SK7495Y1 - Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads - Google Patents

Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads Download PDF

Info

Publication number
SK7495Y1
SK7495Y1 SK50119-2014U SK501192014U SK7495Y1 SK 7495 Y1 SK7495 Y1 SK 7495Y1 SK 501192014 U SK501192014 U SK 501192014U SK 7495 Y1 SK7495 Y1 SK 7495Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
control
contact
circuits
electronic switch
thermostat
Prior art date
Application number
SK50119-2014U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK501192014U1 (en
Inventor
Pavol Šperka
Milan Novák
Original Assignee
Vonsch Spol S R O
Thermo Solar Ziar S R O
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vonsch Spol S R O, Thermo Solar Ziar S R O filed Critical Vonsch Spol S R O
Priority to SK50119-2014U priority Critical patent/SK7495Y1/en
Publication of SK501192014U1 publication Critical patent/SK501192014U1/en
Publication of SK7495Y1 publication Critical patent/SK7495Y1/en

Links

Abstract

Electronic switch (11) of photovoltaic panels (1) for electrical heating elements and other electrical loads (3) consists of IGBT transistor (2), the control electrode (2.1) of which is connected to the control circuits (7) the input power electrode (2.2) is connected through the load (3), then through the second contact of the safety thermostat (4.2) and through the main fuse (13) to the potential of the DC+ of the photovoltaic panels (1) and the output force electrode (2.3) is connected to the potential of the DC- of the photovoltaic panels (1). The control circuit (7) of the IGBT transistor (2) are connected to the power supply circuits (8), to the supply of the control circuits (7) and through the supply circuits (8) are connected to the means for fusing in the order of the auxiliary fuse (14), then through the auxiliary fuse (14) to the second contact (4.2) of the safety thermostat (4) and to the main fuse (13). The control circuits (7) are further connected through the connectors HLI, HL2 to the LED diodes (9) and (10) for signaling the state of the electronic switch (11) and to the terminals T+ and T- to the control contact (5.1) of the thermostat (5) connected in the series with the first contact (4.1) of the safety thermostat (4). The electronic switch (11) is provided with arc extinguishing circuits (6.1) and (6.2).

Description

Technické riešenie sa zaoberá elektronickým spínačom jednosmerného prúdu produkovaného fotovoltickými panelmi, ktorý je ďalej využívaný na ohrev TUV (teplej úžitkovej vody) alebo na spínanie inej vhodnej elektrickej záťaže (napr. podlahové, stenové alebo stropné vykurovanie odporovými drôtmi).The technical solution deals with electronic switch of direct current produced by photovoltaic panels, which is further used for heating of domestic hot water (DHW) or for switching of other suitable electric load (eg floor, wall or ceiling heating by resistive wires).

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Ohrev TUV pomocou fotovoltických panelov bez MPPT (maximum power point tracking) je popísaný v úžitkovom vzore č. 5788. Jeho podstata spočíva v tom, že sa ohrieva voda mechanickým pripojením jednosmerného a striedavého prúdu pri zabezpečení elektrickej regulácie teploty a bezpečnosti zariadenia na ohrev vody. Obvod s jednosmerným prúdom zabezpečuje energetické využitie zariadenia a obvod so striedavým prúdom zabezpečuje bezpečnosť zariadenia.DHW heating with photovoltaic panels without MPPT (maximum power point tracking) is described in utility model no. 5788. Its essence is that the water is heated by mechanically connecting direct and alternating current while ensuring electrical temperature control and the safety of the water heating device. The DC circuit ensures the power utilization of the device and the AC circuit ensures the safety of the device.

Fotovoltické panely pri doterajších systémoch ohrievania vody sú pripínané k ohrievaču TUV pomocou elektromechanických kontaktov (výkonové relé, stýkače), pričom zhášanie jednosmerného elektrického oblúka je dosiahnuté rôznymi spôsobmi zapojenia jednotlivých kontaktov.Photovoltaic panels in the existing water heating systems are connected to the DHW heater by means of electromechanical contacts (power relays, contactors), while the extinguishing of the direct electric arc is achieved by different ways of connection of individual contacts.

Nevýhoda všetkých doterajších riešení je, že napájanie cievok výkonových relé a stýkačov je zo striedavej siete, preto pri výpadku elektrickej verejnej siete nepracuje ani ohrev TUV a nie je možné uvedené riešenia použiť pri ostrovných systémoch. Ďalšia nevýhoda je vysoké opaľovanie kontaktov výkonových prvkov pri rozpínaní jednosmerného prúdu, s čím súvisí ich obmedzená životnosť.The disadvantage of all the existing solutions is that the coils of the power relays and contactors are supplied from the AC network, therefore, in the event of a power failure, the DHW heating does not work and it is not possible to use these solutions in island systems. Another disadvantage is the high tanning of the contacts of the power elements when the DC current is expanded, which is associated with their limited lifetime.

Cieľom predloženého riešenia je ohrev teplej vody pomocou elektronického spínača, to znamená náhradu doteraz používaného elektromechanického spínača, čím sa dosiahne dlhšia životnosť a vyššia spoľahlivosť ako pri elektromechanickom spínači a nutnosť použitia externého napájacieho zdroja elektromechanického spínača.The aim of the present solution is to heat the hot water by means of an electronic switch, that is, to replace the electromechanical switch used so far, thus achieving a longer lifetime and higher reliability than the electromechanical switch and the necessity to use an external power supply of the electromechanical switch.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Podstata technického riešenia spočíva v elektronickom spínaní výkonu privádzaného na elektrické ohrievacie teleso ohrievača TUV (alebo inú vhodnú el. záťaž). Riadiaci vstup elektronického spínača je kontakt regulačného termostatu ohrievača TUV, s ktorým je v sérii zapojený aj prvý z dvojice kontaktov bezpečnostného termostatu a vytvárajú riadiaci signál elektronického spínača.The essence of the technical solution lies in the electronic switching of the power supplied to the electric heater of the DHW heater (or other suitable electrical load). The control input of the electronic switch is the contact of the control thermostat of the DHW heater, with which the first of the two contacts of the safety thermostat is connected in series and create the control signal of the electronic switch.

V sérii s elektronickým spínačom je zapojený druhý z dvojice kontaktov bezpečnostného termostatu, a preto uvedené riešenie zachováva požiadavky na priame bezpečné vypnutie pri dosiahnutí kritickej teploty v ohrievači TUV (pred prekročením bezpečnej teploty).The second of the two safety thermostat contacts is connected in series with the electronic switch, and therefore the solution maintains the requirements for direct safe shutdown when the critical temperature in the DHW heater is reached (before the safe temperature is exceeded).

Riadiace napätie je max. 20 VDC a riadiaci prúd je max. 250 mA, a preto nedochádza k opaľovaniu kontaktov regulačného termostatu. Riadiaci kontakt je zároveň zapojený aj na prvý z dvojice kontaktov bezpečnostného termostatu (rozopne sa pri dosiahnutí kritickej teploty TUV). Takto je zabezpečené rýchle vypnutie výkonu ohrievacieho telesa aj pri rozopnutí kontaktov bezpečnostného termostatu. Vďaka tomu na druhom kontakte bezpečnostného termostatu, ktorý je priamo zapojený v silovom obvode výhrevného telesa, dochádza pri rozopnutí len k oblúku, ktorý trvá iba max. 1 ms (rýchlosť reakcie elektronického spínača + maximálne možný časový posun obidvoch kontaktov bezpečnostného termostatu). Bezpečnostný termostat je štandardne riešený na vypínanie AC napätia a prúdu, preto musí zvládnuť oblúk trvajúci do 10 ms. Keďže elektronický spínač zabezpečuje trvanie tohto oblúku max. 1 ms, je aj bezpečnostný termostat niekoľkonásobne menej zaťažovaný, z čoho vyplýva predĺženie jeho životnosti.The control voltage is max. 20 V DC and the control current is max. 250 mA, and therefore the thermostat contacts do not burn. The control contact is also connected to the first of the two contacts of the safety thermostat (it opens when the critical DHW temperature is reached). This ensures that the power of the heater is switched off quickly even when the safety thermostat contacts are opened. As a result, at the second contact of the safety thermostat, which is directly connected in the power circuit of the heating element, only an arc that opens only for max. 1 ms (response speed of electronic switch + maximum possible time shift of both safety thermostat contacts). The safety thermostat is normally designed for switching off the AC voltage and current, therefore it has to handle an arc lasting up to 10 ms. Since the electronic switch ensures the duration of this arc max. 1 ms, the safety thermostat is also several times less loaded, resulting in an extension of its service life.

Elektronický spínač fotovoltických panelov je realizovaný prostredníctvom IGBT tranzistora (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor - bipolárny tranzistor s izolovaným hradlom je tranzistor konštruovaný pre veľký rozsah spínaných výkonov a vysokú spínaciu frekvenciu, ktorého výhody sú nízke straty v zopnutom stave, nízky budiaci výkon a veľký rozsah pracovných napätí a prúdu.). Riadiaca elektróda IGBT tranzistora je pripojená na riadiace obvody elektronického spínača, vstupná silová elektróda IGBT tranzistora je pripojená cez záťaž, ďalej cez druhý kontakt bezpečnostného termostatu a cez hlavnú poistku na potenciál DC+ fotovoltických panelov a výstupná silová elektróda IGBT tranzistora je pripojená na potenciál DC- fotovoltických panelov.Electronic switch of photovoltaic panels is realized by IGBT (IGBT) - Insulated Gate Bipolar Transistor - bipolar transistor with isolated gate is a transistor designed for a wide range of switching powers and a high switching frequency, whose advantages are low on-state losses, low excitation power and wide range operating voltage and current). The IGBT transistor control electrode is connected to the electronic switch control circuits, the IGBT transistor input power electrode is connected through the load, the second safety thermostat contact, and the main fuse to the DC + photovoltaic panel potential, and the IGBT transistor output electrode is connected to the DC photovoltaic potential panels.

Riadiace obvody elektronického spínača sú prepojené na napájacie obvody na napájanie riadiacich obvodov a cez napájacie obvody sú riadiace obvody ďalej prepojené na prostriedky na ich istenie v poradí na pomocnú poistku a ďalej cez pomocnú poistku na druhý kontakt bezpečnostného termostatu a na hlavnú poistku.The control circuitry of the electronic switch is coupled to the supply circuitry for supplying the control circuitry, and through the supply circuitry, the control circuitry is further coupled to the means for securing it in the order of the auxiliary fuse and the auxiliary fuse for the second contact of the safety thermostat.

Riadiace obvody elektronického spínača sú ďalej prepojené cez konektory HLI, HL2 na zelenú LED diódu a červenú LED diódu na signalizáciu stavu elektronického spínača.The electronic switch control circuits are further coupled via the HL1, HL2 connectors to the green LED and the red LED to indicate the status of the electronic switch.

SK 7495 Υ1SK 7495-1

Ďalej sú riadiace obvody elektronického spínača prepojené na svorkách T+ a T- na riadiaci kontakt regulačného termostatu, ktorý je zapojený v sérii s prvým kontaktom bezpečnostného termostatu.Furthermore, the control circuits of the electronic switch are connected at terminals T + and T- to the control contact of the control thermostat, which is connected in series with the first contact of the safety thermostat.

Elektronický spínač fotovoltických panelov ďalej pozostáva zo zhášacích obvodov vzájomne prepojených, pričom prvý zhášací obvod je pripojený paralelne k ohrievaciemu telesu a druhý zhášací obvod je na svorkách ESTOP1, ESTOP2 pripojený k druhému kontaktu bezpečnostného termostatu, pričom fotovoltické panely sú na svorke DC+ cez hlavnú poistku prepojené na druhý zhášací obvod.The photovoltaic panel electronic switch further comprises a quenching circuit interconnected, the first quenching circuit being connected in parallel to the heater and the second quenching circuit at the ESTOP1, ESTOP2 terminals connected to the second safety thermostat contact, the photovoltaic panels being connected to the DC + terminal via the main fuse. to the second arc quench circuit.

Stav celého obvodu je signalizovaný dvoma LED diódami. Zelená LED dióda pripojená na konektor HLI signalizuje stav obvodu pod napájacím napätím (POD NAPÄTÍM) a červená LED dióda pripojená na konektor HL2 signalizuje splnenie všetkých podmienok, a teda zopnutie IGBT tranzistora a elektronického spínačaThe state of the whole circuit is signaled by two LEDs. The green LED connected to the HLI connector indicates the status of the circuit under voltage (UNDER VOLTAGE) and the red LED connected to the HL2 connector indicates that all conditions are met, thus switching on the IGBT transistor and electronic switch

- stav OHREV.- HEAT status.

Elektrické ohrievacie teleso je k spínaču pripojené pomocou svoriek Z1+, Z1-. Budenie IGBT tranzistora je zabezpečené riadiacimi obvodmi, ktoré vyhodnocujú signál riadiaceho kontaktu regulačného termostatu a prvého z dvojice kontaktov bezpečnostného termostatu na svorkách T+, T-. Riadiace obvody zároveň snímajú veľkosť vstupného napätia fotovoltických panelov na svorkách DC+, DC-. Spínač (IGBT tranzistor) je v stave zopnutia len vtedy, keď je splnená podmienka dostatočného napájacieho napätia na fotovoltických paneloch pre napájacie a riadiace obvody a súčasne je splnená podmienka zopnutia riadiaceho kontaktu regulačného termostatu a oboch kontaktov bezpečnostného termostatu. IGBT tranzistor je v stave rozopnutia vtedy, keď je v stave rozopnutia riadiaci kontakt regulačného termostatu alebo prvý kontakt bezpečnostného termostatu. Druhý kontakt bezpečnostného termostatu je rozopnutý pri vzniku havarijného stavu dosiahnutia kritickej teploty v ohrievači TUV (alebo dosiahnutia kritického stavu inej elektrickej záťaže) a zároveň je odpojená záťaž od DC napätia fotovoltických panelov. Tranzistor IGBT a záťaž sú rozopnuté pri splnení podmienky nízkeho napätia fotovoltických panelov alebo pri rozopnutom kontakte regulačného termostatu alebo rozopnutých kontaktoch bezpečnostného termostatu.The electric heater is connected to the switch by means of terminals Z1 +, Z1-. The excitation of the IGBT transistor is provided by control circuits which evaluate the control contact signal of the control thermostat and the first of the pair of safety thermostat contacts at the terminals T +, T-. The control circuits also sense the input voltage of the photovoltaic panels at the DC +, DC- terminals. The switch (IGBT transistor) is in the on state only when the condition of sufficient supply voltage on the photovoltaic panels for the power and control circuits is fulfilled and at the same time the condition of the control thermostat control contact and both safety thermostat contacts are met. The IGBT transistor is in the open state when the control thermostat control contact or the first safety thermostat contact is in the open state. The second contact of the safety thermostat is opened when the emergency state of reaching the critical temperature in the DHW heater (or reaching the critical state of another electrical load) is disconnected and at the same time the load is disconnected from the DC voltage of the photovoltaic panels. The IGBT and the load are opened when the low voltage condition of the photovoltaic panels is met, or when the control thermostat contact or the safety thermostat contacts are open.

Elektronický spínač fotovoltických panelov je vybavený zhášacími obvodmi na eliminovanie napäťových špičiek pri vypnutí záťaže, tiež je vybavený hlavnou poistkou na istenie elektronického spínača, IGBT tranzistora a záťaže, a pomocnou poistkou na istenie napájacích obvodov a riadiacich obvodov.The electronic switch of the photovoltaic panels is equipped with arc quenching circuits to eliminate voltage peaks when the load is switched off, it is also equipped with a main fuse to protect the electronic switch, IGBT transistor and load, and an auxiliary fuse to protect the power circuits and control circuits.

Elektronický spínač s použitím IGBT tranzistora podľa predkladaného technického riešenia je teda založený na inom fyzikálnom princípe ako mechanický spínač a jeho výhoda spočíva v tom, že prerušením prúdu, ktorý tečie obvodom spôsobí zhasnutie elektrického oblúku v čase kratšom ako 1 ms. Preto má nielen samotný elektronický spínač, ale aj mechanické kontakty v danom zapojení vysokú životnosť.The electronic switch using the IGBT transistor according to the present invention is therefore based on a different physical principle than the mechanical switch and has the advantage that by interrupting the current flowing in the circuit, the arc will switch off in less than 1 ms. Therefore, not only the electronic switch itself, but also the mechanical contacts in the circuit have a long service life.

Ďalšou výhodou spínača je napájanie riadiacich obvodov priamo z fotovoltických panelov, čím odpadá nutnosť použitia externého napájania. Zároveň nemôže dôjsť k stavu, keď pri výpadku externého napájania prestane spínač pracovať aj napriek tomu, že osvit je dostatočný.Another advantage of the switch is the supply of control circuits directly from the photovoltaic panels, eliminating the need for external power supply. At the same time, there can be no condition when the external power supply fails, even if the exposure is sufficient.

Ďalšie výhody tohto technického riešenia sú:Other advantages of this technical solution are:

- použitie štandardného regulačného termostatu s kontaktom určeným na spínanie striedavého napätia a prúdu;- use of a standard control thermostat with a contact designed for switching AC voltage and current;

- použitie štandardného bezpečnostného termostatu s kontaktmi určenými na spínanie striedavého napätia a prúdu;- use of a standard safety thermostat with contacts designed to switch AC voltage and current;

- prakticky neobmedzená životnosť kontaktu regulačného termostatu, ako aj kontaktov bezpečnostného termostatu;- practically unlimited service life of the control thermostat contact as well as the safety thermostat contacts;

- zachovaná funkčnosť aj pri výpadku distribučnej siete, keďže spínač je napájaný priamo z fotovoltických panelov.- Maintained functionality even in the event of grid failure, since the switch is powered directly from the photovoltaic panels.

Elektronické tranzistorové vypínanie je rýchle a nespôsobuje opaľovanie kontaktov. Preto má nielen samotný elektronický spínač, ale aj termostatický kontakt prakticky neobmedzenú životnosť.Electronic transistor tripping is fast and does not cause the contacts to burn. Therefore, not only the electronic switch itself, but also the thermostatic contact has practically unlimited service life.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obrázku 1 je zobrazená bloková schéma obvodu elektronického spínača s IGBT tranzistorom, jeho jednotlivé časti a prepojenia medzi nimi.Figure 1 shows a block diagram of an electronic switch circuit with an IGBT transistor, its individual parts, and the connections between them.

Na obrázku 2 je zobrazený príklad uskutočnenia riešenia fotovoltického systému na ohrev TUV za použitia elektronického spínača jednosmerného prúdu spolu s ohrievačom TUV.Figure 2 shows an exemplary embodiment of a photovoltaic system for DHW heating using an electronic direct current switch together with a DHW heater.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Elektronický spínač 11 fotovoltických panelov pre elektrické ohrievacie telesá a iné elektrické záťaže 3 pozostáva z IGBT tranzistora 2, ktorého vstupná silová elektróda 2.2 je pripojená na elektrickú záťaž 3 pomocou svorky Z1 - a výstupná silová elektróda 2.3 je pripojená na svorku DC-. Riadiaca elektróda 2.1 tranzistora 2 je pripojená k riadiacim obvodom 7, ktoré riadia činnosť elektronického spínača 11. K riadiacimThe electronic switch 11 of the photovoltaic panels for electric heaters and other electrical loads 3 consists of an IGBT transistor 2 whose input power electrode 2.2 is connected to the electrical load 3 via terminal Z1 - and the output power electrode 2.3 is connected to the DC-terminal. The control electrode 2.1 of the transistor 2 is connected to the control circuits 7 which control the operation of the electronic switch 11. To the control

SK 7495 Υ1 obvodom 7 sú pripojené cez konektory HLI, HL2 LED diódy 9 a 10 slúžiace na signalizáciu stavu elektronického spínača 11, pričom svietiaca zelená LED dióda 9 na konektore HLI signalizuje stav POD NAPÄTÍM a červená LED dióda 10 na konektore HL2 signalizuje stav OHREV. Ďalej je na riadiace obvody 7 pripojený pomocou svoriek Τ-, T+ riadiaci kontakt 5.1 regulačného termostatu 5 zapojený v sérii s kontaktom 4.1 bezpečnostného termostatu 4. Riadiace obvody 7 sú napájané pomocou napájacích obvodov 8, ktoré sú istené poistkou 14. Fotovoltické panely 1 sú pripojené na svorkách DC+ a DC-. Za svorkou DC+ nasleduje hlavná poistka 13, ktorá isti IBGT tranzistor 2 a druhý kontakt 4.2 bezpečnostného termostatu 4, ktorý odpojí napájanie v prípade, že by došlo k prekročeniu maxima bezpečnej teploty vnútri ohrievača. Paralelne k záťaži 3 a k druhému kontaktu 4.2 bezpečnostného termostatu 4 sú pripojené zhášacie obvody 6.1, 6.2, ktoré súčasne s činnosťou tranzistora 2 zamedzujú vzniku napäťových špičiek a dlhotrvajúceho elektrického oblúka pri spínaní a rozopínaní záťaže 3.The LEDs 9 and 10 are used to indicate the status of the electronic switch 11 through the HLI, HL2 connectors, the green LED 9 on the HLI connector indicating the UNDER VOLTAGE condition and the red LED 10 on the HL2 connector indicating the HEATING status. Furthermore, the control contacts 7 of the control thermostat 5 are connected in series with the contact 4.1 of the safety thermostat 4 to the control circuits 7 by means of terminals Τ-, T +. The control circuits 7 are powered by power circuits 8 secured by fuse 14. Photovoltaic panels 1 are connected on DC + and DC- terminals. The DC + terminal is followed by a main fuse 13, which secures the IBGT transistor 2 and the second contact 4.2 of the safety thermostat 4, which disconnects the power supply if the maximum safety temperature inside the heater is exceeded. In parallel to the load 3 and the second contact 4.2 of the safety thermostat 4, quenching circuits 6.1, 6.2 are connected, which, together with the operation of the transistor 2, prevent the occurrence of voltage peaks and a long-lasting electric arc when switching the load 3.

Regulačný termostat 5 ohrievača TUV 12 sa nastaví na požadovanú hodnotu maximálnej teploty, pri ktorej sa rozopne riadiaci kontakt 5.1 regulačného termostatu 5. Riadiace obvody 7, vyhodnocujú stav na svorkách Τ-, T+, a zároveň svojím podpäťovým obvodom merajú DC napätie panelov. Pri poklese napätia FV panelov (pod cca 40 VDC) riadiace obvody 7 automaticky rozopnú IGBT tranzistor 2. Maximálne napätie fotovoltických panelov 1 je obmedzené pripojeným varistorom (do cca 560 VDC).The control thermostat 5 of the DHW heater 12 is set to the desired maximum temperature at which the control contact 5.1 of the thermostat 5 opens. The control circuits 7 evaluate the state of the terminals Τ-, T +, while measuring the DC voltage of the panels. When the PV panel voltage drops (below approx. 40 V DC ), the control circuits 7 automatically open the IGBT transistor 2. The maximum voltage of the photovoltaic panels 1 is limited by the connected varistor (up to approx. 560 V DC ).

IGBT tranzistor 2 je v stave zopnutia, a teda aj elektronický spínač 11 je v stave zopnutia len vtedy, keď je splnená podmienka dostatočného napájacieho napätia na fotovoltických paneloch 1 pre napájacie obvody 8 a riadiace obvody 7 a súčasne je splnená podmienka zopnutia riadiaceho kontaktu 5.1 regulačného termostatu 5 a prvého kontaktu 4.1 bezpečnostného termostatu 4. Druhý kontakt 4.2 bezpečnostného termostatu 4 je zapojený do série s DC napájaním na svorkách ESTOP1, ESTOP2. Pri jeho rozopnutí, keď nastane havarijný stav dosiahnutia kritickej teploty v ohrievači TUV, sa automaticky odpojí záťaž 3 od DC napätia fotovoltických panelov 1. Zhášacie obvody 6.1 a 6.2 eliminujú napäťové špičky vznikajúce pri vypnutí záťaže 3. LED diódy signalizujú stav elektronického spínača 11 - zelená LED dióda 9 na konektore HLI (signalizácia stavu POD NAPÄTÍM) a červená LED dióda 10 na konektore HL2 (signalizácia stavu OHREV).The IGBT transistor 2 is in the on state, and thus the electronic switch 11 is in the on state only when the condition of sufficient supply voltage on the photovoltaic panels 1 for the supply circuits 8 and the control circuits 7 is fulfilled and the control contact 5.1 of the control contact 5.1 is fulfilled. thermostat 5 and the first contact 4.1 of the safety thermostat 4. The second contact 4.2 of the safety thermostat 4 is connected in series with the DC power supply at the terminals ESTOP1, ESTOP2. When it is opened, when the critical temperature in the DHW heater is reached, load 3 is automatically disconnected from the DC voltage of the photovoltaic panels 1. The quenching circuits 6.1 and 6.2 eliminate the voltage peaks generated when the load is switched off. LED 9 on the HLI connector (under voltage indication) and red LED 10 on the HL2 connector (heating indication).

Po dosiahnutí hodnoty teploty vody nastavenej na regulačnom termostate 5 riadiaci kontakt regulačného termostatu 5.1 sa rozopne, čo spôsobí rozopnutie elektronického spínača 11. Červená LED dióda 10 na konektore HL2 zhasne a svieti len zelená LED dióda 9 na konektore HLI. V prípade, že by došlo k poruche regulačného termostatu 5 a následného zvýšenia teploty vody v TUV ohrievači 12 na kritickú hodnotu, rozopnú sa kontakty bezpečnostného termostatu 4 a odpojí sa celý obvod elektronického spínača JT a v tomto havarijnom stave zelená LED dióda 9 na konektore HLI a červená LED dióda 10 na konektore HL2 nesvietia. Obe LED diódy sú zhasnuté aj v prípade, ak je napätie na fotovoltických paneloch J_ nulové alebo veľmi nízke kvôli nulovej alebo nízkej intenzite slnečného žiarenia.When the water temperature set on the control thermostat 5 reaches the control thermostat control contact 5.1, it opens, causing the electronic switch 11 to open. The red LED 10 on the HL2 connector goes out and only the green LED 9 on the HLI connector is lit. If the control thermostat 5 fails and the water temperature in the DHW heater 12 rises to a critical value, the contacts of the safety thermostat 4 are opened and the entire circuit of the electronic switch JT is disconnected and the green LED 9 on the HLI connector is disconnected. the red LED 10 on the HL2 connector is off. Both LEDs are off even if the voltage on the photovoltaic panels 11 is zero or very low due to zero or low intensity of solar radiation.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Elektronický spínač umožňuje nahradiť elektromechanický spínač slúžiaci na pripájanie k ohrievaču TUV alebo k inej vhodnej elektrickej záťaži a odpájanie fotovoltických panelov. Použitím elektronického spínača sa dosiahne dlhšia životnosť a vyššia spoľahlivosť ako pri elektromechanickom spínači a zároveň odpadá nutnosť použitia externého napájacieho zdroja elektromechanického spínača, keďže elektronický spínač je napájaný priamo z fotovoltických panelov.The electronic switch makes it possible to replace the electromechanical switch used for connecting to the DHW heater or other suitable electrical load and disconnecting the photovoltaic panels. The use of an electronic switch achieves a longer lifetime and greater reliability than an electromechanical switch, while eliminating the need to use an external power supply for the electromechanical switch, since the electronic switch is powered directly from photovoltaic panels.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims (3)

L Elektronický spínač (11) fotovoltických panelov (1) pre elektrické ohrievacie telesá a iné elektrické záťaže (3), vyznačujúci sa tým, že pozostáva z IGBT tranzistora (2), ktorého riadiaca elektróda (2.1) je pripojená na riadiace obvody (7), vstupná silová elektróda (2.2) je pripojená cez elektrickú záťaž (3), ďalej cez druhý kontakt bezpečnostného termostatu (4.2) a cez hlavnú poistku (13) na potenciál DC+ fotovoltických panelov (1) a výstupná silová elektróda (2.3) je pripojená na potenciál DC- fotovoltických panelov (1), z riadiacich obvodov (7) IGBT tranzistora (2), ktoré sú prepojené na nasledujúce prvky: na napájacie obvody (8) na napájanie riadiacich obvodov (7) a cez napájacie obvody (8) sú následne riadiace obvody (7) prepojené na prostriedky na ich istenie v poradí na pomocnú poistku (14), následne cez pomocnú poistku (14) na druhý kontakt (4.2) bezpečnostného termostatu (4) a na hlavnú poistku (13), cez konektory HLI, HL2 na zelenú LED diódu (9) a červenú LED diódu (10) na signalizáciu stavu elektronického spínača (11), na svorky T+ a T- na riadiaci kontakt (5.1) regulačného termostatu (5) zapojený v sérii s prvým kontaktom (4.1) bezpečnostného termostatu (4), na zhášacie obvody (6.1), (6.2) vzájomne prepojené, pričom prvý zhášací obvod (6.1) je pripojený paralelne k elektrickej záťaži (3) a druhý zhášací obvod (6.2) je na svorkách ESTOP1,L Electronic switch (11) for photovoltaic panels (1) for electric heaters and other electrical loads (3), characterized in that it consists of an IGBT transistor (2) whose control electrode (2.1) is connected to control circuits (7) , the input power electrode (2.2) is connected via the electrical load (3), the second safety thermostat contact (4.2) and the main fuse (13) to the DC + photovoltaic panel potential (1) and the output power electrode (2.3) is connected to potential of DC photovoltaic panels (1), from the control circuits (7) of the IGBT transistor (2), which are connected to the following elements: to the power circuits (8) to power the control circuits (7) and through the power circuits (8) control circuits (7) connected to the means for securing them in sequence to the auxiliary fuse (14), then via the auxiliary fuse (14) to the second contact (4.2) of the safety thermostat (4) and to the main fuse (13), via HL connectors I, HL2 to the green LED (9) and the red LED (10) to indicate the status of the electronic switch (11), to the T + and T- terminals to the control contact (5.1) of the control thermostat (5) connected in series with the first contact ( 4.1) a safety thermostat (4), connected to the arc quenching circuits (6.1), (6.2), the first arc quenching circuit (6.1) being connected in parallel to the electrical load (3) and the second arc quenching circuit (6.2) on the ESTOP1 terminals, SK 7495 Υ1SK 7495-1 EST0P2 pripojený k druhému kontaktu bezpečnostného termostatu (4.2), pričom fotovoltické panely (1) sú na svorke DC+ cez hlavnú poistku (13) prepojené na druhý zhášací obvod (6.2).EST0P2 connected to the second contact of the safety thermostat (4.2), whereby the photovoltaic panels (1) are connected to the second arc circuit (6.2) on the DC + terminal via the main fuse (13). 2. Elektronický spínač (11) fotovoltických panelov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že druhý kontakt (4.2) bezpečnostného termostatu (4) je rozopnutý pri dosiahnutí kritickej teploty v ohrievačiThe photovoltaic panel electronic switch (11) according to claim 1, characterized in that the second contact (4.2) of the safety thermostat (4) is opened when the critical temperature in the heater is reached. 5 TUV (12) a zároveňje odpojená elektrická záťaž (3) od DC napätia fotovoltických panelov (1).5 (12) and at the same time the electrical load (3) is disconnected from the DC voltage of the photovoltaic panels (1). 3. Elektronický spínač (11) fotovoltických panelov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tranzistor IGBT (2) a elektrická záťaž (3) sú rozopnuté pri nízkom napätí fotovoltických panelov (1) alebo pri rozopnutom kontakte (5.1) regulačného termostatu (5), alebo rozopnutých kontaktoch (4.1), (4.2) bezpečnostného termostatu (4).The photovoltaic panel electronic switch (11) according to claim 1, characterized in that the IGBT (2) and the electrical load (3) are opened at low voltage of the photovoltaic panels (1) or at the contact (5.1) of the control thermostat (5). ) or open contacts (4.1), (4.2) of the safety thermostat (4). 10 4. Elektronický spínač (11) fotovoltických panelov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že je vybavený zhášacími obvodmi (6.1), (6.2) na eliminovanie napäťových špičiek pri vypnutí elektrickej záťaže (3).The photovoltaic panel electronic switch (11) according to claim 1, characterized in that it is provided with arc-quenching circuits (6.1), (6.2) to eliminate the voltage peaks when the electrical load (3) is switched off. 15 2 výkresy15 2 drawings
SK50119-2014U 2014-09-30 2014-09-30 Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads SK7495Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50119-2014U SK7495Y1 (en) 2014-09-30 2014-09-30 Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50119-2014U SK7495Y1 (en) 2014-09-30 2014-09-30 Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK501192014U1 SK501192014U1 (en) 2016-03-01
SK7495Y1 true SK7495Y1 (en) 2016-08-01

Family

ID=55362103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50119-2014U SK7495Y1 (en) 2014-09-30 2014-09-30 Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK7495Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK501192014U1 (en) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201243203Y (en) Safety protection device for electric appliance
CN102780205B (en) Electric leakage detecting protection circuit
US8536495B2 (en) Device for regulated water heating using the energy gained by photovoltaic cells
US10523012B2 (en) Safety device for photovoltaic installations
CA2648610A1 (en) Rechargeable battery pack
US9735777B2 (en) Disconnection of solar modules
CN103219702A (en) Electric leakage detection protection circuit capable of performing timed self-detection
SK7495Y1 (en) Electronic photovoltaic panels switch for electric heating elements and other electrical loads
CN203747773U (en) Solid-state relay with overcurrent protection
WO2016134670A1 (en) Smart switch and application system thereof
RU127570U1 (en) PULSE POWER SUPPLY FOR LED LAMP
CN110701762B (en) Over-temperature protection circuit of air conditioner, air conditioner and over-temperature protection method of air conditioner
CN102255289A (en) Thyristor alternating current power regulator control system and application thereof in electrical heating temperature control
TW201707323A (en) Fully electronic exchange overcurrent breaker
EP3235089B1 (en) A circuit for a voltage power optimiser
CN204721621U (en) A kind of heating wire circuit protection structure
RU159466U1 (en) DEVICE FOR LIMITING THROUGH CURRENT RISES
CN203367980U (en) Distribution box with temperature protection device
CN220359140U (en) Silicon controlled rectifier circuit with contact
CN209748413U (en) Voltage conversion device for indoor pure resistance heating power supply
CN213991038U (en) 36V electric heating power supply transformer control circuit
KR101571052B1 (en) Power switching equipment for boilers used within regulated water heating using direct current form photovoltaic panels
US11936221B2 (en) Battery system, local electrical grid and disconnector
CN101800425A (en) Environment adjustment system
CN211826218U (en) Heater monitoring relay