 eine normalerweise gesperrte Diode 12 vorgesehen. Diese Diode 12 dient als Uberlastungsschutz und vermeidet eine Polaritätsumkehr, die größer als die Durchlaßspannung der Diode 12 ist, und damit eine Aufheizung der Solarzellen bei teilweise abgedunkelten Modulen. Für das Anzeigeelement 9 kann eine etwa 2 mA verbrauchende leistungsarme Leuchtdiode verwendet werden, so daß der zusätzliche Energieaufwand zur Uberwachung der gesamten Anlage äußerst gering ist.
Anstelle einer Leuchtdiode kann beispielsweise auch eine Flüssigkristallanzeige vorgesehen werden.
Fig. 3 zeigt ein zu Fig. 2 ähnliches Schaltbild, bei dem jedoch das Anzeigeelement 9, der strombegrenzende Widerstand 11 und die Diode 12 entsprechend Fig. 1 in den Modul 2 integriert und nicht wie in Fig. 2 beziehungsweise Fig. 4 nur angebaut sind.
4 Figuren 9 Patentansprüche

Claims

Patentanspriiche Anordnung zur Anzeige einer Funktionsstörung bei Soarzellen, die in Modulen zusammengeschaltet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens ein Anzeigeelement (9) parallel zu mindestens einem Modul (2 bis 5) liegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine Diode (12) antiparallel zum Anzeigeelement (9) als Umpolungsschutz des Moduls (2 bis 5) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Diode (12) bei Normalbetrieb gesperrt ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein strombegrenzender Widerstand (11) in Reihe zum Anzeigeelement (9) vorgesehen ist.
5. Anordnung nach einem der AnsprUche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigeelement (9), die Diode (12) und der strombegrenzende Widerstand (11) in den Modul (2) integriert sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigeelement (9) bei ungestörtem Lichteinfall auf dem Modul (2 bis 5) ein Signal abgibt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigeelement (9) eine leistungsarme Leuchtdiode ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Leuchtdiode (9) einen Strom von etwa 2 mA verbraucht.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigeelement (9), die Diode (12) und der strombegrenzende Widerstand (11) in ein separates Steckergehäuse (13) integriert an den Modul (2) angebracht sind (Fig. 2, 4).