[发明专利]用于对光生伏打设备中的子模块的电流产生进行控制的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据权利要求1的前序部分所述的用于对光生伏打设备（Photovoltaikanlage）中的子模块的电流产生进行控制的方法以及根据权利要求6的这种设备。

背景技术

从现有技术中已知的太阳能模块由大量单个太阳能电池组成，其又被概括成一系列子模块。这些子模块多次地也称为子串。它们在功能上是太阳能模块的产生能量的最小单元。为了对子串接线，通常动用接线盒。该部件建立在子串内所连接的太阳能电池相互间以及到其他模块和/或到逆变器的连接。接线盒通常包含由所谓的旁路二极管组成的插入在子串的机械连接器之间的电路。这些旁路二极管当在整个太阳能模块中产生的太阳能电流高于在相应的子串中产生的太阳能电流的情况下跨接子串。每当子串被遮阴时，如这例如由于所沉积的脏物、飘来的叶子或者相邻的对象、尤其是烟囱的与白天时间有关的暗影而情况如此，通常出现该情况。在接线情况下，分配给相应的子串的旁路二极管变得能导通，由此子串被跨接，从而不再贡献于电流产生。由此预防通过被遮阴的电池引起的电流限制，但是在子串中最小地产生的太阳能通过以下方式保持不被使用，即太阳能模块由此总地不产生原本可以被产生的功率。

发明内容

根据本发明，设置用于在具有至少一个接入到光生伏打设备中的子模块的光生伏打设备中对电流产生进行控制的方法和设备。

本发明方法的特征在于以下步骤：

实施子模块在接通开关状态和旁路开关状态之间以转换时间时钟进行的交替的切换。在此，子模块在接通开关状态中被接入到光生伏打设备中并且贡献于太阳能电流产生，而所述子模块在旁路开关状态中被跨接。

在旁路开关状态期间光生伏打设备的总电流强度被测量并且作为额定值被中间存储。在接通开关状态期间测量子模块电流强度并且与额定值进行比较。在子模块电流强度下降到额定值之下时，实施子模块到旁路开关状态的与转换时间时钟无关地进行的复位。

该方法流程的特征然后在于两个转换过程。在利用首先固定的转换时间时钟实施的第一转换过程期间，子模块以时间上首先固定的间隔交替地被置于第一开关状态，其中所述子模块被接入到光生伏打设备中。在以固定的转换时间时钟进行的第二开关状态中，子模块被跨接并且由此从光生伏打设备的结合体（Verband）中在电路技术上分开。在跨接时间间隔期间，测量在总系统中对于未遮阴的太阳能模块可能的电流强度。该电流强度用作额定值，其被中间存储。在转换到接通开关状态之后，然后作为子模块电流强度测量通过子模块提供的电流强度并且与先前确定的额定值进行比较。

该第一转换过程从而生成询问和比较进程，其中一方面总地测量总系统的电流强度并且另一方面测量子模块的电流强度并且将两个值持续地交替地相互比较。清楚的是，用于旁路开关状态的时间间隔相比于子模块处于接通开关状态的时间间隔可能小。

此外，除了第一转换过程还成立第二转换过程。该第二转换过程称为子模块的复位。在该第二转换过程时，每当子模块的强度下降到额定值的值之下时，子模块被置于旁路开关状态。由此，将暂时以功率减小的方式工作的子模块在电路技术上从光生伏打设备的结合体中松开。但是在实施第二转换过程期间，第一转换过程继续运行。这意味着，一方面持续地确定新的额定值并且另一方面最迟在第一转换过程的过程中子模块再次被置于接通开关状态时，第二转换过程再次被取消。

由此，实现由额定值设置、额定实际比较和在通过子模块实现的功率与在整个光生伏打设备中生产的功率之间的比较和从而在光生伏打设备的部分与子模块之间的功率匹配组成的方法技术单元。

在一种适宜的实施方式中，在切换时刻实施复位，所述切换时刻与在额定值和子模块电流强度之间的偏差的大小有关。通过该扩展方案考虑，在子模块的电流的实际值和额定值之间的小偏差经常仅是短时地和暂时地出现，使得不强制地需要子模块到旁路开关状态的复位。如果偏差已经在开关时刻之前再次消失，则不发生复位。

在一种适宜的实施方式中，复位的切换时刻由接通到子模块的电容器的放电特性影响。较小的偏差导致电容器的缓慢的放电，较大的偏差导致电容器的较快的放电和与此相应地导致较晚的或较早的切换时刻。

在另一实施方式中，转换时间时钟本身可变地被实施。尤其是，该转换时间时钟具有与子模块电流强度有关的值。在此，转换时间时钟或切换频率或同义的从而每时间单位转换脉冲的数量随着子模块电流强度减小而增长。