WO2016045914A1 - Verfahren und vorrichtung zur integration eines wechselrichters in ein drahtloses lokales kommunikationsnetzwerk - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur integration eines wechselrichters in ein drahtloses lokales kommunikationsnetzwerk Download PDF

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WO2016045914A1
WO2016045914A1 PCT/EP2015/069896 EP2015069896W WO2016045914A1 WO 2016045914 A1 WO2016045914 A1 WO 2016045914A1 EP 2015069896 W EP2015069896 W EP 2015069896W WO 2016045914 A1 WO2016045914 A1 WO 2016045914A1
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inverter
network
communication network
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PCT/EP2015/069896
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Markus Klein
Thomas Wappler
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Sma Solar Technology Ag
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    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Definitions

  • the invention relates to a method for integrating an input side to a decentralized power source connectable inverter in a wireless local communication network with the features of the preamble of independent claim 1. Furthermore, the invention relates to an input side to a decentralized power source connectable inverter with the features of the preamble of the independent claim 1 first
  • the inverter can be, for example, a photovoltaic generator, a wind turbine, a battery, a fuel cell or a combined heat and power plant.
  • a photovoltaic generator In particular, it is a photovoltaic generator.
  • the inverter is then also referred to as a photovoltaic (PV) inverter.
  • PV photovoltaic
  • PV inverters are sometimes designed without their own display and without their own input devices.
  • a method is known, such as with a smartphone nevertheless the operating parameters of a PV inverter can be displayed and by means of the smartphone via a wireless connection, in particular a Bluetooth connection, with the control of the PV change - can be communicated to the judge.
  • a picture of the PV inverter is recorded and processed with a camera of the smartphone in order to extract a device identification code of the PV inverter.
  • the smart phone Based on the device identification code, the smart phone the wireless data connection with the PV inverter.
  • a line of sight connection between the smartphone and the inverter is required.
  • a method for executing instructions on a PV inverter which does not have its own input device.
  • a data packet is generated with a mobile device, for example a smartphone, which contains an identification code uniquely assigned to the PV inverter, a desired command for execution by the PV inverter and an access authorization code that is assigned to access rights of a user of the mobile device.
  • the data packet is transmitted via a data communication connection to a central office. Assuming that the access authorization code authorizes the user to execute the desired command on the PV inverter, an execute command to execute the desired command is generated and transmitted to the PV inverter for execution.
  • This transmission can be carried out wirelessly in the first step from the center to the mobile device and in the second step from the mobile device to the PV inverter, for example via a flashing display of the mobile device, which is detected by a photosensor of the PV inverter.
  • the connection between the mobile device and the PV inverter can also be established by Near Field Communication (NFC).
  • NFC Near Field Communication
  • the mobile device such as the smartphone, must be brought into the immediate vicinity of the PV inverter.
  • inverters which can be connected on the input side to a decentralized energy source for the purpose of displaying their operating data and accessing their control in a wireless local communication network which is frequently already available for other reasons.
  • many operators of PV inverters operate a wireless local communication network on the rooftops of residential and office buildings in the same building, for example a WLAN network.
  • a new component in a particular protected by encryption wireless local communication network for example, according to the Wi-Fi Protected Setup (WPS) standard, z. B. based on a PIN input, in which a PIN of the component to be integrated is entered at a network access point.
  • WPS Wi-Fi Protected Setup
  • This can be done difficult to access if the PIN is not easily accessible, because the component on which the PIN is noted, in turn, is not easily accessible, or because a variety of components are to be integrated into the wireless local communication network.
  • a fixed PIN is in principle associated with a certain security risk, since it can always be determined by unauthorized third parties with a - albeit large, but - finite number of attempts.
  • the network access point and the component to be integrated into the communications network have a physical or software-implemented button for establishing a connection. When pressed, begins a two-minute phase in which the component can join the communications network.
  • a physical button is not present and even if present, as well as a software implemented button, can not be easily operated.
  • WO 201 1/070129 A1 discloses a method for removing a wireless communication network between subscribers at an assimilation step.
  • the subscribers are spatially distributed PV inverters each having a limited spatial range in wireless communication.
  • at least one network ID is generated and permanently stored in each PV inverter.
  • each PV inverter connects only to the other PV inverters that participated in the same assimilation step.
  • the assimilation step can be started, for example, by first starting a special PV inverter, which is intended to be the node of the desired communication network.
  • the assimilation step only runs for a defined period of time. This can be extended each time a new predefined PV inverter enters the assimilation step.
  • the DC link of the inverter can be connected to a DC voltage source, which is a photovoltaic generator as a decentralized energy source.
  • the inverter has a three-phase switching bridge whose output-side phase conductors can be connected to the phases of a three-phase AC voltage network. Each phase conductor is over one Series circuit made of two switch contacts, which belong to different electromagnetic switches, which can be controlled by a control device.
  • the control device When switching on and / or when switching off the inverter, the control device alternately activates the electromagnetic switches and detects the voltages on the phase conductors by means of measuring devices. In this way, a functional test is carried out; only if this has been evaluated successfully, the timing of semiconductor switches in the switching bridge of the inverter is released.
  • a photovoltaic system in which an inverter is connected to a photovoltaic generator as a decentralized energy source.
  • the inverter can in a hard to reach place, eg. B. under the roof, be positioned, which is why the inverter is controlled by a wireless local communication network, with an exchange of information via this communication network.
  • the invention is based on the object of disclosing a method having the features of the preamble of independent claim 1 and an inverter having the features of the preamble of independent claim 1 1, with which a simple integration of an inverter which can be connected to a decentralized energy source on the input side a wireless local communication network is also possible if the inverter, for example due to its installation as a PV inverter on a rooftop, is not directly accessible and / or does not have its own input device.
  • the inverter and a network access point of the communication network are brought into an integration state for a limited period of time in that the inverter joins the communication network, wherein network access data are stored to the communication network in a memory associated with the inverter, with which it integrates future in the communication network.
  • this is done by applying the mains voltage of the AC mains to its output.
  • the network access point can be put into its integration state in any desired manner, ie in particular by pressing a physical button or by actuating a button implemented by software. Pressing the physical or operating the software implemented button at the network access point will start a predefined algorithm, such as execution of software stored in the network access point, which will place the network access point in its integrated state.
  • a comparable actuation of a button implemented on the inverter by conventional software is ruled out because the inverter, before it is integrated into the communication network, causes software access, in particular access, that causes a predefined software stored in the inverter, and thus also puts the inverter in its integration state, is not yet accessible.
  • the application of the mains voltage of the AC mains to the output of the inverter can be made so that a plug is connected to power supply lines, which are connected to the output of the inverter, with a leading to the AC mains plug.
  • a switch in the power supply lines, with which the inverter is connected to the AC mains for example, a be closed in the power supply lines provided protective or circuit breaker.
  • the inverter is exactly, ie only brought into its integration state when the mains voltage of the AC mains is first applied to its output. In this case, a renewed application of the mains voltage to the output of the inverter, after its output has previously been disconnected from the AC mains, would no longer cause the inverter to be restored to its integration state.
  • the inverter can be brought into its integration state each time the mains voltage of the AC mains is applied to its output, regardless of whether the mains voltage is first applied to its output, or if the mains voltage is applied to its output after its output previously disconnected from the AC mains.
  • the inverter In order to avoid that any power failure of the AC network leads to the fact that the inverter can then no longer integrate into the communication network, because he brought in its integration state unsuccessfully tried to join the communication network, without that the network access point was in its integrated state, However, if its old access data has already been deleted, the deletion of the old access data can be postponed until the inverter has rejoined the communication network in its integration state and has acquired new access data.
  • Another way to prevent the inverter from unintentionally getting into its integration state by power outages, while possibly still losing valid grid access data, is to bring the inverter to its integrating state only when the grid voltage of the AC grid is applied to its output, after its output has previously been disconnected from the AC mains for a predetermined period of time.
  • the predetermined period of time can be specified within very narrow limits, the distance of which is, for example, only a few seconds, so that network failures only lead with a very low probability to a separation of the output of the inverter from the AC
  • the inverter can then be selectively brought into its integration state when the mains voltage is applied between neutral and phase conductors of the AC mains with a different assignment to the two terminals than previously given.
  • a power failure does not change this assignment. Rather, the assignment must be deliberately changed by swapping the neutral to the phase conductor. This can be done by a changeover switch in the power supply lines or by plugging plugs, so must be associated with no special effort.
  • the inverter must not only be tolerant of the assignment of the neutral and the phase conductor to the two terminals of its output, but must register the different assignments and interpret a change in the assignment as a signal for its transition to its integration state can.
  • Another way to prevent the undesired conversion of the inverter into its integration state is that the inverter is selectively brought into its integration state when the grid voltage of the inverter is applied to its output, if it still with the grid access point in its current configuration had no connection. As a rule, this means that the inverter can no longer integrate into the communication network with the access data stored in it.
  • This embodiment of the method according to the invention also makes it possible to connect an inverter from a wireless local communication network into the he first joined in to integrate into another wireless local communication network. For this purpose, it is sufficient to temporarily switch off the communication network in which it was first integrated, and then, by first disconnecting the AC network from and then reconnecting the AC network to the output of the inverter, to convert the inverter into its integrated state. He can then, because this communication network is not present at the moment, no longer integrate into the previous communication network. The inverter therefore joins its integration state out of the only currently active communication network whose network access point must also be promptly brought into its integration state.
  • the method according to the invention can also be combined with other security measures for restricting the wireless local communication network, it may be necessary, for example, for an identifier associated with the inverter, such as a PIN, to be present in the network access point so that the inverter allows the communication network becomes.
  • an identifier associated with the inverter such as a PIN
  • this increases the effort for carrying out the method according to the invention.
  • the integration for each of the inverters is advantageously disconnected, i. H. for each inverter in turn to avoid collisions between each integration.
  • the wireless local communication network can be a communication network according to a WLAN standard-in particular a WLAN standard according to the IEEE 802.1 1 standard family.
  • the state of integration of the inverter which is achieved by applying the mains voltage of the AC network, may in particular be a WPS standard PBC configuration.
  • An inverter having an input for connection to a distributed power source, an output for connection to an AC network, a communication interface for communicating in a wireless local communication network, the communication interface being brought into an integration state for a limited period of time via an also in Integrated state network access point of the communication Network access to the communication network, wherein network access data to the communication network, with which the communication interface integrates future in the communication network, stored in a memory associated with the inverter, according to the invention is characterized in that the communication interface for implementing the method according to the invention is set up.
  • the communication interface can bidirectionally communicate with a controller of the inverter via the communication network - for example by using software suitable for controlling the inverter, which is installed on a personal computer (PC) also assigned to the communication network is - enable. So current operating parameters can be queried by the controller, and it can be intervened in the control of the inverter.
  • PC personal computer
  • the communication interface may be the exclusive interface for communicating with the inverter from the outside. That is, the inverter then has no own input device and usually also no own display device.
  • the inverter may be one which supplies itself, including its communication interface, from the decentralized energy source connected to it, ie which does not have to rely on the mains voltage of the AC network for its own supply. Then he can react directly to the concern of the mains voltage. On the other hand, if the inverter itself is supplied by the mains voltage, it must first boast when the mains voltage is applied before it can go into its integration state. This also applies if a normally from the decentralized energy source self-supplying and only auxiliary to the mains voltage recapturing inverter to be integrated before its connection to the decentralized energy source or at night in the communication network.
  • the time delay between the application of the mains voltage and the achievement of the integration state of the inverter can be taken into account by a delayed transfer of the network access point into its integration state.
  • the corresponding switch of the network access point can only be actuated after the mains voltage has been applied to the inverter and, preferably, at the point in time at which the inverter has started up or should have started after the mains voltage has been applied.
  • the inverter according to the invention may be a so-called modular inverter, which is arranged close to or directly on a module of the decentralized energy source. If the decentralized energy source is a photovoltaic generator, a module inverter is arranged directly on or near a single photovoltaic module and therefore, if at all, generally only with great effort directly accessible.
  • Fig. 1 outlines a module inverter according to the invention integrated into a wireless local communication network
  • FIG. 2 is a flow chart for an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a module inverter 3 mounted directly on a photovoltaic module 1 as an example of a decentralized energy source 2 as an example of an inverter 4 according to the invention.
  • the decentralized energy source 2 is electrically connected to an input 5 of the inverter 4.
  • an AC power network 9 is connected via power supply lines 7 and 8.
  • a changeover switch 10 is arranged in the connecting lines 7 and 8, with which the assignment of the connecting lines 7 and 8 to the neutral conductor N and the phase conductor P of the AC network 9 can be reversed and with the inverter 4 can also be separated from the AC power 9 , This is shown in FIG. 1 via various switch positions in the form of different line types.
  • the module inverter 3 has neither its own display device nor its own input device.
  • the only communication option with the module inverter 3 is via a communication interface 1 1.
  • the inverter 3 can integrate into a wireless local communication network 12, which further includes a network access point 13 in the form of a so-called router and a terminal 14 in the form of a laptop. So that the communication network 12 can be operated as a protected communication network, the module inverter 3 must be integrated into the communication network 12 before it can then easily integrate into the communication network 12.
  • the network access point 13 can be set by means of a push button 15 in an integration state.
  • the module inverter 3 such a push button is not provided and / or due to the installation of the photovoltaic module 1, for example, on a house roof not without further accessible.
  • the mains voltage of the AC mains 9 preferably after the AC network 9 was first separated from the inverter module 3 and its output 6 was disconnected from the AC mains for a predetermined period and / or with a changed assignment between the power supply lines 7 and 8 and the neutral conductor N and the phase conductor P of the AC mains 9 newly applied to its output 6.
  • the module inverter 3 may join the wireless local area network 12 and store access data to the communications network 12 for future integration into the communication network 12.
  • the changed assignment between the power supply lines 7 and 8 and the neutral conductor N and the phase conductor P of the AC network 9 also manually, d. H. by reconnecting, be effected.
  • a disconnection of the inverter 4 from the AC mains 9 can also be effected by a circuit breaker, not shown here in the power supply lines 7 and 8.
  • Fig. 1 by way of example a single-phase inverter 4 - here: a module inverter 3 - shown, the output 6 is connected via the phase conductor P and the neutral conductor N to the AC power network 9.
  • the method according to the invention, as well as the inverter 4 according to the invention for carrying out the method is not limited to a single-phase inverter 4.
  • a polyphase inverter 4 is also able, by means of a suitable phase-locked loop (PLL), to detect a permutation of phase conductors of a polyphase alternating current network 9 at its output 6 and to interpret it accordingly.
  • PLL phase-locked loop
  • the flowchart according to FIG. 2 illustrates essential steps of the method according to the invention in order to put the inverter 4 into its integration state by applying the mains voltage of the AC network 9 and thus ultimately to integrate it into the communication network 12.
  • this plausibility check may include the test as to whether the assignment of the power supply lines 7 and 8 to the neutral conductor N and the phase conductor P of the AC mains 9 was changed at the applied mains voltage compared to the previously applied mains voltage. Only a changed assignment of the power supply lines 7 and 8 to the neutral conductor N and the phase conductor P of the AC network 9 results in a successful passing the plausibility check 17 and converts the inverter 4 in its integration state 18.
  • An alternative or additional plausibility check queries whether with the previous Network access data nor access to the communication network 12 is possible. Only if this is not the case, the plausibility check is considered successful and there is the transfer of the inverter 4 in the integration state 18. In addition or as an alternative to the above, further plausibility checks 17 are possible, the unintentional displacement of the inverter 4 in the integration state prevent.
  • These plausibility checks can, for. B. query whether the inverter is connected to the AC power 9 for the first time, and / or whether a period of time during which the inverter 4 before the application of the mains voltage according to step 16 from the exchange network 9 was separated, taking into account predefined Tolerances corresponds to a predefined period of time.
  • the inverter 4 Only after successful passing of a plausibility check 17 or a plurality of planned plausibility checks 17 is the inverter 4 put into its integration state 18. If now also the network access point 13 is in its integration state, followed by the accession 19 of the inverter 4 to the communication network 12. In this case 4 network access data are transmitted to the inverter. This network access data are stored in a subsequent step 20 in the inverter 4, ie, specifically in a the inverter 4 associated, not shown here separately memory. With the aid of this network access data, the inverter 4 can then integrate again and again into the communication network 12, for example after it has switched off at night on the photovoltaic module 1 without solar radiation. In a state in which the inverter is integrated in the communication network 12, there is access to the inverter 4, for example by means of the terminal 14 also integrated in the communication network 12. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Zur Integration eines Wechselrichters (4) in ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk (12), wobei der Wechselrichter (4) mit seinem Eingang (5) an einedezentrale Energiequelle (2) und mit seinem Ausgang (6) an ein Wechselstromnetz (9) anschließbar ist, werden der Wechselrichter (4) und ein Netzzugangspunkt (13) des Kommunikationsnetzwerks (12) für einen begrenzten Zeitraum in einen Integrationszustand gebracht, in dem der Wechselrichter (4) dem Kommunikationsnetzwerk (12) beitritt, wobei Netzzugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk (12) in einem dem Wechselrichter (4) zugeordneten Speicher abgelegt werden, mit denen er sich zukünftig in das Kommunikationsnetzwerk (12) einbindet. Dabei wird der Wechselrichter (4) in seinen Integrationszustand gebracht, indem die Netzspannung des Wechselstromnetzes (9) erstmalig oder nach einer Unterbrechung erneut an seinen Ausgang (6) angelegt wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR INTEGRATION EINES WECHSELRICHTERS IN EIN DRAHTLOSES LOKALES KOMMUNIKATIONSNETZWERK
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Integration eines eingangsseitig an eine dezentrale Energiequelle anschließbaren Wechselrichters in ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 . Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen eingangsseitig an eine dezentrale Energiequelle anschließbaren Wechselrichter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des nebengeordneten Patentanspruchs 1 1 .
Bei der dezentralen Energiequelle, an die der Wechselrichter eingangsseitig anschließbar ist, kann es sich zum Beispiel um einen Photovoltaikgenerator, ein Windrad, eine Batterie, eine Brennstoffzelle oder ein Blockheizkraftwerk handeln. Insbesondere handelt es sich um einen Photovoltaikgenerator. Der Wechselrichter wird dann auch als Photovoltaik (PV)-Wechselrichter bezeichnet.
STAND DER TECHNIK
Aus Kostengründen, aber auch aus Gründen der Vermeidung einer nicht autorisierten Manipu- lation, werden beispielsweise PV-Wechselrichter zum Teil ohne eigenes Display und ohne eigene Eingabevorrichtungen ausgebildet. Aus der DE 10 2012 101 916 A1 ist ein Verfahren bekannt, wie beispielsweise mit einem Smartphone dennoch die Betriebsparameter eines PV- Wechselrichters angezeigt werden können und mittels des Smartphones über eine drahtlose Verbindung, insbesondere eine Bluetooth-Verbindung, mit der Steuerung des PV-Wechsel- richters kommuniziert werden kann. Dazu wird mit einer Kamera des Smartphones ein Bild des PV-Wechselrichters aufgenommen und verarbeitet, um einen Geräteidentifikationscode des PV- Wechselrichters zu extrahieren. Basierend auf dem Geräteidentifikationscode baut das Smart- phone die drahtlose Datenverbindung mit dem PV-Wechselrichter auf. Zur Anwendung dieses Verfahrens ist eine Sichtverbindung zwischen dem Smartphone und dem Wechselrichter erforderlich. Auch die Datenverbindung nach dem Bluetooth-Standard ist nur eine solche für den Nahbereich. Aus der DE 10 2013 101 985 A1 ist ein Verfahren zur Befehlsausführung auf einem PV- Wechselrichter bekannt, der über keine eigene Eingabevorrichtung verfügt. Dazu wird mit einem Mobilgerät, beispielsweise einem Smartphone, ein Datenpaket erzeugt, das einen dem PV-Wechselrichter eindeutig zugeordneten Identifikationscode, einen Wunschbefehl zur Ausführung durch den PV-Wechselrichter und einen Zugriffberechtigungscode, der Zugriffsrechten eines Benutzers des Mobilgeräts zugeordnet ist, beinhaltet. Das Datenpaket wird über eine Datenkommunikationsverbindung an eine Zentrale übertragen. Unter der Voraussetzung, dass der Zugriffsberechtigungscode den Benutzer zur Ausführung des Wunschbefehls auf dem PV- Wechselrichter berechtigt, wird ein Ausführungsbefehl zur Ausführung des Wunschbefehls erzeugt und zur Ausführung an den PV-Wechselrichter übermittelt. Diese Übermittlung kann drahtlos im ersten Schritt von der Zentrale zu dem Mobilgerät und im zweiten Schritt von dem Mobilgerät weiter an den PV-Wechselrichter, beispielsweise über ein blinkendes Display des Mobilgeräts, das von einem Photosensor des PV-Wechselrichters erfasst wird, erfolgen. Die Verbindung zwischen dem Mobilgerät und dem PV-Wechselrichter kann auch durch Near Field Communication (NFC) aufgebaut werden. In jedem Fall muss auch hier das Mobilgerät, wie beispielsweise das Smartphone, in die unmittelbare Nähe des PV-Wechselrichters gebracht werden.
Grundsätzlich wünschenswert wäre die Integration von eingangsseitig an eine dezentrale Energiequelle anschließbaren Wechselrichtern zum Zwecke der Anzeige ihrer Betriebsdaten und des Zugriffs auf ihre Steuerung in ein häufig bereits aus anderen Gründen vorhandenes drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk. So betreiben viele Betreiber von PV-Wechsel- richtern auf den Dächern von Wohn- und Bürohäusern in demselben Haus ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise ein WLAN-Netzwerk.
Die Integration einer neuen Komponente in ein insbesondere durch Verschlüsselung geschütztes drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise nach dem Wi-Fi Protected Setup (WPS)-Standard, kann z. B. auf Basis einer PIN-Eingabe erfolgen, bei der eine PIN der zu integrierenden Komponente an einem Netzzugangspunkt eingegeben wird. Dies kann prak- tisch schwierig sein, wenn die PIN nicht leicht zugänglich ist, weil die Komponente, auf der die PIN vermerkt ist, ihrerseits nicht leicht zugänglich ist, oder weil eine Vielzahl von Komponenten in das drahtlose lokale Kommunikationsnetzwerk integriert werden soll. Unabhängig davon ist eine feste PIN prinzipiell mit einem gewissen Sicherheitsrisiko verbunden, da diese stets auch durch nichtautorisierte Dritte mit einer - wenn auch großen, aber - endlichen Anzahl an Versuchen ermittelbar ist. Deswegen verzichten gerade neuere Geräte oftmals auf die Integrationsmethode gemäß der WPS PIN Eingabe. Weiterhin ist es möglich, die Integration einer Komponente auf Basis einer Push Button Configuration (PBC) herbeizuführen. Dazu weisen der Netzzugangspunkt und die in das Kommunikationsnetzwerk einzubindende Komponente einen phy- sischen oder per Software implementierten Knopf zur Verbindungsherstellung auf. Wird dieser gedrückt, beginnt eine zweiminütige Phase, in welcher die Komponente dem Kommunikationsnetzwerk beitreten kann. Bei einem Wechselrichter ohne eigene Eingabevorrichtung ist ein physischer Knopf nicht vorhanden und selbst wenn vorhanden ebenso wie ein durch Software realisierter Knopf nicht ohne weiteres bedienbar.
Aus der WO 201 1/070129 A1 ist ein Verfahren zum Ausbauen eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks zwischen Teilnehmern an einem Assimilierungsschritt bekannt. Bei den Teilnehmern handelt es sich um räumlich verteilte PV-Wechselrichter mit jeweils begrenzter räumlicher Reichweite bei der drahtlosen Kommunikation. In dem für begrenzte Zeit durchgeführten Assimilierungsschritt, an dem vordefinierte PV-Wechselrichter teilnehmen, wird mindestens eine Netzwerk-ID erzeugt und dauerhaft in jedem PV-Wechselrichter gespeichert. Nach dem Assimilierungsschritt verbindet sich jeder PV-Wechselrichter nur mit den anderen PV-Wechselrichtern, die an demselben Assimilierungsschritt teilgenommen haben. Der Assimilierungsschritt kann beispielsweise dadurch gestartet werden, dass ein spezieller PV-Wechselrichter, der als Knoten des gewünschten Kommunikationsnetzwerks vorgesehen ist, zum ersten Mal gestartet wird. Der Assimilierungsschritt läuft nur für einen definierten Zeitraum. Dieser kann jeweils verlängert werden, wenn ein neuer vordefinierter PV-Wechselrichter in den Assimilierungsschritt eintritt.
Aus der DE 10 201 1 122 359 A1 sind eine Schaltungsanordnung mit einem Wechselrichter und ein Verfahren zur Funktionsprüfung von elektromechanischen Schaltern bekannt. Der Zwischenkreis des Wechselrichters ist mit einer Gleichspannungsquelle verbindbar, bei der es sich um einen Photovoltaikgenerator als dezentrale Energiequelle handelt. Der Wechselrichter weist eine dreiphasige Schaltbrücke auf, deren ausgangsseitige Phasenleiter mit den Phasen eines dreiphasigen Wechselspannungsnetzes verbindbar sind. Jeder Phasenleiter ist über eine Reihenschaltung aus zwei Schaltkontakten geführt, die zu verschiedenen elektromagnetischen Schaltern gehören, welche durch eine Steuervorrichtung ansteuerbar sind. Beim Einschalten und/oder beim Ausschalten des Wechselrichters steuert die Steuervorrichtung die elektromagnetischen Schalter wechselweise an und erfasst die Spannungen auf den Phasenleitern mittels Messvorrichtungen. Auf diese Weise erfolgt eine Funktionsprüfung; nur wenn diese erfolgreich bewertet wurde, erfolgt die Freigabe der Taktung von Halbleiterschaltern in der Schaltbrücke des Wechselrichters.
Aus der US 2012/0161523 A1 ist eine Photovoltaikanlage bekannt, bei der ein Wechselrichter an einen Photovoltaikgenerator als dezentrale Energiequelle angeschlossen ist. Der Wechselrichter kann an einer schwer zugänglichen Stelle, z. B. unter dem Dach, positioniert sein, weshalb der Wechselrichter mittels eines drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerks gesteuert wird, wobei ein Austausch von Informationen über dieses Kommunikationsnetzwerk erfolgt.
AUFGABE DER ERFINDUNG Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und einen Wechselrichter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 1 aufzuzeigen, mit denen eine einfache Integration eines eingangsseitig an eine dezentrale Energiequelle anschließbaren Wechselrichters in ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk auch dann möglich ist, wenn der Wechsel- richter, beispielsweise aufgrund seiner Installation als PV-Wechselrichter auf einem Hausdach, nicht direkt zugänglich ist und/oder über keine eigene Eingabevorrichtung verfügt.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch einen Wechselrichter mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 1 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren und des erfindungsgemäßen Wechselrichters sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Integration eines Wechselrichters in ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk, wobei der Wechselrichter mit seinem Eingang an eine dezentrale Energiequelle und mit seinem Ausgang an ein Wechselstromnetz anschließbar ist, werden der Wechselrichter und ein Netzzugangspunkt des Kommunikationsnetzwerks für einen begrenzten Zeitraum in einen Integrationszustand gebracht, in dem der Wechselrichter dem Kommunikationsnetzwerk beitritt, wobei Netzzugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk in einem dem Wechselrichter zugeordneten Speicher abgelegt werden, mit denen er sich zukünftig in das Kommunikationsnetzwerk einbindet. Um trotz fehlender Zugänglichkeit und/oder eigener Eingabevorrichtungen den Wechselrichter in seinen Integrationszustand zu bringen, erfolgt dies über ein Anlegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes an seinen Ausgang. Anders gesagt wird mit dem Anlegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes an den Ausgang des Wechselrichters ein virtueller Knopf gedrückt, der ihn in seinen Integrationszustand versetzt. Dabei versteht sich, dass die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine entsprechende Einrichtung des Wechselrichters voraussetzt. Der Wechselrichter muss das Auftreten der Netzspannung des Wechselstromnetzes an seinem Ausgang als Befehl interpretieren können, in seinen Integrationszustand überzugehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Netzzugangspunkt auf irgendeine beliebige Weise in seinen Integrationszustand versetzt werden, d. h. insbesondere durch Drücken eines physischen Knopfes oder durch Betätigen eines durch Software realisierten Knopfes. Das Drücken des physischen oder das Betätigen des durch Software realisierten Knopfes am Netzzugangspunkt startet bei diesem einen vordefinierten Algorithmus, beispielsweise eine Ausführung einer im Netzzugangspunkt hinterlegten Software, die den Netzzugangspunkt in seinen Integrationszustand versetzt. Eine vergleichbare Betätigung eines durch übliche Software reali- sierten Knopfes an dem Wechselrichter scheidet hingegen deshalb aus, weil der Wechselrichter vor seiner Integration in das Kommunikationsnetzwerk für Software-Zugriffe, insbesondere für Zugriffe, die ein Starten einer vordefinierten in dem Wechselrichter hinterlegten Software bewirken und damit auch den Wechselrichter in seinen Integrationszustand versetzt, noch nicht zugänglich ist. Konkret kann das Anlegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes an den Ausgang des Wechselrichters so erfolgen, dass ein Stecker an Netzanschlussleitungen, die mit dem Ausgang des Wechselrichters verbunden sind, mit einem zu dem Wechselstromnetz führenden Stecker verbunden wird. Alternativ kann ein Schalter in den Netzanschlussleitungen, mit dem der Wechselrichter dem Wechselstromnetz zugeschaltet wird, beispielsweise auch ein in den Netzanschlussleitungen vorgesehener Schutz- oder Sicherungsschalter geschlossen werden.
Mit dem Anlegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes an den Ausgang des Wechselrichters, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt, um den Wechselrichter in seinen Integrationszustand zu bringen, ist insbesondere das erstmalige Anlegen der Netzspannung an den Ausgang nach der Installation des Wechselrichters gemeint. Ein neuerliches Anlegen der Netzspannung an den Ausgang, nachdem der Wechselrichter bereits beim erstmaligen Anlegen der Netzspannung dem Kommunikationsnetzwerk beigetreten ist und Netzzugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk in dem Wechselrichter abgelegt wurden, sollte hingegen nicht immer dazu führen, dass der Wechselrichter erneut in seinen Integrationszustand gebracht wird. Vielmehr ist dies in der Regel sogar unerwünscht, weil sonst jedweder kurzzeitige Ausfall des Wechselstromnetzes dazu führen würde, dass der Wechselrichter neuerlich in seinen Integrationszustand gebracht wird und versucht, einem Kommunikationsnetzwerk beizutreten. Im Rahmen der Erfindung ist es daher möglich, dass der Wechselrichter genau, d. h. nur dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspannung des Wechselstromnetzes erstmalig an seinen Ausgang angelegt wird. In diesem Fall würde ein neuerliches Anlegen der Netzspannung an den Ausgang des Wechselrichters, nachdem sein Ausgang zuvor von dem Wechselstromnetz getrennt wurde, gerade nicht mehr dazu führen, dass der Wechselrichter erneut in seinen Integrationszustand gebracht wird. Grundsätzlich kann der Wechselrichter aber jedes Mal in seinen Integrationszustand gebracht werden, wenn die Netzspannung des Wechselstromnetzes an seinen Ausgang angelegt wird, unabhängig davon, ob die Netzspannung erstmalig an seinen Ausgang angelegt wird, oder ob die Netzspannung an seinen Ausgang angelegt wird, nachdem sein Ausgang zuvor von dem Wechselstromnetz getrennt wurde. Um dabei zu vermeiden, dass jeder Netzausfall des Wechselstromnetzes dazu führt, dass der Wechselrichter sich anschließend nicht mehr in das Kommunikationsnetzwerk einbinden kann, weil er in seinen Integrationszustand gebracht erfolglos versucht hat, dem Kommunikationsnetzwerk beizutreten, ohne dass auch der Netzzugangspunkt in seinem Integrationszustand war, seine alten Zugangsdaten aber bereits gelöscht hat, kann das Löschen der alten Zugangsdaten solange zurückgestellt werden, bis der Wechsel- richter dem Kommunikationsnetzwerk in seinem Integrationszustand erneut beigetreten ist und neue Zugangsdaten erlangt hat. Eine andere Möglichkeit, zu verhindern, dass der Wechselrichter ungewollt durch Netzausfälle in seinen Integrationszustand gerät und dabei möglicherweise weiterhin gültige Netzzugangsdaten verliert, besteht darin, den Wechselrichter nur dann in seinen Integrationszustand zu bringen, wenn die Netzspannung des Wechselstromnetzes an seinen Ausgang angelegt wird, nachdem sein Ausgang zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum von dem Wechselstromnetz getrennt wurde. Der vorgegebene Zeitraum kann in sehr engen Grenzen vorgegeben werden, deren Abstand beispielsweise nur wenige Sekunden beträgt, so dass Netzausfälle nur mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit zu einer Trennung des Ausgangs des Wechselrichters von dem Wechselstromnetz für eben diesen Zeitraum führen.
Wenn der Wechselrichter an seinem Ausgang zwei Anschlüsse für einen Nullleiter und einen Phasenleiter des Wechselstromnetzes aufweist, zwischen denen die Netzspannung anliegt, und die Zuordnung des Nullleiters und des Phasenleiters zu den einzelnen Anschlüssen zu registrieren vermag, kann der Wechselrichter selektiv dann in seinen Integrationszustand gebracht werden, wenn die Netzspannung zwischen Nullleiter und Phasenleiter des Wechselstromnetzes mit einer anderen Zuordnung zu den beiden Anschlüssen angelegt wird, als sie zuvor gegeben war. Ein Netzausfall ändert diese Zuordnung nicht. Die Zuordnung muss vielmehr willentlich durch Vertauschen des Nullleiters mit dem Phasenleiter geändert werden. Dies kann durch einen Wechselschalter in den Netzanschlussleitungen oder durch Umstecken von Steckern geschehen, muss also mit keinem besonderen Aufwand verbunden sein. Jedoch muss bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Wechselrichter nicht nur tolerant gegenüber der Zuordnung des Nullleiters und des Phasenleiters zu den beiden Anschlüssen seines Ausgangs sein, sondern er muss die unterschiedlichen Zuordnungen registrieren und eine Änderung der Zuordnung als Signal für seinen Übergang in seinen Integrationszustand interpretieren können. Eine weitere Möglichkeit, das unerwünschte Überführen des Wechselrichters in seinen Integrationszustand zu verhindern, besteht darin, dass der Wechselrichter selektiv dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspannung des Wechselrichters an seinen Ausgang angelegt wird, sofern er mit dem Netzzugangspunkt in dessen aktueller Konfiguration noch keine Verbindung hatte. Dies ist in aller Regel damit gleichbedeutend, dass sich der Wechselrichter mit den in ihm abgelegten Zugangsdaten nicht mehr in das Kommunikationsnetzwerk einbinden kann. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es auch, einen Wechselrichter von einem drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerk, in das er sich zunächst eingebunden hat, in ein anderes drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk zu integrieren. Dazu reicht es aus, das Kommunikationsnetzwerk, in das er sich zuerst eingebunden hat, vorübergehend abzuschalten und dann durch zunächst Trennen des Wechselstromnetzes von und anschließendes Wiederverbinden des Wechselstromnetzes mit dem Aus- gang des Wechselrichters den Wechselrichter in seinen Integrationszustand zu überführen. Er kann sich dann, weil dieses Kommunikationsnetzwerk im Moment nicht vorhanden ist, nicht mehr in das bisherige Kommunikationsnetzwerk einbinden. Der Wechselrichter tritt deshalb aus seinem Integrationszustand heraus dem zur Zeit einzig aktiven Kommunikationsnetzwerk bei, dessen Netzzugangspunkt dazu ebenfalls zeitnah in seinen Integrationszustand gebracht werden muss.
Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch noch mit anderen Sicherheitsmaßnahmen zur Beschränkung des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerks kombiniert werden, so kann es beispielsweise erforderlich sein, dass eine dem Wechselrichter zugeordnete Identifizierung, wie beispielsweise eine PIN, in dem Netzzugangspunkt vorliegt, damit der Wechselrichter zu dem Kommunikationsnetzwerk zugelassen wird. Dies erhöht jedoch den Aufwand für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Mehrzahl von Wechselrichtern angewendet wird, die in dasselbe Kommunikationsnetzwerk integriert werden sollen, ist die Integration für jeden der Wechselrichter vorteilhafterweise getrennt, d. h. für alle Wechselrichter nacheinander durchzuführen, um Kollisionen zwischen den einzelnen Integrationen zu vermeiden.
Bei dem drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerk kann es sich um ein Kommunikationsnetzwerk nach einem WLAN-Standard - insbesondere einem WLAN-Standard nach der Normenfamilie IEEE 802.1 1 - handeln. Der Integrationszustand des Wechselrichters, der durch Anlegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes erreicht wird, kann insbesondere eine PBC-Konfiguration nach WPS-Standard sein.
Ein Wechselrichter mit einem Eingang zum Anschluss an eine dezentrale Energiequelle, einem Ausgang zum Anschluss an ein Wechselstromnetz, einer Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation in einem drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerk, wobei die Kommunikationsschnittstelle für einen begrenzten Zeitraum in einen Integrationszustand bringbar ist, in dem sie über ein ebenfalls im Integrationszustand befindlichen Netzzugangspunkt des Kommunikations- netzwerks dem Kommunikationsnetzwerk beitritt, wobei Netzzugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk, mit denen sich die Kommunikationsschnittstelle zukünftig in das Kommunikationsnetzwerk einbindet, in einem dem Wechselrichter zugeordneten Speicher abgelegt werden, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle zur Aus- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
Wenn die Kommunikationsschnittstelle in das Kommunikationsnetzwerk eingebunden ist, kann sie über das Kommunikationsnetzwerk eine bidirektionale Kommunikation mit einer Steuerung des Wechselrichters - beispielsweise unter Nutzung einer zur Steuerung des Wechselrichters geeigneten Software, die auf einem dem Kommunikationsnetzwerk ebenfalls zugeordneten bzw. beigetretenen Personal Computer (PC) installiert ist - ermöglichen. So können aktuelle Betriebsparameter von der Steuerung abgefragt werden, und es kann in die Steuerung des Wechselrichters eingegriffen werden.
Die Kommunikationsschnittstelle kann die ausschließliche Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Wechselrichter von außen sein. Das heißt, der Wechselrichter verfügt dann über keine eigene Eingabevorrichtung und in der Regel auch über keine eigene Anzeigevorrichtung.
Bei dem Wechselrichter kann es sich um einen solchen handeln, der sich selbst einschließlich seiner Kommunikationsschnittstelle aus der an ihn angeschlossenen dezentralen Energiequelle versorgt, der also für seine eigene Versorgung nicht auf das Anliegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes angewiesen ist. Dann kann er direkt auf das Anliegen der Netzspannung reagieren. Wenn der Wechselrichter sich hingegen selbst aus der Netzspannung versorgt, muss er beim Anlegen der Netzspannung zunächst hochfahren, bevor er in seinen Integrationszustand übergehen kann. Dies gilt auch dann, wenn ein sich normalerweise aus der dezentralen Energiequelle selbst versorgender und nur hilfsweise auf die Netzspannung zurückgreifender Wechselrichter vor seinem Anschluss an die dezentrale Energiequelle oder des Nachts in das Kommunikationsnetzwerk integriert werden soll. Die zeitliche Verzögerung zwischen dem Anlegen der Netzspannung und dem Erreichen des Integrationszustands des Wechselrichters kann jedoch durch ein verzögertes Überführen des Netzzugangspunkts in dessen Integrationszustand berücksichtigt werden. So kann beispielsweise der entsprechende Schalter des Netzzugangspunkts erst nach dem Anlegen der Netzspannung an den Wechsel- richter und vorzugsweise zu dem Zeitpunkt betätigt werden, zu dem der Wechselrichter nach dem Anlegen der Netzspannung hochgefahren ist bzw. sein sollte. Insbesondere kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter um einen sogenannten Modulwechselrichter handeln, der nahe oder unmittelbar an einem Modul der dezentralen Energiequelle angeordnet ist. Wenn es sich bei der dezentralen Energiequelle um einen Photo- voltaikgenerator handelt, ist ein Modulwechselrichter direkt an oder nahe einem einzelnen Photovoltaikmodul angeordnet und deshalb, wenn überhaupt, in aller Regel nur mit großem Aufwand direkt zugänglich.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
Fig. 1 skizziert einen erfindungsgemäßen Modulwechselrichter eingebunden in ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk; und
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
FIGURENBESCHREIBUNG
Fig. 1 illustriert einen direkt an ein Photovoltaikmodul 1 als Beispiel für eine dezentrale Energie- quelle 2 montierten Modulwechselrichter 3 als Beispiel für einen erfindungsgemäßen Wechselrichter 4. An einen Eingang 5 des Wechselrichters 4 ist die dezentrale Energiequelle 2 elektrisch angeschlossen. An einen Ausgang 6 des Wechselrichters 4 ist über Netzanschlussleitungen 7 und 8 ein Wechselstromnetz 9 angeschlossen. Dabei ist in den Anschlussleitungen 7 und 8 ein Wechselschalter 10 angeordnet, mit dem die Zuordnung der Anschlussleitungen 7 und 8 zu dem Nullleiter N und dem Phasenleiter P des Wechselstromnetzes 9 vertauscht werden kann und mit dem der Wechselrichter 4 auch von dem Wechselstromnetz 9 getrennt werden kann. Dies ist in Fig. 1 über verschiedene Schalterstellungen in Form unterschiedlicher Linienarten dargestellt. Der Modulwechselrichter 3 verfügt weder über eine eigene Anzeigevorrichtung noch über eine eigene Eingabevorrichtung. Die einzige Kommunikationsmöglichkeit mit dem Modulwechselrichter 3 besteht über eine Kommunikationsschnittstelle 1 1 . Über diese Kommunikationsschnittstelle 1 1 kann sich der Modulwechselrichter 3 in ein drahtloses lokales Kommunikationsnetzwerk 12 einbinden, zu dem weiterhin ein Netzzugangspunkt 13 in Form eines sogenannten Routers und ein Endgerät 14 in Form eines Laptops gehören. Damit das Kommunikationsnetzwerk 12 als geschütztes Kommunikationsnetzwerk betrieben werden kann, muss der Modulwechselrichter 3, bevor er sich anschließend einfach in das Kommunikationsnetzwerk 12 einbinden kann, in das Kommunikationsnetzwerk 12 integriert werden. Hierzu kann der Netzzugangspunkt 13 mit Hilfe eines Druckknopfs 15 in einen Integrationszustand versetzt werden. An dem Modulwechselrichter 3 ist ein solcher Druckknopf nicht vorgesehen und/oder aufgrund der Installation des Photovoltaikmoduls 1 beispielsweise auf einem Hausdach nicht ohne weiteres zugänglich. Um den Modulwechselrichter 3, insbesondere seine Kommunikationsschnittstelle 1 1 , in einen Integrationszustand zu versetzen, wird die Netzspannung des Wechselstromnetzes 9, vorzugsweise nachdem das Wechselstromnetz 9 zunächst von dem Modulwechselrichter 3 abgetrennt wurde und sein Ausgang 6 für einen vorgegebenen Zeitraum von dem Wechselstromnetz getrennt war und/oder mit geänderter Zuordnung zwischen den Netzanschlussleitungen 7 und 8 und dem Nullleiter N und dem Phasenleiter P des Wechselstromnetzes 9 neu an seinen Ausgang 6 angelegt. Von dem Modulwechselrichter 3 wird das neuerliche Anliegen der Netzspannung und die geänderte Zuordnung der Netzanschlussleitungen 7 und 8 registriert und als Signal interpretiert, seine Kommunikationsschnittstelle 1 1 in den Integrationszustand zu überführen. Wenn sowohl der Wechselrichter 4 als auch der Netzzugangspunkt 13 in ihrem Integrationszustand sind, kann der Wechselrichter 4 dem drahtlosen lokalen Netzwerk 12 beitreten und Zugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk 12 für sein zukünftiges Einbinden in das Kommunikationsnetzwerk 12 abspeichern.
Statt des Wechselschalters 10 kann die geänderte Zuordnung zwischen den Netzanschlussleitungen 7 und 8 und dem Nullleiter N und dem Phasenleiter P des Wechselstromnetzes 9 auch manuell, d. h. durch Umklemmen, bewirkt werden. Ein Trennen des Wechselrichters 4 von dem Wechselstromnetz 9 kann auch durch einen hier nicht dargestellten Schutzschalter in den Netzanschlussleitungen 7 und 8 bewirkt werden. In Fig. 1 ist beispielhaft ein einphasiger Wechselrichter 4 - hier: ein Modulwechselrichter 3 - dargestellt, dessen Ausgang 6 über den Phasenleiter P und den Nullleiter N mit dem Wechselstromnetz 9 verbunden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren, wie auch der erfindungsgemäße Wechselrichter 4 zur Durchführung des Verfahrens ist jedoch nicht auf einen einphasigen Wechselrichter 4 beschränkt. Vielmehr ist das Verfahren auch bei einem mehrphasigen, insbesondere einem dreiphasigen Wechselrichter 4 in Verbindung mit einem dreiphasigen Wechselstromnetz 9 anwendbar. Auch ein mehrphasiger Wechselrichter 4 ist durch eine geeignete Phasenregelschleife (phase - locked - loop, PLL) prinzipiell in der Lage, eine Vertauschung von Phasenleitern eines mehrphasigen Wechselstromnetzes 9 an seinem Ausgang 6 zu detektieren und entsprechend zu interpretieren.
Das Flussdiagramm gemäß Fig. 2 illustriert wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Ver- fahrens, um den Wechselrichter 4 durch Anlegen der Netzspannung des Wechselstromnetzes 9 in seinen Integrationszustand zu versetzen und damit letztlich in das Kommunikationsnetzwerk 12 zu integrieren. Damit das am Anfang stehende Anlegen der Netzspannung 16 nicht unnötig zum Überführen des Wechselrichters 4 in seinen Integrationszustand resultiert, erfolgt zunächst eine Plausibilitätsprüfung 17. Anhand von Fig. 1 wurde erläutert, dass diese Plausibilitäts- prüfung die Prüfung umfassen kann, ob die Zuordnung der Netzanschlussleitungen 7 und 8 zu dem Nullleiter N und dem Phasenleiter P des Wechselstromnetzes 9 bei der angelegten Netz- Spannung gegenüber der früher anliegenden Netzspannung geändert wurde. Nur eine geänderte Zuordnung der Netzanschlussleitungen 7 und 8 zu dem Nullleiter N und dem Phasenleiter P des Wechselstromnetzes 9 resultiert in ein erfolgreiches Passieren der Plausibilitätsprüfung 17 und überführt den Wechselrichter 4 in seinen Integrationszustand 18. Eine alternative oder zusätzliche Plausibilitätsprüfung fragt ab, ob mit den bisherigen Netzzugangsdaten noch ein Zugang zu dem Kommunikationsnetzwerk 12 möglich ist. Nur wenn dies nicht der Fall ist, gilt die Plausibilitätsprüfung als erfolgreich passiert und es erfolgt die Überführung des Wechselrichters 4 in den Integrationszustand 18. Zusätzlich oder alternativ zu den oben genannten sind weitere Plausibilitätsprüfungen 17 möglich, die ein ungewolltes Versetzen des Wechselrichters 4 in den Integrationszustand verhindern. Diese Plausibilitätsprüfungen können z. B. abfragen, ob der Wechselrichter das erste Mal mit dem Wechselstromnetz 9 verbunden wird, und/oder ob eine Zeitdauer, während der der Wechselrichter 4 vor dem Anlegen der Netzspannung gemäß Schritt 16 von dem Wechsel ström netz 9 getrennt war, unter Berücksichtigung von vordefinierten Toleranzen einer vordefinierten Zeitdauer entspricht. Erst nach erfolgreichem Passieren der einen Plausibilitätsprüfung 17 bzw. einer Mehrzahl an vorgesehenen Plausibilitätsprüfungen 17 wird der Wechselrichter 4 in seinen Integrationszustand 18 versetzt. Wenn nun auch der Netzzugangspunkt 13 in seinem Integrationszustand ist, erfolgt anschließend der Beitritt 19 des Wechselrichters 4 zu dem Kommunikationsnetzwerk 12. Dabei werden an den Wechselrichter 4 Netzzugangsdaten übermittelt. Diese Netzzugangsdaten werden in einem anschließenden Schritt 20 in dem Wechselrichter 4 d. h. konkret in einem dem Wechselrichter 4 zugeordneten, hier nicht separat dargestellten Speicher gespeichert. Mit Hilfe dieser Netzzugangsdaten kann sich der Wechselrichter 4 anschließend immer wieder in das Kommunikationsnetzwerk 12 einbinden, beispielsweise nachdem er sich des Nachts ohne Sonneneinstrahlung auf das Photo- voltaikmodul 1 abgeschaltet hat. In einem Zustand, in dem der Wechselrichter in das Kommunikationsnetzwerk 12 eingebunden ist, besteht Zugriff auf den Wechselrichter 4, beispielsweise mittels des ebenfalls in das Kommunikationsnetzwerk 12 eingebundenen Endgeräts 14. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Photovoltaikmodul
2 dezentrale Energiequelle
3 Modulwechselrichter
4 Wechselrichter
5 Eingang
6 Ausgang
7 Netzanschlussleitung
8 Netzanschlussleitung
9 Wechselstromnetz
0 Wechselschalter
1 Kommunikationsschnittstelle
2 Kommunikationsnetzwerk
3 Netzzugangspunkt
4 Endgerät
5 Druckknopf
6 Schritt: Anlegen Netzspannung
7 Schritt: Plausibilitätsprüfung
8 Schritt: Integrationszustand
9 Schritt: Beitritt zu Kommunikationsnetzwerk0 Schritt: Speichern Netzzugangsdaten
N Netzleiter
P Phasenleiter

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Verfahren zur Integration eines Wechselrichters (4) in ein drahtloses lokales Kommuni- kationsnetzwerk (12), wobei der Wechselrichter mit seinem Eingang (5) an eine dezentrale Energiequelle (2) und mit seinem Ausgang (6) an ein Wechselstromnetz (9) anschließbar ist, wobei der Wechselrichter (4) und ein Netzzugangspunkt (13) des Kommunikationsnetzwerks (12) für einen begrenzten Zeitraum in einen Integrationszustand gebracht werden, in dem der Wechselrichter (4) dem Kommunikationsnetzwerk (12) beitritt, wobei Netzzugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk (12) in einem dem Wechselrichter (4) zugeordneten Speicher abge- legt werden, mit denen er sich zukünftig in das Kommunikationsnetzwerk (12) einbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) in seinen Integrationszustand gebracht wird, indem die Netzspannung des Wechselstromnetzes (9) an seinen Ausgang (6) angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspannung des Wechselstrom- netzes (9) erstmalig an seinen Ausgang (6) angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspannung des Wechsel- Stromnetzes (9) an seinen Ausgang (6) angelegt wird, nachdem sein Ausgang (6) zuvor von dem Wechselstromnetz (9) getrennt wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspannung des Wechselstrom- netzes (9) an seinen Ausgang (6) angelegt wird, nachdem sein Ausgang (6) zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum von dem Wechsel ström netz (9) getrennt wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspannung zwischen Null- leiter (N) und einem Phasenleiter (P) des Wechselstromnetzes mit anderer Zuordnung zu zwei Anschlüssen seines Ausgangs (6) angelegt wird, als sie zuvor gegeben war.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspan- nung des Wechselstromnetzes (9) an seinen Ausgang (6) angelegt wird, sofern er mit dem Netzzugangspunkt (13) in dessen aktueller Konfiguration noch keine Verbindung hatte.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) dann in seinen Integrationszustand gebracht wird, wenn die Netzspan- nung des Wechselstromnetzes (9) an seinen Ausgang (6) angelegt wird, sofern er sich mit den in ihm abgelegten Zugangsdaten nicht mehr in das Kommunikationsnetzwerk (12) einbinden kann.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) nur dann zu dem Kommunikationsnetzwerk (12) zugelassen wird, wenn eine ihm zugeordnete Identifizierung in dem Netzzugangspunkt (13) vorliegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsnetzwerk (12) ein Kommunikationsnetzwerk nach einem WLAN-Standard ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrationszustand eine PBC-Konfiguration nach WPS-Standard ist.
1 1 . Wechselrichter (4) mit
- einem Eingang (5) zum Anschluss an eine dezentrale Energiequelle (2),
- einem Ausgang (6) zum Anschluss an ein Wechselstromnetz (9),
- einer Kommunikationsschnittstelle (1 1 ) zur Kommunikation in einem drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerk (12),
- wobei die Kommunikationsschnittstelle (1 1 ) für einen begrenzten Zeitraum in einen Inte- grationszustand bringbar ist, in dem sie über einen ebenfalls im Integrationszustand befind- liehen Netzzugangspunkt (13) des Kommunikationsnetzwerks (12) dem Kommunikationsnetz- werk (12) beitritt, wobei Netzzugangsdaten zu dem Kommunikationsnetzwerk (12), mit denen sich die Kommunikationsschnittstelle (1 1 ) zukünftig in das Kommunikationsnetzwerk (12) ein- bindet, in einem dem Wechselrichter (4) zugeordneten Speicher abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (1 1 ) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
12. Wechselrichter (4) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunika- tionsschnittstelle (1 1 ) die ausschließliche Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Wechsel- richter (4) von außen ist.
13. Wechselrichter (4) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) seinen Eigenbedarf an elektrischer Leistung zumindest primär aus der dezentralen Energiequelle (2) deckt.
14. Wechselrichter (4) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) ein Modulwechselrichter (3) ist.
15. Wechselrichter (4) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Energiequelle (2) ein Photovoltaikgenerator ist.
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