"Baugruppe einer Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines "Assembly of a system for generating a direct current or a
Wechselstroms und Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines AC power and plant for generating a direct current or a
Wechselstroms" Alternating current "
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe einer Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms und eine solche Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms. The invention relates to an assembly of a system for generating a direct current or an alternating current and such a system for generating a direct current or an alternating current.
Aus der Praxis sind als eine der möglichen Bauformen einer Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms Photovoltaik-Anlagen bekannt. Als eine der möglichen Bauformen derartiger Photovoltaik-Anlagen ist das nachfolgend näher beschriebene Konzept aus der Praxis bekannt: einzelne Photovoltaik-Module werden in Reihe verschaltet und dadurch zu einem Strang zusammengefasst. Dabei wird die Länge des Strangs (die Anzahl der Photovoltaik-Module in einem Strang) durch die Ausgangsspannung der einzelnen Module und den zulässigen Eingangsspannungsbereich des Wechselrichters bestimmt, an dessen Eingang die von dem Strang erzeugte Gleichspannung anliegt. Als Ausführungsform dieses aus der Praxis bekannten Konzepts ist es ferner bekannt, mehrere Stränge auszubilden und in einer Parallelschaltung zusammenzufassen und am Eingang eines Anschlusskastens zu sammeln. Werden mehrere derartige Anschlusskästen vorgesehen, die jeweils an ihnen zusammengefasste, parallel geschaltete Stränge aufweisen, so können die Ausgangsströme dieser Anschlusskästen, die häufig Gleichströme sind, dem Eingangsklemmenfeld eines Wechselrichters zugeführt werden. Mit dem From practice, photovoltaic systems are known as one of the possible designs of a system for generating a direct current or alternating current. As one of the possible designs of such photovoltaic systems, the concept described in more detail below is known in practice: individual photovoltaic modules are connected in series and thereby combined into one strand. The length of the string (the number of photovoltaic modules in a string) is determined by the output voltage of the individual modules and the permissible input voltage range of the inverter, at whose input the DC voltage generated by the string is applied. As an embodiment of this known in practice concept, it is also known to form a plurality of strands and summarized in a parallel circuit and collect at the entrance of a junction box. If a plurality of such junction boxes are provided, which each have their own strings connected in parallel, the output currents of these junction boxes, which are often direct currents, can be fed to the input terminal field of an inverter. With the
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Wechselrichter werden die Eingangsströme dann in einen Wechselstrom gewandelt. Dieses aus der Praxis bekannte Konzept ist in der Figur 1 dargestellt. CONFIRMATION COPY Inverters, the input currents are then converted into an alternating current. This concept known from practice is shown in FIG.
Nachteilig an Photovoltaik-Modulen ist, dass die Ausgangsspannung der Photovoltaik- Module nicht konstant ist, sondern sich ändert, beispielsweise aufgrund derA disadvantage of photovoltaic modules is that the output voltage of the photovoltaic modules is not constant, but changes, for example due to
Erwärmung der das Photovoltaik-Modul bildenden Solarzellen (Photovoltaikzellen). Andere Einflussfaktoren für die Ausgangsspannung des Photovoltaik-Moduls sind zum Beispiel die Einstrahlung auf das Modul und die Umgebungstemperatur. Innerhalb eines Strangs addieren sich die einzelnen Spannungen zur so genannten Strangspannung, da die Photovoltaik-Module des Strangs in Reihenschaltung zusammengefasst sind. Durch das Zusammenfassen mehrerer Stränge mit unterschiedlicher Strangspannung, wie sie sich beispielsweise aufgrund der Fertigungstoleranzen der einzelnen Solarzellen oder Photovoltaik-Module ergeben kann, können Ausgleichsströme zwischen den einzelnen Strängen fließen, um ein gemeinsames Spannungsniveau aufzubauen. Dieser Vorgang wird häufig auch alsHeating of the photovoltaic module forming solar cells (photovoltaic cells). Other influencing factors for the output voltage of the photovoltaic module are, for example, the radiation to the module and the ambient temperature. Within a string, the individual voltages add up to the so-called string voltage, since the photovoltaic modules of the string are combined in series. By combining several strands with different strand voltage, as may result, for example, due to the manufacturing tolerances of the individual solar cells or photovoltaic modules, balancing currents can flow between the individual strands to build a common voltage level. This process is often called
Mismatching bezeichnet. Häufig erlauben Photovoltaik-Module herstellungsbedingt nur gewisse Rückströme, sodass bei derartigen Verschaltungen Absicherungen vorgenommen werden müssen, um zu vermeiden, dass das jeweilige Photovoltaik- Modul einem zu hohen Rückstrom ausgesetzt wird. Mismatching called. Frequently photovoltaic modules allow manufacturing only certain return currents, so in such interconnections fuses must be made to avoid that the respective photovoltaic module is exposed to excessive reverse current.
In der Ausführungsform, in der mehrere Anschlusskästen vorgesehen sind, deren Ausgangsstrom dem Wechselrichter zugeführt wird, .ergibt sich somit eine Situation, dass bei einem Wechselrichter mit mehreren Eingangskanälen die Eingangsspannungen je Kanal in einem gewissen Bereich schwanken können. Dadurch ergeben sich wechselnde Arbeitspunkte für den Wechselrichter. Hierfür werden in der Praxis häufig MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) verwendet, die den jeweils optimalen Arbeitspunkt finden sollen, wobei unter dem optimalen Arbeitspunkt der maximale Leistungspunkt der Stranggruppe verstanden wird. Aus WO 2010/002960 A1 ist es bekannt, bei einer Anlage zum Erzeugen einesIn the embodiment in which a plurality of junction boxes are provided, whose output current is supplied to the inverter, there is thus a situation that in an inverter having a plurality of input channels, the input voltages per channel may vary within a certain range. This results in changing operating points for the inverter. For this purpose, MPP trackers (Maximum Power Point Tracker) are frequently used in practice, which are to find the optimum operating point in each case, whereby the optimum operating point is understood as the maximum power point of the strand group. From WO 2010/002960 A1 it is known in a system for producing a
Wechselstroms eine Baugruppe vorzusehen, die mindestens einen ersten Strang und einen zweiten Strang aufweist, wobei der erste Strang mehrere in Reihe zueinander geschaltete Photovoltaik-Module aufweist und auch der zweite Strang mehrere in Reihe geschaltete Photovoltaik-Module aufweist. Jeder Strang kann einen Anschlusskasten aufweisen, sodass die Strangspannung des Strangs jeweils an dem diesem Strang zugeordneten Anschlusskasten anliegt. In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die WO 2010/002960 A1 vor, jedem einzelnen Photovoltaik- Modul einen Anschlusskasten zuzuordnen. In dieser konkreten Ausführungsform, bei der jedem einzelnen Photovoltaik-Modul ein Anschlusskasten zugewiesen wird, schlägt WO 2010/002960 A1 vor, den Anschlusskasten mit einem Aufwärtswandler auszubilden, der dort als„boost module" bezeichnet wird. Dieses boost module erlaubt
es, die von dem einzelnen Photovoltaik-Modul bereitgestellte, an dem Anschlusskasten anliegende Eingangsgleichspannung auf eine an einem Ausgang des jeweiligen, dem Photovoltaik-Moduls zugeordneten Anschlusskastens anliegendeAC to provide an assembly having at least a first strand and a second strand, wherein the first strand has a plurality of series-connected photovoltaic modules and also the second strand has a plurality of series-connected photovoltaic modules. Each strand may have a terminal box, so that the strand tension of the strand is applied in each case to the connection box assigned to this strand. In a preferred embodiment, WO 2010/002960 A1 provides for assigning a terminal box to each individual photovoltaic module. In this specific embodiment, in which each individual photovoltaic module is assigned a terminal box, WO 2010/002960 A1 proposes forming the terminal box with an up-converter, which is referred to therein as a "boost module." This boost module allows it, the voltage supplied by the individual photovoltaic module, applied to the terminal box input DC voltage applied to an output of the respective, the photovoltaic module associated terminal box
Ausgangsgleichspannung zu wandeln, wobei die Ausgangsgleichspannung höher ist als die Eingangsgleichspannung. To convert output DC voltage, wherein the DC output voltage is higher than the DC input voltage.
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe einer Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms bereitzustellen sowie eine Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms bereitzustellen, die eine geringere Anzahl von Bauteilen aufweist und dadurch eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit, geringe Wartung und geringere Investitionskosten aufweist. Against this background, the invention has the object to provide an assembly of a system for generating a direct current or an alternating current and to provide a system for generating a direct current or alternating current, which has a smaller number of components and thereby a lower probability of failure, low maintenance and has lower investment costs.
Diese Aufgabe wird durch die Baugruppe des Anspruchs 1 sowie die Anlage gemäß 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und der hiernach folgenden Beschreibung wiedergegeben. This object is achieved by the assembly of claim 1 and the system of FIG. Advantageous embodiments are given in the subclaims and the following description.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, mindestens einen ersten Strang und mindestens einen zweiten Strang in Parallelschaltung an einen Eingang eines Anschlusskastens anzuschließen und diesen Anschlusskasten mit einemThe invention is based on the idea of connecting at least one first strand and at least one second strand in parallel to an input of a terminal box and this terminal box with a
Aufwärtswandler auszubilden, mit dem die an dem Eingang des Anschlusskastens durch das Verschalten mit dem ersten Strang und dem zweiten Strang anliegende Eingangsgleichspannung auf eine an einem Ausgang des Anschlusskastens anliegende Ausgangsgleichspannung gewandelt wird, wobei die Ausgangsgleichspannung höher ist als die Eingangsgleichspannung. Dies bietet denUp converter form, with which the voltage applied to the input of the terminal box by the interconnection with the first strand and the second strand input DC voltage is converted to a voltage applied to an output of the terminal box output DC voltage, wherein the DC output voltage is higher than the DC input voltage. This offers the
Vorteil, dass mit Aufwärtswandlern ausgestaltete Anschlusskästen nicht für jeden Energieerzeuger, beispielsweise für jedes Photovoltaik-Modul vorgehalten werden müssen. Es muss noch nicht einmal ein Anschlusskasten mit einem Aufwärtswandler pro Strang vorgesehen sein. Es wurde erkannt, dass selbst beim Zusammenfassen mehrerer Stränge in einer Parallelschaltung an den Eingang eines Anschlusskastens mit Aufwärtswandler die Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms immer noch mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann. Advantage that terminal boxes configured with boosters do not need to be maintained for each power generator, for example for each photovoltaic module. There does not even have to be a junction box with one boost converter per string. It has been recognized that even when combining multiple strings in a parallel connection to the input of a boost converter junction box, the plant for generating a DC or AC current can still be operated with high efficiency.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil der Reduzierung der Komponentenanzahl. Dadurch kann eine mit der erfindungsgemäßen Baugruppe ausgerüstete Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms mit geringeren Investitionskosten gebaut werden. The solution according to the invention offers the advantage of reducing the number of components. As a result, a system equipped with the assembly according to the invention for generating a direct current or an alternating current can be built with lower investment costs.
Die erfindungsgemäße Baugruppe weist mindestens einen ersten Strang und einen zweiten Strang auf, die in Parallelschaltung an einen Eingang eines Anschlusskastens mit einem Aufwärtswandler angeschlossen werden. Im Rahmen der Erfindung ist es
möglich, auch mehr als zwei Stränge in Parallelschaltung an den Eingang des Anschlusskastens anzuschließen. Beispielsweise können auch mehr als drei, mehr als fünf, mehr als zehn, mehr als 20, mehr als 50 und insbesondere bevorzugt mehr als 100 Stränge in Parallelschaltung an den Eingang eines Anschlusskastens angeschlossen werden und dabei immer noch ein hinreichend hoher Wirkungsgrad der gesamten Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms beibehalten werden. Die Zahl der in Parallelschaltung vorsehbaren Stränge wird insbesondere durch die Maximalleistung des Hochsetzers beschränkt. Bei der erfindungsgemäßen Baugruppe weist der erste Strang mindestens zwei inThe assembly according to the invention comprises at least a first strand and a second strand, which are connected in parallel to an input of a junction box with a boost converter. Within the scope of the invention it is It is also possible to connect more than two strings in parallel to the input of the connection box. For example, more than three, more than five, more than ten, more than 20, more than 50 and particularly preferably more than 100 strands can be connected in parallel to the input of a terminal box while still a sufficiently high efficiency of the entire system for Generating a direct current can be maintained. The number of strands to be provided in parallel is limited, in particular, by the maximum power of the boost converter. In the assembly according to the invention, the first strand has at least two in
Reihe zueinander geschaltete Energieerzeuger auf. Zum Erreichen der Vorteile der Erfindung ist es lediglich notwendig, dass der zweite Strang mindestens einen Energieerzeuger aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist aber auch der zweite Strang mindestens zwei in Reihe zueinander geschaltete Energieerzeuger auf. Es ist ferner denkbar, dass ein Energieerzeuger in einem Strang durch dasSeries connected to each other power generator. To achieve the advantages of the invention, it is only necessary that the second strand has at least one energy generator. In a preferred embodiment, however, the second strand also has at least two energy producers connected in series with one another. It is also conceivable that a power generator in a strand through the
Parallelschalten zweier oder mehrerer Unter-Energieerzeuger gebildet wird. Beispielsweise kann ein erster Energieerzeuger in dem ersten Strang durch Parallelschaltung zweier Unter-Energieerzeuger gebildet werden, wobei der so gebildete erste Energieerzeuger in dem ersten Strang in Reihe mit einem zweiten Energieerzeuger geschaltet werden kann, der wiederum durch Parallelschaltung zweier oder mehrerer Unter-Energieerzeuger gebildet wird. Parallel connection of two or more sub-power generator is formed. For example, a first energy generator in the first strand can be formed by connecting two sub-energy generators in parallel, wherein the first energy generator thus formed in the first strand can be connected in series with a second energy generator, which in turn is formed by connecting two or more sub-generators in parallel ,
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Strang und/oder der zweite Strang mehr als zwei in Reihe zueinander geschaltete Energieerzeuger auf nämlich vorzugsweise mehr als drei, mehr als vier, mehr als fünf, mehr als zehn, mehr als 15 oder insbesondere bevorzugt mehr als 20 in Reihe zueinander geschaltete Energieerzeuger. Die Zahl der in Reihe zueinander geschalteten Energieerzeuger wird insbesondere durch eine möglicherweise für das System ausgewählte maximale Systemspannung und die pro Energieerzeuger im Strang gelieferte Spannung begrenzt sein. Beispielsweise können bei einer auf 1000VDC festgelegten maximalenIn a preferred embodiment, the first strand and / or the second strand more than two series-connected energy producers, namely preferably more than three, more than four, more than five, more than ten, more than 15 or more preferably more than 20 in series with each other connected energy producers. In particular, the number of power generators connected in series will be limited by a maximum system voltage possibly selected for the system and the voltage supplied in the train per power generator. For example, at a maximum of 1000VDC
Systemspannung 24 Module je Strang (polykristallin, 60 Zellen) bzw. 18 Module je Strang (monokristallin, 60 Zellen) vorgesehen sein. Ändert man die maximal gewünschte Systemspannung, beispielsweise auf 1500VDC, so sind auch mehr Module pro Strang denkbar. System voltage 24 modules per strand (polycrystalline, 60 cells) or 18 modules per strand (monocrystalline, 60 cells) may be provided. Changing the maximum desired system voltage, for example, to 1500VDC, so more modules per strand are conceivable.
Die Energieerzeuger des ersten Strangs sind dazu ausgebildet, aus elektromagnetischer Strahlung (beispielsweise als Photovoltaik-Modul), Wärmestrahlung (beispielsweise über Solarthermie), Fluidströmungen (beispielsweise Wind- oder Wasserkraft) oder Biomasse einen Gleichstrom zu erzeugen. Insbesondere bevorzugt sind die in dem ersten Strang in Reihe geschalteten Energieerzeuger aus der Gruppe der nachfolgend aufgezählten insbesondere als Energieerzeuger
verstandenen Bauelemente ausgewählt: Photovoltaik-Modul, Solarthermiemodul mit angeschlossener Turbine zum Erzeugen eines Wechselstroms und Gleichrichter zum Erzeugen eines Gleichstroms, Windturbine oder Brennkessel zum Verbrennen von Biomasse und Erwärmen eines Fluids mit nachgeschalteter Turbine zum Erzeugen eines Wechselstroms und beigefügten Gleichrichter zum Erzeugen eines Gleichstroms.The energy generators of the first strand are designed to generate a direct current from electromagnetic radiation (for example as a photovoltaic module), heat radiation (for example via solar thermal energy), fluid flows (for example wind or water power) or biomass. In particular, the energy producers connected in series in the first string are preferably selected from the group of those listed below, in particular as energy producers selected components selected photovoltaic module, solar thermal module with connected turbine for generating an alternating current and rectifier for generating a direct current, wind turbine or combustion boiler for burning biomass and heating a fluid with downstream turbine for generating an alternating current and attached rectifier for generating a direct current.
Ebenso kann ein Energieerzeuger des ersten Strangs eine Brennstoffzelle sein, die Gleichstrom erzeugt. Likewise, a power generator of the first train may be a fuel cell that generates DC power.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Energieerzeuger im ersten Strang des gleichen Typs (bspw. allesamt Photovoltaik-Module im Gegensatz zu einer Mischung aus bspw. Photovoltaik-Modulen und Brennstoffzellen in einem Strang), insbesondere bevorzugt gleicher Bauart (bspw. allesamt Photovoltaik-Module mit 60 polykristallinen Zellen) innerhalb des jeweiligen Typs. Es ist aber auch denkbar, innerhalb des ersten Strangs Energieerzeuger unterschiedlicher Typen vorzusehen, beispielsweise einen ersten Energieerzeuger, der aus elektromagnetischer Strahlung Gleichstrom erzeugt, und einen zweiten Energieerzeuger, der als Brennstoffzelle ausgebildet ist, die Gleichstrom erzeugt. In a preferred embodiment, the energy producers in the first strand of the same type (for example, all photovoltaic modules in contrast to a mixture of, for example, photovoltaic modules and fuel cells in one strand), particularly preferably of the same design (for example, all photovoltaic modules with 60 polycrystalline cells) within each type. However, it is also conceivable to provide energy generators of different types within the first strand, for example a first energy generator which generates direct current from electromagnetic radiation, and a second energy generator which is designed as a fuel cell which generates direct current.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auch der mindestens eine Energieerzeuger im zweiten Strang ein Energieerzeuger, der aus elektromagnetischer Strahlung,In a preferred embodiment, the at least one energy generator in the second strand is also an energy generator, which consists of electromagnetic radiation,
Wärmestrahlung, Fluidströmungen oder Biomassen einen Gleichstrom erzeugt oder eine Brennstoffzelle ist, die Gleichstrom erzeugt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind alle Energieerzeuger in einer Baugruppe des gleichen Typs, insbesondere bevorzugt Photovoltaik-Module und ganz besonders bevorzugt identisch aufgebaute Photovoltaik-Module. Heat radiation, fluid flows or biomass generated by a direct current or a fuel cell that generates direct current. In a particularly preferred embodiment, all energy producers in an assembly of the same type, particularly preferably photovoltaic modules and very particularly preferably identically constructed photovoltaic modules.
In einer bevorzugten Ausführungsform der weiter oben näher beschriebenen Ausführungsform, bei der ein Energieerzeuger durch Parallelschaltung zweier oder mehrerer Unter-Energieerzeuger gebildet wird, ist der jeweilige Unter-Energieerzeuger ebenfalls ein Energieerzeuger, der aus elektromagnetischer Strahlung,In a preferred embodiment of the embodiment described in more detail above, in which a power generator is formed by parallel connection of two or more sub-power generators, the respective sub-power generator is also a power generator, which consists of electromagnetic radiation,
Wärmestrahlung, Fluidströmungen oder Biomassen einen Gleichstrom erzeugt oder eine Brennstoffzelle ist, die Gleichstrom erzeugt. Heat radiation, fluid flows or biomass generated by a direct current or a fuel cell that generates direct current.
Der in dem Anschlusskasten vorgesehene Aufwärtswandler, der auch als Hochsetzsteller oder englisch als boost-converter oder step-up-converter bezeichnet werden kann, ist ein Gleichspannungswandler, bei dem der Betrag der Ausgangsspannung größer ist als der Betrag der Eingangsspannung. Beispielsweise kann er derart aufgebaut sein, dass eine Induktivität in Reihe mit einer Freilaufdiode geschaltet ist, hinter der ein Ladekondensator die Ausgangsspannung aufsummiert. Eine Spule wird durch einen Schalter, in der Regel einen Halbleiterschalter, wie beispielsweise einen IGBT (insulated-gate bipolar transistor ; Bipolartransistor mit
isolierter Gate-Elektrode) oder einen MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor; Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) gegen Masse geschaltet. Beim Schalten fällt an der Spule die Eingangsspannung ab, der Strom durch die Spule und damit die im Magnetfeld gespeicherte Energie steigt an. Wird der Schalter wieder geöffnet, versucht die Spule den Stromfluss aufrecht zu erhalten. Die Spannung an dem sekundären Ende steigt sehr schnell an, bis sie die am Kondensator anliegende Spannung übersteigt und die Diode öffnet. Der Strom fließt im ersten Moment unverändert weiter und lädt den Kondensator weiter auf. Das Magnetfeld wird dabei abgebaut und gibt seine Energie ab, indem es den Strom über die Diode in den Ladekondensator und zur Last treibt. Ebenso ist eine Ansteuerung mittels eines VJET-The up-converter provided in the terminal box, which may also be referred to as boost converter or boost-converter or step-up converter, is a DC-DC converter in which the magnitude of the output voltage is greater than the magnitude of the input voltage. For example, it may be constructed such that an inductance is connected in series with a freewheeling diode, behind which a charging capacitor adds up the output voltage. A coil is connected through a switch, typically a semiconductor switch, such as an IGBT (insulated-gate bipolar transistor; insulated gate electrode) or a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) connected to ground. When switching the input voltage drops on the coil, the current through the coil and thus the stored energy in the magnetic field increases. When the switch is opened again, the coil tries to maintain the current flow. The voltage at the secondary end rises very quickly until it exceeds the voltage applied to the capacitor and opens the diode. The current continues to flow unchanged in the first moment and continues to charge the capacitor. The magnetic field is thereby reduced and releases its energy by driving the current through the diode into the charging capacitor and to the load. Similarly, activation by means of a VJET
(Vertical Junction Field Effect Transistor) denkbar. (Vertical junction field effect transistor) conceivable.
In einer bevorzugten Ausführungsform liefert der Aufwärtswandler eine konstante Ausgangsgleichspannung. Der Aufwärtswandler kann insbesondere bevorzugt dauerhaft eine konstante Ausgangsgleichspannung liefern, beispielsweise für die gesamte Betriebszeit der Baugruppe, beispielsweise bei Ausführung mit Photovoltaik- Modulen als Energieerzeuger für die gesamte Zeit, in der die Photovoltaik-Module mit elektromagnetischer Strahlung beschienen werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Aufwärtswandler nur für eine vorher festgelegte (oder durch Messung von Umgebungs- oder Anlagenparametern festgelegte) Zeitperiode eine konstanteIn a preferred embodiment, the boost converter provides a constant DC output voltage. The boost converter may particularly preferably permanently provide a constant DC output voltage, for example, for the entire operating time of the assembly, for example when designed with photovoltaic modules as energy producers for the entire time in which the photovoltaic modules are irradiated with electromagnetic radiation. However, it is also conceivable for the boost converter to be a constant only for a predetermined time period (or determined by measuring ambient or plant parameters)
Ausgangsgleichspannung liefert und für eine andere Zeitperiode eine andere (auf dem anderen Niveau konstant bleibende) Ausgangsgleichspannung erzeugt. DC output voltage supplies and for another period of time another (constant at the other level) output DC voltage generated.
Der Aufwärtswandler ist insbesondere derart ausgeführt, dass die Ausgangsgleichspannung, die er liefert, einstellbar ist. Die Höhe der alsThe boost converter is in particular designed such that the output DC voltage that it delivers is adjustable. The amount of as
Ausgangsgleichspannung von dem Hochsetzer abgegebenen Spannung kann beispielsweise über die Ansteuerung der Schalter, insbesondere durch das Ändern der Frequenz der Schaltvorgänge eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufwärtswandler derart ausgeführt, dass er auch bei schwankender Eingangsgleichspannung eine zumindest für festgelegte Zeitperioden konstante Ausgangsgleichspannung liefert. Die Zeitperioden können länger als eine Sekunde sein, vorzugsweise die Länge von mehr als einer Minute, vorzugsweise von mehr als einer Stunde haben. Durch das Ansteuern der Schalter, insbesondere deren Schaltfrequenz kann erreicht werden, dass der Aufwärtswandler auch bei schwankender Eingangsgleichspannung eine zumindest für festgelegte Zeitperioden konstante Ausgangsgleichspannung liefert. Output DC voltage output from the jack voltage can be adjusted for example via the control of the switch, in particular by changing the frequency of the switching operations. In a preferred embodiment, the boost converter is designed in such a way that it supplies a DC output voltage which is constant for at least fixed periods of time even when the input DC voltage fluctuates. The time periods may be longer than one second, preferably longer than one minute, preferably more than one hour. By driving the switches, in particular their switching frequency can be achieved that the boost converter supplies even with fluctuating input DC voltage at least for a fixed time periods constant DC output voltage.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufwärtswandler derart ausgebildet, dass er eine Leistungsübertragung im Niederspannungsbereich bei Spannungen von 500In a preferred embodiment, the boost converter is configured to provide low voltage power transfer at voltages of 500
VDC bis 1500 VDC eingangsseitig und Spannungen ausgangsseitig von 600 VDC bis
1500 VDC unipolar, bzw. 600 VDC bis 3000 VDC bei bipolarer Verschaltungsart bereitstellt. In einer alternativen Ausführungsform ist der Aufwärtswandler derart ausgebildet, dass er im Mittelspannungsbereich bei Spannungen von 500 VDC bis 1500 VDC eingangsseitig Ausgangsgleichspannungen von größer 1500 VDC in unipolarer oder bipolarer Verschaltungsart bereitstellt. VDC up to 1500 VDC on the input side and voltages on the output side from 600 VDC up to 1500 VDC unipolar or 600 VDC to 3000 VDC with bipolar connection type. In an alternative embodiment, the boost converter is designed such that it provides input DC voltages of greater than 1500 VDC in the unipolar or bipolar type of connection in the medium-voltage range at voltages of 500 VDC to 1500 VDC on the input side.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann dem Aufwärtswandler ein Begrenzer, beispielsweise in Form eines Bauteils mit einer Chopper-Steuerung nachgeschaltet sein, das die vom Aufwärtswandler gelieferte Ausgangsgleichspannung auf ein niedrigeres Niveau absenkt. Bei einer Chopper-Steuerung (Impulssteuerung) wird dieIn a preferred embodiment, a limiter, for example in the form of a component, may be connected downstream of the boost converter with a chopper control, which lowers the output DC voltage supplied by the boost converter to a lower level. In a chopper control (impulse control) is the
Ausgangsgleichspannung des Aufwärtswandlers durch elektronische Schalter (Thyristor-Pulssteller, Gleichstromsteller, Transistor- oder IGBTSchalter) zerhackt und der Mittelwert der Spannung damit variiert (vergleichbar wie bei einer Pulsweitenmodulation (PWM) mittels des Tastgrades). Um die gewünschten Werte (Tastgrad, Spannung, Geschwindigkeit oder Leistung) zu erreichen, wird entweder dieOutput DC voltage of the boost converter chopped by electronic switches (thyristor pulse controller, DC controller, transistor or IGBTSchalter) and the mean value of the voltage varies (comparable to a pulse width modulation (PWM) by means of the duty cycle). To achieve the desired values (duty cycle, voltage, speed or power), either the
Taktfrequenz oder die Einschaltdauer verändert. Clock frequency or the duty cycle changed.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Elektronikkomponente des Anschlusskastens, welche mit dem Aufwärtswandler gekoppelt sein kann, für die Regelung der Spannung zuständig. Primär erfolgt in dieser Ausführungsform eineIn a preferred embodiment, an electronic component of the junction box, which may be coupled to the boost converter, is responsible for controlling the voltage. Primarily, in this embodiment, a
Regelung auf die Spannung, wenn ein gewisser Grenzwert der Spannung, bzw. Spannungsänderung überschritten wird, erfolgt eine Begrenzung des Stroms und ein „Abchoppern" mit der vorbeschriebenen Chopper-Steuerung. Bei Spannungsunterschieden wird durch den Aufwärtswandler nachgeregelt. Regulation of the voltage, if a certain limit value of the voltage or voltage change is exceeded, there is a limitation of the current and a "chopper" with the above-described chopper control.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Bauteil mit einer Chopper-Steuerung auch dem Aufwärtswandler eingangsseitig vorgeschaltet sein. Bei einem solchen Bauteil mit einer Chopper-Steuerung kann ein Strom erzeugt werden, der in Richtung der Energieerzeuger zurückfließt. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, als Photovoltaik-Module ausgeführte Energieerzeuger zu bestromen, um eineIn a preferred embodiment, a component with a chopper control can also be connected upstream of the up-converter. In such a component with a chopper control, a current can be generated, which flows back in the direction of the energy generator. This can be used, for example, to energize photovoltaic modules designed energy generator to a
Abtaufunktion derselben (Schneelast-Minimierung) zu generieren. Ebenso können Bauteile mit Chopper-Steuerung jedem einzelnen Strang, beispielsweise an dem Ort, an dem die Enden des Strangs in das Gehäuse des Anschlusskasten geführt werden, vorgesehen sein. Defrosting function of the same (snow load minimization) to generate. Likewise, components with chopper control can be provided for each individual strand, for example at the location where the ends of the strand are guided into the housing of the connection box.
Ergänzend oder alternativ ist der Aufwärtswandler selbst derart ausgebildet, dass er eine Überspannung ausregeln kann, insbesondere bevorzugt eine Überspannung innerhalb eines Toleranzbandes ausregeln kann. Das Toleranzband kann beispielsweise eine Breite von 0V bis 100V aufweisen und insbesondere bevorzugt eine Breite von 0V bis 700V. In einer bevorzugten Ausführungsform der weiter unten näher beschriebenen erfindungsgemäßen Anlage, die die erfindungsgemäße
Baugruppe aufweist, wird das Toleranzband in Abhängigkeit der Anlagenparameter festgelegt. Wird innerhalb der Anlage beispielsweise ein Wechselrichter vorgesehen, dem der von dem Anschlußkasten abgeführte Strom zugeführt wird, so kann das Toleranzband auf die Fähigkeit des Wechselrichters eingestellt werden, schwankende Eingangsspannungen aufzunehmen. Ebenso kann das einstellbare Toleranzband durch das Halbleitermaterial der Schalter im Aufwärtswandler beschränkt werden. Insbesondere bevorzugt wird dieses Ausregeln der Überspannung durch Alternieren der Ansteuerung der Leistungshalbleiter (elektronische Schalter) in dem Aufwärtswandler realisiert, wodurch ein Absenken oder gezieltes Steigern der Ausgangsspannung erreicht wird. Additionally or alternatively, the boost converter itself is designed such that it can compensate for an overvoltage, in particular preferably can compensate for an overvoltage within a tolerance band. The tolerance band may, for example, have a width of 0V to 100V, and more preferably a width of 0V to 700V. In a preferred embodiment of the invention described in more detail below, the inventive system Assembly, the tolerance band is determined depending on the system parameters. If, for example, an inverter is provided within the plant, to which the current discharged from the terminal box is supplied, the tolerance band can be set to the ability of the inverter to absorb fluctuating input voltages. Likewise, the adjustable tolerance band can be limited by the semiconductor material of the switches in the up-converter. In particular, this balancing of the overvoltage is realized by alternating the activation of the power semiconductors (electronic switches) in the up-converter, whereby a lowering or targeted increase of the output voltage is achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Anschlusskasten eine Kühlung auf. Insbesondere bevorzugt kann der Anschlusskasten einen der Umgebung des Anschlusskastens zugewandten, exponierten Kühlkörper aufweisen. Ein solcher Kühlkörper eignet sich zur Abführung der Verlustleistung, so diese bei demIn a preferred embodiment, the terminal box has a cooling. Particularly preferably, the connection box may have an exposed heat sink facing the environment of the connection box. Such a heat sink is suitable for dissipating the power loss, so this in the
Aufwärtswandler entsteht. Die Kühlung kann eine Konvektionskühlung sein. Ebenso kann die Kühlung in Verbindung mit einem Wärmetauscher, beispielsweise einem flüssigkeitsführenden Wärmetauscher oder aber auch einem Luft/Luft-Wärmetauscher ausgeführt sein. Die Kühlung kann jedoch auch eine PWM-gesteuerte, forcierte Kühlung oder aber auch eine forcierte Kühlung mit diskreten Spannungsstufen ausgeführt sein. Für eine forcierte Kühlung wird insbesondere bevorzugt ein Ventilator eingesetzt, der einen über einen Kühlkörper strömenden Fluidstrom, vorzugsweise Luftstrom erzeugen kann. Mittels der Pulsweitenmodulation (PWM)-Steuerung kann die Drehzahl eines solchen Ventilators vorzugsweise stufenlos eingestellt werden. Ebenso kann der Ventilator diskrete Drehzahlstufen (diskrete Spannungsstufen, die durch denUp-converter arises. The cooling can be convection cooling. Likewise, the cooling can be carried out in conjunction with a heat exchanger, for example a liquid-conducting heat exchanger or even an air / air heat exchanger. However, the cooling can also be a PWM-controlled, forced cooling or else a forced cooling with discrete voltage levels. For a forced cooling, it is particularly preferred to use a fan which can generate a fluid flow, preferably an air flow, flowing over a heat sink. By means of the pulse width modulation (PWM) control, the speed of such a fan can preferably be adjusted continuously. Similarly, the fan can discrete speed levels (discrete voltage levels, which by the
Elektromotor des Ventilators umgesetzt zu diskreten Drehzahlstufen führen) aufweisen. Electric motor of the fan converted to discrete speed levels lead).
Ergänzend oder alternativ kann die Kühlung des Anschlusskastens dadurch herbeigeführt werden, dass der Wärmeeintrag in den Anschlusskasten reduziert wird. Es ist denkbar, dass in dem Aufwärtswandler eine Verlustleistung anfällt. Es ist ferner denkbar, dass diese Verlustleistung durch den Aufwärtswandler oder andere Bauteile im Anschlusskasten in Wärme umgewandelt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann nun der Wärmeeintrag in den Anschlusskasten reduziert werden, in dem der Anfall der durch den Abbau der Verlustleistung herbeigeführten Wärme reduziert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Leistung des Aufwärtswandlers reduziert wird oder möglicherweise der Aufwärtswandler sogar zeitweilig abgeschaltet wird, so dass die Baugruppe zeitweilig keine Ausgangsgleichspannung liefert. Die Regelung der Leistung des Aufwärtswandlers kann insbesondere bevorzugt mittels einer Pulsweitenmodulation (PWM)-Ansteuerung der Schalter im Aufwärtswandler erfolgen.
Insbesondere bevorzugt ist am und/oder im Anschlusskasten ein Temperaturfühler vorgesehen. Besonders bevorzugt ist zusätzlich zu dem Temperaturfühler eine Regelung vorgesehen, die eine Kühlung aktiviert und/oder die Leistung des Aufwärtswandlers reduziert und/oder den Aufwärtswandler abschaltet, wenn ein vorher bestimmtes Temperaturniveau erreicht wird. Additionally or alternatively, the cooling of the connection box can be brought about by the fact that the heat input is reduced in the terminal box. It is conceivable that a power loss occurs in the boost converter. It is also conceivable that this power loss is converted by the up-converter or other components in the junction box into heat. In a preferred embodiment, the heat input into the connection box can now be reduced, in which the accumulation of the heat caused by the reduction of the power loss is reduced. This can be done, for example, by reducing the power of the boost converter, or possibly even shutting off the boost converter, so that the assembly does not temporarily provide a DC output voltage. The regulation of the power of the up-converter can be carried out in particular preferably by means of a pulse width modulation (PWM) control of the switches in the up-converter. Particularly preferably, a temperature sensor is provided on and / or in the connection box. Particularly preferably, in addition to the temperature sensor, a control is provided which activates cooling and / or reduces the power of the boost converter and / or switches off the boost converter when a predetermined temperature level is reached.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe ein Messsystem auf, das an mindestens zwei Messstellen Messungen vornimmt. Die Messungen können in einem Speicher aufgezeichnet werden und/oder in einer Auswerteinheit ausgewertet und/oder über geeignete mittel, wie Leitungen, aber auchIn a preferred embodiment, the assembly according to the invention has a measuring system which carries out measurements at at least two measuring points. The measurements can be recorded in a memory and / or evaluated in an evaluation unit and / or via suitable means, such as lines, but also
Funkverbindungen an außerhalb der Baugruppe befindliche Empfänger weitergegeben werden. Das Messsystem kann beispielsweise Temperaturen, beispielsweise die Temperaturen einzelner Photovoltaik-Module messen (wenn diese als Energieerzeuger eingesetzt werden) oder die Temperatur in einem Gehäuse des Anschlusskastens messen. Ebenso kann das Messsystem Leistungsdaten der Baugruppe erfassen, beispielsweise den Strom in einem Strang oder die Spannung über einen Strang oder beispielsweise den Stromfluss in den Aufwärtswandler und die Spannung am Eingang des Aufwärtswandlers und/oder den Stromfluss aus dem Aufwärtswandler und die Spannung am Ausgang des Aufwärtswandlers. Teile des Messsystems, beispielsweise eine Messplatine können in das Gehäuse des Anschlusskastens integriert werden. Radio communications are forwarded to out-of-assembly receivers. For example, the measurement system may measure temperatures, such as the temperatures of individual photovoltaic modules (if used as energy generators), or measure the temperature in a housing of the junction box. Likewise, the measurement system may acquire performance data of the assembly, such as the current in a string or the voltage across a string or, for example, the current flow in the boost converter and the voltage at the input of the boost converter and / or the current flow from the boost converter and the voltage at the output of the boost converter , Parts of the measuring system, such as a measuring board can be integrated into the housing of the terminal box.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe ein Regelung auf, die auf Grundlage der Messungen des Messsystems Stelleingriffe an Stellgliedern der Baugruppe vornimmt. Beispielsweise kann dem Aufwärtswandler ein MPP-Tracking Modul vorgeschaltet sein, das den optimalen Arbeitspunkt desIn a preferred embodiment, the assembly according to the invention has a control that carries out control interventions on actuators of the assembly based on the measurements of the measuring system. For example, the up-converter may be preceded by an MPP tracking module which determines the optimum operating point of the
Aufwärtswandlers sucht. Hierfür greift das MPP-Tracking Modul auf ein Stellglied, beispielsweise einen im Anschlusskasten vorgesehenen, einstellbaren Widerstand ein, variiert den Widerstand und prüft iterativ und wiederkehrend iterativ, welche Stellung des Stellglieds die beste Leistung des Aufwärtswandlers bereitstellt. Das MPP- Tracking Modul kann auch derart ausgebildet sein, dass der optimale Arbeitspunkt durch Veränderung der Einstellung des Aufwärtswandlers, beispielsweise durch die Ansteuerung der Schalter des Aufwärtswandlers, gesucht wird und das MPP-Tracking Modul lediglich als Auswerteeinheit ausgebildet ist, die die Leistung des Aufwärtswandlers mit einem ersten Satz von Einstellung prüft, die Leistung des Aufwärtswandlers mit einem anderer Satz von Einstellungen prüft und schließlich denUp-converter seeks. To do this, the MPP tracking module intervenes on an actuator, such as an adjustable resistor provided in the terminal box, varies resistance, and iteratively and iteratively checks iteratively which position of the actuator provides the best performance of the boost converter. The MPP tracking module can also be configured in such a way that the optimum operating point is sought by changing the setting of the up-converter, for example by controlling the switches of the up-converter, and the MPP tracking module is designed only as an evaluation unit which measures the power of the up-converter With a first set of setting checks, the boost converter's performance checks with a different set of settings, and finally the
Satz Einstellung wählt, der die größere Leistung bietet., Choose set of setting that offers the greater performance.,
In einer bevorzugten Ausführungsform ist entweder am Eingang des Aufwärtswandlers (also nach der Parallelschaltung der Stränge) oder an den Enden der Stränge, kurz vor deren Parallelschalten ein DC-Schütz in dem Anschlusskasten integriert. Dadurch kann eine Überstromschutzeinrichtung vorgesehen werden, die in Kombination mit einer
Strommessung dazu führen kann, dass ab einem vorher festgelegten, am DC-Schütz variable einstellbaren Strom der DC-Schütz auslöst. Die Auslösekennlinie (Auslösecharakteristik) kann dabei durch eine elektronische Schaltung bestimmt und einstellbar, oder durch Software in einer Steuereinheit realisiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der DC-Schütz auch von außerhalb der erfindungsgemäßen Baugruppe ansteuerbare, beispielsweise über ein Kabel oder über Funk. Insbesondere bevorzugt kann die Auslösung des DC-Schütz auch durch einen Schlüsselschalter oder einen Druckschalter ausgebildet sein. Der Anschlusskasten kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein metallischesIn a preferred embodiment, either at the input of the up-converter (ie after the parallel connection of the strings) or at the ends of the strings, shortly before their parallel connection, a DC contactor is integrated in the terminal box. As a result, an overcurrent protection device can be provided, which in combination with a Current measurement can cause the DC contactor triggers from a pre-defined variable variable current on the DC contactor. The tripping characteristic (tripping characteristic) can be determined and adjusted by an electronic circuit, or realized by software in a control unit. In a preferred embodiment, the DC contactor is also controllable from outside the assembly according to the invention, for example via a cable or via radio. Particularly preferably, the triggering of the DC contactor can also be formed by a key switch or a pressure switch. The terminal box may in a preferred embodiment, a metallic
Gehäuse oder einen teilweise metallisch ausgeführtes Gehäuse aufweisen. Ein metallisches, bzw. teilweise metallisch ausgeführtes Gehäuse kann zur Übernahme einer Kühlleistung dienen. Das Gehäuse kann in einer bevorzugten Ausführungsform einen Korpus aufweisen, in dem die Elektronik untergebracht ist, und einen Sockel, auf dem der Korpus steht. Ebenso ist es möglich, dass das Gehäuse hängend, beispielsweise an einer Wand montiert wird. Have housing or a partially metallic housing executed. A metallic or partially metallic housing can serve to take over a cooling capacity. The housing may, in a preferred embodiment, comprise a body in which the electronics are housed and a pedestal on which the carcass stands. It is also possible that the housing is suspended, for example, mounted on a wall.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Anschlusskasten Schnellanschlüsse, beispielsweise Stecker, auf, an denen die Enden der Stränge angeschlossen werden können, bzw. an die eine Ausgangsleistung angeschlossen werden kann. Ebenso ist es denkbar, den Anschluss der Kabel an den Anschlusskasten mittels einer Kombination aus Schraubbolzen und Kabelschuh vorzunehmen. Der Schraubbolzen wird in ein stromführendes Gewinde geschraubt und überträgt den Strom über den Schraubbolzen und dem am Ende des Kabels vorgesehenen Kabelschuh auf das Kabel. Ebenso können als Anschlüsse des Anschlusskastens Reihenklemmen (V-In a preferred embodiment, the terminal box on quick connectors, such as plugs, on which the ends of the strands can be connected, or to which an output power can be connected. It is also conceivable to make the connection of the cable to the terminal box by means of a combination of bolt and cable lug. The bolt is screwed into a live thread and transmits the current through the bolt and the cable lug at the end of the cable to the cable. Likewise, terminals of the connection box can be terminal blocks (V
Klemmen, Käfigklemmen) vorgesehen sein. Terminals, cage clamps) may be provided.
Vorzugsweise erfolgt das Parallelschalten der Stränge innerhalb des Anschlusskastens. Hierfür kann der Anschlusskasten eine Mehrzahl von Eingängen, bspw. Schnellanschlüsse, aufweisen, in die die Enden der Stränge gesteckt werden, wobei die Schnellanschlüsse in dem Anschlusskasten so verschaltet sind, dass sich eine Parallelschaltung der Stränge ergibt. Preferably, the parallel connection of the strands takes place within the junction box. For this purpose, the terminal box may have a plurality of inputs, for example. Quick connections, into which the ends of the strands are inserted, wherein the quick connectors are connected in the terminal box so that there is a parallel connection of the strands.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Baugruppe derart ausgeführt, dass einzelne Stränge aus der Parallelschaltung herausgenommen werden können, beispielsweise durch das Öffnen von in den Strangleitungen vorgesehenen Schaltern. In a preferred embodiment, the assembly is designed such that individual strands can be removed from the parallel circuit, for example by opening switches provided in the strands.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufwärtswandler unabhängig und bedarf keinerlei Informationen, bzw. Kommunikationen zwischen dem Wechselrichter und dem Aufwärtswandler.
Die erfindungsgemäße Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms weißt mindestens eine erste erfindungsgemäße Baugruppe und mindestens eine zweite erfindungsgemäße Baugruppe auf sowie ein Gleichspannungs- Bussystem, wobei der Ausgang des Anschlusskastens der ersten Baugruppe an das Gleichspannungs-Bussystem angeschlossen ist und der Ausgang desIn a preferred embodiment, the boost converter is independent and does not require any information or communications between the inverter and the boost converter. The inventive system for generating a direct current or an alternating current know at least one first assembly according to the invention and at least one second inventive assembly and a DC bus system, wherein the output of the terminal box of the first module is connected to the DC bus system and the output of
Anschlusskastens der zweiten Baugruppe an das Gleichspannungs-Bussystem angeschlossen ist. Terminal box of the second module is connected to the DC bus system.
In einer bevorzugten Ausführungsform weißt das Gleichspannungs-Bussystem eine konstante Spannung auf. Mit Hilfe der Aufwärtswandler der Anschlusskästen kann an den Anschlusskästen eine konstante Ausgangsspannung erzeugt werden, die gleich der in einer bevorzugten Ausführung als konstant gewählten Spannung des Gleichspannungs-Bussystems ist. Bei einer solchen Ausführungsform eines Gleichspannungs-Bussystems mit konstanter Spannung kann ein an das Gleichspannungs-Bussystem angeschlossener Wechselrichter eine konstanteIn a preferred embodiment, the DC bus system has a constant voltage. With the help of the up-converter of the junction boxes, a constant output voltage can be generated at the terminal boxes, which is equal to the voltage of the DC bus system selected as constant in a preferred embodiment. In such an embodiment of a constant voltage DC bus system, an inverter connected to the DC bus system may be a constant one
Spannung erhalten und kann in einem optimalen Arbeitspunkt arbeiten. Maintained tension and can work in an optimal operating point.
In einer Ausführungsform mit an das Gleichspannungs-Bussystem angeschlossenem Wechselrichter, kann die Spannung am Eingang des, bzw. der Wechselrichter und die Ausgangsspannung an den Anschlusskästen erfasst, verglichen und ggf. nachgeregelt werden, um die Spannung des Gleichspannungs-Bussystems am Wechselrichtereingang konstant zu halten. In an embodiment with an inverter connected to the DC bus system, the voltage at the input of, or the inverter and the output voltage at the terminal boxes can be detected, compared and possibly readjusted to keep the voltage of the DC bus system at the inverter input constant ,
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Wechselrichter an das Gleichspannungs-Bussystem angeschlossen, dem über einen Anschluss Gleichstrom von dem Gleichspannungs-Bussystem zugeführt wird und der hieraus einen Wechselstrom erzeugt. In einer bevorzugten Ausführungsform können mehrere Wechselrichter an das Gleichspannungs-Bussystem angeschlossen werden. In einer ergänzenden oder alternativen Ausführungsform kann an dasIn a preferred embodiment, at least one inverter is connected to the DC bus system to which DC power is supplied from the DC bus system via a terminal and generates an AC current therefrom. In a preferred embodiment, multiple inverters may be connected to the DC bus system. In a supplementary or alternative embodiment may be attached to the
Gleichspannungs-Bussystem ein Anschluss angeschlossen sein, an dem ein Gleichstrom-Verbraucher angeschlossen werden kann. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Anlage zum Erzeugen eines Gleichstroms eingesetzt werden, nämlich wenn der Gleichstrom-Verbraucher an diesen Anschluss angeschlossen wird. Als Gleichstrom-Verbraucher wird auch ein Energiespeichermedium verstanden.DC bus system connected to a terminal to which a DC load can be connected. In this way, the system according to the invention can be used to generate a direct current, namely when the DC load is connected to this terminal. As a direct current consumer, an energy storage medium is understood.
Beispielsweise kann an diesen Anschluss eine Batterie angeschlossen werden. For example, a battery can be connected to this port.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gleichspannungs-Bussystem außerhalb eines Gehäuses angeordnet, insbesondere außerhalb eines Gehäuses eines Anschlusskastens angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird dasIn a preferred embodiment, the DC bus system is arranged outside a housing, in particular arranged outside a housing of a terminal box. In a preferred embodiment, the
Gleichspannungs-Bussystem verwendet, um einen Anschlusskasten mit einem
Gleichstrom-Verbraucher und/oder einem Wechselrichter zu verbinden, die in einem anderen Gehäuse angeordnet sind und die insbesondere bevorzugt beabstandet von dem Gehäuse des Anschlusskastens angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge zumindest einer Leitung des Gleichspannungs- Bussystems länger, als die Länge, Breite und/oder Höhe eines Anschlusskastens und insbesondere bevorzugt länger als 0,5m, besonders bevorzugt länger als 1 m, besonders bevorzugt länger als 5m und vor allem bevorzugt länger als 10m. DC bus system used to connect a junction box with a DC consumers and / or an inverter to connect, which are arranged in a different housing and which are particularly preferably spaced from the housing of the junction box. In a preferred embodiment, the length of at least one line of the DC bus system is longer than the length, width and / or height of a terminal box, and more preferably longer than 0.5m, more preferably longer than 1m, more preferably longer than 5m and above all preferably longer than 10m.
In einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Gleichspannungs-Bussystem einen Anschlusskasten und einen Wechselrichter oder einen Gleichstrom-Verbraucher, wenn der Wechselrichter oder der Gleichstrom Verbraucher mehr als 1m, insbesondere bevorzugt mehr als 5m, insbesondere bevorzugt mehr als 10m und besonders bevorzugt mehr als 20m von dem Anschlusskasten entfernt sind. In a preferred embodiment, the DC bus system connects a junction box and an inverter or DC load if the inverter or DC load is more than 1m, more preferably more than 5m, more preferably more than 10m and most preferably more than 20m of the Terminal box are removed.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des kürzesten Verbindungskabels des dem Anschlusskasten am nächsten angeordneten Energieerzeugers mit dem Anschlusskasten kürzer, als die Länge der kürzesten Leitung, die Teil des Gleichspannungs-Bussystems ist. In a preferred embodiment, the length of the shortest connection cable of the power generator closest to the terminal box to the terminal box is shorter than the length of the shortest line forming part of the DC bus system.
Gerade beim Einsatz eines Gleichspannungs-Bussystems über große Distanzen vom Anschlusskasten zum Wechselrichter oder einem Gleichstrom-Verbraucher lassen sich die Vorteile realisieren, dass die Übertragungsverlusten bei Gleichspannungsleitungen geringer sind als bei mit Wechselstrom beaufschlagten Leitungen. Especially when using a DC bus system over long distances from the terminal box to the inverter or a DC load can be realized the advantages that the transmission losses are less with DC lines than with AC acted upon lines.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des kürzesten Verbindungskabels des dem Anschlusskasten am nächsten angeordneten Energieerzeugers mit dem Anschlusskasten kürzer als 5m, insbesondere gleich oder kürzer als 3m, insbesondere bevorzugt kleiner als 1m. Als Verbindungskabel wird insbesondere das Kabel verstanden, das den Energieerzeuger, beispielsweise das Photovoltaikmodul verlässt und bis zu einem Anschluss an dem Anschlusskasten reicht. Seine Länge ist die Länge vom Verlassen des Energieerzeugers, bspw. vom Verlassen des Gehäuses des Energieerzeugers bis zum Eintritt in den Anschlusskasten oder einem dem Anschlusskasten ggf. vorgelagerten Sammelpunkt, an dem die Stränge bereits vor dem Eintritt in den Anschlusskasten parallel geschaltet werden. Ein solcher Sammelpunkt wird zur Vereinfachung der Beschreibung auch als „Eintritt in den Anschlusskasten" oder „Anschluss an den Anschlusskasten" verstanden. Als Anschluss an dem Anschlusskasten wird auch sowohl ein am Gehäuse des Anschlusskasten vorgesehener Stecker, an den ein Strang angeschlossen wird, als auch eine Durchführungsöffnung für ein Kabel des Strangs verstanden. In seinem Verlauf vom Energieerzeuger bis zum Anschlusskasten kann das Kabel Zwischenstecker aufweisen. Beispielsweise kann zur Bildung des Verbindungskabels
ein aus dem Energieerzeuger herausführendes Kabel, das einen Stecker aufweist, mit einem aus dem Anschlusskasten herausführenden Kabel, das einen Stecker aufweist, verbunden werden. Die so gebildete Leitung wird ebenfalls als Verbindungskabel verstanden. Dies erfolgt vor dem Hintergrund des mit dieser bevorzugten Ausführungsform erreichten Vorteils: In der bevorzugten Ausführungsform wird versucht, den Anschlusskasten und vor allem den darin vorgesehenen Hochsetzer so nah wie möglich an die in Reihe geschalteten Energieerzeuger anzuordnen. Wird der Hochsetzer dazu eingesetzt, eine konstante Ausgangsgleichspannung zu erzeugen, so werden bei dieser Ausführungsform die damit verbundenen Vorteile so nah wie möglich am Strang realisiert. In a preferred embodiment, the length of the shortest connecting cable of the energy generator closest to the connection box with the connection box is shorter than 5 m, in particular equal to or shorter than 3 m, particularly preferably less than 1 m. The connection cable is understood in particular to be the cable which leaves the energy generator, for example the photovoltaic module, and extends to a connection to the connection box. Its length is the length from leaving the power generator, eg. From leaving the housing of the power generator to the entrance into the junction box or a connection box upstream of any collection point where the strands are connected in parallel before entering the junction box. Such a collection point is also understood as "entry into the connection box" or "connection to the connection box" for the purpose of simplifying the description. As a connection to the terminal box is also understood both a provided on the housing of the terminal box connector to which a strand is connected, as well as a passage opening for a cable of the strand understood. In its course from the power generator to the connection box, the cable may have intermediate plugs. For example, to form the connection cable a cable leading out of the power generator having a plug is connected to a cable leading out of the terminal box and having a plug. The line thus formed is also understood as a connection cable. This is done against the background of the advantage achieved with this preferred embodiment: In the preferred embodiment, it is attempted to place the junction box and, in particular, the boost converter provided therein as close as possible to the power generators connected in series. If the boost converter is used to generate a constant DC output voltage, the advantages associated with this embodiment are realized as close as possible to the string.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Strang der in Reihe geschalteten Energieerzeuger so ausgeführt werden, dass er sich von einem dem Anschlusskasten nahen Startpunkt aus in eine Richtung fort von dem Anschlusskasten erstreckt. Das Ende des Strangs am Startpunkt wird mit dem Anschlusskasten verbunden und zwar in der Regel über das kürzeste Verbindungskabel. Bei einer solchen Ausführungsform wird an dem dem Anschlusskasten entfernten Ende des Strangs ein Kabel vorgesehen, dass zur Vervollständigung der Reihenschaltung zum Anschlusskasten zurückgeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform weist dieses zurückführende Kabel eine Länge von mehr als 30 Metern, besonders bevorzugt von mehr als 40 Metern auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist dieses zurückführende Kabel eine Länge von weniger als 190 Metern, besonders bevorzugt von weniger als 180 Metern auf. In a preferred embodiment, the string of series-connected power generators may be configured to extend in a direction away from the terminal box from a starting point near the terminal box. The end of the strand at the starting point is connected to the junction box, usually via the shortest connecting cable. In such an embodiment, a cable is provided at the end of the strand remote from the junction box, which is returned to the junction box to complete the series connection. In a preferred embodiment, this returning cable has a length of more than 30 meters, more preferably more than 40 meters. In a preferred embodiment, this returning cable has a length of less than 190 meters, more preferably less than 180 meters.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Strang der in Reihe geschalteten Energieerzeuger so ausgeführt werden, dass er sich von einem dem Anschlusskasten nahen Startpunkt aus in Art einer Schlaufe, beispielsweise auch in Form von zwei parallel zueinander verlaufender Teilstränge (hinführender Teilstrang, zurückführender Teilstrang) zu einem Endpunkt erstreckt, der ebenfalls nahe dem Anschlusskasten angeordnet ist. Sowohl das Ende des Strangs am Startpunkt als auch das Ende des Strangs am Endpunkt werden vorzugsweise mit in etwa gleich kurzen Verbindungskabeln, vorzugsweise mit Verbindungskabeln der Länge des vorstehend näher beschriebenen kürzesten Verbindungskabel mit einander verbunden. In an alternative embodiment, the string of series-connected power generator can be designed so that it from a terminal box near starting point in the manner of a loop, for example, in the form of two mutually parallel sub-strands (leading sub-strand, trailing sub-strand) to a End point extends, which is also located near the terminal box. Both the end of the strand at the starting point and the end of the strand at the end point are preferably connected to each other with approximately equal short connecting cables, preferably with connecting cables of the length of the shortest connecting cable described in detail above.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gleichspannungs-Bussystem als Daisy- Chain ausgeführt, insbesondere bevorzugt als Daisy-Chain im Ring. Als„Daisy-Chain" bezeichnet man eine Anzahl von Hardwarekomponenten, welche in Serie miteinander verbunden sind, nämlich in Form eines Bussystems. Dabei ist eine erste Komponente, hier ein erster Anschlusskasten unmittelbar über den Bus mit dem Wechselrichter, bzw. dem Gleichstrom-Verbraucher verbunden. Die weiteren Komponenten, also beispielsweise die weiteren Wechselrichter oder Gleichstromverbraucher oder aber
auch die weiteren Anschlusskästen sind jeweils mit ihren Vorgängern verbunden (Reihenschaltungsprinzip), sodass eine Kette entsteht (deshalb „Daisy-Chain"). Das Signal zu und von einer Komponente geht nun über seinen Vorgänger bis zum ersten Wechselrichter, bzw. bis zum ersten Gleichstrom-Verbraucher. Durch den Einsatz einer Daisy-Chain-Struktur ist ein Umlenken von Leistungsflüssen (Strömen) realisierbar. Durch eine an die Elektronikkomponenten des Aufwärtswandlers angekoppelte Gleichstromschaltstelle kann der Ring definiert unterbrochen und ein fehlerhaftes Segment, z.B. ein Kabel, freigeschaltet werden, ohne das das Gleichspannungs-Bussystem vollständig unterbrochen werden muss. Die Gleichstrom- Schaltstelle erlaubt ebenfalls das Abtrennen des gesamten Anschlusskastens aus demIn a preferred embodiment, the DC bus system is designed as a daisy chain, particularly preferably as a daisy chain in the ring. A "daisy chain" refers to a number of hardware components which are connected in series, namely in the form of a bus system, whereby a first component, here a first connection box, is directly via the bus with the inverter or the DC load The other components, such as the other inverters or DC consumers or The other terminal boxes are also connected to their predecessors (series connection principle), so that a chain is created (therefore "daisy-chain") .The signal to and from one component now goes through its predecessor to the first inverter, or until the first direct current By using a daisy-chain structure, it is possible to redirect power flows (currents) .Through a DC switching point coupled to the electronic components of the boost converter, the ring can be interrupted in a defined manner and a faulty segment, eg a cable, can be disconnected The DC bus also allows the entire terminal box to be disconnected from the DC bus
Gleichspannungs-Bussystem. Vor Ort kann die Gleichspannung-Schaltstelle ebenfalls zur Freischaltung bei Wartungsarbeiten genutzt werden. Die Gleichspannungs- Schaltstelle ist gegen selbstständiges Wiedereinschalten elektronisch gesichert. Bei der Verschaltung mehrerer Anschlusskästen und mind. einem Wechselrichter in einer Ausführung des DC-Bus als Daisy Chain, kann das so verschaltete System in der Lage sein, fehlerhafte Leitungssegmente oder Anschlusskästen aus dem System zu entfernen (vom DC-Bus zu trennen). Dies kann insbesondere bevorzugt wie folgt umgesetzt werden: Es kann im normalen Betrieb, vor dem Boost-Zyklus, also bevor die leitende Phase der Leistungshalbleiterschalter des Aufwärtswandlers beginnt, also in deren Totzeit (Auszeit) eine Isolationsmessung (Spannung QC+ gegen Erde, DC- gegen Erde) durchgeführt werden. Da die Totzeit (Auszeit) der Leistungshalbleiterschalter des Aufwärtswandlers häufig ca. 170 [is beträgt und für eine Isolationsmessung üblicherweise 3 bis 4 ε benötigt werden, ist die Durchführung einer solchen Messung unkritisch. Das Messergebnis der Isolationsmessung kann an eine Auswerteeinheit zurückgemeldet werden. So können Isolationsfehler auf den DC- Leitungen erkannt werden (Eingangs- und Ausgangsseite des Anschlusskasten). Durch eine Überwachung des Ausgangsstromes des Aufwärtswandlers ist eine Erkennung (Überschreitung) von Grenz- und Schwellwerten, sowie der Änderung (Anstieg) des Stromes gegeben. Der integrierte Regler kann nun auf Basis dieserDC bus system. On site, the DC voltage switching point can also be used for activation during maintenance work. The DC voltage switching point is electronically protected against automatic restart. When connecting several terminal boxes and at least one inverter in a version of the DC bus as a daisy chain, the system connected in this way may be able to remove faulty line segments or terminal boxes from the system (to be disconnected from the DC bus). This can be implemented in particular preferably as follows: It can in normal operation, before the boost cycle, so before the conductive phase of the power semiconductor switch of the boost converter begins, ie in the dead time (off) an insulation measurement (voltage QC + to ground, DC against Earth). Since the dead time (time-out) of the power semiconductor switch of the boost converter is often about 170 [is and for an insulation measurement usually 3 to 4 ε are needed, the implementation of such a measurement is not critical. The measurement result of the insulation measurement can be reported back to an evaluation unit. This allows insulation faults to be detected on the DC cables (input and output side of the terminal box). Monitoring the output current of the boost converter provides detection (overshoot) of limit and threshold values as well as the change (increase) in the current. The integrated controller can now be based on this
Werte die Ansteuerung innerhalb des Aufwärtswandlers verändern (Variation der PWM). So wird der Ausgangsstrom selbsttätig auf einen festgesetzten Maximalwert begrenzt. Wird dieser Maximalwert für eine längere Zeit (festgelegte Zeit x) erreicht, erfolgt ein Abschalten des Aufwärtswandlers und ein Trennen des Anschlusskastens auf der DC-Ausgangsseite. Values change the control within the up-converter (variation of the PWM). Thus, the output current is automatically limited to a set maximum value. If this maximum value is reached for a longer time (fixed time x), the boost converter is switched off and the connection box is disconnected on the DC output side.
Eine Trennfunktion auf der DC-Seite kann durch DC-Schaltstellen in jedem Pfad (DC+, DC-, DC"0" usw.) erreicht werden. Diese sind vorzugsweise als motorisierte DC- Schalter oder DC-Lasttrennschalter mit einem Schaltvermögen von bis zu 500 A ausgeführt. Zur Ansteuerung dieser Schaltstellen kann die Steuerelektronik desA disconnect function on the DC side can be achieved by DC switches in each path (DC +, DC-, DC "0", etc.). These are preferably designed as motorized DC switches or DC circuit breakers with a switching capacity of up to 500 A. To control these switching points, the control electronics of the
Boosteinheit (Hochsetzsteller) über entsprechend dimensionierte Schaltausgänge
verfügen. Diese Schaltausgänge können zum Beispiel Halbleiterschalter oder Relais sein. Boost unit (boost converter) via appropriately sized switching outputs feature. These switching outputs can be, for example, semiconductor switches or relays.
Um die Funktion der Trennung von fehlerhaften Leitungssegmenten des DC-Buses zu realisieren, ist eine entsprechende Anordnung der DC-Schaltelemente zu wählen. Diese stellt sich wie folgt dar: In jeden Pfad und hier für jede Anschlussstelle (Leitung), ist eine solche DC-Schaltstelle zu integrieren. Alle Anschlussstellen eines jeden Pfades sind nach der Schaltstelle zu Brücken und mit dem entsprechenden Pfad der Hochsetzeinheit zu verbinden. In order to realize the function of the separation of faulty line segments of the DC bus, a corresponding arrangement of the DC switching elements is to be selected. This is as follows: In each path and here for each connection point (line), such a DC switching point is to be integrated. All connection points of each path must be connected to the jumpers to the jumpers and to the corresponding path of the push-up unit.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden an jedem Anschlusskasten des Gleichspannungs-Bussystems die Spannung und der Strom erfasst. Mit einem Messsystem können weiterhin die Komponenten der Strangüberwachung ausgelesen werden, die Daten ausgewertet und weitergeleitet werden Hierzu wird ein interner Kommunikationsbus, z.B. RS485 oder CAN, bereitgestellt, an welchen dasIn a preferred embodiment, the voltage and the current are detected at each terminal box of the DC bus system. With a measuring system, furthermore, the components of the string monitoring can be read out, the data can be evaluated and forwarded. For this purpose, an internal communication bus, e.g. RS485 or CAN, to which the
Messsystem angeschlossen werden kann. Measuring system can be connected.
Das Gleichspannungs-Bussystem erlaubt das erzeugungsabhängige Zu-/Abschalten von Wechselrichtern, falls mehrere Wechselrichter in dem Gleichspannungs- Bussystem vorgesehen sind. Somit können die Wechselrichter über den überwiegenden Zeitraum in ihren (optimalen) Arbeitspunkten betrieben werden - der Wirkungsgrad der Anlage steigt. Auch die einzelnen Anschlusskästen können gezielt vom Bus genommen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Baugruppe, bzw. die Anlage modular aufgebaut. Mehrfach in der Baugruppe, bzw. in der Anlage vorgesehene Komponenten sind identisch ausgebildet. The DC bus system allows the generation-dependent switching on / off of inverters, if several inverters are provided in the DC bus system. Thus, the inverters can be operated at their (optimum) operating points for the majority of the time - the efficiency of the system increases. The individual terminal boxes can also be removed from the bus. In a preferred embodiment, the assembly, or the system is modular. Multiple in the assembly, or provided in the system components are identical.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufwärtswandler der erfindungsgemäßen Anlage so ausgebildet, dass er eine zweikanalige Hochsetzung mittels interleavedIn a preferred embodiment, the up-converter of the system according to the invention is designed such that it interleaved a two-channel boost
Beschaltung unipolar durchführt. Ebenso kann der Aufwärtswandler derart ausgeführt sein, dass er eine Zweikanalige Hochsetzung mittels bipolarer Verschaltung der Erzeugungseinheiten vornimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage sind einzelneWiring unipolar performs. Likewise, the boost converter can be designed such that it carries out a two-channel boosting by means of bipolar interconnection of the generating units. In a preferred embodiment of the system according to the invention are individual
Anschlusskästen von dem Gleichstrom-Bus abtrennbar, beispielsweise mittels ausgangsseitig an den Anschlusskästen vorgesehenen Schaltern. Auf diese Weise kann ein fehlerhaft arbeitender Anschlusskasten aus dem System genommen werden. Das in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehene MPP-Tracking mit dem demTerminal boxes can be separated from the DC bus, for example by means of switches provided on the output side of the terminal boxes. In this way, a malfunctioning terminal box can be removed from the system. The provided in a preferred embodiment MPP tracking with the
Aufwärtswandler vorgeschalteten MPP-Tracking Modul bzgl. des besten
Arbeitspunktes des Aufwärtswandlers kombiniert mit einer Ansteuerung des Aufwärtswandlers, die zu einer konstanten Ausgangsgleichspannung am Aufwärtswandler führt, bringt den Vorteil, das die Leistungserzeugung an jedem Aufwärtswandler optimiert wird und bereits die optimal erreichbare Leistung bei festgelegter Gleichspannung in den Bus eingespeist wird. Dadurch kann bei einerUp-converter upstream MPP tracking module in terms of the best The operating point of the boost converter, combined with a boost converter boost, resulting in a constant output DC voltage on the boost converter, has the advantage of optimizing power generation at each boost converter and already feeding the optimally achievable DC power into the bus. This can be done at a
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit einem Wechselrichter beispielsweise darauf verzichtet werden, ein MPP-Tracking bzgl. eines optimalen Arbeitspunktes des Wechselrichters vorzunehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die konstante Ausgangsspannung der Aufwärtswandler und somit des beschriebenen Anschlusskastens durch die variable Vorgabe eines Sollwertes einstellbar. Somit ist eine Anpassung der Ausgangsspannung an den nachgelagerten Wechselrichter gegeben. Durch die konstante Spannung und deren Einstellbarkeit, kann der Wechselrichter in einem festen konstanten Arbeitspunkt betrieben werden. Der Spannungswert dieses Wechselrichter-Arbeitspunktes kann Kennlinien des Wechselrichter-herstellers entnommen werden. Embodiment of the system according to the invention with an inverter, for example, be waived to make an MPP tracking respect. An optimal operating point of the inverter. In a preferred embodiment, the constant output voltage of the boost converter and thus of the junction box described by the variable specification of a desired value is adjustable. Thus, an adjustment of the output voltage is given to the downstream inverter. Due to the constant voltage and its adjustability, the inverter can be operated in a fixed constant operating point. The voltage value of this inverter operating point can be taken from characteristics of the inverter manufacturer.
Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit MPP-Tracking an den Anschlusskästen bietet die Möglichkeit, das MPP-Tracking vom Wechselrichter auf die Ebene des Anschlusskastens, bzw. einzelner Stränge zu verlagern. Hierdurch ergibt sich eine wesentlich höhere Effizienz und der Einfluss von Verschattung, z. B. durchThe embodiment of the system according to the invention with MPP tracking on the terminal boxes offers the possibility of shifting the MPP tracking from the inverter to the level of the terminal box or individual strings. This results in a much higher efficiency and the influence of shading, z. B. by
Wolkenzug und unterschiedlichen Modulparametern wird minimiert. Es wird der optimale Arbeitspunkt für jeden Anschlusskasten gewählt. Das MPP-Tracking (Finden des Arbeitspunktes) kann wesentlich schneller als in einem zentralen Wechselrichter erfolgen. Im Stand der Technik werden in zentralen Wechselrichtern häufig langsam arbeiten PWM-Regelungen eingesetzt, um dort ein MPP-Tracking vorzunehmen.Cloud train and different module parameters are minimized. The optimum operating point for each terminal box is chosen. The MPP tracking (finding the operating point) can be done much faster than in a central inverter. In the prior art, PWM controls are often used in central inverters to slowly perform MPP tracking.
Häufig weisen diese Frequenzen 3 kHz bis 17 kHz auf. Das Durchführen eines MPP- Tracking am Anschlusskasten könnte beispielsweise mit schneller arbeitenden PWM- Regelungen erfolgen, beispielsweise mit solchen, die mit 10 kHz bis 100 kHz arbeiten. Außerdem ist bei einem MPP-Tracking beim Aufwärtswandler eine geringere Schwankungsbreite der Spannung zu erwarten. Deshalb muss der MPP-Algorithmus weniger iterative Schritte durchführen, um den zum jeweiligen Zeitpunkt optimalen Arbeitspunkt zu finden. Dadurch lässt sich auch eine höhere Geschwindigkeit des Tracking umsetzen. Im Wechselrichter kann diese Funktionalität entfallen, dieser regelt dann nur auf einen Festeingangswert. Frequently, these frequencies are 3 kHz to 17 kHz. Performing an MPP tracking on the connection box could, for example, be done with faster PWM control, for example those operating at 10 kHz to 100 kHz. In addition, MPP tracking in the boost converter is expected to have a lower voltage swing range. Therefore, the MPP algorithm must perform fewer iterative steps to find the optimum operating point at the time. This also allows a higher speed of tracking implement. In the inverter, this functionality can be omitted, this then only regulates to a fixed input value.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine Regelung auf, in der ein Algorithmus zur Leitungslängen-Ermittlung zur selbsttätigen Regulierung des Ausgangsspannungsniveaus auf die Grenzspannung des Wechselrichters implementiert ist. Dabei kann wie folgt vorgegangen werden: Während der Inbetriebnahme des Systems wird die Leitungslänge zwischen Anschlusskasten undIn a preferred embodiment, the system has a control in which an algorithm for line length detection is implemented for the automatic regulation of the output voltage level to the limit voltage of the inverter. The following procedure can be followed: During commissioning of the system, the cable length between terminal box and
Wechselrichter selbsttätig ermittelt, indem verschiedene Impulse (Bursts) auf den
Leitungsabschnitt gegeben werden. Diese Impulse werden am Leitungsende (Wechselrichter) reflektiert und laufen zurück zum Ausgangspunkt (Anschlusskasten). Aus den Laufzeiten der Impulse kann nun die Leitungslänge bestimmt werden. Sind dem Algorithmus die Werte der Parameter Leitungsquerschnitt und Leitermaterial vorgegeben, kann aus diesen und der Leitungslänge der zu erwartendeInverter is automatically detected by applying various pulses (bursts) to the Be given line section. These pulses are reflected at the line end (inverter) and run back to the starting point (connection box). The line length can now be determined from the propagation times of the pulses. If the values of the parameters line cross section and conductor material are specified for the algorithm, the expected value can be determined from these and the line length
Spannungsabfall auf dem Leitungsabschnitt, in Abhängigkeit des Stromes ermittelt werden. Um die so ermittelte, stromabhängige Spannungsdifferenz, kann die Ausgangsspannung des Hochsetzstellers (Boost Einheit) nun nachgeregelt werden, damit am Wechselrichter die gewünschte konstante Spannung anliegt. Voltage drop on the line section to be determined depending on the current. The output voltage of the boost converter (boost unit) can now be readjusted in order to provide the desired constant voltage at the inverter so that the current-dependent voltage difference determined in this way can be determined.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine vollwertige Überwachung des Systems Bezug nehmend auf VDE0100-712 (DIN IEC 60364-7-7 2) auf, so dass keine Leitungsabsicherung ausgangsseitig erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform, bei der dem Aufwärtswandler ein Bauteil mitIn a preferred embodiment, the system has a complete monitoring of the system with reference to VDE0100-712 (DIN IEC 60364-7-7 2), so that no line protection is required on the output side. In a preferred embodiment, wherein the up-converter a component with
Chopper-Funktion vor oder nachgeschaltet ist, kann die maximale Strangspannung zeitweise über der Spannung des Gleichspannungs-Bussystems liegen, da der kombinierte Aufwärtswandler mit Chopperfunktion die Strangspannung festhält. In dieser Ausführungsform kann eine gleichzeitig integrierte, sekundäre Regelung auf den Strom den maximalen Speisestrom in das Gleichspannungs-Bussystem begrenzen und kann damit Isolations- und Kurzschlussfehler erkennen und begrenzen. Chopper function is upstream or downstream, the maximum phase voltage may temporarily exceed the voltage of the DC bus system, as the combined up-converter with chopper function holds the strand voltage. In this embodiment, a simultaneously integrated, secondary control on the current limit the maximum supply current in the DC bus system and can thus detect and limit insulation and short circuit errors.
Der Wechselrichter kann derart ausgeführt sein, dass er im Fehlerfall eine rückbestromte Leitung wegtrennt. The inverter can be designed such that it separates away a back-energized line in the event of a fault.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe, bzw. die erfindungsgemäße Anlage ist mindestens eine elektronische oder elektromechanische Trenneinheit vorgesehen. Insbesondere bevorzugt sind, soweit diese Elemente in der jeweiligen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sind, das Element zum Abtrennen eines Anschlusskastens von dem Gleichspannungs-In a preferred embodiment, the assembly according to the invention, or the system according to the invention is provided at least one electronic or electromechanical separation unit. Particularly preferred, as far as these elements are provided in the respective embodiment of the invention, the element for separating a junction box from the DC voltage
Bussystem und/oder das Element zum Abtrennen eines Wechselrichters oder eines Gleichstromverbrauchers als elektronische oder elektromechanische Trenneinheit ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe, bzw. die erfindungsgemäße Anlage ist eine Kommunikationsschnittstelle für Wartung und Datalogging vorgesehen. Die Kommunikationsschnittstelle für Wartung und Datalogging kann an einem Bauteil der erfindungsgemäßen Baugruppe, vorzugsweise dem Anschlusskasten, vorgesehen sein. Ebenso kann die Kommunikationsschnittstelle für Wartung und Datalogging beispielsweise im Bereich des Wechselrichters vorgesehen sein. Die Kommunikationsschnittstelle für Wartung und Datalogging ist
insbesondere bevorzugt derart mit einem Kommunikationsnetzwerk der Anlage verbunden, dass an der Kommunikationsschnittstelle für Wartung und Datalogging Data ausgelesen werden können, die von Messstellen ausgelesen werden, die an verschiedenen Messorten der Anlage erfasst wurden. Das Vorsehen nur einer Kommunikationsschnittstelle für Wartung und Datalogging, vorzugsweise an einem leicht zugänglichen Ort der erfindungsgemäßen Anlage, erlaubt es, eine einfache Wartung, beispielsweise das Einspielen von Software-Updates vorzunehmen, und ein einfaches Datalogging vorzunehmen. Bus system and / or the element for separating an inverter or a DC consumer designed as an electronic or electromechanical separation unit. In a preferred embodiment, the assembly according to the invention, or the system according to the invention is a communication interface for maintenance and data logging provided. The communication interface for maintenance and data logging can be provided on a component of the assembly according to the invention, preferably the connection box. Likewise, the communication interface for maintenance and data logging can be provided, for example, in the area of the inverter. The communication interface for maintenance and data logging is particularly preferably connected to a communication network of the system that can be read at the communication interface for maintenance and data logging data, which are read by measuring points that have been detected at different measuring locations of the system. The provision of only one communication interface for maintenance and data logging, preferably at an easily accessible location of the system according to the invention, makes it possible to carry out simple maintenance, for example the installation of software updates, and to carry out simple data logging.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine, bzw. die vorbeschriebene Kommunikationsschnittstelle zur Fernwirkung ausgebildet, beispielsweise durch Einbinden eines Telekommunikationsanschluss. Auf diese Weise kann das Freischalten bestimmter Baugruppen, bzw. der gesamten Anlage, aber auch das Einspielen von Updates sowie das Datalogging von außerhalb erfolgen. In a preferred embodiment, one or the above-described communication interface is designed for remote action, for example by incorporating a telecommunication connection. In this way, the release of certain modules, or the entire system, but also the installation of updates and the data logging done from outside.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe oder die erfindungsgemäße Anlage eine Kommunikationsschnittstelle zum Anschluss einer visuellen Serviceeinheit, wie beispielsweise eines Monitors auf. Diese visuelle Serviceeinheit kann beispielsweise bei der Wartung der Anlage bzw. bei der Inbetriebnahme der Anlage nützlich sein. In a preferred embodiment, the assembly according to the invention or the system according to the invention has a communication interface for connecting a visual service unit, such as a monitor. This visual service unit may be useful, for example, in the maintenance of the plant or in the commissioning of the plant.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe und/oder die erfindungsgemäße Anlage Mittel zur elektronischen Freischaltung und Verrieglung der Baugruppe an sich, einzelner Elemente der Baugruppe, wie beispielsweise eines Strangs oder der Anlage vorgesehen. Diese Mittel sind vorzugsweise von außen auslösbar, beispielsweise in einem Störfall oder zu Beginn eines Wartungszyklus. In a preferred embodiment, the assembly according to the invention and / or the system according to the invention comprises means for the electronic activation and locking of the assembly per se, of individual components of the assembly, such as a string or the system. These means are preferably triggered from the outside, for example in an accident or at the beginning of a maintenance cycle.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe oder die erfindungsgemäße Anlage eine Anzeigeeinheit, vorzugsweise eine von außen sichtbare Anzeigeeinheit auf, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: In a preferred embodiment, the assembly or the system according to the invention has a display unit, preferably an externally visible display unit, which has one or more of the following properties:
. Optische Visualisierung Betriebszustand , Optical visualization operating state
. Ausgabe von Eingangs- und Ausgangsparametern , Output of input and output parameters
. Anzeige der aktuellen Systemspannungen, -ströme , Display of the current system voltages, currents
. Anzeige der MPP-Parameter und -zustände , Display of MPP parameters and states
. Anzeige von Fehlern, Warnungen und Alarmen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: , Display of errors, warnings and alarms The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only embodiments of the invention. Show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der aus dem Stand der Technik bekannten Topologie von Photovoltaik-Anlagen, 1 is a schematic representation of the known from the prior art topology of photovoltaic systems,
Fig. 2 die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zum Erzeugen eines Wechselstroms, Fig. 3 die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Fig. 2 is a schematic representation of a first embodiment of the inventive system for generating an alternating current, Fig. 3 is a schematic representation of a second embodiment of a
Anlage zum Erzeugen eines Wechselstroms gemäß der Erfindung, Plant for generating an alternating current according to the invention,
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Messwerterfassung bei einem Fig. 4 is a schematic representation of a measured value at a
Busteilnehmer innerhalb der erfindungsgemäßen Anlage zum Erzeugen eines Wechselstroms gemäß der Erfindung Bus subscriber within the system according to the invention for generating an alternating current according to the invention
Fig. 5 die schematische Darstellung einer unipolaren Verschaltung des Fig. 5 is a schematic representation of a unipolar interconnection of
Anschlusskasten mit einem Wechselrichter, Fig. 6a), b) schematische Darstellungen zweier Ausführungsformen einer bipolaren Verschaltung des Anschlusskastens mit einem Wechselrichter, Terminal box with an inverter, Fig. 6a), b) are schematic representations of two embodiments of a bipolar interconnection of the junction box with an inverter,
Fig. 7 eine schematische Darstellung von DC-Schaltstellen an der Fig. 7 is a schematic representation of DC switching points on the
Ausgangsseite zweier Anschlusskästen, Output side of two terminal boxes,
Fig. 8 a), b), c) d) eine perspektivische, schematische Ansicht von vorne auf einen Fig. 8 a), b), c) d) is a perspective, schematic view from the front on a
Anschlusskasten, eine perspektivische, schematische Ansicht von hinten auf einen Anschlusskasten, eine erste Ausführungsform einer Anschlussvariante für einen Gleichspannungsausgang in einer schematischen, zerlegten Ansicht und eine zweite Ausführungsform einer Anschlussvariante für einen Gleichspannungsausgang, Terminal box, a perspective, schematic view from the rear of a terminal box, a first embodiment of a connection variant for a DC output in a schematic, disassembled view and a second embodiment of a connection variant for a DC output,
Fig. 9 a), b), c) eine perspektivische, schematische Ansicht von vorne auf eine weitere Fig. 9 a), b), c) is a perspective, schematic view from the front of another
Ausführungsform eines Anschlusskasten, eine perspektivische, schematische Ansicht von hinten auf diese Ausführungsform und eine Seitenansicht auf diese Ausführungsform und Embodiment of a terminal box, a perspective, schematic view from the rear of this embodiment and a side view of this embodiment and
Fig. 10 a), b) eine perspektivische, schematische Ansicht von vorne auf eine hängend montierte weitere Ausführungsform eines Anschlusskasten,
eine perspektivische und eine Seitenansicht auf diese Ausführungsform. 10 a), b) is a perspective, schematic view from the front of a hanging mounted further embodiment of a connection box, a perspective and a side view of this embodiment.
Die in Fig. 1 gezeigte, aus der Praxis bekannte Topologie einer Photovoltaik-Anlage weist vier Stränge 1 , 2, 3, 4 auf. Jeder Strang 1 , 2, 3, 4 weist drei in Reihe zueinander geschaltete Energieerzeuger 5, 6, 7 in Form von Photovoltaik-Modulen auf. Der Strang 1 und der Strang 2 werden parallel auf einen Anschlusskasten 8 geschaltet. Der Strang 3, und der Strang 4 werden parallel auf einen Anschlusskasten 9 geschaltet. Der Anschlusskasten 8 weist ein Gleichstromhauptkabel 10 auf, das zu einer ersten Eingangsklemmen eines Eingangsklemmenfelds des Wechselrichters 11 geführt wird.The topology of a photovoltaic system known from practice, shown in FIG. 1, has four strands 1, 2, 3, 4. Each strand 1, 2, 3, 4 has three series-connected to each other power generator 5, 6, 7 in the form of photovoltaic modules. The strand 1 and the strand 2 are connected in parallel to a terminal box 8. The strand 3, and the strand 4 are connected in parallel to a junction box 9. The terminal box 8 has a DC main cable 10, which is fed to a first input terminals of an input terminal field of the inverter 11.
Der Anschlusskasten 9 weist ein zweites Gleichstrom-Hauptkabel 12 auf, das zu einer weiteren Eingangsklemme des Eingangsklemmenfelds des Wechselrichters 11 geführt wird. Der Wechselrichter erzeugt aus den ihm zugeführten Gleichströmen einen Wechselstrom. The connection box 9 has a second direct current main cable 12, which is led to a further input terminal of the input terminal field of the inverter 11. The inverter generates an alternating current from the direct currents supplied to it.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zum Erzeugen eines Wechselstroms ist ein erster Strang 21 und ein zweiter Strang 22 vorgesehen sowie ein dritter Strang 23. Die Stränge 21 , 22, 23 weisen Energieerzeuger auf, die aus elektromagnetischer Strahlung, nämlich Sonnenstrahlen, einen Gleichstrom erzeugen können, nämlich Photovoltaik-Module 25, 26, 27 dieIn the embodiment of the inventive system for generating an alternating current shown in FIG. 2, a first strand 21 and a second strand 22 are provided, as well as a third strand 23. The strands 21, 22, 23 have energy generators which are made of electromagnetic radiation, namely solar rays to generate a direct current, namely photovoltaic modules 25, 26, 27 the
Photovoltaik-Module 25, 26, 27 des ersten Strangs sind in Reihe zueinander geschaltet. Ebenso sind die Photovoltaik-Module 25, 26, 27 des zweiten Strangs 22 in Reihe geschaltet und die Photovoltaik-Module 25, 26, 27 des dritten Strangs 23 in Reihe geschaltet. Der erste Strang 21 und der zweite Strang 22 sind in Parallelschaltung an einen Eingang eines Anschlusskastens 28 angeschlossen. DerPhotovoltaic modules 25, 26, 27 of the first strand are connected in series with each other. Likewise, the photovoltaic modules 25, 26, 27 of the second strand 22 are connected in series and the photovoltaic modules 25, 26, 27 of the third strand 23 connected in series. The first strand 21 and the second strand 22 are connected in parallel to an input of a connection box 28. Of the
Strang 23 ist an den Eingang eines Anschlusskastens 29 anschlössen. Der Anschlusskasten 28 weist einen Aufwärtswandler 33 auf. Der Anschlusskasten 29 weist ebenfalls einen Aufwärtswandler 34 auf. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform weist ein Gleichspannungs-Bussystem 35 auf. An das Gleichspannungs-Bussystem 35 sind Wechselrichter 36, 37 angeschlossen sowie die Anschlusskästen 28, 29. Strand 23 is connected to the input of a connection box 29. The connection box 28 has an up-converter 33. The terminal box 29 also has an up-converter 34. The embodiment shown in FIG. 2 has a DC bus system 35. To the DC bus system 35 inverters 36, 37 are connected and the terminal boxes 28, 29th
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zeigt die Ausführungen des Gleichspannungs-Bussystems als Daisy-Chain. Die dargestellteThe embodiment of the system according to the invention shown in Fig. 3 shows the embodiments of the DC bus system as a daisy chain. The illustrated
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zum Erzeugen eines Wechselstroms weist einen ersten Strang 41 und einen zweiten Strang 42 sowie einen dritten Strang 43 und einen vierten Strang 44 auf. Die Stränge 41 , 42, 43, 44 weisen Energieerzeuger auf, die aus elektromagnetischer Strahlung, nämlich Sonnenstrahlen, einen Gleichstrom erzeugen können, nämlich die Photovoltaik-Module 45, 46, 47 des ersten Strangs 41 sind in Reihe zueinander geschaltet. Ebenso sind die Photovoltaik-
Module 45, 46, 47 des zweiten Strangs 42 in Reihe geschaltet und die Photovoltaik- Module 45, 46, 47 des dritten Strangs 43 in Reihe geschaltet sowie die Photovoltaik- Module 45, 46, 47 des vierten Strangs 44 in Reihe geschaltet. Der erste Strang 41 und der zweite Strang 42 sind in Parallelschaltung an einen Eingang eines Anschlusskastens 48 angeschlossen. Der dritte Strang 43 und der vierte Strang 44 sind in Parallelschaltung an einen Eingang eines Anschlusskastens 49 angeschlossen. Der Anschlusskasten 48 weist einen Aufwärtswandler 53 auf. Der Anschlusskasten 49 weist ebenfalls einen Aufwärtswandler 54 auf. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform weist ein Gleichspannungs-Bussystem 55 auf, das als daisy-chain ausgebildet ist. An das Gleichspannungs-Bussystem 55 sind Wechselrichter 56, 57 angeschlossen sowie die Anschlusskästen 48, 49. Embodiment of the inventive system for generating an alternating current has a first strand 41 and a second strand 42 and a third strand 43 and a fourth strand 44. The strands 41, 42, 43, 44 have energy generators, which can generate direct current from electromagnetic radiation, namely solar rays, namely the photovoltaic modules 45, 46, 47 of the first strand 41 are connected in series with each other. Likewise, the photovoltaic Modules 45, 46, 47 of the second strand 42 connected in series and the photovoltaic modules 45, 46, 47 of the third strand 43 connected in series and the photovoltaic modules 45, 46, 47 of the fourth strand 44 connected in series. The first strand 41 and the second strand 42 are connected in parallel to an input of a connection box 48. The third strand 43 and the fourth strand 44 are connected in parallel to an input of a connection box 49. The connection box 48 has an up-converter 53. The terminal box 49 also has an up-converter 54. The embodiment shown in FIG. 3 has a DC bus system 55, which is designed as a daisy-chain. To the DC bus system 55 inverters 56, 57 are connected and the junction boxes 48, 49th
Fig. 4 zeigt, dass die erfindungsgemäße Anlage mit einem System zur Messwerterfassung vorgesehen sein kann. Dazu ist beispielsweise an demFig. 4 shows that the system according to the invention can be provided with a system for measured value detection. This is for example on the
Wechselrichter 56 eine Messeinheit 60 zur Erfassung von Strom und Spannung vorgesehen. Ebenso ist in dem Anschlusskasten 53 eine Messeinrichtung 61 zur Erfassung von Strom und Spannung vorgesehen. Über eine Kommunikationsleitung 62 können die so erfassten Messwerte einer (nicht dargestellten) Auswerteeinheit zugeführt werden. Inverter 56, a measuring unit 60 for detecting current and voltage provided. Likewise, a measuring device 61 for detecting current and voltage is provided in the connection box 53. Via a communication line 62, the measured values thus acquired can be supplied to an evaluation unit (not shown).
Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit einer unipolaren Verschaltung eines Anschlusskastens 100 mit einem Wechselrichter 101. Der Anschlusskasten 100 weist einen Aufwärtswandler 102 auf. Der Aufwärtswandler 102 ist mit einem Pluspol-Ausgang und einem Minuspolausgang des Anschlusskasten 100 innerhalb des Anschlusskastens5 shows a possibility of a unipolar interconnection of a connection box 100 with an inverter 101. The connection box 100 has an up-converter 102. The boost converter 102 has a positive pole output and a negative pole output of the junction box 100 within the junction box
100 verbunden (über nicht dargestellte Leitungen). Der Pluspol-Ausgang des Anschlusskasten 100 ist mit einem Pluspol-Eingang des Wechselrichters 101 über eine Leitung 103 verbunden. Der Minuspol-Ausgang des Anschlusskasten 100 ist mit einem Minuspol-Eingang des Wechselrichters 101 über eine Leitung 104 verbunden. 100 connected (via lines not shown). The positive pole output of the connection box 100 is connected to a positive pole input of the inverter 101 via a line 103. The negative pole output of the connection box 100 is connected to a negative pole input of the inverter 101 via a line 104.
Fig. 6a) zeigt eine Möglichkeit einer bipolaren Verschaltung eines Anschlusskastens 110 mit einem Wechselrichter 111. Der Anschlusskasten 110 weist einen Aufwärtswandler 112 auf. Der Aufwärtswandler 102 ist mit einem Pluspol-Ausgang, einem Masse-Ausgang und einem Minuspolausgang des Anschlusskasten 100 innerhalb des Anschlusskastens 100 verbunden (über nicht dargestellte Leitungen).FIG. 6 a) shows a possibility of a bipolar interconnection of a connection box 110 with an inverter 111. The connection box 110 has an up-converter 112. The boost converter 102 is connected to a positive pole output, a ground output and a negative pole output of the junction box 100 within the junction box 100 (via lines not shown).
Der Pluspol-Ausgang des Anschlusskasten 110 ist mit einem Pluspol-Eingang des Wechselrichters 111 über eine Leitung 113 verbunden. Der Masse-Ausgang des Anschlusskasten 110 ist mit einem Masse-Eingang des Wechselrichters 111 über eine Leitung 115 verbunden. Der Minuspol-Ausgang des Anschlusskasten 110 ist mit einem Minuspol-Eingang des Wechselrichters 1 11 über eine Leitung 4 verbunden.
Fig. 6b) zeigt eine weitere Möglichkeit einer bipolaren Verschattung eines Anschlusskastens 120 mit einem Wechselrichter 121. Der Anschlusskasten 120 weist einen Aufwärtswandler 122 auf. Der Aufwärtswandler 122 ist mit einem Pluspol- Ausgang, einem Masse-Ausgang und einem Minuspolausgang des Anschlusskasten 120 innerhalb des Anschlusskastens 120 verbunden (über nicht dargestellteThe positive pole output of the terminal box 110 is connected to a positive pole input of the inverter 111 via a line 113. The ground output of the terminal box 110 is connected to a ground input of the inverter 111 via a line 115. The negative pole output of the connection box 110 is connected to a negative pole input of the inverter 1 11 via a line 4. FIG. 6 b) shows a further possibility of bipolar shading of a connection box 120 with an inverter 121. The connection box 120 has an up-converter 122. The boost converter 122 is connected to a positive pole output, a ground output, and a negative pole output of the junction box 120 within the junction box 120 (not shown)
Leitungen). Der Pluspol-Ausgang des Anschlusskasten 120 ist mit einem Pluspol- Eingang des Wechselrichters 121 über eine Leitung 123 verbunden. Der Masse- Ausgang des Anschlusskasten 120 ist geerdet. Der Masse-Eingang des Wechselrichters 121 ist geerdet. Der Minuspol-Ausgang des Anschlusskasten 120 ist mit einem Minuspol-Eingang des Wechselrichters 121 über eine Leitung 124 verbunden. Cables). The positive pole output of the connection box 120 is connected to a positive pole input of the inverter 121 via a line 123. The ground output of junction box 120 is grounded. The ground input of the inverter 121 is grounded. The negative pole output of the connection box 120 is connected to a negative pole input of the inverter 121 via a line 124.
Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit, Schaltstellen 130, 131 , 132 an den Ausgängen des Anschlusskastens 133 vorzusehen. Der Anschlusskasten 133 weist eine Aufwärtswandler 134 auf. Dieser weist einen Pluspol-Ausgang, einen Masse-Ausgang und einen Minuspol-Ausgang auf. Der Pluspol-Ausgang ist über ein Kabel 135 mit einer internen Stromschiene und darüber mit parallel geführten, ausgangsseitigen Schaltern 131 , 141 verbunden. Der Masse-Ausgang ist über ein Kabel 137 mit einer internen Stromschiene und darüber mit parallel geführten, ausgangsseitigen Schaltern 132, 142 verbunden. Der Minuspol-Ausgang ist über ein Kabel 139 mit einer internenFIG. 7 shows a possibility of providing switching points 130, 131, 132 at the outputs of the connection box 133. The connection box 133 has an up-converter 134. This has a positive pole output, a ground output and a negative pole output. The positive pole output is connected via a cable 135 to an internal busbar and above with parallel outgoing switches 131, 141. The ground output is connected via a cable 137 to an internal busbar and above with parallel outgoing switches 132, 142. The negative pole output is via a cable 139 with an internal
Stromschiene und darüber mit parallel geführten, ausgangsseitigen Schaltern 133, 143 verbunden. In der in Fig. 7 dargestellten Betriebssituation sind die Schalter 131 , 132, 133, 141 , 142, 143 geöffnet. Schließen die Schalter 131 , 132, 133, 141 , 142, 143 so verbindet der jeweils zugeordnete Schalter 131 , 132, 133 jeweils ein Ende eines Gleichstromkabels 144, 145, 146 mit jeweils einem Pol (Pluspol-Ausgang, Masse-Busbar and above with parallel outgoing, output-side switches 133, 143 connected. In the operating situation illustrated in FIG. 7, the switches 131, 132, 133, 141, 142, 143 are opened. If the switches 131, 132, 133, 141, 142, 143 are connected, then the respectively assigned switch 131, 132, 133 respectively connects one end of a direct current cable 144, 145, 146, each having one pole (positive pole output, ground connection).
Ausgang, Minuspol-Ausgang). Ferner verbindet der jeweils zugeordnete Schalter 141 , 142, 143 im geschlossenen Zustand ein Ende eines Gleichstromkabels 147, 148, 149 mit jeweils einem Pol (Pluspol-Ausgang, Masse-Ausgang, Minuspol-Ausgang). Fig. 7 zeigt ferner, dass die Anlage einen weiteren Anschlusskasten 150 aufweist, der dem Anschlusskasten 130 vergleichbar aufgebaut ist. Jeweils ein weiteres Ende desOutput, negative pole output). Furthermore, each associated switch 141, 142, 143 in the closed state connects one end of a DC cable 147, 148, 149, each with a pole (positive-pole output, ground output, negative pole output). FIG. 7 further shows that the system has a further connection box 150, which is constructed in a comparable manner to the connection box 130. In each case another end of the
Gleichstromkabels 147, 148, 149 kann über die Schalter 151 , 152, 153 mit den jeweiligen internen Stromschiene des Anschlusskasten 150 verbunden werden. DC cable 147, 148, 149 can be connected via the switches 151, 152, 153 to the respective internal busbar of the junction box 150.
Fig. 8 a) zeigt eine erste Anschlussvariante eines Gleichstromkabels an einen Gleichstromausgang eines Anschlusskastens 160. Die in Fig. 8a) in einerFig. 8 a) shows a first connection variant of a DC cable to a DC output of a junction box 160. The in Fig. 8a) in a
Explosionsdarstellung dargestellten Einzelteile der Anschlussvariante umfassen einen Schraubbolzen 161 , das Gleichstromkabel 162, einen an dem Gleichstromkabel 162 befestigten Kabelschuh 163 und eine Gewindebohrung 164. Die Gewindebohrung 164 stellt einen Pluspol, die Masse oder den Minuspol des Gleichstromausgangs des Anschlusskasten 160 dar. Der Schraubbolzen 161 wird durch die Öffnung desAn exploded view of the connection variant components include a bolt 161, the DC cable 162, a lug 163 attached to the DC cable 162, and a threaded bore 164. The threaded bore 164 represents a positive pole, the ground, or negative pole of the DC output of the junction box 160. The bolt 161 will through the opening of the
Kabelschuhs 163 geführt und in die Gewindebohrung 164 eingeschraubt und verbindet
damit leitend die Gewindebohrung 164 mit dem Gleichstromkabel 162. Für die weiteren Pole, bzw. die Masse des Gleichstromausgangs des Anschlusskasten 160 können weitere derartige Anschlüsse vorgesehen sein. Fig. 8 b) zeigt eine zweite Anschlussvariante für Gleichstromkabel an einenLug 163 out and screwed into the threaded hole 164 and connects thus conducting the threaded hole 164 with the DC cable 162. For the other poles, or the mass of the DC output of the junction box 160 may be provided such other connections. Fig. 8 b) shows a second connection variant for DC cables to a
Gleichstromausgang des Anschlusskastens 160. Hierfür weist der Anschlusskasten 160 Reihenklemmen 165, 166, beispielsweise Käfig- oder V-Klemmen auf. An der Reihenklemme 165 liegt beispielsweise das Pluspotential und an der Reihenklemme 166 das Minuspotential des Gleichstromausgang des Anschlusskastens 160 an. Ein erstes Gleichstromkabel 167 ist an die Reihenklemme 165 angeklemmt, ein zweitesDC output of the terminal box 160. For this purpose, the terminal box 160 terminal blocks 165, 166, for example, cage or V-terminals. For example, the positive potential is applied to the terminal block 165 and the negative potential of the terminal box 160 to the terminal block 166. A first DC cable 167 is connected to the terminal 165, a second
Gleichstromkabel 168 an die Reihenklemme 166 angeklemmt. DC cable 168 clamped to the terminal block 166.
Fig. 8 c) zeigt die Frontseite des Gehäuses einer Ausführungsform des Anschlusskastens 160. Dieses Gehäuse weist eine Sockel 170 auf, mit dem es auf dem Boden steht. Auf dem Sockel 170 sitzt der Korpus 171 des Anschlusskasten 160.Fig. 8 c) shows the front of the housing of an embodiment of the terminal box 160. This housing has a base 170, with which it stands on the floor. On the base 170 of the body 171 of the terminal box 160 sits.
Der Korpus 171 weist eine an einer Seite angeschlagene Tür 172 auf. In der Tür ist eine Anzeige 173 integriert. The body 171 has a hinged door 172 on one side. In the door a display 173 is integrated.
Fig. 8 d) zeigt die Rückseite des Gehäuses des Anschlusskasten 160. Dort ist zu sehen, dass der Korpus 171 auf seiner Rückseite einen Kühlkörper 174 aufweist.FIG. 8 d) shows the rear side of the housing of the connection box 160. There it can be seen that the body 171 has a heat sink 174 on its rear side.
Ferner ist der Fig. 8 d) zu entnehmen, dass die Gleichstromkabel, beispielsweise die Gleichstromkabel 167, 168 unterirdisch vom Anschlusskasten 160 fortgeführt werden können. Fig. 9 a) zeigt die Frontseite des Gehäuses einer Ausführungsform desFurthermore, it can be seen from FIG. 8 d) that the DC cables, for example the DC cables 167, 168, can be continued underground from the terminal box 160. Fig. 9 a) shows the front side of the housing of an embodiment of the
Anschlusskastens 180. Dieses Gehäuse weist eine Sockel 181 auf, mit dem es auf dem Boden steht. Auf dem Sockel 181 sitzt der Korpus 182 des Anschlusskasten 180. Der Korpus 182 weist eine doppelflügelige Tür 183 auf. In einem Türflügel ist eine Anzeige 184 integriert. Terminal box 180. This housing has a base 181 with which it stands on the floor. The body 182 of the connection box 180 is seated on the base 181. The body 182 has a double-leaf door 183. A display 184 is integrated in a door leaf.
Fig. 9 b) zeigt die Rückseite des Gehäuses des Anschlusskasten 180. Dort ist zu sehen, dass der Korpus 182 auf seiner Rückseite einen Kühlkörper 185 aufweist. 9 b) shows the rear side of the housing of the connection box 180. There it can be seen that the body 182 has a heat sink 185 on its rear side.
Fig. 9 c) zeigt die Seite des Gehäuses des Anschlusskastens 180. Man erkennt vier Öffnungen 186 im Gehäuse. Diese dienen beispielsweise alsFig. 9 c) shows the side of the housing of the junction box 180. It can be seen four openings 186 in the housing. These serve for example as
Gleichspannungseingänge für den Anschlusskasten. Beispielsweise kann auf die oberen zwei Eingänge das Plus- und das Minus-Ende eines ersten Strangs und auf die unteren zwei Eingänge das Plus- und das Minus-Ende eines zweiten Strangs aufgelegt werden. Die gleichpoligen Enden der Stränge werden im Anschlusskasten verbunden, so dass sich eine Parallelschaltung der Stränge am Eingang des Anschlusskasten ergibt.
Fig. 10 a) zeigt die Frontseite des Gehäuses einer an einer Wand angebrachten Ausführungsform des Anschlusskastens 190. Das Gehäuse weist eine doppelflügelige Tür 191 auf. In einem Türflügel ist eine Anzeige 192 integriert. DC voltage inputs for the terminal box. For example, on the upper two inputs, the plus and the minus end of a first strand and on the lower two inputs, the plus and the minus end of a second strand are placed. The unipolar ends of the strings are connected in the terminal box, so that there is a parallel connection of the strands at the entrance of the terminal box. 10 a) shows the front side of the housing of a wall-mounted embodiment of the connection box 190. The housing has a double-leaf door 191. A display 192 is integrated in a door leaf.
Fig. 10 b) zeigt Seite des Gehäuses des Anschlusskastens 190. Man erkennt vier Öffnungen 191 im Gehäuse. Diese dienen beispielsweise als Gleichspannungseingänge für den Anschlusskasten. Beispielsweise kann auf die oberen zwei Eingänge das Plus- und das Minus-Ende eines ersten Strangs und auf die unteren zwei Eingänge das Plus- und das Minus-Ende eines zweiten Strangs aufgelegt werden. Die gleichpoligen Enden der Stränge werden im Anschlusskasten verbunden, so dass sich eine Parallelschaltung der Stränge am Eingang des Anschlusskasten ergibt. Ferner erkennt man die Wandhalterung 192 des Gehäuses.
Fig. 10 b) shows the side of the housing of the junction box 190. It can be seen four openings 191 in the housing. These serve, for example, as DC voltage inputs for the terminal box. For example, on the upper two inputs, the plus and the minus end of a first strand and on the lower two inputs, the plus and the minus end of a second strand are placed. The unipolar ends of the strings are connected in the terminal box, so that there is a parallel connection of the strands at the entrance of the terminal box. Furthermore, you can see the wall bracket 192 of the housing.