[发明专利]用于光伏串的隔离装置

说明书

本发明描述一种用于将光伏串(11)的第一部分与第二部分电隔离的装置(1)，所述第一部分和第二部分能够连接在所述装置(1)的第一连接端(15)上和第二连接端(16)上，其特征在于，所述装置(1)具有开关(12，21，22)和操控装置(14)，所述操控装置设置用于当施加在所述连接端(15，16)中的至少一个上的电压相对于施加在参考连接端(17)上的电位处于预给定的值范围以外时，将所述开关(12，21，22)断开。所述装置(1)也可以是光伏能量产生设备的一部分。

技术领域

本发明涉及一种用于光伏串的隔离装置以及一种具有这种隔离装置的能量产生设备。

背景技术

为了成本有利地构型光伏能量产生设备，期望将所使用的太阳能模块连接成尽可能长的串联电路(所谓的串)，以便实现尽可能高的串电压。然而，高的串电压同时带来如下危险：在能量产生设备内发生绝缘故障时，会产生可能损坏设备部件的高故障电流。此外，绝缘故障可能导致能量产生设备的一部分具有超出安全标准的对地电位。因此，需要确保光伏能量产生设备免受绝缘故障的影响。

由文献US 2009 0032082 A1已知，在串的中间给串配备受远程控制的开关，该开关在故障情况下将串分离成两个部分。远程控制装置布置在逆变器中或逆变器上，并且当串不提供功率时，该远程控制装置将开关断开，以防止串内的电压相对于地电位违反最大值。由于能量产生设备内的附加电缆连接，串中间的开关的远程控制需要额外开销。

在文献EP 2 296 244 A1中公开一种光伏设备，在该光伏设备中，如果流向地的电流超过极限值，则将两个部分串之间的连接点上的地连同部分串的连接一起断开。如果未达到极限值，则将串在该连接点处有效接地。

发明内容

因此，本发明的任务是在光伏能量产生设备的串的内部提供开关，该开关在发生绝缘故障时将串自动地分离成部分串，而不需要外部操控并且不需要预给定串的低阻抗接地。

该任务通过根据独立权利要求1所述的隔离装置以及根据并列权利要求10所述的能量产生设备解决。在从属权利要求中描述优选的实施方式。

根据本发明的用于将光伏串的第一部分与第二部分电隔离的装置具有开关和设置用于该开关的操控装置，所述第一部分和第二部分能够连接在该装置的第一连接端上和第二连接端上。该操控装置设置用于当施加在连接端中的至少一个上的电压相对于施加在参考连接端上的电位处于预给定的值范围以外时，将开关断开。优选地，参考连接端在此与地电位连接，尤其当施加在连接端中的至少一个上的电压与地电位偏差预给定的量值时，将开关断开。

在此，隔离装置不应对施加在连接端上的电压产生影响或者应该产生至少尽可能小的影响。为了确保这一点，第一连接端或第二连接端与参考连接端之间的测量阻抗应尽可能高，尤其高于10千欧姆，优选高于100千欧姆。

在一种优选实施方式中，由两个半导体开关的串联电路构成开关。特别优选地，所述开关实施成常闭开关，使得在省去通过操控装置对开关的主动操控的情况下，第一连接端与第二连接端之间的电连接闭合。开关的这种配置使在黎明时的启动更容易，因为当通过太阳能模块开始产生功率时，串已经连接。

一种有利的构型设置：第一开关和第二开关是FET(场效应晶体管)。在此，JFET(结型FET)是特别合适的，其中，第一开关是n沟道JFET并且第二开关是p沟道JFET。在这种配置中，通过由无源构件(例如电阻式分压器)构成的适当尺寸的网络，可以容易地在第一连接端、第二连接端与作为操控装置的参考连接端之间产生用于第一开关和第二开关的操控电压。替代地，也可以使用其他开关(尤其其他的半导体开关)，并且也可以将两个相同沟道类型的开关(n沟道或P沟道开关)进行组合，并且可选地同样可以通过无源的构件的匹配的网络进行操控。

该装置可以设置用于在开关断开时产生故障信号。可以将该故障信号无线地或有线地传输给上级运行单元，该上级运行单元对故障信号适当地做出反应。