WO2015007863A1 - Photovoltaische anlagenkomponente und verfahren zur veränderung eines betriebszustandes derselben - Google Patents

Photovoltaische anlagenkomponente und verfahren zur veränderung eines betriebszustandes derselben Download PDF

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WO2015007863A1
WO2015007863A1 PCT/EP2014/065433 EP2014065433W WO2015007863A1 WO 2015007863 A1 WO2015007863 A1 WO 2015007863A1 EP 2014065433 W EP2014065433 W EP 2014065433W WO 2015007863 A1 WO2015007863 A1 WO 2015007863A1
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WO
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photovoltaic system
system component
housing
acceleration
profile
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Application number
PCT/EP2014/065433
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Friebe
Torsten Leifert
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Sma Solar Technology Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/14—Mechanical actuation by lifting or attempted removal of hand-portable articles
    • G08B13/1436—Mechanical actuation by lifting or attempted removal of hand-portable articles with motion detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a photovoltaic system component, in particular an inverter for converting DC voltage of a photovoltaic system into AC. Furthermore, the invention relates to a method for changing an operating state of a photovoltaic system component by external mechanical action.
  • inverters From the document DE 199 54 628 C2 inverters are known whose operation indicator can be activated by external mechanical action, for example by tapping against the housing. The mechanical action is recorded acoustically by means of a microphone. From the evaluation of the acoustic signal, a control signal for the inverter is generated. Different knock sequences can be used to generate different control signals.
  • the document DE 10 2010 041 126 A1 discloses the use of an acceleration sensor, here for theft detection in connection with photovoltaic modules, wherein the theft is detected by exceeding an acceleration limit. Also in JP 2012- 034427 A, a maximum acceleration value detected by a multiaxial acceleration sensor is compared with a limit value in order to determine a vibration-rich mounting environment of an inverter when the limit value is exceeded and to generate an alarm signal, for example.
  • the system component such as an inverter
  • the invention should enable monitoring of the photovoltaic system component with regard to vibration-generating events.
  • the photovoltaic system component can basically be any component of a photovoltaic system that is accommodated in a housing.
  • the housing provides anyway a touch protection against dangerous voltages of the photovoltaic system.
  • components that can be operated manually can be improved by the invention by the saving of operating elements, for example, a control and / or communication unit such as a home manager, be designed according to the invention.
  • an effective function monitoring of components that generate recordable vibrations during operation or actuation for example, electromagnetic relays can be monitored within a switch box in their switching function.
  • a combined operating function and monitoring function as is possible when using the invention within an inverter. Since the inverter has a wide range of possible applications within the scope of the mentioned application examples, the invention will be described below without any restriction of the scope of protection by an application within an inverter.
  • an acceleration sensor for Time-resolved acquisition of acceleration profiles in several spatial directions.
  • the mechanical action here may be a shock of an object on a surface of the inverter housing, such as a hand or a knuckle, which is substantially perpendicular to the surface.
  • a movement which takes place parallel to a housing surface for example a coating over the surface, can be registered by the acceleration sensor and subsequently evaluated in an evaluation unit.
  • the distribution of an acceleration caused by the external influence in the various directional components can be used to identify the location at which the action on the housing is done.
  • the time profile of the detected acceleration profile of one, several or all directions can also be used to identify the location. In this case, it can be exploited that a point of action often only allows a small directional range, from which the action on the housing can take place.
  • the mechanical action on the housing of the photovoltaic system component does not necessarily have to be effected by a direct mechanical action on a housing wall of the housing.
  • a recess in the housing wall of the photovoltaic system component can be provided, in which a further element, for example a display, is mounted or inserted.
  • a mechanical action which initially only takes place directly on the further element and thus only indirectly on the housing wall of the housing of the photovoltaic system component, is to be understood according to the invention as a mechanical action on the housing of the photovoltaic system component.
  • An evaluation unit is connected to the acceleration sensor and set up for comparison by a measured acceleration profile having at least one reference profile and for generating at least one signal and / or alarm signal as a function of a result of the comparison.
  • an acceleration profile is to be understood to mean a sequence of several acceleration values which were measured at different, successive points in time.
  • An acceleration profile thus reflects measured acceleration values over time.
  • the time interval between two consecutive acceleration values within the profile is equidistant.
  • the measured acceleration value itself may in turn comprise a plurality of components, each of which indicates an acceleration in a different direction.
  • the acceleration value is thus a vector size.
  • acceleration values are advantageously continuously measured during operation and optionally stored continuously in a ring memory. The start time is then the time at which - within a predetermined period of time - an exceeding of a predefined acceleration threshold value by an amount of the measured acceleration value or by a component of the measured acceleration value occurs for the first time.
  • the at least one reference profile is to be understood as an acceleration profile that corresponds to a specific situation or a specific event.
  • a reference profile may be an actually measured acceleration profile or it may be derived from such or be produced synthetically.
  • Reference profiles may, for example, correspond to acceleration profiles which normally occur at a predetermined action at different locations of the inverter housing and / or with different directions the predetermined action on the inverter housing occur, so that the reference profiles are assigned to a location and / or a direction of the predetermined action.
  • An assignment of a detected acceleration profile to a reference profile thus also allows an assignment to a location or a direction of the action.
  • the reference profiles can be determined mathematically, for example by simulation, or empirically or experimentally on a housing prototype.
  • the assignment between detected acceleration profile and reference profile can be made using previously known comparison metrics.
  • These comparison metrics can have criteria for comparing the time profiles of the detected sensor signals of one, several or all spatial directions, identify characteristic points in the curves and evaluate their signal amplitude or their relative timing to other characteristic points or include criteria relating to a frequency spectrum of the detected sensor signals. Characteristic points of the curves can be, for example, zero crossings of the profiles of the sensor signals or their time derivatives. In this respect, it is irrelevant for the invention whether the reference profiles are used as time profiles of sensor signals or as parameters for the criteria of the comparison metric used. As a result of the application of the comparison metric, that reference profile which is most similar to the acquired acceleration profile is determined. It is conceivable to define a similarity threshold that must be exceeded in order for a similarity to be recognized.
  • the comparison of the measured acceleration profile with the at least one reference profile may include a scaling of the acceleration values of the profile. For example, it is possible to normalize to a maximum observed acceleration value. It can also be provided to scale the acceleration profiles with respect to their time course, that is, for example, to stretch or to stretch. A similarity between a measured acceleration profile and a reference profile can, for example, be carried out-in particular after normalization of the profiles-by a comparison of added-up quadratic deviation values. It is also possible to determine a maximum deviation (absolute or relative) from a reference profile and to record and compare the number of acceleration values that are within or outside the specified maximum deviation for a measured profile. As it were, a tolerance tube is laid around the profile of the reference profile. Alternatively or additionally, a Fourier analysis of the profiles can be made. A comparison of the profiles is then based on an evaluation of spectral properties of the profiles.
  • the result of the comparison is used in one embodiment in the form of control signals to change the operating state of the inverter.
  • changing of the operating state here also includes the selection or input of operating parameters of the inverter or parts thereof, such as individual digits, the selection of menu items of an operating menu of the inverter and other known operating methods, usually by additional controls of the inverter, in particular by buttons or switches will be realized.
  • the invention allows operation of the device without such additional, externally accessible controls and without further aids. Rather, the invention utilizes as an operating element for changing the operating state already existing components of the inverter, such as different sides of the housing or a lid of the inverter.
  • the acceleration sensor is mounted in fixed mechanical connection to a housing of the inverter or other, mechanically connected to the inverter components, in particular on a circuit board of the inverter.
  • an acceleration is transmitted by the action directly on the acceleration sensor.
  • a particularly reliable association between detected acceleration profile and reference profile is achieved when two acceleration sensors are used at different locations of the inverter, which are both connected to the evaluation unit.
  • a delay difference between the acceleration profiles at the two sensor locations can be used to identify the location be applied to the action. Since the external action or the temporary deformation produced thereby is transmitted via the housing wall in a comparable manner to an acoustic wave, the acceleration generated by the action reaches both acceleration sensors at different times, the time offset being dependent on the different path lengths and the material properties of the housing wall along the paths between the location of the action and the locations of the acceleration sensors depends.
  • the evaluation unit can be used alternatively or in addition to the evaluation of external mechanical influences for monitoring vibration emitting components of the photovoltaic system component or the inverter, so for example a fan, a relay or a coil.
  • different reference profiles of a normal function and one or more types of malfunction of the component to be monitored can be assigned.
  • the detected acceleration profile containing the vibration of the component can be assigned to one of these reference profiles regularly or at a specific point in time, for example when the relay is actuated. This can then be decided whether a normal function or a malfunction of the component is present.
  • the evaluation unit is arranged to distinguish whether the external mechanical action on the housing is a knock against the housing or a strike over the housing.
  • the distinction can be realized by assigning different reference profiles for both types of external mechanical action.
  • the assignment of reference profiles to different locations of the action can take place here for one or both types of external mechanical action.
  • the inverter housing is divided into a plurality of partial areas and for each of the partial areas at least one reference profile is generated, which is assigned to the partial area.
  • a signal is generated as a result of the comparison of the detected acceleration profile with the reference profiles, which signal is assigned to the subarea.
  • a front side of the inverter housing is divided into ten subregions, whereby a signal which corresponds to the input of a digit assigned to the subarea between 0 and 9 is generated on external external mechanical action on one of the subregions. It is also conceivable to provide a complete alphanumeric keyboard for input purposes by dividing the inverter housing into a sufficient number of subregions.
  • the subregions can be made externally recognizable, for example, by a color design, visible delimitation markings or a lettering.
  • the reliability in the assignment of detected acceleration profiles to reference profiles and thus the identification of the location of an external mechanical impact can be improved by the fact that the inverter housing in different areas wall thicknesses, different surface textures and / or different material properties and thereby has different elastic properties. In this way, different acoustic properties of the subregions with respect to the external mechanical action can be realized, resulting in clearly distinguishable reference profiles.
  • a method for changing an operating state of an inverter comprises detecting an acceleration profile by an acceleration sensor of the inverter, wherein the acceleration profile is detected in a plurality of spatial directions.
  • the detected acceleration profile is compared with predetermined reference profiles and the operating state of the inverter is changed depending on a result of the comparison.
  • the reference profiles may in this case be assigned to different locations of an external mechanical action on the inverter housing, so that the change of the operating state of the inverter takes place as a function of the location of the external mechanical action.
  • the inverter housing or parts of the inverter housing, in particular a front region of the housing is divided into a plurality of partial areas.
  • the external mechanical action on one of the subregions causes in this case in each case a change of the operating state associated with the subregion.
  • a plurality of options for changing the operating state is displayed on a display of the inverter, wherein the change of the operating state of the inverter corresponds to the selection of one of the displayed options.
  • the reference profiles may also be specific to one type of external mechanical action, for example different reference profiles may each be associated with knocking against the housing and impact with the housing. In this way it becomes possible to distinguish both types of external mechanical action. Of course, it is possible to additionally or alternatively make other types of exposure distinguishable.
  • the method can also be used to detect a function of a vibration-emitting component of the inverter Inverter can be used. Examples of such components have already been described above.
  • At least one reference profile is assigned to a normal function of the component. In this case, a significant deviation of the detected acceleration profile from the corresponding reference profile characterizing the normal function of the component is sufficient for the detection of a malfunction.
  • another reference profile or several further reference profiles can be assigned to different types of malfunctions of the component. In this case, the changeover of the operating state of the inverter takes place depending on whether a normal function or one of the types of malfunctions of the component is detected.
  • Fig. 1 shows a cross section through an inventive
  • FIG. 2 shows a first division of a housing surface into subregions
  • FIG. 3 shows a second subdivision of a housing surface into subregions
  • 1 shows a cross section through the housing 10 of an inverter 1 according to the invention. Inside the housing 10 is a first acceleration sensor 1 1 and an optional second acceleration sensor 12, which are mounted at different positions on a printed circuit board 16. The circuit board 16 is fixedly mounted in the housing. In this way, a firm mechanical connection between the acceleration sensors 1 1, 12 and the housing 10 is produced.
  • the acceleration sensors 11, 12 are constructed such that accelerations acting on the acceleration sensors are detected in a plurality of the three spatial directions 13, in particular in all three spatial directions, as acceleration profiles in a time-resolved manner.
  • the two acceleration sensors 11, 12 are connected to an evaluation unit 18 for transmitting detected acceleration profiles of the acceleration sensors.
  • the evaluation of the acceleration profiles and a comparison thereof with one or more reference profiles is carried out in the evaluation unit 18.
  • the evaluation unit 18 can likewise be integrated directly into one or both acceleration sensors 11, 12.
  • the evaluation unit 18 is connected to a control device, not shown, of the inverter 1 for transmitting control signals, which are generated in the evaluation unit 18 in response to a result of the comparison and implemented by the control unit in a change in the operating state of the inverter.
  • results for the location or the direction of the action specific acceleration profile, by the first acceleration sensor 1 1 and the second acceleration sensor 12th is detected at slightly different times.
  • a shock on the front of the housing 10 will typically be from a different direction than a shock on a housing side.
  • Characteristic features of the acceleration profiles and, in the case of two acceleration sensors used, the time offset between the profiles of both acceleration sensors permit the determination of a reference profile that is most similar to the acquired acceleration profile by comparison with reference profiles or their characteristic features. The thus determined similar reference profile thus further determines the intended by the external mechanical action change of operating condition.
  • FIG. 2 shows an inverter housing 10 whose front side is divided into five subregions 21.
  • the five subregions 21 each correspond to different changes in the operating state of the inverter 1, which can be effected by knocking in the corresponding subregions 21.
  • a menu can be operated, which is displayed in a display 20 of the inverter by four of the sub-areas act as a cursor control via arrow keys and the central portion characterized a selection of a menu item.
  • Each field can be assigned not only the pure information about the location of the action, the direction of the action, but also further control information.
  • a change of the operating state of the inverter can also be selected via a corresponding knocking sequence or a corresponding knocking rhythm within a specific subarea 21.
  • a "simple knock" on the central portion 21 may correspond to an acknowledge signal and a "double tap" to an ESC signal (eg, return to a parent menu item).
  • another multiple knocking signal - possibly using a predefined rhythm ' - initiates a specific function in the operation of the inverter.
  • a so-called WPS push-button connect function can be triggered in the case of an inverter equipped with a radio module, which is thus capable of, for example, WLAN (Wireless Local Area Network).
  • the WPS (Wi-Fi-Protected-Setup) Push-Button-Connect technology is an established standard with which WLAN-capable end devices can be easily integrated into an existing WLAN network.
  • the WPS push-button connect functionality is usually initiated by a separate control button implemented on the respective device.
  • the separate control button on the device can be dispensed with.
  • FIG. 3 shows another division of an inverter housing 10 into subregions 22.
  • the subregions 22 can effect a scroll function by brushing across them, it being possible to distinguish between different directions, different speeds and / or different strike lengths of the stroking movement.
  • the two partial regions 22 can advantageously be provided with different surface textures and / or material properties. This allows an easier allocation of the detected acceleration profile to the corresponding sub-area 22.
  • the invention is not limited to the embodiments shown, but can be adapted to the respective application by procedures known to those skilled in the art and embodiments.
  • the essence of the invention is explained above using the example of an inverter.
  • the implementation of the invention is in principle not necessarily limited to an inverter or to a photovoltaic system component.
  • the core idea of the invention can also find application in other electrical or electronic devices. Examples are in particular fixed electrical or electronic devices that are operated in any way from the outside, or have electrical and / or electronic components that generate characteristic vibrations during their function, it applies, the electrical and / or electronic components to monitor their operation during operation.
  • Consumer electronics devices eg. As TV, radio or music system
  • Doorbell in particular a conversion of a knocking event on a control panel into a ringing signal. This can also be an additional
  • Kitchen appliances such as As kitchen stove, dishwasher, microwave etc.

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Eine photovoltaische Anlagenkomponente, beispielsweise ein Wechselrichter (1) mit mindestens einem Beschleunigungssensor (11) zur zeitaufgelösten Erfassung von Beschleunigungsprofilen in mehreren Raumrichtungen (13) ist beschrieben. Mit Hilfe des Beschleunigungssensors (11) kann ein Verfahren zur Veränderung eines Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente durchgeführt werden, bei dem ein Beschleunigungsprofil durch den Beschleunigungssensor (11) der photovoltaischen Anlagenkomponente in mehreren Raumrichtungen (13) erfasst und mit vorgegebenen Referenzprofilen verglichen wird. Ein Wechsel des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente erfolgt in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleiches. Insbesondere ist es so möglich, eine Bedienung der photovoltaischen Anlagenkomponente ohne weitere Bedienelemente durch Klopfen auf oder Streichen über vorgegebene Teilbereiche eines Gehäuses (10) zu realisieren. Weiterhin ist es möglich, Vibrationen emittierende Komponenten (17) der photovoltaischen Anlagenkomponente hinsichtlich einer Fehlfunktion zu überwachen.

Description

PHOTOVOLTAISCHE ANLAGENKOMPONENTE UND VERFAHREN ZUR VERÄNDERUNG EINES BETRIEBSZUSTANDES DERSELBEN Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine photovoltaische Anlagenkomponente, insbesondere einen Wechselrichter zum Umwandeln von Gleichspannung einer Photovoltaikanlage in Wechselstrom. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Veränderung eines Betriebszustandes einer photovoltaischen Anlagenkomponente durch äußere mechanische Einwirkung.
Aus der Schrift DE 199 54 628 C2 sind Wechselrichter bekannt, deren Betriebsanzeige durch äußere mechanische Einwirkung, beispielsweise durch Klopfen gegen das Gehäuse, aktivierbar ist. Die mechanische Einwirkung wird hierbei akustisch mittels eines Mikrophones erfasst. Aus der Auswertung des akustischen Signales wird ein Steuersignal für den Wechselrichter erzeugt. Unterschiedliche Klopfsequenzen können hierbei zur Erzeugung unterschiedlicher Steuersignale herangezogen werden.
Alternativ zu einer Aufnahme einer mechanischen Einwirkung über ein Mikrophon ist für Hörgeräte aus der Schrift DE 101 45 994 A1 eine Aufnahme über einen Beschleunigungssensor offenbart.
Auch die Druckschrift DE 10 2010 041 126 A1 offenbart die Nutzung eines Beschleunigungssensors, hier zur Diebstahlerkennung in Verbindung mit Photovoltaik-Modulen, wobei der Diebstahl anhand einer Überschreitung eines Beschleunigungs-Grenzwertes erkannt wird. Auch in der Druckschrift JP 2012- 034427 A wird ein durch einen mehrachsigen Beschleunigungssensor erfasster maximaler Beschleunigungswert mit einem Grenzwert verglichen, um bei Überschreitung des Grenzwertes eine erschütterungsreiche Montageumgebung eines Umrichters festzustellen und zum Beispiel ein Alarmsignal zu erzeugen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine photovoltaische Anlagenkomponente bereitzustellen, die eine ursachenspezifische Unterscheidung von auftretenden Ereignissen anhand der damit verbundenen Beschleunigungsprofile vornehmen kann. Insbesondere soll es aufgrund der
Unterscheidung möglich sein, dass die Anlagenkomponente, wie zum Beispiel ein Wechselrichter, ohne weitere Hilfsmittel komfortabel manuell bedienbar wird. Gleichzeitig oder alternativ soll die Erfindung eine Überwachung der photovoltaischen Anlagenkomponente hinsichtlich vibrationserzeugender Ereignisse ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine photovoltaische Anlagenkomponente mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 , sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die photovoltaische Anlagenkomponente kann grundsätzlich jede Komponente einer photovoltaischen Anlage sein, die in einem Gehäuse untergebracht ist. Das Gehäuse stellt ohnehin einen Berührschutz gegenüber gefährlichen Spannungen der Photovoltaikanlage bereit. Insbesondere Komponenten, die manuell bedienbar sind, können durch die Erfindung durch die Einsparung von Bedienelementen verbessert werden, beispielsweise kann eine Kontroll- und/oder Kommunikationseinheit wie ein Home Manager, erfindungsgemäß gestaltet werden. Gleichzeitig kann durch die Erfindung eine effektive Funktionsüberwachung von Bauteilen realisiert werden, die im Betrieb oder bei Betätigung registrierbare Vibrationen erzeugen, zum Beispiel können elektromagnetische Relais innerhalb einer Schaltbox in ihrer Schaltfunktion überwacht werden. Ebenso denkbar ist eine kombinierte Bedienfunktion und Überwachungsfunktion, wie sie beim Einsatz der Erfindung innerhalb eines Wechselrichters möglich ist. Da der Wechselrichter im Rahmen der erwähnten Anwendungsbeispiele eine breite Einsatzmöglichkeit aufweist, wird die Erfindung ohne Einschränkung des Schutzbereiches im Weiteren anhand einer Anwendung innerhalb eines Wechselrichters beschrieben.
Erfindungsgemäß umfasst die photovoltaische Anlagenkomponente, beispielsweise der Wechselrichter, einen Beschleunigungssensor zur zeitaufgelösten Erfassung von Beschleunigungsprofilen in mehreren Raumrichtungen. Hierdurch ist es möglich, eine Richtung zu unterscheiden, aus der eine mechanische Einwirkung auf ein Gehäuse des Wechselrichters erfolgt. Die mechanische Einwirkung kann hierbei ein Stoß eines Gegenstandes auf eine Oberfläche des Wechselrichtergehäuses sein, beispielsweise einer Hand oder eines Fingerknöchels, die im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche erfolgt. Alternativ kann aber auch eine Bewegung, die parallel zu einer Gehäuseoberfläche erfolgt, zum Beispiel ein Streichen über die Oberfläche, durch den Beschleunigungssensor registriert und anschließend in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden. Aufgrund der Eigenschaft des Beschleunigungssensors, Beschleunigungsprofile richtungsaufgelöst in mehreren Raumrichtungen zu erfassen, beispielsweise in drei senkrecht zueinander ausgerichtete Richtungen, kann die Aufteilung einer durch die äußere Einwirkung verursachten Beschleunigung in die verschiedenen Richtungskomponenten zur Identifikation des Ortes genutzt werden, an dem die Einwirkung auf das Gehäuse erfolgt ist. Alternativ oder in Kombination hierzu kann auch der zeitliche Verlauf des erfassten Beschleunigungsprofils einer, mehrerer oder aller Richtungen zur Identifikation des Ortes herangezogen werden. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass ein Einwirkungsort häufig nur einen geringen Richtungsbereich zulässt, aus dem die Einwirkung auf das Gehäuse erfolgen kann.
Hierbei muss die mechanische Einwirkung auf das Gehäuse der photovoltaischen Anlagenkomponente, zum Beispiel eines Wechselrichters, nicht zwingend durch eine direkte mechanische Einwirkung auf eine Gehäusewand des Gehäuses erfolgen. Beispielsweise kann eine Aussparung in der Gehäusewand der photovoltaischen Anlagenkomponente vorgesehen sein, in die ein weiteres Element, z.B. ein Display, montiert bzw. eingesetzt ist. Auch eine mechanische Einwirkung, die zunächst lediglich unmittelbar auf das weitere Element und somit nur mittelbar auf die Gehäusewand des Gehäuses der photovoltaischen Anlagenkomponente erfolgt, ist erfindungsgemäß als mechanische Einwirkung auf das Gehäuse der photovoltaischen Anlagenkomponente zu verstehen. Es ist eine Auswerteeinheit mit dem Beschleunigungssensor verbunden und zum Vergleich von einem gemessenen Beschleunigungsprofil mit mindestens einem Referenzprofil und zur Erzeugung von mindestens einem Signal und/oder Alarmsignal in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleiches eingerichtet. Als ein Beschleunigungsprofil ist im Rahmen der Anmeldung eine Folge mehrerer Beschleunigungswerte zu verstehen, die zu unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gemessen wurden. Ein Beschleunigungsprofil gibt somit gemessene Beschleunigungswerte zeitabhängig wieder. Bevorzugt ist der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beschleunigungswerten innerhalb des Profils äquidistant. Es ist jedoch auch möglich, zu jeder Messung ein Wertepaar aufzuzeichnen, das einen Aufnahmezeitpunkt (absolut oder relativ zu einer Startzeit) und den gemessenen Beschleunigungswert angibt. In dem Fall kann der Zeitabstand zweier benachbarter Messwerte variieren. Der gemessene Beschleunigungswert selbst kann wiederum mehrere Komponenten umfassen, von denen jede eine Beschleunigung in unterschiedlicher Richtung angibt. Der Beschleunigungswert ist somit eine Vektorgröße. Zur Definition der Startzeit werden vorteilhafterweise Im Betrieb kontinuierlich Beschleunigungswerte gemessen und gegebenenfalls in einem Ringspeicher fortlaufend abgespeichert. Die Startzeit ist dann diejenige Zeit, bei der - innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer - erstmals ein Überschreiten eines vordefinierten Beschleunigungs-Schwellwertes durch einen Betrag des gemessenen Beschleunigungswerts oder durch eine Komponente des gemessenen Beschleunigungswerts auftritt.
Unter dem mindestens einen Referenzprofil ist ein Beschleunigungsprofil zu verstehen, das einer bestimmten Situation oder einem bestimmten Ereignis entspricht. Dabei kann ein Referenzprofil ein tatsächlich gemessenes Beschleunigungsprofil sein oder aber aus einem solchen abgeleitet sein oder synthetisch erzeugt sein.
Referenzprofile können beispielsweise Beschleunigungsprofilen entsprechen, die normalerweise bei einer vorgegebenen Einwirkung an unterschiedlichen Stellen des Wechselrichtergehäuses und/oder mit unterschiedlicher Richtung der vorgegebenen Einwirkung auf das Wechselrichtergehäuse auftreten, so dass die Referenzprofile einem Ort und/oder einer Richtung der vorgegebenen Einwirkung zugeordnet sind. Eine Zuordnung eines erfassten Beschleunigungsprofiles zu einem Referenzprofil erlaubt somit auch eine Zuordnung zu einem Ort beziehungsweise einer Richtung der Einwirkung.
Die Referenzprofile können rechnerisch, zum Beispiel durch Simulation, oder empirisch bzw. experimentell an einem Gehäuseprototypen bestimmt werden. Die Zuordnung zwischen erfasstem Beschleunigungsprofil und Referenzprofil kann über vorbekannte Vergleichsmetriken erfolgen. Diese Vergleichsmetriken können Kriterien zum Vergleich der Zeitverläufe der erfassten Sensorsignale einer, mehrerer oder aller Raumrichtungen aufweisen, charakteristische Punkte in den Verläufen identifizieren und hinsichtlich ihrer Signalamplitude oder ihres relativen Zeitpunktes zu anderen charakteristischen Punkten auswerten oder auch Kriterien bezüglich eines Frequenzspektrums der erfassten Sensorsignale beinhalten. Charakteristische Punkte der Verläufe können hierbei beispielsweise Nulldurchgänge der Verläufe der Sensorsignale oder zeitlicher Ableitungen derselben sein. Insofern ist es für die Erfindung unerheblich, ob die Referenzprofile als Zeitverläufe von Sensorsignalen oder als Parameter für die Kriterien der benutzten Vergleichsmetrik Verwendung finden. Als Ergebnis der Anwendung der Vergleichsmetrik wird dasjenige Referenzprofil bestimmt, das dem erfassten Beschleunigungsprofil am ähnlichsten ist. Es ist denkbar, einen Schwellwert für die Ähnlichkeit zu definieren, der überschritten werden muss, damit eine Ähnlichkeit erkannt wird.
Das Vergleichen des gemessenen Beschleunigungsprofils mit dem mindestens einen Referenzprofil kann eine Skalierung der Beschleunigungswerte des Profils umfassen. Beispielsweise kann auf einen maximal beobachteten Beschleunigungswert normiert werden. Es kann auch vorgesehen sein, die Beschleunigungsprofile hinsichtlich ihres Zeitverlaufs zu skalieren, also beispielsweise zu dehnen oder zu strecken. Eine Ähnlichkeit zwischen einem gemessenen Beschleunigungsprofil und einem Referenzprofil kann beispielsweise - insbesondere nach Normierung der Profile - durch einen Vergleich von aufsummierten quadratischen Abweichungswerten erfolgen. Auch ist es möglich, eine maximale Abweichung (absolut oder relativ) zu einem Referenzprofil festzulegen und die Anzahl von Beschleunigungswerten, die bei einem gemessenen Profil inner- bzw. außerhalb der festgelegten maximalen Abweichung liegen, zu erfassen und zu vergleichen. Es wird so gewissermaßen ein Toleranzschlauch um den Verlauf des Referenzprofils gelegt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fourieranalyse der Profile vorgenommen werden. Ein Vergleich der Profile basiert dann auf einem Auswerten spektraler Eigenschaften der Profile.
Das Ergebnis des Vergleiches wird in einer Ausführungsform in Form von Steuersignalen dazu verwendet, den Betriebszustand des Wechselrichters zu wechseln. Der Begriff Wechseln des Betriebszustandes umfasst hierbei auch die Auswahl oder Eingabe von Betriebsparametern des Wechselrichters oder Teilen hiervon, wie einzelnen Ziffern, die Auswahl von Menüpunkten eines Bedienmenüs des Wechselrichters und andere bekannte Bedienverfahren, die üblicherweise durch zusätzliche Bedienelemente des Wechselrichters, insbesondere durch Tasten oder Schalter realisiert werden. Somit erlaubt die Erfindung eine Bedienung des Gerätes ohne solche zusätzlichen, von außen zugänglichen Bedienelemente und ohne weitere Hilfsmittel. Vielmehr nutzt die Erfindung als Bedienelement zum Wechseln des Betriebszustandes ohnehin vorhandene Komponenten des Wechselrichters, wie beispielsweise unterschiedliche Gehäuseseiten oder einen Deckel des Wechselrichters.
Bevorzugt ist der Beschleunigungssensor in fester mechanischer Verbindung zu einem Gehäuse des Wechselrichters oder anderer, mit dem Wechselrichter mechanisch verbundener Komponenten, insbesondere auf einer Leiterplatte des Wechselrichters, angebracht. Hierdurch wird eine Beschleunigung durch die Einwirkung unmittelbar auf den Beschleunigungssensor übertragen.
Eine besonders zuverlässige Zuordnung zwischen erfasstem Beschleunigungsprofil und Referenzprofil wird erreicht, wenn zwei Beschleunigungssensoren an unterschiedlichen Orten des Wechselrichters verwendet werden, die beide mit der Auswerteeinheit verbunden sind. In diesem Fall kann zusätzlich ein Laufzeitunterschied zwischen den Beschleunigungsprofilen an den beiden Sensororten zur Identifikation des Ortes der Einwirkung herangezogen werden. Da die äußere Einwirkung bzw. die dadurch erzeugte temporäre Deformation vergleichbar einer akustischen Welle über die Gehäusewand übertragen wird, erreicht die durch die Einwirkung erzeugte Beschleunigung beide Beschleunigungssensoren zu unterschiedlichen Zeitpunkten, wobei der Zeitversatz von den unterschiedlichen Weglängen und den Materialeigenschaften der Gehäusewand entlang der Wege zwischen dem Ort der Einwirkung und den Orten der Beschleunigungssensoren abhängt.
Zur Steigerung der Zuverlässigkeit der Zuordnung zwischen erfasstem Beschleunigungsprofil und Referenzprofil ist es ebenfalls denkbar, dass eine Kalibrierung des oder der Beschleunigungssensoren dadurch erfolgt, dass zunächst an vorgegebenen Orten, beispielsweise an diagonal gegenüberliegenden Punkten der Gehäusevorderseite, gegen das Gehäuse geklopft wird. Aus den so erfassten Beschleunigungsprofilen können Kalibrierparameter bestimmt werden, die die Zuordnung zwischen anschließend erfassten Beschleunigungsprofilen und den Referenzprofilen zuverlässiger gestalten.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann die Auswerteeinheit alternativ oder zusätzlich zur Auswertung von äußeren mechanischen Einwirkungen auch zur Überwachung von Vibrationen emittierenden Komponenten der photovoltaischen Anlagenkomponente beziehungsweise des Wechselrichters, also beispielsweise eines Lüfters, eines Relais oder einer Spule, genutzt werden. Hierzu können unterschiedliche Referenzprofile einer Normalfunktion und einer oder mehrerer Arten von Fehlfunktionen der zu überwachenden Komponente zugeordnet werden. Durch den oben bereits dargestellten Vergleich kann regelmäßig oder zu einem gezielten Zeitpunkt, beispielsweise bei Betätigung des Relais, das erfasste, die Vibration der Komponente enthaltende Beschleunigungsprofil einem dieser Referenzprofile zugeordnet werden. Hiermit kann dann entschieden werden, ob eine Normalfunktion oder eine Fehlfunktion der Komponente vorliegt. Hierbei ist es zur Erkennung einer Fehlfunktion einer Komponente oftmals ausreichend, wenn das detektierte Beschleunigungsprofil signifikant von dem eine Normalfunktion der Komponente charakterisierenden Referenzprofil abweicht. Es ist also nicht zwingend notwendig, jeweils Referenzprofile für eine Normalfunktionen und eine oder gegebenenfalls mehrere Fehlfunktionsarten zu hinterlegen. Es kann ausreichen, nur ein Referenzprofil zu hinterlegen, das entweder einer Normalfunktion oder einer Fehlfunktion zugeordnet ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn als Fehlfunktion der Komponente lediglich eine bestimmte Fehlerart auftreten kann. Entsprechend kann im Falle der Erkennung einer Fehlfunktion (bzw. dem Nichterkennen einer Normalfunktion) ein Alarmsignal erzeugt werden. Dieses Alarmsignal kann verwendet werden, um den Wechselrichter in einen in Bezug auf die Fehlfunktion sicheren Betriebszustand zu bringen, also beispielsweise dessen gewandelte Leistung zu reduzieren und/oder den Wechselrichter von einem angeschlossenen Netz zu trennen.
Als weitere Sicherungsmaßnahmen ist es denkbar, Referenzprofile spezifisch für Erschütterungen, die beim Öffnen des Gehäuses erzeugt werden, vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, den Wechselrichter automatisch in einen sicheren Betriebszustand zu versetzen, wenn beispielsweise der Deckel des Wechselrichters entfernt wird beziehungsweise Vibrationserzeugende Vorbereitungen für die Entfernung des Deckels getroffen werden. Weiterhin ist es denkbar, Referenzprofile vorzusehen, die spezifisch für Erschütterungen sind, die während einer Demontage des Wechselrichters auftreten, beispielsweise bei der Entfernung von Befestigungselementen des Wechselrichters, um auf diese Art und Weise eine Diebstahlsicherung zu realisieren. Auch in diesem Fall kann der Betriebszustand geeignet gewählt werden und es kann zum Beispiel ein Alarmsignal unter Nutzung der Kommunikationsmöglichkeiten des Wechselrichters versandt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit zur Unterscheidung eingerichtet, ob die äußere mechanische Einwirkung auf das Gehäuse ein Klopfen gegen das Gehäuse oder ein Streichen über das Gehäuse ist. Die Unterscheidung kann durch Zuordnung unterschiedlicher Referenzprofile für beide Arten der äußeren mechanischen Einwirkung realisiert sein. Die Zuordnung von Referenzprofilen zu unterschiedlichen Orten der Einwirkung kann hierbei für eine oder beide Arten der äußeren mechanischen Einwirkung erfolgen. In einer praktischen Umsetzung der Erfindung wird das Wechselrichtergehäuse in eine Mehrzahl von Teilbereichen aufgeteilt und für jeden der Teilbereiche wird mindestens ein Referenzprofil erzeugt, das dem Teilbereich zugeordnet ist. Bei äußerer mechanischer Einwirkung auf einen der Teilbereiche wird als Ergebnis des Vergleiches des erfassten Beschleunigungsprofils mit den Referenzprofilen ein Signal erzeugt, das dem Teilbereich zugeordnet ist. Beispielsweise wird eine Vorderseite des Wechselrichtergehäuses in zehn Teilbereiche aufgeteilt, wodurch bei äußerer mechanischer Einwirkung auf einen der Teilbereiche ein Signal erzeugt wird, das der Eingabe einer dem Teilbereich zugeordneten Ziffer zwischen 0 und 9 entspricht. Ebenso ist es denkbar, durch Aufteilung des Wechselrichtergehäuses in ausreichend viele Teilbereiche eine komplette alphanumerische Tastatur zu Eingabezwecken vorzusehen. Die Teilbereiche können beispielsweise durch eine Farbgestaltung, sichtbaren Begrenzungsmarkierungen oder eine Beschriftung äußerlich erkennbar gemacht werden. Die Zuverlässigkeit bei der Zuordnung von erfassten Beschleunigungsprofilen zu Referenzprofilen und damit die Identifikation des Ortes einer äußeren mechanischen Einwirkung kann dadurch verbessert werden, dass das Wechselrichtergehäuse in Teilbereichen unterschiedliche Wandstärken, unterschiedliche Oberflächentexturen und/oder unterschiedliche Materialeigenschaften und dadurch bedingt unterschiedliche elastische Eigenschaften aufweist. Auf diese Weise können unterschiedliche akustische Eigenschaften der Teilbereiche in Bezug auf die äußere mechanische Einwirkung realisiert werden, die in klar unterscheidbaren Referenzprofilen resultieren. Hierbei wird bewusst der Begriff „akustische Eigenschaften der Teilbereiche" gebraucht, da die durch eine äußere Einwirkung angeregte Vibration eines Teilbereiches auch als sogenanntes Körperschallereignis betrachtet werden kann. Demzufolge rufen alle Arten der gezielten Beeinflussung des besagten Körperschallereignisses unterschiedliche akustische Eigenschaften der Teilbereiche hervor. Insbesondere sind hier sowohl die Beeinflussung des Körperschallsignals während dessen Entstehung als auch die Modifikation des Körperschallsignals während dessen Weiterleitung entlang eines bestimmten Teilbereiches zu nennen. In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Veränderung eines Betriebszustandes eines Wechselrichters ein Erfassen eines Beschleunigungsprofils durch einen Beschleunigungssensor des Wechselrichters wobei das Beschleunigungsprofil in mehreren Raumrichtungen erfasst wird. Das erfasste Beschleunigungsprofil wird mit vorgegebenen Referenzprofilen verglichen und der Betriebszustand des Wechselrichters wird in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs verändert. Die Referenzprofile können hierbei unterschiedlichen Orten einer äußeren mechanischen Einwirkung auf das Wechselrichtergehäuse zugeordnet sein, so dass der Wechsel des Betriebszustandes des Wechselrichters in Abhängigkeit des Ortes der äußeren mechanischen Einwirkung erfolgt. In einer Ausführungsform ist das Wechselrichtergehäuse oder Teile des Wechselrichtergehäuses, insbesondere ein Frontbereich des Gehäuses, in eine Mehrzahl von Teilbereichen aufgeteilt. Das äußere mechanische Einwirken auf einen der Teilbereiche bewirkt in diesem Fall jeweils einen dem Teilbereich zugeordneten Wechsel des Betriebszustandes.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird auf einem Display des Wechselrichters eine Mehrzahl von Optionen zur Veränderung des Betriebszustandes angezeigt, wobei der Wechsel des Betriebszustandes des Wechselrichters der Auswahl einer der angezeigten Optionen entspricht. Gleichzeitig oder alternativ zur räumlichen Zuordnung der äußeren mechanischen Einwirkung können die Referenzprofile auch spezifisch für eine Art der äußeren mechanischen Einwirkung sein, beispielsweise können unterschiedliche Referenzprofile jeweils einem Einwirken durch Klopfen gegen das Gehäuse und einem Einwirken durch Streichen über das Gehäuse zugeordnet sein. Auf diese Weise wird es möglich, beide Arten der äußeren mechanischen Einwirkung zu unterscheiden. Selbstverständlich ist es möglich, zusätzlich oder alternativ weitere Arten der Einwirkung unterscheidbar zu machen.
Zusätzlich oder alternativ zur Erkennung einer äußeren mechanischen Einwirkung auf das Gehäuse des Wechselrichters kann das Verfahren auch zur Erkennung einer Funktion einer Vibrationen emittierenden Komponente des Wechselrichters verwendet werden. Beispiele für solche Komponenten sind bereits weiter oben beschrieben. Zumindest ein Referenzprofil wird einer Normalfunktion der Komponente zugeordnet. Für die Erkennung einer Fehlfunktion ist in diesem Fall eine signifikante Abweichung des detektierten Beschleunigungsprofils von dem entsprechenden die Normalfunktion der Komponente charakterisierenden Referenzprofil ausreichend. Gegebenenfalls können ein weiteres Referenzprofil oder mehrere weitere Referenzprofile unterschiedlichen Arten von Fehlfunktionen der Komponente zugeordnet werden. In diesem Fall erfolgt der Wechsel des Betriebszustandes des Wechselrichters in Abhängigkeit davon, ob eine Normalfunktion oder eine der Arten von Fehlfunktionen der Komponente erkannt wird. Auf diese Weise ist zusätzlich auch eine Aussage über die Art der aktuell vorliegenden Fehlfunktion möglich. Nach Erkennen der Fehlfunktion einer Komponente kann ein sicherer Betriebszustand des Wechselrichters, wie weiter oben bereits beschrieben, angenommen werden. Ebenfalls möglich ist es, nur Referenzprofile vorzugeben, die einer oder mehreren Arten von Fehlfunktionen zugeordnet werden. Eine Fehlfunktion wird erkannt, wenn ein erfasstes Beschleunigungsprofil eine ausreichende Ähnlichkeit zu einem dieser Referenzprofile aufweist. Auch hier ist eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten von Fehlfunktionen möglich, worauf der Wechselrichter mit einem geeigneten Wechsel des Betriebszustandes reagieren kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert, wobei den Figuren lediglich deskriptiver, nicht aber limitierender Charakter zukommt. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten oder explizit erklärten Ausführungsformen beschränkt.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Wechselrichter,
Fig. 2 zeigt eine erste Aufteilung einer Gehäuseoberfläche in Teilbereiche und Fig. 3 zeigt eine zweite Aufteilung einer Gehäuseoberfläche in Teilbereiche. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Gehäuse 10 eines erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 . Im Inneren des Gehäuses 10 befindet sich ein erster Beschleunigungssensor 1 1 und ein optionaler zweiter Beschleunigungssensor 12, die an unterschiedlichen Positionen auf einer Leiterplatte 16 befestigt sind. Die Leiterplatte 16 ist fest im Gehäuse montiert. Auf diese Weise wird eine feste mechanische Verbindung zwischen den Beschleunigungssensoren 1 1 , 12 und dem Gehäuse 10 hergestellt. Über diese können Stöße, Vibrationen und andere Beschleunigungsarten, die durch eine äußere mechanische Einwirkung auf das Gehäuse 10 oder durch im Betrieb Vibrationen emittierende Komponenten (17), hier beispielhaft dargestellt durch einen Lüfter, erzeugt werden, auf die Beschleunigungssensoren 1 1 , 12 übertragen werden. Es ist aber auch möglich, einen oder beide Beschleunigungssensoren anderweitig im Gehäuse 10 zu montierten, beispielsweise direkt an der Gehäuseinnenwand.
Die Beschleunigungssensoren 1 1 , 12 sind derart aufgebaut, dass auf die Beschleunigungssensoren wirkende Beschleunigungen in mehrere der drei Raumrichtungen 13, insbesondere in alle drei Raumrichtungen, als Beschleunigungsprofile in zeitaufgelöster Weise erfasst werden. Die beiden Beschleunigungssensoren 1 1 , 12 sind mit einer Auswerteeinheit 18 zur Übertragung von erfassten Beschleunigungsprofilen der Beschleunigungssensoren verbunden. Die Auswertung der Beschleunigungsprofile und ein Vergleich derselben mit einem oder mehreren Referenzprofilen erfolgt in der Auswerteeinheit 18. Die Auswerteeinheit 18 kann ebenfalls direkt in einen oder in beide Beschleunigungssensoren 1 1 , 12 integriert sein. Die Auswerteinheit 18 ist mit einer nicht gezeigten Steuereinrichtung des Wechselrichters 1 zur Übertragung von Steuersignalen verbunden, die in der Auswerteeinheit 18 in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches erzeugt und von der Steuereinheit in eine Änderung des Betriebszustandes des Wechselrichters umgesetzt werden.
Je nachdem, wo und aus welcher Richtung 14 von außen in mechanischer Weise auf das Gehäuse 10 eingewirkt wird, ergibt sich ein für den Ort bzw. die Richtung der Einwirkung spezifisches Beschleunigungsprofil, das durch den ersten Beschleunigungssensor 1 1 und den zweiten Beschleunigungssensor 12 zu leicht unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst wird. Beispielsweise wird ein Stoß auf die Vorderseite des Gehäuses 10 typischerweise aus einer anderen Richtung erfolgen als ein Stoß auf eine Gehäuseseite. Somit kann bereits die Richtung der äußeren mechanischen Einwirkung Rückschlüsse auf den Ort dieser Einwirkung zulassen. Charakteristische Merkmale der Beschleunigungsprofile, sowie im Fall von zwei verwendeten Beschleunigungssensoren der Zeitversatz zwischen den Profilen beider Beschleunigungssensoren erlauben durch einen Vergleich mit Referenzprofilen beziehungsweise mit deren charakteristischen Merkmalen die Bestimmung eines Referenzprofiles, das dem erfassten Beschleunigungsprofil am ähnlichsten ist. Das so ermittelte ähnlichste Referenzprofil bestimmt somit weiter den durch die äußere mechanische Einwirkung beabsichtigten Wechsel des Betriebszustandes.
Insbesondere im Bereich herausstehender Gehäuseteile ist es möglich, die äußere mechanische Einwirkung in Form eines Stoßes oder Klopfens nicht nur im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Gehäuses, sondern in unterschiedliche Richtungen 14,15 wirken zu lassen. Die an einem bestimmten Ort hervorgerufene Vibration, sowie das hierdurch erzeugte Beschleunigungsprofil ist - neben der reinen Ortsabhängigkeit - zusätzlich abhängig von der Richtung 14, 15 der Einwirkung auf das Gehäuse 10. So können unterschiedliche Richtungen 14, 15 der Einwirkung auf das Gehäuse 10 auch unterschiedlichen Referenzprofilen zugeordnet werden und somit zu unterschiedlichen Änderungen des Betriebszustandes des Wechselrichters 1 führen.
Figur 2 zeigt ein Wechselrichtergehäuse 10, dessen Vorderseite in fünf Teilbereiche 21 aufgeteilt ist. Die fünf Teilbereiche 21 entsprechen jeweils unterschiedlichen Änderungen des Betriebszustandes des Wechselrichters 1 , die durch ein Klopfen in den entsprechenden Teilbereichen 21 bewirkt werden können. So kann bei der gezeigten Aufteilung beispielsweise ein Menü bedient werden, welches in einem Display 20 des Wechselrichters angezeigt wird, indem vier der Teilbereiche wie eine Cursorsteuerung über Pfeiltasten wirken und der zentrale Teilbereich eine Auswahl eines Menüpunktes charakterisiert. Jedem Feld können neben der reinen Information über Ort der Einwirkung, Richtung der Einwirkung auch eine weitere Steuerungsinformation zugeordnet werden. So kann ein Wechsel des Betriebszustandes des Wechselrichters auch über eine entsprechende Klopfsequenz bzw. einen entsprechenden Klopfrhythmus innerhalb eines bestimmten Teilbereiches 21 ausgewählt werden. Beispielsweise kann ein „einfaches Klopfen" auf den zentralen Teilbereich 21 einem Bestätigungssignal und ein „zweifaches Klopfen" einem ESC-Signal (beispielsweise der Rückkehr in einen übergeordneten Menüpunkt) entsprechen. Es kann weiter vorgesehen sein, dass ein anderes mehrfaches Klopfzeichen - gegebenenfalls unter Nutzung eines vordefinierten Rhythmus' - eine bestimmte Funktion im Betrieb des Wechselrichters initiiert. Beispielsweise kann so bei einem mit einem Funkmodul ausgestatteten Wechselrichter, der so beispielsweise WLAN (Wireless Local Area Network) - fähig ist, eine sogenannte WPS Push-Button-Connect Funktion ausgelöst werden. Die WPS (Wi-Fi-Protected-Setup) Push-Button-Connect Technologie ist ein etablierter Standard, mit dem WLAN - fähige Endgeräte auf einfache Weise in ein bestehendes WLAN-Netz eingebunden werden können. Hierbei wird die WPS Push-Button-Connect Funktionalität üblicherweise durch einen an dem jeweiligen Gerät implementierten separaten Steuerknopf initiiert. Mit der hier beschriebenen Initialisierung der WPS Push-Button-Connect Funktion kann jedoch auf den separaten Steuerknopf am Gerät verzichtet werden.
Figur 3 zeigt eine andere Aufteilung eines Wechselrichtergehäuses 10 in Teilbereiche 22. Hierbei können die Teilbereiche 22 durch ein Streichen über diese hinweg eine Scrollfunktion bewirken, wobei zwischen unterschiedlichen Richtungen, unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder unterschiedlichen Streichlängen der Streichbewegung unterschieden werden kann. Zur besseren Unterscheidung der durch das Streichen über unterschiedliche Teilbereiche 22 hervorgerufenen Beschleunigungsprofile können die beiden Teilbereiche 22 vorteilhafterweise mit unterschiedlichen Oberflächentexturen und/oder Materialeigenschaften versehen sein. Dies erlaubt eine leichtere Zuordnung des detektierten Beschleunigungsprofils zu dem entsprechenden Teilbereich 22. Selbstverständlich ist es ebenso denkbar, Teilbereiche 21 , die durch ein Klopfen bedient werden zusammen mit Teilbereichen 22, die durch ein Streichen bedient werden, auf einem Wechselrichtergehäuse 10 zu kombinieren.
Die Erfindung ist hierbei nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann durch dem Fachmann bekannte Vorgehensweisen und Ausgestaltungen dem jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. So ist der Kerngedanke der Erfindung vorstehend am Beispiel eines Wechselrichters erklärt. Die Umsetzung der Erfindung ist prinzipiell jedoch nicht zwingend auf einen Wechselrichter oder auf eine photovoltaische Anlagenkomponente beschränkt. Vielmehr kann der Kerngedanke der Erfindung auch in anderen elektrischen oder elektronischen Geräten Anwendung finden. Als Beispiele sind hier insbesondere ortsfeste elektrische oder elektronische Geräte zu nennen, die in irgendeiner Weise von außen bedient werden, oder elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweisen, die während ihrer Funktion charakteristische Vibrationen erzeugen, wobei es gilt, die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten im Betrieb auf ihre Funktion hin zu überwachen. Als Auswahl solcher Geräte sind insbesondere die Folgenden zu nennen:
• Geräte der Unterhaltungselektronik, z. B. Fernseher, Radio- oder Musikanlage
• PC oder Monitor
• Türklingel, hier insbesondere eine Umsetzung eines Klopfereignisses auf ein Bedienpanel in ein Klingelsignal. Hierbei kann auch eine zusätzliche
Codierung des Klingelsignales mittels einer entsprechenden Klopfsequenz oder Abfrage einer Richtungsabhängigkeit, in die ein äußeres Klopfen erfolgt, berücksichtigt werden und unterschiedliche Betriebszustände - beispielsweise Klingeltöne - bewirken.
· Küchengeräte, wie z. B. Küchenherd, Spülmaschine, Mikrowelle etc..
• Elektrisch bedienbare WC-Spülung, wobei insbesondere eine Spülwassermenge bedienerabhängig durch unterschiedliche Art und Weise der äußeren Einwirkung auf ein geeignetes Bedienpanel vorgewählt werden kann. Elektrisches Fensterrollo, bei dem die gewünschte Funktion (Herunterbzw. Herauffahren des Fensterrollos) über eine äußere Einwirkung an verschiedenen Bereichen eines Bedienpanels gesteuert wird.
Bezugszeichenliste
1 Wechselrichter
10 Gehäuse
1 1 , 12 Beschleunigungssensor
13 Raumrichtungen
14, 15 Richtung einer äußeren mechanischen Einwirkung
16 Leiterplatte
17 Komponente
18 Auswerteeinheit
20 Display
21 , 22 Teilbereich

Claims

Patentansprüche:
1 . Photovoltaische Anlagenkomponente, umfassend mindestens einen Beschleunigungssensor (1 1 ) zur zeitaufgelösten Erfassung von Beschleunigungsprofilen in mehreren Raumrichtungen (13), dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaische Anlagenkomponente eine mit dem mindestens einen Beschleunigungssensor (1 1 ) verbundene
Auswerteeinheit (18) aufweist, die zum Vergleich von mindestens einem gemessenen Beschleunigungsprofil mit mindestens einem Referenzprofil und zur Erzeugung eines Signals und/oder Alarmsignals in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleiches eingerichtet ist.
2. Photovoltaische Anlagenkomponente nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Beschleunigungssensor (1 1 ) in fester mechanischer Verbindung zu einem Gehäuse (10) der photovoltaischen Anlagenkomponente oder anderer mit der photovoltaischen Anlagenkomponente mechanisch verbundener Komponenten (17), insbesondere auf einer Leiterplatte (16) der photovoltaischen Anlagenkomponente, angebracht ist.
3. Photovoltaische Anlagenkomponente nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend einen zweiten, mit der Auswerteeinheit (18) verbundenen Beschleunigungssensor (12) zur zeitaufgelösten Erfassung von Beschleunigungsprofilen in mehreren Raumrichtungen (13), wobei die
Auswerteeinheit (18) zur Erzeugung des mindestens einen Signals und/oder Alarmsignals in Abhängigkeit von Laufzeitdifferenzen zwischen gemessenen Beschleunigungsprofilen beider Beschleunigungssensoren (1 1 , 12) eingerichtet ist.
4. Photovoltaische Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der mindestens zwei Referenzprofile vorgesehen sind, die unterschiedlichen Orten und/oder unterschiedlichen Richtungen einer äußeren mechanischen Einwirkung auf das Gehäuse (10) entsprechen, so dass das mindestens eine Signal und/oder Alarmsignal in Abhängigkeit des Ortes und/oder der Richtung der äußeren mechanischen Einwirkung auf das Gehäuse (10) erzeugt wird.
5. Photovoltaische Anlagenkomponente nach Anspruch 4, wobei die Auswerteeinheit (18) zur Erkennung von Klopfen gegen das Gehäuse (10) und/oder Streichen über das Gehäuse (10) als äußere mechanische Einwirkung auf das Gehäuse (10) eingerichtet ist.
6. Photovoltaische Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Signal und/oder Alarmsignal zur Steuerung eines Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente verwendet wird.
7. Photovoltaische Anlagenkomponente nach Anspruch 1 , 2 oder 6, bei der die Auswerteeinheit (18) zur Erzeugung des Alarmsignals für den Fall eingerichtet ist, dass eine beim Betrieb der photovoltaischen Anlagenkomponente Vibrationen emittierende Komponente (17) der photovoltaischen Anlagenkomponente eine auf eine Fehlfunktion hinweisende Vibration abgibt, deren Beschleunigungsprofil durch den Beschleunigungssensor (1 1 , 12) detektiert wird und als Abweichung von einem einer Normalfunktion der Komponente (17) entsprechendem Referenzprofil erkannt wird.
8. Photovoltaische Anlagenkomponente nach Anspruch 7, wobei die Komponente (17) ein Lüfter, ein Relais oder eine Spule der photovoltaischen Anlagenkomponente umfasst.
9. Photovoltaische Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Gehäuse (10) in eine Mehrzahl von Teilbereichen (21 , 22) aufgeteilt ist, die mittels der Referenzprofile derart identifizierbar sind, dass bei äußerer mechanischer Einwirkung auf einen der Teilbereiche (21 , 22) des Gehäuses (10) ein dem Teilbereich (21 , 22) zugeordnetes Signal erzeugt wird.
10. Photovoltaische Anlagenkomponente nach Anspruch 9, wobei die Mehrzahl von Teilbereichen (21 , 22) unterschiedliche Wandstärken, unterschiedliche Oberflächentexturen und/oder unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen.
1 1 . Photovoltaische Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die photovoltaische Anlagenkomponente einen Wechselrichter (1 ), eine Kontrolleinheit, eine Kommunikationseinheit oder eine Schaltbox umfasst.
12. Verfahren zur Veränderung eines Betriebszustandes einer photovoltaischen Anlagenkomponente, umfassend die Schritte:
Erfassen eines Beschleunigungsprofiles durch einen Beschleunigungssensor (1 1 ) der photovoltaischen Anlagenkomponente, wobei das Beschleunigungsprofil in mehreren Raumrichtungen (13) erfasst wird, - Vergleichen des erfassten Beschleunigungsprofiles mit mindestens einem vorgegebenen Referenzprofil und
Wechseln des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente in Abhängigkeit von einem Ergebnis des
Vergleiches.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Referenzprofil derart gewählt wird, dass das Wechseln des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente in Abhängigkeit eines Ortes eines äußeren mechanischen Einwirkens und/oder einer Richtung des äußeren mechanischen Einwirkens erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das mindestens eine Referenzprofil so gewählt ist, dass das Wechseln des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente in Abhängigkeit davon erfolgt, ob das äußere mechanische Einwirken ein Klopfen auf das Gehäuse (10) der photovoltaischen Anlagenkomponente oder ein Streichen über das Gehäuse (10) der photovoltaischen Anlagenkomponente ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10), insbesondere ein Frontbereich des Gehäuses (10), in eine Mehrzahl von Teilbereichen (21 , 22) aufgeteilt ist, wobei das äußere mechanische Einwirken jeweils einen dem entsprechenden
Teilbereich (21 , 22) zugeordneten Wechsel des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente bewirkt.
16. Verfahren nach einem Ansprüche 12 bis 15, wobei eine Mehrzahl von Optionen zur Veränderung des Betriebszustandes auf einem Display (20) der photovoltaischen Anlagenkomponente dargestellt wird, und durch das äußere mechanische Einwirken auf das Gehäuse (10) der photovoltaischen Anlagenkomponente eine der Optionen ausgewählt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das mindestens eine Referenzprofil einer Normalfunktion oder einer Fehlfunktion einer im Betrieb der photovoltaischen Anlagenkomponente Vibrationen emittierenden Komponente (17) entspricht, so dass das Wechseln des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente in Abhängigkeit davon erfolgt, ob eine Normalfunktion oder eine Fehlfunktion der Komponente (17) vorliegt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei zumindest zwei Referenzprofile vorgesehen sind, von denen zumindest ein Referenzprofil einer Normalfunktion einer im Betrieb der photovoltaischen Anlagenkomponente Vibrationen emittierenden Komponente (17) und mindestens ein weiteres Referenzprofil einer vorgegebenen Fehlfunktion der im Betrieb der photovoltaischen Anlagenkomponente Vibrationen emittierenden
Komponente (17) entspricht, so dass ein Vorliegen einer Fehlfunktion der Komponente (17) erkannt wird, wenn ein erfasstes Beschleunigungsprofil dem mindestens einem weiteren Referenzprofil ähnlicher ist als dem mindestens einem Referenzprofil.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei mehrere Referenzprofile vorgesehen sind, die unterschiedlichen Arten von Fehlfunktionen zugeordnet sind, und wobei der Wechsel des Betriebszustandes der photovoltaischen Anlagenkomponente in Abhängigkeit einer erkannten Art der Fehlfunktion erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei im Fall einer Fehlfunktion der Komponente (17) die photovoltaische Anlagenkomponente in einen sicheren Zustand überführt, insbesondere von einem angeschlossenen Netz getrennt wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016106179B4 (de) * 2016-04-05 2019-03-28 Endress+Hauser Flowtec Ag Feldgerät der Mess- und Automatisierungstechnik

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013011A1 (en) * 1994-10-20 1996-05-02 Ingersoll-Rand Company Vibration monitoring system
EP1172777A2 (de) * 2000-07-10 2002-01-16 Canon Kabushiki Kaisha Systeme zur photovoltaischen Energieerzeugung und Methode zur Kontrolle derselben
US20090014057A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Miasole Photovoltaic modules with integrated devices
EP2077588A2 (de) * 2008-01-05 2009-07-08 Joachim Stoeber Überwachungseinheit für Fotovoltaik-Module
WO2010020385A2 (de) * 2008-08-22 2010-02-25 Eprotech Reimann E.K. Vorrichtung und verfahren zur überwachung einzelner photovoltaikmodule einer photovoltaikanlage
JP2010065594A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp 電動送風機の故障診断装置及びそれを搭載した電気機器
US20100217543A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Sun Microsystems, Inc. Generating a vibration profile for a rotating cooling device in a computer system
CN102053016A (zh) * 2010-11-08 2011-05-11 江苏大学 旋转机械滚动轴承的无线振动监测系统
US20110132424A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-09 Selim Shlomo Rakib Vibration mediated networks for photovoltaic arrays
US20110297141A1 (en) * 2010-02-12 2011-12-08 David Correia Tilt Sensor and Method of Use
JP2012034427A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Toshiba Schneider Inverter Corp インバータ装置
DE102010041126A1 (de) * 2010-09-21 2012-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Diebstahlsicherung für eine Photovoltaik-Vorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19954628C2 (de) 1999-11-13 2002-05-29 Sma Regelsysteme Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bedienung energietechnischer Geräte
DE10145994C2 (de) 2001-09-18 2003-11-13 Siemens Audiologische Technik Hörgerät und Verfahren zur Steuerung eines Hörgeräts durch Klopfen

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013011A1 (en) * 1994-10-20 1996-05-02 Ingersoll-Rand Company Vibration monitoring system
EP1172777A2 (de) * 2000-07-10 2002-01-16 Canon Kabushiki Kaisha Systeme zur photovoltaischen Energieerzeugung und Methode zur Kontrolle derselben
US20090014057A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Miasole Photovoltaic modules with integrated devices
EP2077588A2 (de) * 2008-01-05 2009-07-08 Joachim Stoeber Überwachungseinheit für Fotovoltaik-Module
WO2010020385A2 (de) * 2008-08-22 2010-02-25 Eprotech Reimann E.K. Vorrichtung und verfahren zur überwachung einzelner photovoltaikmodule einer photovoltaikanlage
JP2010065594A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp 電動送風機の故障診断装置及びそれを搭載した電気機器
US20100217543A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Sun Microsystems, Inc. Generating a vibration profile for a rotating cooling device in a computer system
US20110132424A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-09 Selim Shlomo Rakib Vibration mediated networks for photovoltaic arrays
US20110297141A1 (en) * 2010-02-12 2011-12-08 David Correia Tilt Sensor and Method of Use
JP2012034427A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Toshiba Schneider Inverter Corp インバータ装置
DE102010041126A1 (de) * 2010-09-21 2012-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Diebstahlsicherung für eine Photovoltaik-Vorrichtung
CN102053016A (zh) * 2010-11-08 2011-05-11 江苏大学 旋转机械滚动轴承的无线振动监测系统

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