安全的光伏设备制造技术

本发明专利技术涉及一种具有至少一个由多个相互串联的太阳能模块组成的线路并且具有逆变器的光伏设备、一种能在线路与逆变器之间被接通到至少一个线路输送线中的检查电路以及一种检查方法，其中，尤其是检查线路输送线的逆变器侧区段是否闭合以及逆变器是否被接通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全的光伏设备本专利技术的
本专利技术涉及一种具有至少一个由多个相互串联的太阳能模块组成的线路并且具有逆变器的光伏设备、一种能在线路与逆变器之间被接通到至少一个线路输送线中的检查电路以及一种检查方法。本专利技术的
技术介绍
至今为止，太阳能模块经常在没有特别的安全预备措施的情况下被装备。在每个太阳能模块中存在的太阳能接线盒(也称为接线箱或分接箱)主要用于连接太阳能模块的导体带(也称为带(ribbon))以及用于容纳旁路二极管。这样简单的太阳能模块一旦被照射则将电压提供给太阳能接线盒的输出端触点。典型地，太阳能模块被相互串联成线路，以便实现高的线路电压。被相互串联成线路的太阳能模块的所述电压可以为多个100V，其中，对于大型设备甚至存在1000V或甚至更高范围内的工作电压，这构成接触危险的电压。此外，太阳能发电站必要时包括多个可并联的线路。因而，在线路中装配太阳能模块及其电缆敷设期间，在相应地照明时可能产生非常高的电压，这使得需要小心地接近或需要特别的接触保护。相同的内容适用于维修以及干扰情况，例如在火灾时。在这样简单的光伏设备中，首先能够将太阳能发电机电压与电网在发电机接线盒上分离。因此，在太阳能模块或线路导线上由于火、水、冰雹或其它干扰而损害时，在这些简单的太阳能模块中不能够将光伏设备的部件与太阳能模块和线路导线无电压地接通。已知如下的安全装置，该安全装置将各个太阳能模块在火灾或故障情况下切断(例如DE102009024516A1)。然而，这样的解决方案大多仅针对一次性的紧急情况切断。由EP2726899B1已知一种光伏模块，该光伏模块确保在模块未安装或未连接的情况下或在故障情况下的安全切断。为此，具有检查装置的组件要么被直接集成在光伏模块的接线盒中、要么局部配设给该光伏模块。为了接通光伏模块，所述组件的检查装置检查是否还存在有故障情况或单独的光伏模块是否被连接到变流器上。光伏模块的切断在任何情况下局部在该光伏模块本身上实现，从而具有检查装置的组件在任何情况下局部布置在所述光伏模块上。然而耗费的并且因此不利的是，将检查装置局部设置在单独的光伏模块上。此外，就此原理上不可能中央地控制由多个光伏模块组成的线路。此外，在此冲击电流或脉冲电流可能流过，这可能不利地影响参与电流流动的构件的使用寿命。此外，逆变器的输入端电容器可以相对大，这可能导致：电源在接通时可能不能提供足够的能量，从而输入端电容器仅能够有限地被充电。DE102011110682A1说明一种用于太阳能电池板的具有保护电路的接线盒，该保护电路在供应状态下处于保护状态下以及在干扰情况下切换到保护状态中。在所述保护状态下，太阳能电池板的太阳能电池与线路分离。所述保护线路附加地具有如下优点：外部接口、例如接线盒的外部接口在保护状态下被短接。因此可靠地防止在保护状态下电压可能施加到例如接线盒的外部接口上并且尽管如此线路的电流回路在保护状态下仍然闭合，从而其它的太阳能电池板必要时能够进继续馈入太阳能功率。此外，但这也能够实现对整个线路的中央检查以及必要时对整个线路的控制。此外，由WO2014/122325A1已知一种安全的光伏设备，该光伏设备包括中央的起动箱，该起动箱在首次接通时或在重新接通时接通由多个相互串联的太阳能模块组成的整个线路，这些太阳能模块尤其是分别包括一个保护电路或安全电路。因为例如多达1000伏特或更多的接触危险的电压可能施加到这样的由多个太阳能模块组成的线路的线路输送线上，所以起动箱检查电流回路是否经由在起动箱与由多个太阳能模块组成的整个线路之间(即在起动箱与太阳能模块的所有安全电路之间)的线路输送线闭合，以便防止接触危险的开路电压能够施加到在起动箱与所述多个安全电路之间的可能开路的触点上。就此未检查在中央的起动箱与逆变器之间的区域。本专利技术由此出发，本专利技术尤其是对根据WO2014/122325A1的光伏设备的进一步扩展，所述光伏设备包括分别具有一个安全电路的太阳能模块并且包括起动箱，因此，WO2014/122325A1的内容就此通过引入被结合到本专利技术中。本专利技术的总说明因此，本专利技术的任务是提供一种光伏设备，该光伏设备满足高的安全要求，尤其是该光伏设备定义受保护状态并且能够实现尤其是在装配、维修、日出和/或干扰情况之后可靠地从受保护状态转换到运行状态中。所述任务的另一个方面是保证：在中央地由起动箱中央控制将所有太阳能模块切换到运行状态中之前，在逆变器与起动箱之间的线路输送线的电流回路是闭合的，所述起动箱在中央的位置上被接通到线路输送线中，在运行状态下，线路的接触危险的总电压施加在所述中央的位置上。所述任务的其它方面由后续的说明或结合优选实施方式获得的特别优点得出。所述任务通过独立权利要求的技术方案来解决。有利的实施方式是从属权利要求的技术方案。本专利技术涉及一种光伏设备，所述光伏设备包括至少一个线路并且在完成装配的正常状态下包括逆变器，所述至少一个线路包括多个相互串联的太阳能模块，所述逆变器用于转换由所述线路产生的直流电、例如用于馈入到电网中。在正常状态下，由所述多个相互串联的太阳能模块组成的线路的正端利用正极线路输送线被连接到逆变器的正极直流电输入端上并且由所述多个相互串联的太阳能模块组成的线路的负端在负极线路输送线上被连接到逆变器的负极直流电输入端上，该逆变器具有直流电侧电容器。换句话说，所述线路的两端分别利用一个线路输送线与逆变器的所属的直流电输入端电连接并且在运行状态下接触危险的电压、即整个串联线路的总电压施加在所述线路的两端之间。此外包括检查电路，该检查电路在由所述多个相互串联的太阳能模块组成的线路的正端与逆变器的正极直流电输入端之间被接通到正极线路输送线中和/或在由所述多个相互串联的太阳能模块组成的线路的负端与逆变器的负极直流电输入端之间被接通到负极线路输送线中，从而检查电路在线路侧被至少连接到由所述多个相互串联的太阳能模块组成的整个线路的正端和负端之一上并且检查电路在逆变器侧上(即在检查电路的与线路侧的一侧相对置的一侧上)被连接到正极直流电输入端和负极直流电输入端的至少之一上。亦即，检查电路被接通到在各线路输送线之间的整个线路电压可能施加的位置上，从而在光伏设备的运行状态下整个线路电压施加在检查电路上。换句话说，检查电路被接通到在由所述多个相互串联的太阳能模块组成的线路与逆变器之间的中央的位置上。此外可选地，检查电路中央地控制所述线路的所有智能太阳能模块。所述检查电路具有至少一个第一开关，所述至少一个开关用于分离在线路的正端与逆变器的正极直流电输入端之间的正极线路输送线或用于分离在线路的负端与逆变器的负极直流电输入端之间的负极线路输送线。现在，所述线路优选除了运行状态(在该运行状态下太阳能功率被输送给逆变器并且被馈入到电网中)之外定义受保护状态(在该受保护状态下至少大部分太阳能模块被切断)，从而所述线路最多将非接触危险的电压施加到线路输送线上。这尤其是通过如下方式实现，即：串联的线路的所述大部分太阳能模块装备有根据WO2014/122325A1的安全电路，该安全电路在此方面就此通过引入被结合到本专利技术中。所述线路可以借助所述安全电路自动地从运行状态转换到受保护状态中，例如当夜晚时，或者所述线路可以手动地从运行状态转换到受保护状本文档来自技高网...

【技术保护点】
光伏设备(10)，所述光伏设备具有至少一个线路(20)并且具有逆变器(90)，所述至少一个线路包括多个相互串联的太阳能模块(30、31)，所述逆变器用于转变由所述线路(20)产生的直流电，其中：在正常状态下，所述线路(20)的正端(20a)利用正极线路输送线(102a)被连接到逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)上并且所述线路(20)的负端(20b)利用负极线路输送线(102b)被连接到逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)上，所述光伏设备包括检查电路(71)，该检查电路在线路的正端(20a)与逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)之间被接通到正极线路输送线(102a)中和/或在线路(20)的负端(20b)与逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)之间被接通到负极线路输送线(102b)中，所述检查电路(71)具有至少一个第一开关(54)，所述至少一个第一开关用于分离在线路(20)的正端(20a)与逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)之间的正极线路输送线(102a)或用于分离在线路(20)的负端(20b)与逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)之间的负极线路输送线(102b)，所述逆变器(90)具有直流电侧电容器(92)，所述检查电路(71)在逆变器侧的检查过程(206)中打开第一开关(54)，以便将逆变器(90)的直流电侧电容器(92)至少在一侧与线路(20)和/或与检查电路(71)的电压供应分离，并且所述检查电路(71)响应于由于逆变器的直流电侧电容器(92)的分离所引起的电压降(1、2)地确定：逆变器(90)当前实际上是否被接通到线路输送线(102a、102b)上和/或线路输送线(102a、102b)的逆变器侧区段(106)是否闭合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.03 DE 102015114755.61.光伏设备(10)，所述光伏设备具有至少一个线路(20)并且具有逆变器(90)，所述至少一个线路包括多个相互串联的太阳能模块(30、31)，所述逆变器用于转变由所述线路(20)产生的直流电，其中：在正常状态下，所述线路(20)的正端(20a)利用正极线路输送线(102a)被连接到逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)上并且所述线路(20)的负端(20b)利用负极线路输送线(102b)被连接到逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)上，所述光伏设备包括检查电路(71)，该检查电路在线路的正端(20a)与逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)之间被接通到正极线路输送线(102a)中和/或在线路(20)的负端(20b)与逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)之间被接通到负极线路输送线(102b)中，所述检查电路(71)具有至少一个第一开关(54)，所述至少一个第一开关用于分离在线路(20)的正端(20a)与逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)之间的正极线路输送线(102a)或用于分离在线路(20)的负端(20b)与逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)之间的负极线路输送线(102b)，所述逆变器(90)具有直流电侧电容器(92)，所述检查电路(71)在逆变器侧的检查过程(206)中打开第一开关(54)，以便将逆变器(90)的直流电侧电容器(92)至少在一侧与线路(20)和/或与检查电路(71)的电压供应分离，并且所述检查电路(71)响应于由于逆变器的直流电侧电容器(92)的分离所引起的电压降(1、2)地确定：逆变器(90)当前实际上是否被接通到线路输送线(102a、102b)上和/或线路输送线(102a、102b)的逆变器侧区段(106)是否闭合。2.根据权利要求1所述的光伏设备(10)，其中，所述检查电路(71)包括响应于所述电压降地将线路(20)从受保护状态置于运行状态中或反过来从运行状态置于受保护状态中的器件。3.根据权利要求1或2所述的光伏设备(10)，该光伏设备包括分离装置(94)，线路输送线(102a、102b)的逆变器侧区段(106)能借助该分离装置被分离。4.根据上述权利要求之一所述的光伏设备(10)，其中：i)如果在逆变器侧的检查过程(206)中对电压降的确定的结果得出：逆变器(90)被接通到线路输送线(102a；102b)上并且线路输送线的逆变器侧区段(106)闭合，则检查电路(71)引起在线路中的其它检查和/或接通过程(212-218)，以便将线路(20)置于运行状态中，并且ii)如果对电压降的确定的结果得出：逆变器(90)未被接通到线路输送线(102a、102b)上或线路输送线(102a、102b)的逆变器侧区段(106)被中断，则检查电路(71)不将线路(20)置于运行状态中，所述第一开关(54)再次闭合并且在预先确定的时间(210)之后重复所述逆变器侧的检查过程(206)，更确切地说一直到对电压降的确定的结果得出逆变器(90)被接通到线路输送线上和/或线路输送线的逆变器侧区段(106)闭合为止。5.根据上述权利要求之一所述的光伏设备(10)，其中，所述检查电路(71)通过比较在打开第一开关(54)之前和之后的电压和/或通过在打开第一开关(54)之后的电压变化测量来确定所述电压降。6.根据上述权利要求之一所述的光伏设备(10)，其中，所述检查电路(71)以远离太阳能模块(30、31)的方式被接通到正极线路输送线(102a)和/或负极线路输送线(102b)中。7.根据上述权利要求之一所述的光伏设备(10)，其中，所述检查电路(71)由起动箱(70)容纳，该起动箱(70)在线路(20)的正端(20a)与逆变器(90)的正极直流电输入端(91a)之间被接通到正极线路输送线(102a)中并且在线路(20)的负端(20b)与逆变器(90)的负极直流电输入端(91b)之间被接通到负极线路输送线(102b)中，从而正极线路输送线(102a)和负极线路输送线(102b)被电气地引导通过起动箱(70)。8.根据权利要求7所述的光伏设备(10)，其中，所述起动箱(70)以远离太阳能模块(30、31)的方式被接通到正极线路输送线(102a)和/或负极线路输送线(102b)中，从而所述正极线路输送线(102a)由从线路(20)的正端(20a)延伸直到起动箱(70)的线路侧区段(104)和从起动箱(70)延伸直到正极直流电输入端(91a)的逆变器侧区段(106)构成，和/或所述负极线路输送线(102b)由从线路(20)的负端(20b)延伸直到起动箱(70)的线路侧区段(106)和从起动箱(70)延伸直到负极直流电输入端(91b)的逆变器侧区段(106)构成。9.根据上述权利要求之一所述的光伏设备(10)，其中，所述检查电路(71)包括布置在第一开关(54)的线路侧的第二开关(53)，当在逆变器侧的检查过程(206)中确定在逆变器(90)的直流电侧电容器(92)上的电压降时，所述第二开关将第一和第二线路输送线(102a、102b)在第一开关(54)的线路侧短接。10.根据上述权利要求之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·霍夫特，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE