DE4032569C2

DE4032569C2 -

Info

Publication number: DE4032569C2
Application number: DE4032569A
Authority: DE
Inventors: Egon Dr.-Ing. 3470 Hoexter De Ortjohann; Reiner Dipl.-Ing. 4150 Krefeld De Rosendahl
Original assignee: Flachglas Solartechnik GmbH
Current assignee: Pilkington Solar International 50667 Koeln GmbH
Priority date: 1990-10-13
Filing date: 1990-10-13
Publication date: 1993-01-14
Also published as: CH683216A5; DE4032569A1

Description

Die Erfindung betrifft eine netzgekoppelte Photovoltaik anlage, mit einem Solargenerator, welcher eine Vielzahl seriell oder parallel verschalteter Moduln umfaßt, wobei jeweils einer Modulgruppe ein MPP-Tracker zugeordnet ist, mit wenigstens einem Wechselrichter zum Umwandeln der erzeugten Gleich spannung in Wechselspannung, mit einer ersten Einrichtung zum Anbinden an das Netz, welche mindestens einen Lei stungsschalter umfaßt, und mit einer zweiten Einrichtung zur Steuerung und Überwachung der Anlage mittels eines Mikrocomputers.The invention relates to a grid-connected photovoltaic plant, with a solar generator, which a variety comprises modules connected in series or in parallel, each of which an MPP tracker is assigned to a module group, with at least an inverter for converting the generated equal voltage in alternating voltage, with a first device to connect to the network, which has at least one lei circuit breaker comprises, and with a second device to control and monitor the system using a Microcomputers.

Eine Photovoltaikanlage ist in dem Aufsatz "Photovoltaik anlage in Fellbach", Sonnenenergie 2/90, Seiten 16 ff. (1990), beschrieben. Der Solargenerator besteht dabei aus einer Vielzahl verschalteter Module, die zu sogenannten Strings seriell verschaltet sind, wobei durch die Anzahl der Module die Ausgangsspannung der Strings festgelegt ist. Je nach gewünschter Ausgangsleistung wird eine ent sprechende Anzahl von Strings parallelgeschaltet. Die Umwandlung der durch den Solargenerator erzeugten Gleich stromgrößen in netzkonforme elektrische Größen, also Wechselströme und Wechselspannungen, erfolgt mittels eines gemeinsamen Wechselrichters.A photovoltaic system is included in the article "Photovoltaics plant in Fellbach ", solar energy 2/90, pages 16 ff. (1990). The solar generator consists of a large number of interconnected modules, which are known as Strings are connected in series, whereby by the number the output voltage of the strings is. Depending on the desired output power, an ent speaking number of strings connected in parallel. The Conversion of the direct generated by the solar generator current quantities in network-compliant electrical quantities, that is Alternating currents and alternating voltages takes place by means of of a common inverter.

Dazu müssen die Strings auf einer Gleichstromsammelschiene zusammengefaßt werden. Um die Ohm′schen Leitungsverluste möglichst gering zu halten, ist ein vergleichsweise großer Querschnitt der Schiene notwendig. Eine derartige bekann te Anlage hat auch den Nachteil, daß das leistungsschwäch ste Modul innerhalb eines Strings den Stringstrom be grenzt. Dies führt wiederum zu einer Leistungsschwächung der Gesamtanlage. Eine solche Leistungsschwächung kann beispielsweise bei Teilabschattung des Solargenerators auftreten, wenn also nicht die gesamte Generatorfläche ausgeleuchtet ist. Weiterhin gestaltet es sich schwierig, die Funktionsfähigkeit der einzelnen Module individuell zu überwachen. Dazu wird auf die DE 88 15 963 U1 verwie sen, aus der bekannt ist, eine Shuntdiode, die zur Über brückung eines defekten Moduls dient, auch dazu zu verwen den, eine lichtemittierende Diode oder ein Drehspulgerät anzusteuern, um so die Möglichkeit zu haben, die Position eines defekten Moduls im Solargenerator optisch festzu stellen. Hier wird der große Schaltungsaufwand deutlich, der zur Lösung dieses Einzelproblems notwendig ist.To do this, the strings must be on a DC busbar be summarized. About the ohmic line losses Keeping it as small as possible is a comparatively large one Cross section of the rail necessary. Such was known te system also has the disadvantage that the poor performance module within a string be the string stream borders. This in turn leads to a weakening of performance the entire system. Such a weakening of performance can for example with partial shading of the solar generator occur, if not the entire generator area is illuminated. Furthermore, it is difficult the functionality of the individual modules individually to monitor. For this purpose, reference is made to DE 88 15 963 U1 sen, from which it is known, a shunt diode, which is used for over bridging a defective module is also used , a light emitting diode or a moving coil device to control, so as to have the opportunity to position of a defective module in the solar generator optically put. Here the great circuit effort becomes clear which is necessary to solve this individual problem.

Es ist weiterhin aus der DE 36 11 545 A1 bekannt, bei einem Modul, das von einem Rahmen aus Hohlprofilen umgeben ist, in einem solchen Hohlraum ein elektrisches Regelgerät anzuordnen, das Steuer-, Regel- und/oder Wandelfunktion hat. Ein solches Regelgerät muß in seinen Abmessungen optimal an den Hohlraum des Profiles angepaßt werden, damit das so ausgestattete Modul an ein anderes angelegt werden kann. Damit ist ein solches Modul wenig variabel und somit zur Serienfertigung ungeeignet.It is also known from DE 36 11 545 A1, at a module surrounded by a frame made of hollow profiles is an electrical control device in such a cavity to arrange the control, regulation and / or conversion function Has. The dimensions of such a control device must be can be optimally adapted to the cavity of the profile, so that the module equipped in this way is put on another can be. Such a module is therefore not very variable and therefore unsuitable for series production.

Eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der Zeitschrift "elektrische energie-technik", 29. Jahrgang (1984), Nr. 1, S. 59 ff., beschrieben. Dabei ist ein Solargenerator aus einer Vielzahl seriell oder parallel verschalteter Module aufgebaut, wobei jeder Modulgruppe ein MPP-Traktor zugeordnet ist, deren Ausgänge mit einer Gleichspannungssammelschiene verbunden sind. Es ist wei terhin ein Wechselrichter zum Umwandeln der erzeugten Gleichspannung in Wechselspannung vorgesehen, wobei über eine Einrichtung mit Leistungsteil die Anbindung an das Netz erfolgt. Die Anlagensteuerung übernimmt ein Mikrocom puter, der neben reinen Schutzaufgaben, nämlich der Über wachung von Akkumulatoren, die einen Energieausgleich bei stark schwankendem Angebot des Solargeneratores ermöglicht, auch Steuerfunktionen hinsichtlich der Energieflußoptimie rung erfüllt.A grid-connected photovoltaic system according to the generic term of claim 1 is in the Magazine "electrical energy technology", 29th year (1984), No. 1, pp. 59 ff. There is a Solar generator from a variety of series or parallel interconnected modules, each module group an MPP tractor is assigned, the outputs of which are marked with a DC busbar are connected. It is white then an inverter to convert the generated DC voltage is provided in AC voltage, with over a facility with a power section connects to the Network. The system is controlled by a Mikrocom puter, which in addition to pure protective tasks, namely the over guarding accumulators that contribute to energy balance strongly fluctuating supply of the solar generator enables also control functions with regard to energy flow optimization tion fulfilled.

Aus der Zeitschrift "Elektrizitätswirtschaft", Jahrgang 85 (1986), Heft 5, S. 175 ff., ist ein photovoltaischer Generator bekannt, bei dem ein Wechselrichter mit MPT- Regelung direkt an den Solargenerator angeschlossen ist. Durch diese Technik wird es möglich, jeden der Molule einen Wechselrichter zuzuordnen, wodurch die Gleichspan nungssammelschiene entfallen und auch die Anlagenzuverläs sigkeit erhöht werden kann.From the magazine "Elektrizitätswirtschaft", vintage 85 (1986), No. 5, p. 175 ff., Is a photovoltaic Generator known in which an inverter with MPT Regulation is connected directly to the solar generator. This technique makes it possible for each of the Molule to assign an inverter, whereby the DC voltage busbar and the system reliability liquid can be increased.

Entscheidend für eine effektiv betreibbare Photovoltaikan lage ist jedoch deren optimale Steuerung, die bei den bekannten Anlagen nur unter hohem Schaltungsaufwand erfol gen kann.Crucial for an effectively operable photovoltaic location, however, is their optimal control, which is the case with the known systems only with a lot of circuitry can.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Photo voltaikanlage zu schaffen, die in ihrem Aufbau vereinfacht ist und bei der eine effektive Steuerung durchgeführt werden kann, so daß auch insbesondere bei Ausfall einzel ner Module der Wirkungsgrad der gesamten Anlage kaum oder gar nicht beeinträchtigt wird.It is the object of the present invention to take a photo to create voltaic system that simplifies its construction and in which effective control is carried out can be so that even in the event of failure individually ner modules the efficiency of the entire system hardly or is not affected at all.

Diese Aufgabe wird von einer netzgekoppelten Photovoltaik anlage der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches gelöst.This task is done by grid-connected photovoltaics Plant of the type mentioned at the beginning with the characteristics of the characterizing part of the claim.

Erfindungsgemäß weist jedes Modul einen integrierten Wechselrichter mit MPP-Tracking auf, weiterhin sind auch die erste Einrichtung als Leitungsteil und die zweite Einrichtung als Steuerteil modular aufgebaut, wobei ein gemeinsamer Datenbus die Daten einer Vielzahl von Modulen des Solargenerators der zweiten Einrichtung zuführt und wobei die Module auch über die zu deren Steuerung zu erfassenden Meßdaten über wachbar sind. Nunmehr übernimmt bei jedem Modul der Wech selrichter auch das Einstellen des maximalen Leistungs punktes, was aufgrund der nicht linearen U/I-Kennlinie von Photovoltaikanlagen notwendig ist. Bei der Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedes Modul in seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden. Hier durch wirken sich Teilabschattungseffekte nur auf die betroffenen Module aus und beeinträchtigen den Wirkungs grad der gesamten Anlage nur wenig. Das Leistungs- und Steuerteil übernimmt dann die Steuerung und/oder Überwa chung unter Berücksichtigung von Parametern, die bei spielsweise durch Auflagen der Energieversorgungsunter nehmen in den Prozeß einfließen müssen, wie etwa Maßnahmen für den Netzschutz oder dergleichen, und durch Auswerten von Meßdaten von den Modulen. Um die Wechselrichtersteue rung für jedes Modul durchführen zu können, müssen Meßda ten auf der Gleichstromseite und auf der Wechselstromseite erfaßt werden. Es bedeutet daher kaum zusätzlichen Aufwand, diese Information zu verwenden, um einen Ausfall eines Moduls festzustellen. Es führt dazu ein gemeinsamer Datenbus die Da ten einer Vielzahl von Modulen dem Leistungs- und Steuerteil zu.According to the invention, each Module an integrated inverter with MPP tracking on, continues are also the first establishment as a line part and the second device as a control part modular design, with a common data bus Data of a variety of modules of the solar generator feeds the second device and the modules too about the measurement data to be recorded for their control via are awake. Now the change takes over for each module rectifier also setting the maximum power point, which is due to the non-linear U / I characteristic of photovoltaic systems is necessary. At the plant According to the present invention, each module in be operated at its optimal working point. Here partial shadowing effects only affect the affected modules and impair the effectiveness degree of the entire system only a little. The performance and The control part then takes over control and / or monitoring consideration taking parameters into account for example, by requirements of the energy supply companies need to flow into the process, such as measures for network protection or the like, and by evaluation of measurement data from the modules. To the inverter tax To be able to carry out each module, on the DC side and on the AC side be recorded. It means little additional effort use this information to report a module failure ascertain. A common data bus leads to this a large number of modules in the power and control section to.

Aufgrund der modularen Ausbildung kann das Steuerteil auch räumlich vom Leistungsteil getrennt sein. Dies ist vorteil haft im Sinne einer möglichst weitgehenden Standardisierbar keit. Die einzelnen Komponenten der Zentraleinheit können dabei so konzipiert sein, daß der Einbau in Systemschränke möglich ist. Dadurch kann der Verkabelungsaufwand zur Netzanbindung beträchtlich gesenkt werden. Ohne zusätzlichen Gehäuseaufwand können dann die Teile mit in die bereits vorhandene Hausinstallation eingebunden werden.Due to the modular design, the control section can also be spatially separated from the power section. This is an advantage liable to be standardized as far as possible speed. The individual components of the central unit can be designed in this way be that installation in system cabinets is possible. Thereby the cabling effort for network connection can be considerable be lowered. Then without additional housing effort the parts in the existing house installation be involved.

Durch den voneinander unabhängigen modularen Aufbau von Leistungsteil und Steuerteil wird insbesondere eine indivi duelle Anpassung des Leistungsteils an die Generatorleistung ermöglicht, während der Steuerteil unabhängig davon aufgebaut werden kann.Due to the independent modular structure of Power section and control section in particular become an individual duel adaptation of the power unit to the generator power allows while the control section is built independently can be.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage wird erreicht, daß der üblicherweise erforderliche Verdrahtungsaufwand erheblich verringert wird. Beispielsweise entfällt auch die aufwendige Gleichstromsammelschiene. Die Möglichkeit zur Modulüber wachung wird bei der erfindungsgemäßen Anlage sozusagen mit geliefert. Darüber hinaus würde auch der Ausfall eines oder mehrerer Module nicht die verheerenden Konsequenzen wie bei einer konventionellen Anlage haben und den Gesamtwirkungsgrad der Anlage nur unwesentlich beeinträchtigen.With the system according to the invention it is achieved that the Usually required wiring effort considerably is reduced. For example, the time-consuming process is also eliminated DC busbar. The possibility of module over Watch is in the system according to the invention, so to speak delivered. In addition, the failure of one or multiple modules not the devastating consequences as with a conventional system and the overall efficiency affect the system only insignificantly.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:In the following the invention with reference to the drawing explained. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungs gemäßen netzgekoppelten Photovoltaikanlage, Fig. 1 is a schematic representation of the Invention proper grid-connected photovoltaic system,

Fig. 2 ein Funktionsschaltbild eines photovoltaik schen Moduls mit integriertem Wechselrichter, Fig. 2 is a functional diagram of a photovoltaic's modulus inverter-integrated,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Leistungs- und Steuerteils, Fig. 3 is a block diagram of the power and control portion,

Fig. 4 eine Darstellung des mechanischen Aufbaus des Moduls mit integriertem Wechselrichter, Fig. 4 is an illustration of the mechanical structure of the module with integrated inverter,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Verbindungselemente des Wechselrichters, Fig. 5 is a schematic representation of the structure of the connecting elements of the inverter,

Fig. 6 eine schematische Ansicht im Längsschnitt des Wechselrichters, Fig. 6 is a schematic view in longitudinal section of the inverter,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Leistungs teiles, und Fig. 7 is a schematic representation of the power part, and

Fig. 8 eine Außenansicht des Steuerteils. Fig. 8 is an external view of the control part.

Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht der erfin dungsgemäßen Photovoltaik-Anlage. Eine Vielzahl von Modu len 1, 1′, 1′′ sind zu Strings L1-S, L2-S und L3-S zusam mengefaßt. Jedes der Moduln 1, 1′, 1′′ ist mit einem eige nen Wechselrichter 2, 2′, 2′′ versehen und über diesen direkt mit dem Netz 4 verbunden. Jedes Modul 1, 1′, 1′′ stellt somit eine eigenständige netzgekoppelte Einheit dar. Die Strings können beispielsweise die drei Phasen eines Niederspannungs-Drehstromsystems bilden. Jeder String bildet somit eine eigenständige Einheit und wird mit einer Betriebsspannung von je 220 Volt betrieben. Über die Strings L1-S, L2-S, L3-S sind die Module mit einem Leistungs- und Steuerteil 3 verbunden. Dieses Lei stungs- und Steuerteil 3 stellt das Bindeglied zum Netz 4 dar. Es hat weiterhin Überwachungsfunktion für die dezentralisierten Wechselrichter 2, 2′, 2′′. Dazu ist dann ein Datenbus 5 vorgesehen, über den jedes der Module mit dem Leistungs- und Steuerteil kommunizieren kann. Über den Datenbus 5 erhält das Leistungs- und Steuerteil 3 Informationen, die es ihm ermöglichen, die Funktionsfä higkeit der Module 1, 1′, 1′′ zu überwachen. Dabei werden nicht nur Leistungskenndaten überprüft, sondern auch mögliche Moduldefekte können lokalisiert werden, so daß sich anfallende Wartungsarbeiten zielgerichtet und genau durchführen lassen. Die Strings L1-S, L2-S und L3-S werden hinter dem Leistungs- und Steuerteil 3 als Phasenleiter L1, L2, L3 weitergeführt, während ein gemeinsamer Nullei ter N vorgesehen ist, die dann jeweils an das Netz 4 angekoppelt werden. Fig. 1 shows an overall schematic view of the photovoltaic system according to the invention. A variety of Modu len 1 , 1 ', 1 ''are summarized to strings L 1 -S, L 2 -S and L 3 -S together. Each of the modules 1 , 1 ', 1 ''is provided with its own inverter 2 , 2 ', 2 '' and connected directly to the grid 4 via this. Each module 1 , 1 ', 1 ''thus represents an independent, grid-connected unit. The strings can, for example, form the three phases of a low-voltage three-phase system. Each string thus forms an independent unit and is operated with an operating voltage of 220 volts each. The modules are connected to a power and control part 3 via the strings L 1 -S, L 2 -S, L 3 -S. This performance and control part 3 represents the link to the network 4. It also has a monitoring function for the decentralized inverters 2 , 2 ', 2 ''. For this purpose, a data bus 5 is then provided, via which each of the modules can communicate with the power and control section. Via the data bus 5 , the power and control part 3 receives information that enables it to monitor the functionality of the modules 1 , 1 ', 1 ''. Not only are performance characteristics checked, but also possible module defects can be localized so that maintenance work can be carried out in a targeted and precise manner. The strings L 1 -S, L 2 -S and L 3 -S are continued behind the power and control part 3 as phase conductors L 1 , L 2 , L 3 , while a common Nullei ter N is provided, which then each to the Network 4 are coupled.

Fig. 2 zeigt das Funktionsschaltbild eines Moduls 1 mit integriertem Wechselrichter 2. Auf schaltungstechnisch übliche Weise ist die Gleichstromseite DC des Wechsel richters 2 an den photovoltaischen Ausgang des Moduls 1 gelegt. Von dieser Gleichstromseite wird über die Meß leitung 12 Information abgenommen und einer Steuereinheit 11 zugeführt. Der Wechselrichter 2 konvertiert die Gleich stromgrößen dann in Wechselstromgrößen, die von der Wech selstromseite AC abgenommen werden. Eine Meßleitung 13 führt wiederum Information von der Wechselstromseite auf die Steuereinheit 11. Die Steuereinheit 11 wiederum berei tet die Information zum Ansteuern des Leistungsteiles 10 des Wechselrichters 2 auf. Der Wechselrichter 2 wird so betrieben, daß er an seinem MPP-Punkt (Maximum Power Point), also an dem optimalen Arbeitspunkt des Moduls betrieben wird. Weiterhin gibt die Steuereinheit 11 Signa le an den Datenbus 5, der diese Daten dem Leistungs- und Steuerteil zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit des Moduls 1 zu führt. Ein solcher Wechselrichter unterscheidet sich grundsätzlich nicht von solchen, die in Anlagen nach dem Stand der Technik verwendet werden. Ein Vorteil ergibt sich aber aus der relativ geringen Übertragungsleistung, die je nach Modul zwischen 50 W und 150 W betragen kann. Aufgrund der geringen Übertragungsleistung ist ein platz sparender Leiterplattengesamtaufbau möglich. Fig. 2 shows the functional diagram of a module 1 with integrated inverter 2. In a circuit-wise manner, the DC side DC of the inverter 2 is placed on the photovoltaic output of the module 1 . From this DC side 12 information is taken via the measuring line and fed to a control unit 11 . The inverter 2 then converts the direct current quantities into alternating current quantities which are taken from the alternating current side AC. A measuring line 13 in turn carries information from the AC side to the control unit 11 . The control unit 11 in turn prepares the information for controlling the power section 10 of the inverter 2 . The inverter 2 is operated such that it is operated at its MPP point (maximum power point), that is to say at the optimal operating point of the module. Furthermore, the control unit 11 sends signals to the data bus 5 , which feeds this data to the power and control section for checking the functionality of the module 1 . Such an inverter is fundamentally no different from those used in state-of-the-art systems. One advantage is the relatively low transmission power, which can be between 50 W and 150 W depending on the module. Due to the low transmission power, a space-saving overall PCB construction is possible.

In der Gesamtanlage müssen relativ viele Wechselrichter elektrisch nahe parallelgeschaltet werden. Dies erfordert ein neues Steuerungskonzept, das die Blind- und Wirkungs steuerung sowie das MPP-Tracking, also das Hinführen zum optimalen Arbeitspunkt, beinhaltet. Zur Steuerung kann beispielsweise eine Parametersteuerung eingesetzt werden, die auch schon in anderen Bereichen mit großem Erfolg eingesetzt worden ist. Mit heute verfügbaren leistungs starken Microcontrollern kann die Steuerung realisiert werden.A relatively large number of inverters are required in the overall system electrically close in parallel. This requires a new control concept, the blind and effective control as well as MPP tracking, i.e. leading to optimal working point. Can be used to control for example, parameter control can be used, which are already very successful in other areas has been used. With power available today strong microcontrollers can implement the control will.

Fig. 3 zeigt das Funktionsschema des Leistungs- und Steu erteiles getrennt nach Leistungsteil 31 und Steuerteil 32. Der Leistungsteil umfaßt die Zuleitungen für die Strings L1-S, L2-S und L3-S, deren Nulleiter gemeinsam zu dem ausgehenden Nulleiter N zusammengefaßt werden. Über Leistungsschützer 51 können die Phasenleiter L1, L2, L3 aktiviert werden. Jeder der Phasenleiter L1, L2, L3 und der Nulleiter N liefern Information an einen Meßwandler 52, der diese Information dann an den Steuerteil weiter führt. Der Leistungsteil kann weiterhin Vorsicherungen umfassen und läßt sich auf konventionelle Weise aufbauen. Der Steuerteil 32 besteht aus fünf Funktionsblöcken, nämlich dem Funktionsblock 57 für die Meßwerterfassung, dem Buskoppler 54, dem Steuerblock 58 für den Netzschutz, dem Steuer- und Überwachungsblock 55 und der Anzeige 59. Der Funktionsblock 57 dient der Auskopplung der relevanten Meßgrößen. Dabei wird vom vorgeschalteten Meßwandler 52 einerseits die galvanische Trennung und andererseits die Pegelanpassung vorgenommen. Der Buskoppler 54 koordiniert die Datenübertragung vom und auf den Datenbus 5. Der Aufbau des Datenbus 5 richtet sich nach der Anzahl der verwendeten Module und nach deren strukturellem Aufbau bzw. deren Anordnung in Strings. Es können dabei bekannte Techniken angewendet werden, wobei aber sicherzustellen ist, daß eine Lokalisierung eines jeweils angesprochenen Moduls über den Datenbus 5 immer möglich ist. Der Steuer block 58 enthält vorgebbare, gespeicherte Parameter, die den entsprechenden Vorschriften des jeweiligen Energiever sorgungsunternehmens Rechnung tragen. Er übernimmt die netzseitige Überwachung der Anlage sowie gegebenenfalls das Abschalten. Im zentralen Steuer- und Überwachungsblock 55 sind die entsprechenden Funktionen für den Netzschutz und für die Modulüberwachungen programmiert und abgelegt. Relevante Anlagegrößen, beispielsweise Störmeldungen, können über die Anzeige 59, die vom Block 55 angesteuert wird, ausgegeben werden. Fig. 3 shows the functional diagram of the power and Steuer erteiles separated by power section 31 and control section 32nd The power section includes the leads for the strings L 1 -S, L 2 -S and L 3 -S, the neutral of which are combined together to form the outgoing neutral N. The phase conductors L 1 , L 2 , L 3 can be activated via power contactors 51 . Each of the phase conductors L 1 , L 2 , L 3 and the neutral conductor N supply information to a transducer 52 , which then passes this information on to the control part. The power section can also include backup fuses and can be set up in a conventional manner. The control part 32 consists of five function blocks, namely the function block 57 for the measured value acquisition, the bus coupler 54 , the control block 58 for the network protection, the control and monitoring block 55 and the display 59 . Function block 57 is used to decouple the relevant measured variables. In this case, the upstream transducer 52, on the one hand, performs the electrical isolation and, on the other hand, the level adjustment. The bus coupler 54 coordinates the data transmission from and to the data bus 5 . The structure of the data bus 5 depends on the number of modules used and on their structural structure or their arrangement in strings. Known techniques can be used, but it must be ensured that a localization of a module in question is always possible via the data bus 5 . The control block 58 contains specifiable, stored parameters that take into account the relevant regulations of the respective energy supply company. It takes over the network-side monitoring of the system and, if necessary, the shutdown. The corresponding functions for the network protection and for the module monitoring are programmed and stored in the central control and monitoring block 55 . Relevant plant sizes, for example fault messages, can be output via the display 59 , which is controlled by the block 55 .

Fig. 4 zeigt ein Modul 1 mit integriertem Wechselrichter, dessen Gehäuse 20 auf der Rückseite des Moduls angebracht ist. In dem Gehäuse 20 integriert befinden sich die Ver bindungselemente für den Datenbus und für die Netzanbin dung, wobei eine Unterteilung nach Daten und Netz vorge nommen ist. Für jede der Funktionsgruppen "Daten- und "Netz" ist jeweils ein Eingang E und ein Ausgang A vorge sehen. FIG. 4 shows a module 1 with an integrated inverter, the housing 20 of which is attached to the rear of the module. Integrated in the housing 20 are the connecting elements for the data bus and for the network connection, a subdivision being made according to data and network. For each of the function groups "data and" network ", an input E and an output A are provided.

Fig. 5 zeigt den Aufbau der Verbinder 26. Die Verbinder 26 weisen Stecker 28 auf, die jeweils unterschiedlich ausgebildet sind, so daß ein Vertauschen nicht möglich ist. Jeder Verbinder 26 ist mit einem Gewinde 29 sowie einer Dichtung 30 versehen. Die Verschaltung der Moduln erfolgt über vorkonfektionierte Leitungen, deren Ende mit entsprechenden Kupplungen oder Steckern versehen sind. Fig. 5 shows the construction of the connector 26. The connectors 26 have plugs 28 , which are each designed differently, so that an interchange is not possible. Each connector 26 is provided with a thread 29 and a seal 30 . The modules are interconnected via pre-assembled cables, the ends of which are provided with appropriate connectors or plugs.

Der Aufbau des Wechselrichters 2 mit zugehöriger Steuer elektronik 23 kann aufgrund der geringen Übertragungslei stung zusammen auf einer Leiterplatte erfolgen. Die Längs schnittansicht aus Fig. 6 zeigt ein Gehäuse 20, in dem auf Abstandhaltern 21 eine Leiterplatte 22 ruht. Diese Leiterplatte 22 trägt die erforderlichen Elektronikkompo nenten 23. Zur Leiterplatte sind Anschlüsse 27 geführt, die mit dem Stecker 28 verbunden sind. Der Stecker 28 mündet in dem Verbinder 26 an einer Außenwand des Gehäuses 20. Das Gehäuse 20 ist mit einer Abdeckkappe 24 ver schließbar, wobei eine umlaufende Dichtung 25 vorgesehen ist, die das Eindringen von Schmutz und dergleichen ver hindert.The structure of the inverter 2 with associated control electronics 23 can be performed together on a circuit board due to the low transmission power. The longitudinal sectional view of FIG. 6 shows a housing 20 in which a circuit board 22 rests on spacers 21 . This circuit board 22 carries the required electronics compo nents 23rd Connections 27 are connected to the printed circuit board and are connected to the plug 28 . The plug 28 opens into the connector 26 on an outer wall of the housing 20 . The housing 20 can be closed with a cover cap 24 , wherein a circumferential seal 25 is provided, which prevents the ingress of dirt and the like.

Fig. 7 zeigt den Aufbau des Leistungsteils 31. Er besteht aus Meßwandlern, dem Leistungsschütz und Sicherungen 35. Die Sicherungen 35 sind auf einer Klemmschiene 34 angeord net. Ein Gehäuse nimmt das Schütz und die Meßwandler auf. An geeigneter Stelle erfolgt die Zuführung der Phasen leiter bzw. der Strings. Die äußeren Abmessungen des Leistungsteils 31 sind so gewählt, daß ein Einbau in Systemschränke, wie sie üblicherweise in Hausinstallatio nen eingesetzt werden, möglich ist. Die Verbindung zum Steuerteil 32 wird über externe Meß- und Steuerleitungen 33 vorgenommen. Fig. 7 shows the construction of the power part 31. It consists of transducers, the power contactor and fuses 35 . The fuses 35 are net angeord on a clamping rail 34 . A housing houses the contactor and the transducers. The phase conductors or the strings are supplied at a suitable point. The outer dimensions of the power section 31 are selected so that installation in system cabinets, as are normally used in house installations, is possible. The connection to the control part 32 is made via external measuring and control lines 33 .

Fig. 8 zeigt eine Außenansicht des mechanischen Aufbaus des Steuerteiles. Die Netzschutzparameter sind gesondert eingebbar bzw. einstellbar, wobei der zugehörige Funk tionsblock mit einer Abdeckung 60 versehen werden kann. Eine Plombe 61 schützt vor unberechtigtem Zugang. Mit dem Tastenfeld 62 kann der Anlagenzustand abgefragt werden, die Anzeige 59 visualisiert auftretende Störungen oder aktuelle Anlagendaten. Fig. 8 shows an external view of the mechanical structure of the control part. The network protection parameters can be entered or set separately, and the associated function block can be provided with a cover 60 . A seal 61 protects against unauthorized access. The system status can be queried using the keypad 62 , the display 59 visualizes occurring faults or current system data.

Durch den modularen Aufbau von Leistungsteil und Steuerteil können mehrere Leistungsteile mit einem Steuerteil kombiniert werden. Damit lassen sich Anlagen auf einfache Weise erweitern, auch Anlagen größerer Leistung können mit einem bereits vorhandenen Steuerteil betrieben werden. Thanks to the modular structure of the power section and control section can combine several power units with one control unit will. This makes it easy to create systems expand, even systems with higher performance can an existing control unit can be operated.

BezugszeichenlisteReference list

1 Modul
2 Wechselrichter
3 Leistungs- und Steuerteil
4 Netz
5 Datenbus
10 Leistungsteil des Wechselrichters
11 Steuereinheit
12 Meßleitung Gleichstromseite
13 Meßleitung Wechselstromseite
20 Gehäuse
21 Abstandhalter
22 Leiterplatte
23 Elektronikkomponenten
24 Abdeckkappe
25 Dichtung
26 Verbinder
27 Anschlußleitungen
28 Stecker
29 Gewinde
30 Dichtung
31 Leistungsteil
32 Steuerteil
33 Meß- und Steuerleitung
34 Klemmschiene
35 Sicherung
51 Leistungsschutz
52 Meßwandler
54 Buskoppler
55 Steuer- und Überwachungsblock
57 Funktionsblock für die Meßwerterfassung
58 Steuerblock für den Netzschutz
59 Anzeige
60 Abdeckung
61 Plombe
62 Tastenfeld
L1-S Phasenstring
L2-S Phasenstring
L3-S Phasenstring
L1 Phasenleiter
L2 Phasenleiter
L3 Phasenleiter
N Nulleiter 1 module
2 inverters
3 Power and control section
4 network
5 data bus
10 power section of the inverter
11 control unit
12 DC line test lead
13 AC line test lead
20 housing
21 spacers
22 printed circuit board
23 electronic components
24 cover cap
25 seal
26 connectors
27 connecting cables
28 plugs
29 threads
30 seal
31 power section
32 control section
33 Measuring and control line
34 clamping rail
35 fuse
51 Performance protection
52 transducers
54 bus couplers
55 Control and monitoring block
57 Function block for data acquisition
58 Control block for network protection
59 display
60 cover
61 seal
62 keypad
L 1 -S phase string
L 2 -S phase string
L 3 -S phase string
L 1 phase conductor
L 2 phase conductor
L 3 phase conductor
N neutral

Claims

1. Grid-connected photovoltaic system, with a solar generator, which a large number of series or parallel connected Includes modules, one MPP tracker assigned to each module group is, with at least one inverter for converting the generated DC voltage in AC voltage, with a first Device for connecting to the network, which has at least one Circuit breaker comprises, and with a second device to control and monitor the system using a micro computers,characterized, that each Module (1,1′,1'') An inverter (2nd,2nd′,2nd'') With MPP tracking that the first facility as a power section (31) and the second device as a control part (32) modular and that a common data bus (5) the data of one Variety of modules (1,1′,1'') the second institution (32) feeds, whereby the modules (1,1′, ′ ′) About the other Control data to be recorded can also be monitored.