[发明专利]安全的光伏设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别光伏设备中的电气故障的方法，以及一种包括相互连接成至少一个串联的线路的太阳能模块和用于单独断开太阳能模块的系统并且用于将断开的太阳能模块安全地重新连接到线路上的光伏设备。

背景技术

至今太阳能设备经常没有特别的安全预备措施地装备。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和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维护或特别的接触保护。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DE 10 2009 024 516 A1)。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DE 10 2011 110 682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DE 10 2011 110 682中所述的发明的进一步改进中，尤其是涉及在以下条件下安全地切断和接通光伏设备，即，光伏设备能够在一方面“真正的故障情况”和另一方面“通常的装置运行”之间区分。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种光伏设备，所述光伏设备满足高的安全要求，尤其是所述光伏设备能够实现在故障情况下的安全断开以及在装配之后受控制地首次接通或例如在故障情况、维修或日出之后的受控制地重新连接。

所述任务的另一个方面是，识别故障情况、尤其是电气故障情况并且将其与运行状态区分。

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。

该任务通过按照本发明的技术方案解决。

按照本发明的用于识别光伏设备、尤其是光伏设备的线路中的电气故障的方法的特征在于如下步骤。首先测量光伏设备中的第一电特征量的第一测量值曲线。第一电特征量尤其是设备电压或线路电压。例如测量装置提供用于测量，所述测量装置可以连接到线路上。

在另一个步骤中检查第一测量值曲线。在这里例如在时间方面扫描测量量的多个点(所谓的“采样”)，由获得的测量值形成数字值并且按时间顺序存储所述数字值。优选地，能够仅记录或考虑至少两个这样的测量值。特别优选地，第一电特征量以确定的时间间隔扫描(“采样率”)并且存储获得的数据。由此形成测量值曲线，所述测量值曲线映射电特征量关于时间的变化。优选地，可以存储在大于1秒、特别优选大于9秒的时间段上的测量值曲线。测量值曲线现在例如借助评价装置在测量值的典型改变方面进行检查。例如最简单的运行情况是，线路电压被扫描并且其在日出之后至日落之前的日曲线中基本上不改变，亦即基本上保持恒定。

借助第一测量值曲线现在在另一个步骤中识别设备状态。为此例如可以在比较存储器中存储预先定义的测量值曲线，所述预先定义的测量值曲线与当前测量的测量值曲线比较。

如果测量的测量值曲线例如基本上对应于对于设备的运行状态典型或特征的测量值曲线，则设备状态识别为正常或处于运行状态中。而如果测量的测量值曲线例如基本上对应于对于光伏设备或线路的故障情况典型或特征的测量值曲线，则设备状态识别为故障状态。

识别的设备状态最后存储在状态存储器中，从而所述状态存储器可用于表征设备的当前状态。换句话说，状态存储器现在可以由光伏设备的其他系统、例如还此外要阐述的“智能的太阳能模块”读取，以便得到设备状态。