EP3724961A1

EP3724961A1 - Notfallabschaltung einer energieversorgungseinrichtung

Info

Publication number: EP3724961A1
Application number: EP18804321.0A
Authority: EP
Inventors: Claus Allert; Thomas Wegener; Dietrich LINKE
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-10-21
Also published as: US20200274350A1; DE102017127082A1; CN111264011A; WO2019097035A1; JP2021503866A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) mit mindestens einem Wechselrichter (20, 20b) und mindestens einer an den Wechselrichter (20, 20b) angeschlossenen Batterieanordnung (22), wobei • -der Wechselrichter (20, 20b) einen DC-Batterieanschluss (21) zum Anschluss der mindestens einen Batterieanordnung (22), sowie eine Wechselrichter-Brücke (7) umfasst, und • - zwei Pole der Batterieanrodnung über Versorgungsleitungen am DC-Batterieanschluss (21) des Wechselrichters (20, 20b) angeschlossen sind. Die Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) lässt sich sicher abschalten und/oder in einen Stand-by-Modus überführen. Wobei die Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) dazu eingerichtet ist, aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27) mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke (7) abzuschalten und ein über eine Steuerleitung (39) an die Batterieanordnung (22) angelegtes Freigabesignal zu unterbrechen, worauf die Batterieanrodnung (22) mindestens eine Verbindung zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter (20, 20b) unterbricht.

Description

NOTFALLABSCHALTUNG EINER ENERGIEVERSORGUNGSEINRICHTUNG

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung eines Betriebszustandes einer

Energieversorgungsvorrichtung. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens einen AC-seitig an ein Netz anschließbaren Wechselrichter und mindestens eine an den Wechselrichter angeschlossene Batterie.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Energieversorgungsvorrichtung, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens einen Wechselrichter und mindestens eine an den Wechselrichter

angeschlossene Batterie. Der Wechselrichter umfasst eine Steuereinrichtung, einen AC- seitigen Anschluss für ein Netz, mindestens einen DC-Batterieanschluss zum Anschluss der mindestens einen Batterie sowie eine Wechselrichter-Brücke. Zum Laden und Entladen der Batterie sind zwei Pole der Batterie über Versorgungsleitungen am DC-Batterieanschluss des Wechselrichters angeschlossen.

Derartige Energieversorgungsvorrichtungen können im Betriebszustand beispielsweise elektrische Energie eines öffentlichen Netzes und/oder von Solarmodulen und/oder von Windrädern in der Batterie Zwischenspeichern. Die elektrische Energie kann im Bedarfsfall, beispielsweise zur Stützung des öffentlichen Netzes oder für eine Notstromversorgung, wieder zur Verfügung gestellt werden. Der Wechselrichter wandelt Gleichspannung in Wechselspannung um und umgekehrt. Zum Laden und Entladen der Batterie transportiert er elektrische Energie in beide Richtungen, also beispielsweise vom AC-seitigen Anschluss zur Batterie und umgekehrt.

Es sind Energieversorgungsvorrichtungen der eingangs genannten Art aus dem Stand der Technik bekannt, die beispielsweise auf eine Anforderung eines öffentlichen Netzes hin zusätzliche Wirkleistung zur Verfügung stellen, indem die Energieversorgungsvorrichtung einen Entladevorgang der Batterie startet.

Ein Betriebswechsel kann beispielsweise auch bei einer Energieversorgungseinrichtung einer Hausanlage vorgesehen sein, die eine Solaranlage umfasst und zusätzlich für einen Inselbetrieb ausgebildet ist. Die Energieversorgungsvorrichtung schaltet beispielsweise die Batterie ab bzw. in einen Ruhemodus (Stand-by-Modus), wenn die Batterie eine untere Ladegrenze erreicht hat und gleichzeitig keine Aufladung der Batterie durch die Solaranlage zu erwarten ist, z.B. nachts. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Energieversorgungsvorrichtung

anzugeben, mit welchem/welcher sich die Energieversorgungsvorrichtung besonders sicher mindestens teilweise abschalten lässt und/oder mindestens teilweise in einen Stand-by- Modus überführen lässt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Energieversorgungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine an der Batterie angeschlossene Steuerleitung und eine Abschaltvorrichtung umfasst sind und die Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der

Abschaltvorrichtung mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke abzuschalten und/oder zu unterbinden und ein die Steuerleitung beaufschlagendes Freigabesignal für die Batterie wegzunehmen derart, dass die Batterie mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem

Wechselrichter unterbricht.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, bei der sich in einem Betriebszustand befindenden Energieversorgungsvorrichtung eine Abschaltvorrichtung vorzusehen und aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung sowohl auf die Taktung mindestens der Wechselrichter-Brücke als auch auf die Batterie einzuwirken.

Der Abschaltvorgang kann somit aktiv durch eine Abschaltbetätigung an der

Abschaltvorrichtung eingeleitet werden. Eine derartige Abschaltmöglichkeit erhöht die Sicherheit bei einem Betrieb einer derartigen Energieversorgungsvorrichtung. Die

Abschaltbetätigung kann beispielsweise von einer Überwachungswarte aus ferngesteuert und/oder manuell vor Ort erfolgen und beispielsweise in der Betätigung eines Schalters oder eines Tasters der Abschaltvorrichtung bestehen. Der Wechselrichter ist nach dem

Abschaltvorgang an dem DC-Batterieanschluss und dem AC-seitigen Anschluss

spannungsfrei, so dass die Spannungen an den Ein- und Ausgängen des Wechselrichters untereinander und gegen Erde das Niveau von Schutzkleinspannungen (30V) nicht überschreiten.

Die Abschaltvorrichtung kann beispielsweise von dem Wechselrichter oder einer anderen Komponente der Energieversorgungsvorrichtung umfasst sein, oder es ist eine Verbindung zwischen der Abschaltvorrichtung und dem Wechselrichter und/oder einer anderen

Komponente der Energieversorgungsvorrichtung vorgesehen. Die Abschaltvorrichtung kann beispielsweise aufgrund der Abschaltbetätigung ein Steuersignal bereitstellen, welches beispielsweise an einer Steuerbaugruppe des Wechselrichters anliegt. Die Steuerbaugruppe kann im Rahmen dieser Erfindung auch mit Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung oder _ WO 2019/097035 - 3 - CT/EP2018/081656 _

Steuer/Regeleinrichtung oder Regel-Baugruppe oder Steuer/Regel-Baugruppe oder

Controller bezeichnet werden. Das Steuersignal veranlasst gemäß diesem

Ausführungsbeispiel die Steuereinrichtung, die Taktung mindestens der Wechselrichter- Brücke zu beenden. Sofern der Wechselrichter zusätzlich zu der Wechselrichter-Brücke mindestens einen weiteren DC/DC-Steller umfasst, kann die Steuereinrichtung auch derart eingerichtet sein, dass das Steuersignal die Steuereinrichtung dazu veranlasst, die Taktung der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichter-Brücke und des mindestens einen weiteren DC/DC-Stellers abzuschalten und/oder zu unterbinden, in beiden Fällen

beispielsweise indem eine Software mit einer entsprechenden Funktion auf einem

Microcontroller der Steuerbaugruppe implementiert ist. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise entsprechend auf die Treiber der Leistungshalbleiterschalter des

Wechselrichters einwirken, so dass eine Taktung der Leistungshalbleiterschalter

abgeschaltet wird. Die Steuereinrichtung könnte aber auch jeweils eine Steuerleitung der Treiber zu dem jeweiligen Leistungshalbleiterschalter unterbrechen und somit eine Taktung der Leistungshalbleiterschalter unterbinden.

Die weitere Reaktion auf die Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung, nämlich die Wegnahme des Freigabesignals auf der Steuerleitung der Batterie, kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Abschaltvorrichtung beispielsweise direkt eine

Signalleitung zu einem Schalter aufweist, der aufgrund eines Abschalt-Steuersignals der Abschaltvorrichtung die Steuerleitung unterbricht. Alternativ wirkt die Abschaltvorrichtung auf die Komponente der Energieversorgungsvorrichtung ein, welche das Freigabesignal auf der Steuerleitung im Betriebszustand zur Verfügung stellt. Beispielsweise kann es sich bei der Komponente um den Wechselrichter handeln oder eine separate Backup-Einrichtung der Energieversorgungsvorrichtung. Im ersten Fall kann die Steuereinrichtung des

Wechselrichters aufgrund des Signals der Abschaltvorrichtung nicht nur mindestens die Taktung der Wechselrichter-Brücke abschalten, sondern auch eine Bereitstellung des Freigabesignals an der Steuerleitung der Batterie abschalten. Beispielsweise kann das Freigabesignal im Betriebszustand von der Steuereinrichtung zu einem Anschluss des Wechselrichters für die Steuerleitung durchgeschaltet sein, so dass die Steuereinrichtung auch zum Abschalten des Freigabesignals eingerichtet ist.

Der Begriff„Wegnahme“ des Freigabesignals umfasst im Rahmen dieser Erfindung ein Abschalten und/oder Verändern und/oder ein Unterbinden des Freigabesignals. Wesentlich hierbei ist nur, dass die Batterie die Wegnahme des Freigabesignals derart interpretiert, dass die Batterie die Verbindung zwischen ihren beiden Polen und dem Wechselrichter derart unterbricht, dass eine Möglichkeit eines Stromflusses zwischen der Batterie und dem Wechselrichter nicht mehr besteht, beispielsweise indem die Batterie eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zwischen mindestens einem der beiden Pole und dem Wechselrichter unterbricht. Sofern einer der beiden Pole geerdet ist, kann die Batterie insbesondere die Verbindung zwischen dem anderen Pol und dem Wechselrichter unterbrechen. Beispielsweise kann die Batterie dazu ausgebildet sein, dass bei nicht anliegendem Freigabesignal die Batterie in einen Stand-by-Modus wechselt und bei diesem Wechsel des Betriebszustands auch die mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zum Wechselrichter unterbricht.

Das Freigabesignal kann im Rahmen dieser Erfindung auch mit Aktiv-Signal oder Enable- Signal bezeichnet werden. Die an der Batterie angeschlossene Steuerleitung kann auch mit Enable-Leitung bezeichnet werden. Die erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung befindet sich nach dem Abschaltvorgang in einem Zustand, in welchem der Wechselrichter an seinem AC-seitigen Anschluss spannungsfrei ist oder nur einen geringen Spannungswert aufweist. Gleiches gilt für den DC-seitigen Batterieanschluss. Sofern der Wechselrichter mehrere DC-Batterieanschlüsse aufweist, kann bei jeder der Batterien das jeweilige

Freigabesignal auf der entsprechenden Steuerleitung der Batterie weggenommen werden. Zur Erhöhung der Sicherheit kann zusätzlich eine Verbindung des Wechselrichters zu einer Solaranlage und/oder einem Netz abgetrennt werden. Sofern die

Energieversorgungsvorrichtung mehrere derartige Wechselrichter umfasst, kann die

Abschaltvorrichtung bezüglich all dieser Wechselrichter entsprechend ausgebildet sein oder es können mehrere derartige Abschaltvorrichtungen umfasst sein, wobei Ersteres eine Abschaltung mit besonders geringem Bedienaufwand ermöglicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen angegeben, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Batterie ein Batterie- Management-System und eine von dem Batterie-Management-System ansteuerbare Schutzschaltung mit mindestens einem Schalter zum Trennen einer derartigen Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie umfasst.

Die Steuerleitung kann beispielsweise an dem Batterie-Management-System angeschlossen sein. Die Batterie kann in einem Betriebszustand, in welchem die Steuerleitung mit dem Freigabesignal beaufschlagt ist, bei einer Wegnahme des Freigabesignals mittels des Batterie-Management-Systems die Schutzschaltung derart ansteuern, dass diese entsprechende Schalter in mindestens einer der Versorgungsleitungen öffnet, um eine leitende Verbindung zum Wechselrichter zu trennen. Insbesondere kann das Batterie- Management-System dazu eingerichtet sein, bei einer Wegnahme des Freigabesignals die _ WO 2019/097035 - 5 - CT/EP2018/081656 _

Batterie in einen Stand-by-Modus zu versetzen, wobei im Zuge dieses Betriebswechsels das Batterie-Management-System auch die Verbindung zum Wechselrichter trennt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die

Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung eine Taktung der

Leistungshalbleiterschalter des mindestens einen vom Wechselrichter umfassten Wandlers abzuschalten und/oder zu unterbinden.

Sofern der Wechselrichter zusätzlich zur Wechselrichter-Brücke weitere Wandler wie beispielsweise einen DC/DC-Steller umfasst, wird gemäß dieser Ausgestaltung der

Erfindung aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung auch die Taktung der weiteren Wandler abgeschaltet und/oder unterbunden. Beispielsweise kann die

Steuereinrichtung des Wechselrichters und die Abschaltvorrichtung derart ausgebildet sein, dass bei einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung der Steuereinrichtung ein Abschaltsignal von der Abschaltvorrichtung bereit gestellt wird, so dass die Steuereinrichtung die Taktung der Leistungshalbleiterschalter abschaltet und/oder unterbindet.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Abschaltvorrichtung mindestens manuell betätigbar ist.

Dies ermöglicht ein Abschalten der Energieversorgungsvorrichtung durch eine Person vor Ort, beispielsweise in einem Brandfall. Die Abschaltvorrichtung kann separat angeordnet sein, beispielsweise in einem leicht zugänglichen Bereich wie einem Hausflur. Die

Abschaltvorrichtung kann auch mit einem sogenannten Feuerwehr-Schalter einer

Solaranlage kombiniert sein, mit welchem eine Solaranlage von einer Hausanlage abgetrennt werden kann und die Solarmodule an ihren Ausgängen in einen sicheren Zustand geschaltet werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die

Abschaltvorrichtung aufgrund einer Abschaltbetätigung mindestens ein Signal bereitstellt.

Das Signal kann eine oder mehrere Signalleitungen beaufschlagen. Das Signal kann zur Übertragung über einen Feldbus eingerichtet sein. Das Signal könnte aber auch ein reiner Spannungswert oder das Unterbrechen der Bereitstellung eines Spannungswertes auf einer Signalleitung sein. Beispielsweise könnte die Abschaltvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie eine Signalleitung unterbricht, welche an beiden Enden mit dem Wechselrichter verbunden ist und durch den Wechselrichter mit einem Signal beaufschlagt wird. Unterbricht die Abschaltvorrichtung die Signalleitung, die in diesem Fall als Enable-Leitung des

Wechselrichters ausgebildet sein kann, wird als Abschaltsignal das Wegnehmen des Signals _ WO 2019/097035 - 6 - CT/EP2018/081656 _ übertragen. Mindestens ein Signal der Abschaltvorrichtung könnte auch als ein Hardware- Signal ausgebildet sein oder zur Weiterverarbeitung mittels einer Software eingerichtet sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die

Abschaltvorrichtung separat angeordnet sein.

Separat soll in diesem Zusammenhang lediglich eine örtliche Trennung von den

Hauptkomponenten der Energieversorgungseinrichtung, also dem Wechselrichter oder einer gegebenenfalls vorhandenen Backup-Einrichtung oder der mindestens einen Batterie, bezeichnen. Dies ermöglicht eine leicht zugängliche Anordnung der Abschaltvorrichtung.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass eine von der Abschaltvorrichtung zum Wechselrichter verlaufende Signalleitung umfasst ist und die Abschaltvorrichtung und der Wechselrichter derart eingerichtet sind, dass in einem Betriebszustand der

Energieversorgungseinrichtung aufgrund einer Abschaltbetätigung an der

Abschaltvorrichtung die Signalleitung mit einem von der Abschaltvorrichtung bereitgestellten Signal beaufschlagt wird, so dass die Steuereinrichtung des Wechselrichters mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke abschaltet und/oder unterbindet.

Das Steuersignal veranlasst gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung die

Steuereinrichtung, die Taktung mindestens der Wechselrichter-Brücke zu beenden, beispielsweise indem eine Software mit einer entsprechenden Funktion auf einem

Microcontroller der Steuer-Baugruppe implementiert ist. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise entsprechend auf die Treiber der Leistungshalbleiterschalter der

Wechselrichter-Brücke und gegebenenfalls vorhandenen DC-Steller des Wechselrichters einwirken, so dass eine Taktung der Leistungshalbleiterschalter abgeschaltet wird. Die Steuereinrichtung könnte aber auch jeweils eine Steuerleitung der Treiber zu dem jeweiligen Leistungshalbleiterschalter unterbrechen und somit eine Taktung der

Leistungshalbleiterschalter unterbinden. Bei dem von der Abschaltvorrichtung

bereitgestellten Signal könnte es sich aber auch um ein Hardware-Signal handeln, welches innerhalb des Wechselrichters an jeweilige Hardware-Signal-Eingänge der Treiber weitergeleitet wird. Diese Weiterleitung des Signals innerhalb des Wechselrichters sei im Rahmen dieser Erfindung von dem Begriff Steuereinrichtung mit umfasst.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die an der Batterie angeschlossene Steuerleitung mit dem Wechselrichter verbunden ist, und die Steuereinrichtung zusätzlich ein von dem Wechselrichter an der Steuerleitung bereitgestelltes Freigabesignal derart wegnimmt, dass die Batterie mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter unterbricht. _ WO 2019/097035 - 7 - CT/EP2018/081656 _

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung reagiert der Wechselrichter bei Erhalt des Signals der Abschaltvorrichtung sowohl mit einem Abschalten und/oder Unterbinden der Taktung mindestens der Wechselrichter-Brücke, als auch mit einer Wegnahme des

Freigabesignals auf der Steuerleitung der Batterie. Die Reihenfolge der beiden Reaktionen ist hierbei unerheblich.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Backup-Einrichtung mit einem Steuermodul umfasst. Die an der Batterie

angeschlossene Steuerleitung ist mit der Backup-Einrichtung verbunden, wobei

die Energieversorgungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass in einem Betriebszustand der Energieversorgungseinrichtung aufgrund einer Abschaltbetätigung an der

Abschaltvorrichtung das Steuermodul ein von der Backup-Einrichtung an der Steuerleitung bereitgestelltes Freigabesignal derart wegnimmt , dass die Batterie mindestens eine

Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter unterbricht.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Steuerleitung der Batterie im

Betriebszustand von der Backup-Einrichtung mit dem Freigabesignal beaufschlagt. Die Backup-Einrichtung kann vom Wechselrichter umfasst sein oder beispielsweise separat angeordnet sein. Die Backup-Einrichtung kann beispielsweise Sensoren und/oder Schütze umfassen oder ansteuern. Die Backup-Einrichtung weist ein Steuermodul auf, wobei das Steuermodul einen Microcontroller umfassen kann. Das Steuermodul kann auch mit

Steuereinrichtung bezeichnet werden. Die Backup-Einrichtung kann dazu ausgebildet sein, im Zusammenspiel mit dem bidirektionalen Wechselrichter bei einem Ausfall eines öffentlichen Netzes einen Notstrombetrieb in einem lokalen Netz zu ermöglichen. Hierzu kann die Backup-Einrichtungen unter anderem dazu ausgebildet sein, einen Ausfall des öffentlichen Netzes zu detektieren und das lokale, an den Wechselrichter AC-seitig angeschlossene Netz, von dem öffentlichen Netz zu trennen.

Die Reaktionskette aufgrund der Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung kann über den Wechselrichter verlaufen, beispielsweise indem die Abschaltvorrichtung dem

Wechselrichter ein Abschalt-Signal bereitstellt, welches den Wechselrichter nicht nur veranlasst, die Taktung mindestens der Wechselrichter-Brücke zu beenden, sondern auch die separate Backup-Einrichtung über eine Feldbus-Verbindung anzuweisen, das

Freigabesignal für die Batterie an der Steuerleitung wegzunehmen. Hierzu kann die

Steuereinrichtung des Wechselrichters und das Steuermodul der Backup-Einrichtung entsprechend ausgebildet sein und ein Feldbus mit den entsprechenden Schnittstellen an den beiden Geräten vorhanden sein. Die Reaktionskette könnte aber auch direkter ausgestaltet sein, beispielsweise indem die Abschaltvorrichtung aufgrund einer _ WO 2019/097035 - 8 - CT/EP2018/081656 _

Abschaltbetätigung auch ein Signal an einer mit der Backup-Einrichtung verbundenen Signalleitung bereitstellt, welches von dem Steuermodul entsprechend umgesetzt wird. Eine direkte Ansteuerung eines Schalters in der Steuerleitung der Batterie von Seiten der

Abschaltvorrichtung ist ebenfalls möglich.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung unabhängig von einer Abtrennung des Wechselrichters von einer Solaranlage und/oder einem Versorgungsnetz eine Taktung der Wechselrichter-Brücke abzuschalten und/oder zu unterbinden und ein die Steuerleitung beaufschlagendes

Freigabesignal für die Batterie wegzunehmen.

Dieser Unteranspruch dient nochmals der Verdeutlichung des erfinderischen

Grundgedankens, dass die Reaktionskette zwischen der Abschaltvorrichtung und dem Wechselrichter nicht indirekt verläuft, indem die Abschaltvorrichtung einen Netztrennschalter öffnet und diese Öffnung vom Wechselrichter detektiert wird und dies dann eine Abschaltung der Taktung der Wechselrichter-Brücke bewirkt. Vielmehr verläuft die Reaktionskette -gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung- zwischen der Abschaltvorrichtung und dem Wechselrichter direkt mittels eines Steuersignals und mittels der Steuereinrichtung des Wechselrichters softwarebasiert, wodurch sich eine schnellere Reaktion einstellt als bei einer Reaktionskette, die über das Öffnen eines Netztrennschalters verläuft.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Energieversorgungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung

-eine Steuereinrichtung des Wechselrichters von der Abschaltvorrichtung angesteuert wird, um eine Taktung der Wechselrichter-Brücke abzuschalten und/oder zu unterbinden, und -eine das die Steuerleitung beaufschlagende Freigabesignal für die Batterie bereitstellende Komponente der Energieversorgungsvorrichtung von der Abschaltvorrichtung angesteuert wird, um das Freigabesignal wegzunehmen.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung verläuft auch die Reaktionskette zwischen der Abschaltvorrichtung und der Komponente der Energieversorgungsvorrichtung, die das Freigabesignal auf der Steuerleitung für die Batterie bereitstellt, direkt über ein Steuersignal von der Abschaltvorrichtung zur Komponente und ist mittels der Steuerung der Komponente softwarebasiert, so dass eine schnelle Reaktion ermöglicht ist. Insbesondere kann die Komponente mit dem Wechselrichter identisch sein, sofern dieser das Freigabesignal auf der Steuerleitung für die Batterie bereitstellt. _ WO 2019/097035 - 9 - CT/EP2018/081656 _

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wechselrichter anzugeben, der als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist, so dass sich die Energieversorgungsvorrichtung besonders sicher mindestens teilweise abschalten lässt oder mindestens teilweise in einen Stand-by-Modus überführen lässt.

Hierzu umfasst der Wechselrichter eine Steuereinrichtung, einen AC-seitigen Anschluss für ein Netz, mindestens einen DC-Batterieanschluss zum Anschluss mindestens einer Batterie und eine Wechselrichter-Brücke, wobei der DC-Batterieanschluss mindestens eine

Schnittstelle für eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie aufweist. Der Wechselrichter ist derart ausgebildet und eingerichtet, dass er als Bestandteil der

Energieversorgungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.

Hierzu kann der Wechselrichter eine Schnittstelle für eine Signalleitung der

Abschaltvorrichtung aufweisen oder die Abschaltvorrichtung umfassen. Die

Steuereinrichtung des Wechselrichters kann bei einem Anliegen eines Abschaltsignals an der Signalleitung derart eingerichtet sein, dass die Steuereinrichtung die Taktung der Wechselrichter-Brücke und gegebenenfalls weiterer DC-Steller abschaltet und/oder unterbindet. Zusätzlich kann der Wechselrichter im Betriebszustand ein Freigabesignal auf der Steuerleitung der Batterie bereitstellen, so dass beispielsweise die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein kann, bei einem Anliegen des Abschaltsignals auch das

Freigabesignal wegzunehmen.

Bezüglich der Vorteile, Begriffs-Definitionen, Ausführungsbeispiele und Funktionsweisen des erfindungsgemäßen Wechselrichters nach Anspruch 10 wird auch auf die obigen

Ausführungen zu den Vorrichtungsansprüchen 1 bis 9 verwiesen, die in analoger Weise auf den Wechselrichter und seine vorteilhaften Ausgestaltungen anwendbar sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abschaltvorrichtung mit einem

Betätigungsmittel zur Abschaltung einer Energieversorgungsvorrichtung anzugeben, die als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist, so dass sich die Energieversorgungsvorrichtung besonders sicher mindestens teilweise abschalten lässt oder mindestens teilweise in einen Stand-by-Modus überführen lässt.

Hierzu ist die Abschaltvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet, dass bei einer Abschaltbetätigung des Betätigungsmittels ein Signal von der Abschaltvorrichtung bereitgestellt wird, und die Abschaltvorrichtung als Bestandteil der _ WO 2019/097035 - 10 - CT/EP2018/081656 _

Energieversorgungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.

Das Betätigungsmittel kann einen oder mehrere Schaltstellungen zur manuellen Betätigung aufweisen, wobei mindestens eine Schaltstellung für die Abschaltung ausgebildet ist. Das Betätigungsmittel könnte aber auch in einer Schnittstelle zur Fernsteuerung der

Abschaltvorrichtung bestehen. Die Abschaltvorrichtung kann beispielsweise mit einer weiteren Schaltvorrichtung kombiniert sein, beispielsweise mit einer Vorrichtung zum

Aufstarten der Energieversorgungsvorrichtung aus einem abgeschalteten Zustand.

Bezüglich der Vorteile, Begriffs-Definitionen, Ausführungsbeispiele und Funktionsweisen der erfindungsgemäßen Abschaltvorrichtung nach Anspruch 11 wird auch auf die obigen Ausführungen zu den Vorrichtungsansprüchen 1 bis 9 verwiesen, die in analoger Weise auf die Abschaltvorrichtung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen anwendbar sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Backup-Einrichtung mit einem Steuermodul anzugeben, die als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist, so dass sich die Energieversorgungsvorrichtung besonders sicher mindestens teilweise abschalten lässt oder mindestens teilweise in einen Stand-by-Modus überführen lässt.

Hierzu umfasst die Backup-Einrichtung mindestens eine Ausgangsschnittstelle zum

Anschluss einer Steuerleitung einer Batterie, wobei die Backup-Einrichtung dazu eingerichtet ist, im Betriebszustand ein Freigabesignal an der Ausgangsschnittstelle bereitzustellen und die Backup-Einrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.

Bezüglich der Vorteile, Begriffs-Definitionen, Ausführungsbeispiele und Funktionsweisen der erfindungsgemäßen Backup-Einrichtung nach Anspruch 12 wird auch auf die obigen

Ausführungen zu den Vorrichtungsansprüchen 1 bis 9 verwiesen, die in analoger Weise auf die Backup-Einrichtung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen anwendbar sind.

Die Backup-Einrichtung kann vom Wechselrichter umfasst sein oder separat angeordnet sein. Im letzteren Fall umfasst die Backup-Einrichtung mindestens eine Eingangsschnittstelle für eine Versorgungsspannung, beispielsweise zum Anschluss einer Versorgungsleitung vom Wechselrichter. Die Backup-Einrichtung kann die Abschaltvorrichtung umfassen.

Handelt es sich um eine Energieversorgungsvorrichtung mit separat von der Backup- Einrichtung angeordneter Abschaltvorrichtung, umfasst die Backup-Einrichtung mindestens eine Eingangsschnittstelle zum Empfang eines Abschaltsignals, da die Steuerleitung der _ WO 2019/097035 - 11 - CT/EP2018/081656 _

Batterie gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung in einem Betriebszustand von der Backup-Einrichtung mit dem Freigabesignal beaufschlagt wird. Das Abschaltsignal kann direkt von der Abschaltvorrichtung, beispielsweise mittels einer Signalleitung, zur Backup- Einrichtung übertragen werden. Alternativ kann die Reaktionskette beispielsweise über den Wechselrichter erfolgen. Der Begriff„Eingangsschnittstelle“ und„Ausgangsschnittstelle“ dient der besseren Unterscheidbarkeit. Die Schnittstellen können hierbei durchaus derart eingerichtet sein, dass über diese in beide Richtungen Signale und/oder Daten und/oder Spannungen übertragbar sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Abschalten einer Energieversorgungsvorrichtung aus einem Betriebszustand anzugeben, mit welchem sich die Energieversorgungsvorrichtung besonders sicher mindestens teilweise abschalten lässt oder mindestens teilweise in einen Stand-by-Modus überführen lässt.

Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens einen AC-seitig an ein Netz anschließbaren Wechselrichter und mindestens eine an den Wechselrichter angeschlossene Batterie. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Abschaltbetätigung an einer von der Energieversorgungsvorrichtung umfassten Abschaltvorrichtung durchgeführt, und aufgrund der Abschaltbetätigung mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke abgeschaltet und/oder unterbunden, und ein Freigabesignal für die Batterie, welches eine Steuerleitung der Batterie beaufschlagt, abgeschaltet oder verändert und/oder unterbunden derart, dass die Batterie mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter trennt.

Bezüglich der Vorteile, Begriffs-Definitionen, Ausführungsbeispiele und Funktionsweisen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 13 wird auf die obigen Ausführungen zu den Vorrichtungsansprüchen 1 bis 9 verwiesen, die in analoger Weise auf das Verfahren und seine vorteilhaften Ausgestaltungen anwendbar sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen.

Dabei zeigt die

Fig. 1 schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel der Erfindung, _ WO 2019/097035 - 12 - CT/EP2018/081656 _

Fig. 3 schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung 1 nach dem Stand der Technik. Die Energieversorgungsvorrichtung 1 ist Teil eines Kraftwerkes 2 mit einer

Solaranlage 3. Die Energieversorgungsvorrichtung 1 umfasst einen bidirektionalen

Wechselrichter 4 und eine Batterie 5, wobei an dem bidirektionalen Wechselrichter 4 AC- seitig ein Netz 6 und DC-seitig die Batterie 5 und die Solaranlage 3 angeschlossen sind. Die in der Figur dargestellten Bestandteile des bidirektionalen Wechselrichters sind eine

Wechselrichter-Brücke 7, zwei DC-Eingangs-Steller 8 und 9 sowie ein Zwischenkreis 10 und eine Steuereinrichtung 1 1. Der Zwischenkreis 10 umfasst einen Zwischenkreiskondensator (nicht dargestellt). Das AC-seitig an den bidirektionalen Wechselrichter 4 angeschlossene Netz 6 umfasst ein lokales Netz 12 und ein öffentliches Netz 14. Das lokale Netz 12 kann mit dem Trennschalter 15 vom öffentlichen Netz 14 reversibel abgetrennt werden. An das lokale Netz 12 ist ein Verbraucher 16 angeschlossen. Die Solaranlage 3 ist DC-seitig an einem Anschluss 17 des bidirektionalen Wechselrichters 4 angeschlossen.

Der bidirektionale Wechselrichter 4 kann elektrische Energie in beide Richtungen

transportieren. Die Batterie 5 kann somit über den bidirektionalen Wechselrichter 4 mit elektrischer Energie aus dem Netz 6 oder von der Solaranlage 3 geladen werden. In das Netz 6 kann über den Wechselrichter 4 elektrische Energie von der Solaranlage 3 und der Batterie 5 eingespeist werden. Der Wechselrichter 4 kann weitere Zusatzfunktionen umfassen, wie beispielsweise die Bereitstellung von Leistung zur Stützung des öffentlichen Netzes 14 oder eine Optimierung eines Arbeitspunktes der Solaranlage 3 (MPP-Tracking).

Die Figur 2 zeigt schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung 18 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Energieversorgungsvorrichtung 18 umfasst einen Wechselrichter 20 und eine an den Wechselrichter angeschlossene Batterie 22. Der

Wechselrichter umfasst eine Wechselrichterbrücke 7 und zwei DC-Eingangs-Steller 8 und 9, die alle drei über einen Zwischenkreis 10 des Wechselrichters 20 miteinander verbunden sind. In der Figur sind als weitere Bestandteile des Wechselrichters 20 eine

Steuereinrichtung 24, ein DC-Batterieanschluss 21 , ein AC-seitiger Anschluss 25 zum Anschluss eines Netzes (nicht dargestellt) und ein DC-seitiger Anschluss 17 zum Anschluss einer Solaranlage (nicht dargestellt) gezeigt. Zum Laden und Entladen der Batterie 22 sind zwei Pole der Batterie über Versorgungsleitungen am DC-Batterieanschluss 21 des

Wechselrichters 20 angeschlossen. _ WO 2019/097035 - 13 - CT/EP2018/081656 _

Die Energieversorgungsvorrichtung 18 umfasst zusätzlich eine separat vom Wechselrichter

20 angeordnete Abschaltvorrichtung 27 und eine Backup-Einrichtung 28 mit einem

Steuermodul 30. Sowohl die Steuereinrichtung 24 als auch das Steuermodul 30 sind mit einem Microcontroller ausgestattet, der hier mit dem Bezugszeichen 31 bzw. 32 bezeichnet ist. Als Unterkomponenten der Batterie 22 sind ein Batterie-Management-System 34 und eine Schutzschaltung 36 dargestellt. Von der Steuereinrichtung 24 ausgehend ist eine Feldbus-Verbindung 38 zur Batterie 22 verlaufend und eine Feldbus-Verbindung 37 zur Backup-Einrichtung 28 verlaufend dargestellt, so dass zwischen der Steuereinrichtung 24 und der Batterie 22 bzw. der Backup-Einrichtung eine Kommunikation über die jeweilige Feldbus-Verbindung stattfinden kann. Eine Steuerleitung 39 der Batterie 22 ist ebenfalls an die Steuereinrichtung 24 des Wechselrichters 20 angeschlossen. Über diese Steuerleitung 39 stellt der Wechselrichter 20 in einem Betriebszustand der Batterie 22 ein Freigabesignal zur Verfügung. Das Freigabe-Signal kann auch mit Enable-Signal bezeichnet werden. Die Abschaltvorrichtung 27 ist über eine Signalleitung 40 mit der Steuereinrichtung 24 des Wechselrichters verbunden. Über diese Signalleitung 40 stellt die Abschaltvorrichtung bei einer Abschaltbetätigung dem Wechselrichter ein Abschaltsignal zur Verfügung.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Batterie 22 derart ausgebildet, dass bei einem Wegfall des Freigabesignals auf der Steuerleitung 39 das Batterie-Management- System 34 die Schutzschaltung 36 derart ansteuert, dass diese eine Verbindung zwischen den beiden Polen der Batterie und dem Wechselrichter trennt und die Batterie 22 sich abschaltet. Damit ist ein Laden und Entladen der Batterie 22 über den DC-Batterieanschluss

21 in diesem abgeschalteten Zustand nicht mehr möglich.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung 27 der Steuereinrichtung 24 des Wechselrichters 20 über die Signalleitung 40 ein Abschaltsignal zur Verfügung gestellt, welches die Steuereinrichtung 24 dazu veranlasst, die Taktung der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterbrücke 7 und der DC-Eingangs-Steller 8 und 9 durch eine entsprechende Ansteuerung der Treiber der Leistungshalbleiterschalter abzuschalten. Zusätzlich wird die Steuereinrichtung 24 durch das Abschaltsignal der Abschaltvorrichtung dazu veranlasst, ein von der Steuereinrichtung auf der Steuerleitung 39 bereitgestelltes Freigabesignal für die Batterie 22 abzuschalten. Gemäß des dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Batterie 22 somit nicht direkt von der Abschaltvorrichtung 27, sondern indirekt von der Steuereinrichtung 24 dazu veranlasst, eine Verbindung zwischen ihren beiden Polen und dem Wechselrichter 20 durch Öffnen geeigneter Schalter in der Schutzschaltung 36 zu unterbrechen. Somit ist der Wechselrichter am DC-seitigen Batterieanschluss 21 und dem AC-seitigen Anschluss 25 sowie dem DC - seitigen Anschluss 17 nach dem Abschaltvorgang spannungsfrei bzw. weist nur noch eine _ WO 2019/097035 - 14 - CT/EP2018/081656 _ für Menschen ungefährliche Spannung auf. Optional kann die Steuereinrichtung 24 noch dazu ausgebildet sein, nach einem Empfang des Abschaltsignals von der

Abschaltvorrichtung 27 geeignete Schalter im Bereich des AC-seitigen Anschlusses 25 und des DC -seitigen Anschlusses 17 anzusteuern und diese zu öffnen, um den Wechselrichter 20 von einer an den Wechselrichter angeschlossenen Solaranlage und einem Netz abzutrennen. Dadurch lässt sich die Betriebssicherheit im Bereich der

Energieversorgungsvorrichtung 18 noch weiter erhöhen.

Die Figur 3 zeigt schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung 42 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Energieversorgungsvorrichtung 42 umfasst einen Wechselrichter 20b, eine an den Wechselrichter angeschlossene Batterie 22, eine

Abschaltvorrichtung 27 sowie eine separat vom Wechselrichter angeordnete Backup- Einrichtung 28. Im Gegensatz zu der Darstellung der Figur 2 weist der Wechselrichter 20b nur eine Wechselrichter-Brücke 7 und eine Steuereinrichtung 24 auf und keine zusätzlichen DC/DC-Steller. Der Wechselrichter 20b ist an einem AC-seitigen Anschluss 25 an ein mit Wechselspannung beaufschlagbares Netz 6 angeschlossen, wobei die an den

Wechselrichter 20b angeschlossene Batterie 22 über den Wechselrichter 20b mit Energie aus dem Netz 6 aufgeladen werden kann und in der Gegenrichtung Energie in das Netz 6 einspeisen kann. Zum Einspeisen von Solarenergie ist zusätzlich noch ein

Solarwechselrichter 44 an das Netz 6 angeschlossen. Im Unterschied zu der Figur 2 ist die Steuerleitung 39 der Batterie nunmehr mit der separaten Backup-Einrichtung 28 verbunden und wird von dieser in einem Betriebszustand der Energieversorgungsvorrichtung 42 an einer Ausgangsschnittstelle 48 mit einem Freigabesignal beaufschlagt. Von der

Abschaltvorrichtung 27 verläuft wie bisher eine Signalleitung 40 zu der Steuereinrichtung 24 des Wechselrichters 20b. Im Unterschied zu der Figur 2 verläuft eine zusätzliche

Signalleitung 46 zu der Backup-Einrichtung 28. Die Energieversorgungsvorrichtung 42 ist derart eingerichtet, dass in einem Betriebszustand der Energieversorgungsvorrichtung aufgrund einer Abschaltbetätigung die Abschaltvorrichtung 27 an den Signalleitungen 46 und 40 ein Abschaltsignal bereitstellt. Das Steuermodul 30 der Backup-Einrichtung 28 ist derart eingerichtet, dass bei einem Empfang des Abschaltsignals das Steuermodul 30 das an der Ausgangsschnittstelle 48 bereitgestellte Freigabesignal abschaltet. Aufgrund des Wegfalls des Freigabesignals unterbricht die Batterie 22, wie bei Figur 2 bereits beschrieben, eine Verbindung zwischen den beiden Polen der Batterie und dem DC-Batterieanschluss 21 des Wechselrichters 20b. Die Steuereinrichtung 24 ist gemäß dem dargestellten

Ausführungsbeispiel derart eingerichtet, dass diese bei einem Empfang des Abschaltsignals auf der Signalleitung 40 die Taktung der Wechselrichter-Brücke 7 abschaltet, beispielsweise indem die Steuereinrichtung 24 die Treiber der Leistungshalbleiterschalter der

Wechselrichter-Brücke 7 entsprechend ansteuert. _ WO 2019/097035 - 15 - CT/EP2018/081656 _

Die Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Abschalten einer

Energieversorgungsvorrichtung aus einem Betriebszustand gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens einen AC-seitig an ein Netz anschließbaren Wechselrichter mit einer Wechselrichter-Brücke und mindestens eine an den Wechselrichter angeschlossene Batterie. In einem

Verfahrensschritt 50 wird eine Abschaltbetätigung an einer von der

Energieversorgungsvorrichtung umfassten Abschaltvorrichtung durchgeführt. In einem Verfahrensschritt 52 wird ein Abschaltsignal von der Abschaltvorrichtung aufgrund der Abschaltbetätigung bereitgestellt und an eine Steuereinrichtung des Wechselrichters übermittelt. In einem Verfahrensschritt 54 wird von der Steuereinrichtung des

Wechselrichters aufgrund des Abschaltsignals die Taktung der vom Wechselrichter umfassten Leistungshalbleiterschalter und ein Freigabesignal für die Batterie abgeschaltet und in einem Verfahrensschritt 56 trennt die Batterie aufgrund des Wegfalls des

Freigabesignals eine Verbindung zwischen ihren beiden Polen und dem Wechselrichter. Die Energieversorgungsvorrichtung befindet sich nach dem Abschaltvorgang in einem Zustand, in welchem der Wechselrichter AC-seitig und DC-seitig keine elektrische Spannung mehr bereitstellt.

_ WO 2019/097035 - 16 - CT/EP2018/081656 _ ßezugszeichenliste

1 Energieversorgungsvorrichtung

2 Kraftwerk

3 Solaranlage

4 Wechselrichter

5 Batterie

6 Netz

7 Wechselrichter-Brücke

8 DC-Eingangs-Steller

9 DC-Eingangs-Steller

10 Zwischenkreis

11 Steuereinrichtung

12 Netz

14 Netz

15 Trennschalter

16 Verbraucher

17 Anschluss

18 Energieversorgungsvorrichtung

20, 20b Wechselrichter

21 DC-Batterieanschluss

22 Batterie

24 Steuereinrichtung

25 Anschluss

27 Abschaltvorrichtung

28 Backup-Einrichtung

30 Steuermodul

31 Microcontroller

32 Microcontroller

34 Batterie-Management-System

36 Schutzschaltung

37 Feldbus-Verbindung

38 Feldbus-Verbindung

39 Steuerleitung

40 Signalleitung

42 Energieversorgungsvorrichtung

44 Solarwechselrichter _ WO 2019/097035 - 17 - CT/EP2018/081656 _

46 Signalleitung

48 Ausgangsschnittstelle

50 Verfahrensschritt

52 Verfahrensschritt

54 Verfahrensschritt

56 Verfahrensschritt

Claims

_ WO 2019/097035 - 18 - CT/EP2018/081656 _

Patentansprüche

1. Energieversorgungsvorrichtung ( 18, 42) mit mindestens einem Wechselrichter ( 20,

20b) und mindestens einer an den Wechselrichter angeschlossenen Batterie (22), wobei -der Wechselrichter (20) eine Steuereinrichtung (24), einen AC-seitigen Anschluss (25) für ein Netz, mindestens einen DC-Batterieanschluss (21 ) zum Anschluss der mindestens einen Batterie (22) sowie eine Wechselrichter-Brücke (7) umfasst, und

- zum Laden und Entladen der Batterie (22) zwei Pole der Batterie (22) über

Versorgungsleitungen am DC-Batterieanschluss (21 ) des Wechselrichters

angeschlossen sind, und

- eine an der Batterie (22) angeschlossene Steuerleitung (39) und

- eine Abschaltvorrichtung (27) umfasst sind, wobei

- die Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) dazu eingerichtet ist, in einem

Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27) mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke (7) abzuschalten und/oder zu unterbinden und ein die Steuerleitung (39) beaufschlagendes Freigabesignal für die Batterie (22) derart wegzunehmen , dass die Batterie (22) mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie (22) zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter ( 20, 20b) unterbricht.

2. Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) nach Anspruch 1 , wobei die Batterie (22) ein Batterie-Management-System (34) und eine von dem Batterie-Management-System ansteuerbare Schutzschaltung (36) mit mindestens einem Schalter zum Trennen einer derartigen Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie (22) umfasst.

3. Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27) eine Taktung der

Leistungshalbleiterschalter des mindestens einen vom Wechselrichter ( 20, 20b) umfassten Umrichters abzuschalten und/oder zu unterbinden.

4. Energieversorgungsvorrichtung ( 18, 42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abschaltvorrichtung (27) mindestens manuell betätigbar ist.

5. Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abschaltvorrichtung (27) dazu eingerichtet ist, aufgrund einer

Abschaltbetätigung mindestens ein Signal bereitzustellen.

6. Energieversorgungsvorrichtung ( 18, 42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abschaltvorrichtung (27) separat angeordnet ist. _ WO 2019/097035 - 19 - CT/EP2018/081656 _

7. Energieversorgungsvorrichtung ( 18, 42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von der Abschaltvorrichtung (27) zum Wechselrichter (20, 20b) verlaufende Signalleitung (40) umfasst ist, und die Abschaltvorrichtung (27) und der Wechselrichter (20, 20b) derart eingerichtet sind, dass in einem Betriebszustand der

Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27) die Signalleitung (40) mit einem von der Abschaltvorrichtung

(27) bereitgestellten Signal beaufschlagt wird, so dass die Steuereinrichtung (24) des Wechselrichters mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke (7) abschaltet und/oder unterbindet.

8. Energieversorgungsvorrichtung ( 18, 42) nach Anspruch 7, wobei die an der Batterie (22) angeschlossene Steuerleitung (39) mit dem Wechselrichter (20, 20b) verbunden ist, und die Steuereinrichtung (24) zusätzlich ein von dem Wechselrichter (20, 20b) an der Steuerleitung (39) bereitgestelltes Freigabesignal derart wegnimmt , dass die Batterie (22) mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie (22) zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter (20, 20b) unterbricht.

9. Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei

-eine Backup-Einrichtung (28) mit einem Steuermodul (30) umfasst ist, und

-die an der Batterie (22) angeschlossene Steuerleitung (39) mit der Backup-Einrichtung

(28) verbunden ist, wobei

-die Energieversorgungsvorrichtung (1 , 18, 42) derart eingerichtet ist, dass in einem Betriebszustand der Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) aufgrund einer

Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27) das Steuermodul (30) ein von der Backup-Einrichtung (28) an der Steuerleitung (39) bereitgestelltes Freigabesignal derart wegnimmt , dass die Batterie (22) mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter (20, 20b) unterbricht.

10. Wechselrichter ( 20, 20b) mit einer Steuereinrichtung (24), einem AC-seitigen Anschluss (25) für ein Netz, einer Wechselrichter-Brücke (7) und mindestens einem DC- Batterieanschluss (21 ) zum Anschluss mindestens einer Batterie (22), wobei

-der DC-Batterieanschluss (21 ) mindestens eine Schnittstelle für eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie (22) umfasst, und

-der Wechselrichter ( 20, 20b) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass er als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist. _ WO 2019/097035 - 20 - CT/EP2018/081656 _

1 1. Abschaltvorrichtung (27) mit einem Betätigungsmittel zur Abschaltung einer

Energieversorgungsvorrichtung (18, 42), wobei die Abschaltvorrichtung (27) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass

-bei einer Abschaltbetätigung des Betätigungsmittels von der Abschaltvorrichtung (27) mindestens ein Signal bereitgestellt wird, und

-die Abschaltvorrichtung (27) als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung ( 18,

42) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.

12. Backup-Einrichtung (28) mit einem Steuermodul (30) und mindestens einer

Ausgangsschnittstelle (48) für eine Steuerleitung (39) einer Batterie (22), wobei

-die Backup-Einrichtung (28) dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand ein

Freigabesignal an der Ausgangsschnittstelle (48) bereitzustellen, und

-die Backup-Einrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie als Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung ( 18, 42) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.

13. Verfahren zum Abschalten einer Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) aus einem

Betriebszustand, wobei die Energieversorgungsvorrichtung mindestens einen AC-seitig an ein Netz (6) anschließbaren Wechselrichter ( 20, 20b) mit einer Wechselrichter- Brücke (7) und mindestens eine an den Wechselrichter angeschlossene Batterie (22) umfasst, wobei

-eine Abschaltbetätigung an einer von der Energieversorgungsvorrichtung umfassten Abschaltvorrichtung (27) durch geführt wird, und

-aufgrund der Abschaltbetätigung mindestens eine Taktung der Wechselrichter-Brücke (7) abgeschaltet und/oder unterbunden wird, und

-ein Freigabesignal für die Batterie (22), welches eine an der Batterie (22)

angeschlossene Steuerleitung (39) beaufschlagt, abgeschaltet und/oder verändert und/oder unterbunden wird derart, dass die Batterie (22) mindestens eine Verbindung zum Laden und Entladen der Batterie (22) zwischen mindestens einem ihrer beiden Pole und dem Wechselrichter ( 20, 20b) trennt.

14. Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei diese dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27) unabhängig von einer Abtrennung des Wechselrichters (20, 20b) von einer Solaranlage und/oder einem Versorgungsnetz eine Taktung der

Wechselrichter-Brücke (7) abzuschalten und/oder zu unterbinden und ein die

Steuerleitung (39) beaufschlagendes Freigabesignal für die Batterie (22) wegzunehmen. _ WO 2019/097035 - 21 - CT/EP2018/081656 _

15. Energieversorgungsvorrichtung (18, 42) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 14, wobei diese derart eingerichtet ist, dass in einem Betriebszustand aufgrund einer Abschaltbetätigung an der Abschaltvorrichtung (27)

-eine Steuerungseinrichtung (24) des Wechselrichters (20, 20b) von der

Abschaltvorrichtung (27) angesteuert wird, um eine Taktung der Wechselrichter-Brücke (7) abzuschalten und/oder zu unterbinden, und

-eine das die Steuerleitung (39) beaufschlagende Freigabesignal für die Batterie (22) bereitstellende Komponente der Energieversorgungsvorrichtung von der

Abschaltvorrichtung (27) angesteuert wird, um das Freigabesignal wegzunehmen.