DE3105352C2

DE3105352C2 -

Info

Publication number: DE3105352C2
Application number: DE3105352A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. 8401 Obertraubling De Hollaus; Franz Ing.(Grad.) Lang; Peter Rempter; Egon Ing.(Grad.) 8400 Regensburg De Humbs
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1992-04-02
Also published as: DE3105352A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In großen photovoltaischen Solar-Stromversorgungsanlagen, bei denen eine Vielzahl von Solarzellen in Modulen zusammengeschaltet sind, die ihrerseits wiederum zu "Arrays" verbunden sind, ist die Überwachung 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, jedes Modul gesondert zu verdrahten und/oder in regelmäßigen Zeitabständen zu messen. Hierzu ist aber ein hoher Verdrahtungsaufwand beziehungsweise der Einsatz qualifizierter Fachkräfte erforderlich.

Aus der deutschen Firmenschrift: AEG-Telefunken, Photovoltaic Power Supply Systems, Development and Application of Solar Energy, N 46.6.7031/0680, Seite 14 ist ein zentrales Monitorsystem zur Fernüberwachung von Solargeneratoren bekannt.

Aus dem US-Buch: C. E. Backus (Herausgeber), Solar Cells, New York 1976, Seite 379 bis 386 ist eine Solarzellenanordnung bekannt, die eine Fehleranzeigevorrichtung als integrierten Teil der Leistungsschalteinheit aufweist, die automatisch auf Veränderungen der individuellen Solarzellencharakteristiken reagiert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Anzeige des Betriebszustandes bei Solarzellen, die in Modulen zusammengeschaltet sind, anzugeben, bei der kein wesentlicher Verdrahtungsaufwand erforderlich ist und die einfach überwacht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Anzeigeelement in das Modul integriert ist oder in ein separates Steckergehäuse integriert am Modul angebracht ist.

Die Anzeigeelemente, die beispielsweise Leuchtdioden sind, liegen dabei zweckmäßigerweise auf der Rückseite der einzelnen Module 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.

Das Anzeigeelement kann fest in die einzelnen Module eingebaut (vergleiche Fig. 1, 3) oder angebaut (vergleiche Fig. 2, 4) werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein strombegrenzender Widerstand in Reihe zum Anzeigeelement liegt, um so deren Überlastung zu verhindern.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

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, im Ausführungsbeispiel 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 dieses 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 dieses Modul gestört ist. Damit ist eine einfache visuelle Moduleffekt-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 Überlastungsschutz 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 Überwachung der gesamten Anlage äußerst gering ist. Anstelle einer Leuchtdiode kann 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.

Claims

1. Anordnung zur Anzeige des Betriebszustandes bei Solarzellen (10), die in Modulen (2 bis 5) zusammengeschaltet sind, wobei wenigstens ein Anzeigeelement (9) parallel zu mindestens einem Modul (2 bis 5) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (9) in das Modul (2) integriert ist.

2. Anordnung zur Anzeige des Betriebszustandes bei Solarzellen (10), die in Modulen (2 bis 5) zusammengeschaltet sind, wobei wenigstens ein Anzeigeelement (9) parallel zu mindestens Modul (2 bis 5) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (9) in ein separates Steckergehäuse (13) integriert am Modul (2) angebracht ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein strombegrenzender Widerstand (11) in Reihe zum Anzeigeelement (9) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (9) bei ungestörtem Lichteinfall auf das Modul (2 bis (5) ein Signal abgibt.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (9) eine leistungsstarke Leuchtdiode ist.