[发明专利]光伏(PV)模块的保护电路、用于操作该保护电路的方法和含这种保护电路的光伏(PV)系统

说明书

本发明涉及用于光伏(PV)模块(10)的保护电路(1)，具有：‑具有用于连接PV模块(10)的两个输入端子(2a，2b)的输入端；‑具有用于连接PV模块(10)的串联电路的其它PV模块(10)的两个输出端子(3a，3b)的输出端；‑用于将输入端子(2a，2b)中的一个与输出端子(3a，3b)中的一个连接的第一开关(S₁)；以及‑被配置用于控制第一开关(S₁)的控制装置(9)，其特征在于，‑保护电路(1)还具有第一二极管(4)和储能器的串联电路，其中该串联电路被布置成并联于保护电路(1)的输入端；‑保护电路(1)还具有第二二极管(6)，该第二二极管将保护电路(1)的一个输出端子(3a，3b)与第一二极管(4)和储能器的串联电路的中点(12)连接，并且其中第二二极管(6)和储能器的串联电路与第一开关(S₁)并联连接。此外，本发明还涉及用于操作根据本发明的保护电路(1)的方法以及具有光伏(PV)模块(10)的串联电路的PV系统，其中PV模块(10)中的至少一个具有根据本发明的保护电路(1)。

发明的技术领域

本发明涉及用于光伏(PV)模块的保护电路、用于操作这种保护电路的方法以及具有多个PV模块的光伏(PV)系统，这些PV模块中的至少一个PV模块具有这种保护电路。

对于保护电路应理解成在PV模块下游的电路，该电路被设计成使连接在其输入侧的PV模块能够进行能量输出，或以其它方式抑制能量输出并切断(freischalten)与之相关联的PV模块。通常情况下，这种保护电路被布置成十分靠近与其相关联的PV模块，例如，在相应的PV模块的接线盒中。在此这种情况下，特别是在发生安全事件或危险事件时，期望切断PV模块，以避免在PV模块的串联电路和PV系统的光伏(PV)逆变器之间的连接线路上产生高电压。这种安全事件或危险事件例如可能会在安装了PV系统的建筑物发生火灾时出现。通过切断PV模块保障了到逆变器的连接线路以及PV模块的串联电路的连接线路彼此之间无电压，至少具有低于危险电压值的电压。通过这种方式，排除了对人(例如，灭火的消防人员)的危险。

因此，所述类型的保护电路的主要任务在于接通或切断与其相关联的PV模块。但是除了该主要任务之外，保护电路还可以承担其它任务。相应的任务例如包括如下：

-检测与保护电路相关联的PV模块的电气参数，

-评估电气参数并且必要时响应于该评估启动动作，例如当PV模块被遮光时减少与该PV模块相关联的保护电路的功率损耗，以及

-与光伏模块的其它保护电路和/或与PV系统的PV逆变器进行通信。

由于必要时通常情况下会给PV系统的每个PV模块都配备相应的保护电路，因此期望可以尽可能简单且成本低廉地构造保护电路，特别是可以用尽可能少的部件成本来构造保护电路。

背景技术

从US 2015 0131187 A1中已知用于保护PV串的电路和方法。该电路具有与PV串并联连接的旁路开关和与PV串串联连接的热点开关。在检测到热点状态时，首先通过第一控制信号闭合旁路开关，然后通过第二控制信号断开热点开关。

从WO 2011 023732 A2中已知用于PV模块的旁路电路和保护电路。该旁路电路和保护电路包括用于连接PV模块的输入端和输出端。此外，该保护电路还包括与保护电路的输出端并联连接的旁路元件以及在输入端和输出端之间连接的分离元件。在此，分离元件被配置成控制输入端和输出端之间的连接。用于控制分离元件的控制装置由连接到保护电路的输入侧的PV模块来供电。