[发明专利]用于设定光伏发电机的电势的电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于相对于接地电势设定光伏发电机的电势的电路装置，并且涉及具有至少一个光伏发电机和这种电路装置的光伏设备。

背景技术

光伏发电机，以下称为PV发电机，被用于将太阳能转换成电能。作为在下文中类似地称为PV设备的光伏设备的一部分，它们一般与将由PV发电机产生的直流电转换成用于馈送到公共电力供应网或私人电力供应网（独立操作）的交流电的一个或更多个逆变器耦合。

PV发电机一般包括多个光伏模块（PV模块），每个光伏模块又具有多个光伏电池（PV电池）。多个PV模块经常被串联连接，以形成所谓的串列。并联的一个或更多个串列然后与逆变器连接。由于PV模块被串联连接，因此，这导致PV发电机根据系统设计具有约500～1500V的输出电压。该相对较高的电压减少铺设于PV发电机与逆变器之间的直流线中的电阻损失。出于绝缘的原因，PV发电机很少具有更高的电压。

逆变器的直流输入段经常被设计为浮动。由于特别是铺设于PV发电机与逆变器之间的直流线的绝缘电阻不是无限高，因此，在关于接地电势大致对称的操作中，在正极与负极上出现电势。例如，如果PV发电机的输出上的光伏电压为1000V，那么PV发电机的负极相对于接地电势处于约-500V的电势上，并且，正极相对于接地电势处于约+500V的电势上。由于该设计，在一些类型的PV模块中，不希望PV模块或PV模块对相对于接地电势有过高的负电势。在其它的类型中，不希望过高的正电势。

作为例子，在具有由导电金属氧化物（TCO-透明导电氧化物）构成的电极的使用薄膜技术的PV模块的情况下，当层相对于接地电势处于负电势下时，可看到电极上的腐蚀增加。腐蚀增加导致不希望的电池劣化，这导致来自PV模块的电力的减少。因此，使这样的PV模块相对于接地电势保持于正电势是有利的。

在具有后侧触点的多晶PV模块的情况下，会在电池表面上出现负电荷，作为其结果，出现电荷载流子的重新组合率，从而导致明显的效率降低。但是，可通过使PV模块相对于接地电势处于负电势防止这种带电。因此，与上述的例子相反，使这样的PV模块相对于接地电势保持于负电势是有利的。

为了在使用薄膜技术的模块的情况下防止电势依赖的电池劣化，从文件DE 20 2006 008 936 U1获知，当使用浮动逆变器时，PV发电机的负极要与接地电势连接，由此防止PV发电机的部分相对于接地电势在负电势下操作。但是，这导致在PV发电机的正极上出现相对于接地电势的更高的电压。在PV模块的情况下，由于有限的电介质强度，为了防止电绝缘的可能的破坏（击穿），不得超过相对于环境即相对于接地电势的预定的电势差。最大允许电压在下文中被称为绝缘极限电压。绝缘极限电压一般为约1000V。因此，将PV发电机的负极固定于接地电势上会将PV发电机的可用输出电压范围限于低于绝缘极限电压的光伏电压。

从文件DE 10 2007 050 554 A1可以获知，借助于电压源，向光伏发电机的正极施加高的正偏压（相对于接地电势），这也使光伏发电机的负极的电势向更正的电势偏移。优选地，为了尽可能地防止腐蚀，负极的电势向相对于接地电势的正电势偏移。只有在光伏电压超过偏压的情况下，例如，在开路条件下，才不再提供腐蚀保护。但是，描述的方法具有在PV发电机的正极上永久地存在高的电势的缺点。这可对于PV发电机的绝缘具有长期的效果。并且，如果从可分别单独地连接多个部分发电机形成PV发电机，那么，为了对于部分发电机产生偏压，还必须提供多个独立的电压源。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，提供开始提出的类型的电路装置，其中，光伏发电机的电势以简单而不复杂的方式被设为对于PV发电机保护绝缘并尽可能地防止腐蚀的值。

通过具有独立权利要求的特征的电路装置和光伏设备实现该目的。在各从属权利要求中规定有利的发展和改进。

在第一变体中，通过一种用于相对于接地电势设定PV发电机的电势的电路装置实现该目的。该电路装置的特征在于，PV发电机的负连接通过至少一个电阻器与接地连接连接，并且，PV发电机的正连接通过包含至少一个第二电阻器和击穿二极管的串联电路与接地连接连接，该接地连接被施加接地电势。

在第二变体中，通过电路装置实现该目的，该电路装置的特征在于，PV发电机的正连接通过至少一个电阻器与接地连接连接，并且，PV发电机的负连接通过包含至少一个第二电阻器和击穿二极管的串联电路与接地连接连接，该接地连接被施加接地电势。