安全的光伏设备制造技术

本发明专利技术涉及一种光伏设备(1)，其具有至少一个由太阳能模块(30)组成的线路(20)和用于单独断开太阳能模块并且用于将断开的太阳能模块可靠地首次连接或重新连接到线路上的系统(12)。太阳能接线盒(12)至少一个部分构成为“智能的”并且包括安全电路(13)，所述安全电路定义运行状态和安全状态。太阳能接线盒通过施加起动电流(76)从安全状态转换到运行状态中、即激活。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全的光伏设备
本专利技术涉及一种具有相互连接成至少一个串联的线路(Strang)的太阳能模块和用于太阳能模块的单独断开并且用于将断开的太阳能模块可靠地重新连接到线路上的系统的光伏设备。
技术介绍
至今太阳能模块经常没有特别的安全措施地装备。在每个太阳能模块中存在的太阳能接线盒(也称为接线箱或汇流箱)主要用于接纳太阳能模块的导体带(也称为带(ribbon))的机械端子以及其旁路二极管。这样简单的太阳能模块一旦被照亮则提供电压。典型地，太阳能模块相互串联成所谓的线路(也称为串(string))，以便达到高的线路电压。连接成线路的太阳能模块的该电压可以为多个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。太阳能发电站此外必要时包括多个并联的线路。因而在太阳能模块装配及其在线路中的电连接期间可能在相应的照明时产生非常高的电压，这使得必需进行谨慎的处理或特别的接触保护。相同的情况适用于维修。在这样简单的光伏设备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开。因此在太阳能模块或线路导线上由于火、水、冰雹或其他干扰而损害时，在所述简单的太阳能模块中不能够将光伏设备的部分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，所述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。在DE102011110682(未公开)中说明一种接线盒，所述接线盒在允许的参数与运行状态偏离时转换到安全状态中。在DE102011110682中所述的专利技术的进一步改进中，尤其是涉及光伏设备利用“智能的”太阳能接线盒的受控制且可靠的首次接通，或者在太阳能接线盒切断之后、例如在故障情况、维修或在日出之后可靠且受控制的重新接通。就此通过参考结合DE102011110682的内容。在WO2010/078303中说明一种信号发生器，所述信号发生器连续地将HF释放信号施加到PV线路正极或负极支路上。在这里不利的是，HF释放信号必须持久施加，以便将所述设备保持在运行状态中并且PV模块必要时对汇流箱中的构件不提供电功率或要求附加的HF信号旁通并且不确保可靠地阻止开路电压。此外可能通过释放信号发生器产生功率损耗或附加的能量消耗。在HF释放信号干扰的情况下，PV模块或甚至整个PV线路可能不必要地切断，这可能导致供电减少。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，提供一种光伏设备，其满足高的安全要求，尤其是其能够实现在装配之后可靠且受控制地首次接通或例如在故障情况、维修或日出之后可靠且受控制地重新连接。该任务的另一个方面在于：保证当太阳能模块将光伏产生的电压施加到线路上时，线路的电路闭合，以此没有所谓的开路电压在电路未闭合时可能施加在也许打开的触点上，并且优化光伏设备的效率或产生尽可能少的功率损耗。其他的任务由后续的说明或特别的优点得出，所述优点利用确定的实施形式取得。该任务通过按照本专利技术的技术方案解决。按照本专利技术，一种光伏设备具有至少一个由相互串联的太阳能模块组成的线路并且构成为用于单独断开太阳能模块并且用于将断开的太阳能模块可靠地首次连接或重新连接到线路上，所述光伏设备包括：多个太阳能模块，所述太阳能模块分别包括一个太阳能接线盒，其中，太阳能接线盒具有相应输入侧的正极和负极连接元件和相应输出侧的正极和负极连接元件，所述输入侧的正极和负极连接元件连接到所属的太阳能模块的正极或负极的引导电压的导体上，其中，太阳能模块串联地借助连接到输出侧的正极和负极连接元件上的线路导线连接至线路，其中，所述太阳能接线盒中的至少一个太阳能接线盒具有安全电路，所述安全电路包括在输出侧的正极和负极连接元件之间的短路开关和包括串联到线路中的断开器，并且所述安全电路定义运行状态，在所述运行状态中，在断开器闭合并且短路开关打开时，由所属的太阳能模块产生的太阳能电流通过太阳能接线盒经由线路导线导出，并且所述安全电路定义安全状态，在所述安全状态中，在断开器打开并且短路开关闭合时，所属的太阳能模块关于连接的线路导线借助安全电路断开并且线路导线通过闭合的短路开关尽管如此还是闭合，连接到线路导线上的起动器电路，所述起动器电路构成为用于将起动电流施加到通过闭合的短路开关闭合的线路导线中，其中，安全电路包括电流传感器并且构成为用于，响应于由电流传感器测量的或探测的、流过借助短路开关闭合的线路导线的起动电流自动从安全状态转换到运行状态中。此外，按照本专利技术涉及一种具有起动器电路的起动盒，其构成为用于连接到按照本专利技术所述的光伏设备的线路导线上并且用于将起动电流施加到线路导线中，以便引起安全电路从安全状态转换到运行状态中。此外，按照本专利技术涉及一种智能的太阳能接线盒，其用于装配在太阳能模块上并且用于连接到按照本专利技术所述的光伏设备的线路导线上，其包括：用于连接所属的太阳能模块的正极或负极的引导电压的导体的输入侧的正极和负极连接元件和用于连接线路导线的相应输出侧的正极和负极连接元件；安全电路，所述安全电路定义运行状态，在所述运行状态中，由所属的太阳能模块产生的太阳能电流通过太阳能接线盒经由线路导线导出，并且所述安全电路定义安全状态，在所述安全状态中，所属的太阳能模块关于输出侧的正极和负极连接元件借助安全电路断开，其中，安全电路构成为用于，响应于施加到线路导线中的起动电流从安全状态转换到运行状态中。此外，按照本专利技术涉及一种太阳能模块，具有在其上紧固的按照本专利技术所述的智能的太阳能接线盒。此外，按照本专利技术涉及一种用于可靠地接通光伏设备的由串联的太阳能模块组成的线路的方法，其中，安全电路定义安全状态，在所述安全状态中，太阳能模块关于线路导线单独切换为无电压并且线路导线在无干扰时尽管如此还是闭合，所述方法包括如下步骤：将起动电流施加到闭合的线路导线中，测量或探测流过闭合的线路导线的起动电流，并且借助所属的太阳能接线盒的安全电路响应于流过线路导线的起动电流的测量或探测结果将太阳能模块自动地连接到线路上，从而保证，当产生的太阳能功率在太阳能模块的自动连接之后通过线路导出时，线路导线闭合并且不会产生开路电压。所述光伏设备具有至少一个由相互串联的太阳能模块组成的线路和用于单独断开太阳能模块并且用于将断开的太阳能模块可靠地首次连接或重新连接到线路上的系统。当然多个线路也可以存在并且并联。太阳能模块分别包括太阳能接线盒(也称为(太阳能)接线箱或汇流箱)，所述太阳能接线盒紧固例如粘上在所属的太阳能模块上、典型地在所属的太阳能模块的背侧上并且包括典型地以接触端子形式的输入侧的正极和负极连接元件，利用所述正极和负极连接元件，所属的太阳能模块的正极或负极的从太阳能模块的表面出来的引导电压的导体带(也称为带)在太阳能接线盒中连接或触点接通。太阳能接线盒用作线路导线和所属的太阳能模块的引导电压的导体带之间的连接器。太阳能接线盒因此此外具有输出侧的正极和负极连接元件，所述正极和负极连接元件在太阳能接线盒的内部与相应的输入侧的连接元件电连接。线路导线具有连接线缆，所述连接线缆将线路的太阳能模块串联地相互连接并且为此连接到太阳能接线盒的正极和负极连接元件上。分别按照实施方式，连接线缆在太阳能接线盒内触点接通或输出侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
光伏设备(1)，其具有至少一个由相互串联的太阳能模块(30)组成的线路(20)并且构成为用于单独断开太阳能模块(30)并且用于将断开的太阳能模块(30)可靠地首次连接或重新连接到线路(20)上，所述光伏设备包括：多个太阳能模块(30)，所述太阳能模块分别包括一个太阳能接线盒(12)，其中，太阳能接线盒(12)具有相应输入侧的正极和负极连接元件(22)和相应输出侧的正极和负极连接元件(62)，所述输入侧的正极和负极连接元件连接到所属的太阳能模块(30)的正极或负极的引导电压的导体上，其中，太阳能模块(30)串联地借助连接到输出侧的正极和负极连接元件(62)上的线路导线(18)连接至线路(20)，其中，所述太阳能接线盒(30)中的至少一个太阳能接线盒具有安全电路(13)，所述安全电路包括在输出侧的正极和负极连接元件(62)之间的短路开关(52)和包括串联到线路中的断开器(51)，并且所述安全电路定义运行状态(117)，在所述运行状态中，在断开器(51)闭合并且短路开关(52)打开时，由所属的太阳能模块(30)产生的太阳能电流通过太阳能接线盒(12)经由线路导线(18)导出，并且所述安全电路定义安全状态(111)，在所述安全状态中，在断开器(51)打开并且短路开关(52)闭合时，所属的太阳能模块(30)关于连接的线路导线(18)借助安全电路(13)断开并且线路导线通过闭合的短路开关(52)尽管如此还是闭合，连接到线路导线(18)上的起动器电路(71)，所述起动器电路构成为用于将起动电流施加到通过闭合的短路开关(52)闭合的线路导线(18)中，其中，安全电路(13)包括电流传感器(68)并且构成为用于，响应于由电流传感器测量的或探测的、流过借助短路开关(52)闭合的线路导线(18)的起动电流自动从安全状态(111)转换到运行状态(117)中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.11 DE 102013101314.71.光伏设备(1)，其具有至少一个由相互串联的太阳能模块(30)组成的线路(20)并且构成为用于单独断开太阳能模块(30)并且用于将断开的太阳能模块(30)可靠地首次连接或重新连接到线路(20)上，所述光伏设备包括：多个太阳能模块(30)，所述太阳能模块分别包括一个太阳能接线盒(12)，其中，太阳能接线盒(12)分别具有输入侧的正极和负极连接元件(22)和输出侧的正极和负极连接元件(62)，所述输入侧的正极和负极连接元件连接到所属的太阳能模块(30)的正极或负极的引导电压的导体上，其中，太阳能模块(30)串联地借助连接到输出侧的正极和负极连接元件(62)上的线路导线(18)连接成线路(20)，其中，所述太阳能接线盒(12)中的至少一个太阳能接线盒具有安全电路(13)，所述安全电路包括在输出侧的正极和负极连接元件(62)之间的短路开关(52)和包括串联到线路中的断开器(51)，并且所述安全电路定义运行状态(117)，在所述运行状态中，在断开器(51)闭合并且短路开关(52)打开时，由所属的太阳能模块(30)产生的太阳能电流通过太阳能接线盒(12)经由线路导线(18)导出，并且所述安全电路定义安全状态(111)，在所述安全状态中，在断开器(51)打开并且短路开关(52)闭合时，所属的太阳能模块(30)关于连接的线路导线(18)借助安全电路(13)断开，而线路导线通过闭合的短路开关(52)仍然闭合，连接到线路导线(18)上的起动器电路(71)，所述起动器电路构成为用于将起动电流施加到通过闭合的短路开关(52)闭合的线路导线(18)中的电路，其中，安全电路(13)包括电流传感器(68)并且构成为用于，响应于起动电流自动从安全状态(111)转换到运行状态(117)中，所述起动电流由电流传感器测量或探测并且流过借助短路开关(52)闭合的线路导线(18)中的电路。2.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述起动器电路(71)安放在与太阳能模块(30)分开地连接到线路导线(18)上的起动盒(70)中。3.按照权利要求1或2所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述起动电流包括恒定电流和/或包括一个或多个电流脉冲，它们流过借助短路开关(52)闭合的线路导线(18)中的电路。4.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，安全电路(13)包括控制装置(40)，所述控制装置响应于施加到线路导线(18)中的电路的起动电流而闭合断开器(51)和/或打开短路开关(52)。5.按照权利要求4所述的光伏设备(1)，其特征在于，当所属的太阳能模块(30)被光照射时，所述控制装置(40)在安全状态(111)中由所属的太阳能模块(30)提供电功率，以便控制装置(40)能够将安全电路(13)从安全状态(111)转换到运行状态(117)中。6.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述电流传感器(68)在安全状态中测量或探测施加的起动电流并且在运行状态中测量供给到线路中的太阳能电流。7.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述安全电路(13)这样构成，使得所述安全电路在所属的太阳能模块(30)遮暗或在普遍黑暗和模块电压与此关联地下降时自动从运行状态(117)切换到安全状态(111)中。8.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述太阳能接线盒(12)包括至少一个如下装置：-测量所属的太阳能模块(30)的模块电压(U1)的第一电压传感器(36)，-测量线路电压(U2)的第二电压传感器(66)，-监控所属的太阳能模块(30)的温度的温度传感器(94)，其中，控制装置(40)读取第一电压传感器(36)和/或第二电压传感器(66)和/或温度传感器(94)并且响应于此地控制安全电路(13)。9.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，线路(20)的所有太阳能模块(30)包括具有安全电路(13)的太阳能接线盒(12)，所述安全电路定义运行状态(117)，在所述运行状态中，由所属的太阳能模块(30)产生的太阳能电流通过太阳能接线盒(12)经由线路导线(18)导出到电网上，并且所述安全电路定义安全状态(111)，在所述安全状态中，安全电路关于连接的线路导线(18)将所属的太阳能模块(30)切换为无电压。10.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述起动器电路(71)包括至少一个第一开关(53)，借助所述第一开关能闭合线路(20)中的电路以用于起动线路。11.按照权利要求10所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述起动器电路(71)包括电源(82)，借助所述电源供给施加到线路导线(18)中的的电路的起动电流。12.按照权利要求11所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述第一开关(53)接通电源(82)以用于将起动电流施加到线路(20)上。13.按照权利要求1所述的光伏设备(1)，其特征在于，所述起动器电路(71)包括至少一个断开器(54)，换流器(90)借助所述断开器能与线路分开，以用于起动线路。14.按照权利要求10所述的光伏设备(1)，其特征在于，在光伏设备的正常运行中，在该正常运行中太阳能接线盒(12)的安全电...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·霍夫特，M·扬科夫斯基，
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