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CN102939660B - 在危险情况下限制光伏设备发电机电压的方法和光伏设备 - Google Patents

在危险情况下限制光伏设备发电机电压的方法和光伏设备 Download PDF

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CN102939660B CN201180029266.3A CN201180029266A CN102939660B CN 102939660 B CN102939660 B CN 102939660B CN 201180029266 A CN201180029266 A CN 201180029266A CN 102939660 B CN102939660 B CN 102939660B
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Abstract

本发明涉及一种光伏设备，包括连接到逆变器(150)上的、具有多个子串(70a、70b、70c)的发电机(70)。逆变器(150)包括控制装置(40)和用于使子串串联的串联开关装置(50)，该串联开关装置由控制装置(40)这样控制，使得该串联开关装置在危险情况下断开子串的串联。此外，还公开了一种用于在危险情况下限制发电机电压的相应的方法。

Description

在危险情况下限制光伏设备发电机电压的方法和光伏设备
技术领域
本发明涉及一种光伏设备，其包括用于在危险情况下限制电压的装置。本发明尤其是涉及一种装置，借助其可确保当存在或可能存在对人或财产的危险时，这种设备中的电压或电压差不超过一个危险极限值。此外，本发明还涉及一种方法用于在危险情况下限制发电机电压。
背景技术
随着分散的能量供应装置、尤其是安装在房屋屋顶、商业楼宇或露天园圃的太阳能设备的广泛使用，人们越来越意识到一个问题，即在危险情况下如火灾和风暴或在维护工作中必须随时可靠确保设备带电压部件的安全性。在此恰恰在危险情况下，由于已经出现的初步损失、如热作用或烟雾作用使安全系统不能被可靠且持久地触发或不能到达触发装置，从而破坏了关断装置的可接近性和其有效性。因此，当消防人员有可能受到或许尚可运行的光伏设备的高直流电压伤害时，消防人员就不能在例如燃烧着的房屋屋顶架上进行灭火活动。
为了保护人并且为了避免通过光伏设备的高直流电压引起的财产损坏，DE102005018173提出一种装置，其中借助靠近发电机安装的保护装置使设备的发电机短路。该实施方式的缺点在于这样的事实，即，保护装置会在火灾中迅速被损坏并且不能再被触发。此外，该装置随时间因极端天气情况和温度变化承受相当大的负荷，该负荷可损坏功能。此外，所述实施方式的缺点还在于，不能再向房屋和因此通过连接到发电机上的逆变器向电网进行能量输出。
文献DE 102006060815中公开了一种相应配置给PV模块的开关元件，这样设置该开关元件，使得在开关元件被激活的状态中相配的模块无电压。借助被调制到直流电压馈电线上的高频信号激活开关元件。在此不利的是，该开关元件随时间因极端天气情况和温度变化承受相当大的负荷，该负荷可损坏功能，并且在火灾中迅速被损坏并且可能不能再被触发。此外，在DE 102006060815所示的解决方案中也不能再通过逆变器向电网进行能量输出，因为在所有公开的实施例中发电机被断电。此外，将开关元件设置在可能的多串(String)中的每个模块上也需要不低的配线费用。
发明内容
有鉴于此，本发明的任务在于提出一种装置或方法，其可以可靠且持久地在潜在危险情况下将通过光伏设备的发电机在该设备的电导线中产生的电压或电压差限制到一定程度上，从而能够采取控制危险的措施且不构成使救援人员受伤的危险。由此应优选在电压减小的情况下能够继续通过连接在发电机上的逆变器向电网馈入能量。
该任务通过一种具有如下特征的光伏设备得以解决，即，一种光伏设备，包括连接到逆变器上的、具有多个子串的发电机，其特征在于，所述逆变器包括控制装置和用于使子串串联的串联开关装置，所述串联开关装置设置在逆变器的壳体中或者设置在位于逆变器附近的单独的盒子中，所述控制装置用于控制串联开关装置，其中，该串联开关装置由控制装置这样控制，使得该串联开关装置在危险情况下断开子串的串联。所述任务也通过一种具有如下特征的方法得以解决，即，一种用于在危险情况下利用设置在逆变器的壳体中或者设置在位于逆变器附近的单独的盒子中的装置限制光伏设备发电机电压的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
－在发电机电压大于危险极限值的情况下运行光伏设备，所述光伏设备具有发电机的以串联设置的子串；
－检测危险情况；
－响应于检测出的危险情况，通过断开串联设置将发电机电压调节为低于危险极限值的值。
根据本发明的光伏设备包括用于将由设备发电机产生的电能馈入电网、尤其是交流电网的逆变器。在此，发电机被分为多个子串(Teilstring)，这些子串可通过集成在逆变器中的、由控制装置控制的串联开关装置被串联。子串分别具有多个模块或单独的太阳能电池，这样配置所述模块或太阳能电池，使得每个子串的空载电压值不超过例如由立法者规定的危险极限值。在危险情况下，串联开关装置断开子串之间的电连接，由此逆变器和子串之间的电连接中的电压或电压差不能再超过危险极限值。
在此，子串通常包括串联的模块，这些模块又包括串联的太阳能电池。根据所用的模块类型，模块的电压已可如此之大，以致两个模块串联时的电压超过危险极限值。在此情况下，子串也可由单个模块构成。子串也可由多串并联而成，其电压不超过危险极限值。
所述危险极限值按区域可具有不同的规定值、例如120V，但60V和150V之间的各值、例如100V也可被规定为极限值。
在本发明的一种优选的实施方式中，连接到逆变器上的发电机具有至少三个待通过串联开关装置串联的子串。以这种方式可使发电机最佳工作点中的发电机总电压值大于电网的峰值电压(例如350V)，由此可在不使用逆变器中的升压转换器的情况下向电网馈电。同时，各个子串的空载电压可保持低于上述危险极限值。但在三个子串中常常需要发电机在高于使发电机电功率最大的电压的情况下运行，以便超过电网的峰值电压。因此有利的是，使至少四个子串串联，由此可使发电机在最大功率的工作点中运行，并且各个子串的空载电压可保持低于120V的危险极限值。在其它危险极限值下相应产生其它数量的子串，从该数量起可实现所述效果。
在此，串联开关装置可具有多个开关，所述开关可由控制装置这样控制，使得这些开关在光伏设备的运行状态中在相邻的子串之间建立电连接，并且可在潜在危险状态中断开该连接。在此开关可以是机械开关、例如继电器，或半导体、尤其是功率半导体、例如MOSFET、IGBT或晶闸管。
通过将串联开关装置集成到逆变器壳体中一方面可实现安全措施的简单安装。同时也可在危险情况下显著提高安全措施触发的可靠性，尤其是在所有所属元件都被设置在逆变器壳体中时，在该壳体中所述元件至少在相当长的时间上被保护以避免受到烟雾作用或热作用损坏，也可防止受到发电机附近通常的气候因素损坏。当然，串联开关装置也可设置在单独的盒子中，该盒子位于逆变器附近。逆变器概念因此也包括一个逆变器装置，在其中，例如通过现有设备的加装、扩充或改装将逆变器的部分元件设置在单独的壳体中，然后这些壳体被彼此在空间上接近地例如设置在一个共同的开关柜或建筑物的相同空间中。
可选择地，逆变器还包括并联开关装置，该并联开关装置也像串联开关装置一样具有多个开关，可这样配置所述开关，使得其在闭合状态中使各个子串彼此并联。可想到的开关类型相应于串联开关装置的开关类型。
通常，并联开关装置在串联开关装置将相邻的子串之间的电连接断开时被操作。在该状态中也确保设备中出现的电压或电压差不超过危险极限值。此外，在该状态中，也可在发电机较低的电压水平上借助逆变器继续向电网馈入电功率。在此情况下，为了向电网馈送，首先需要借助升压转换器将发电机电压转换为足够高的直流电压。以这种方式例如可实现在需要于发电机区域中进行较长时间的维护工作时继续馈送，因为可通过发电机电压的减小充分降低执行维护工作人员受伤的危险。在出现故障警报时也可继续馈送，以避免光伏设备能量输出的不必要的损失。甚至在火灾情况下根据本发明的光伏设备在继续馈送时也不会对救援人员造成危险。
也可想到将串联开关装置和并联开关装置的开关同时闭合，从而使连接的子串在此状态中短路，由此也可避免因发电机电压引起的危险。
作为替换方案，短路功能也可通过逆变器中附加的短路装置来实现，该短路装置设置在发电机和逆变器之间的馈电线之间。
此外，可设置DC断开装置，通过该DC断开装置可将逆变器的逆变桥和发电机断开。短路装置和DC断开装置在此也可具有在串联开关装置范畴中所列举的类型的开关。
此外，光伏装置可选择地还包括接地装置，该接地装置也可和串联开关装置及并联开关装置一样具有多个开关，可这样配置所述开关，使得其在闭合状态中将至少一个子串的至少一个端口接地。接地装置在此也可具有在串联开关装置范畴中所列举的类型的开关。
通常，接地装置在串联开关装置将相邻的子串之间的电连接断开时被操作。在该状态中，根据光伏设备部件接地或未接地，相对于地出现在子串上的电压可能超过危险极限值。这借助接地装置通过在子串的端口上形成规定的电位被避免。接地装置也可在与并联开关装置连接的情况下被激活。
还可想到，通过接地装置的开关分别将子串的两个端口同时接地，由此被连接的子串在此状态中通过地短路，从而也避免了因发电机电压而引起的危险。也可通过建立地与所有子串的连接实现安全状态。
串联开关装置、并联开关装置、接地装置、短路装置和DC断开装置由中央控制装置根据对应于危险状况的运行状态或信号的存在进行控制。为此，控制装置可以构造用于识别光伏设备对应于危险情况的运行状态、例如光伏设备电特性参数中代表危险的波动。但控制装置也可用于接收对应于危险情况的信号，该信号例如在逆变器识别孤岛状况时由逆变器本身发出。但该信号也可在逆变器之外、例如由单独的传感器装置或通过手动应急关断装置发出并被传递给逆变器。信号可借助电控制导线、无线连接向控制装置传递或可通过现有的直流电压导线或交流电压导线向控制装置传递。作为无线连接在此一方面使用无线电连接，但也可使用其它无线信号传递可能性、例如红外线、声波、超声波、机械执行机构、液压执行机构或气动执行机构。
在根据本发明的方法中，设备首先在大于危险极限值的发电机电压中运行。在该运行状态中，设备通常特别高效地工作。一旦检测出危险情况，则设备减小到低于危险极限值的发电机电压上。
在下述情况中可出现危险状况或危险情况：出现孤岛状况、即逆变器与电网分开或电网被关断时；识别出光伏设备电连接中的电弧或接地；或逆变器上的发电机断开装置、例如所谓的电子太阳能开关(Electronic Solar Switch)被触发。在下述情况中也可出现危险状况或危险情况：手动应急关断装置被操作；识别出光伏设备电特性参数中代表危险的波动；或外部传感器、例如温度传感器、烟雾探测器或红外探测器响应。如果所述光伏设备与相邻的其它光伏设备或逆变器或其它通信单元处于数据连接中，则对应于危险状况的信号也可由一个设备传递给下一个，由此所述设备可共同响应危险状况。
尽管发电机电压减小，但仍可继续向光伏设备所连接的网路馈入电功率，其方式是：被减小为低于危险极限值的发电机电压首先借助升压转换器被提高到足够用于使逆变桥产生用于馈入电网的交流电压的高直流电压值。例如升压转换器可将小于120V的发电机电压提高到大于325V的中间电路电压上，由此可直接向公共电网馈入电功率。
在根据本发明的方法的一种优选的实施方式中，在光伏设备运行于危险极限值之上时，发电机的各子串在串联中运行，该串联例如可通过上述串联开关装置来确保，而发电机电压的减少则通过各子串在并联中运行实现，该并联可通过上述并联开关装置来确保。在此在检测出危险情况时，子串从串联转换为并联。
可选择地，该方法可额外增加一个方法步骤，在该方法步骤中，响应检测出的危险情况在至少一个子串的至少一个端口和地之间建立电连接，由此该端口可相对于地产生规定的电位。这种接地例如可通过上述接地装置加以确保。
根据本发明的另一实施方式，发电机电压可通过逆变器的电压调节装置或电流调节装置被调节为低于危险极限值的电压。
在根据本发明方法的一种经考虑的变体中，发电机电压可以下述方式被降低为低于危险极限值：使发电机的至少一个子串短路，必要时也可通过地短路。发电机的至少一部分短路也可作为附加的措施在发电机电压首先降低到低于危险极限值的值之后，例如在不能再继续向电网馈入电功率时进行。在此情况下，发电机电压在不短路的情况下有可能上升到高于危险极限值的值。例如当逆变器检测出孤岛状况时，可触发短路。
附图说明
本发明其它特点、特征和优点由下述根据附图的实施例说明中得出。附图如下：
图1为根据本发明的光伏设备；
图2为包括附加的并联开关装置和附加的接地装置的另一根据本发明的光伏设备；
图3为用于在危险情况下限制发电机电压的根据本发明的方法；
图4为用于表示工作点移动的示例性的功率特性曲线。
具体实施方式
图1示出光伏设备1的一种根据本发明的结构，该光伏设备包括逆变器150，该逆变器在交流电压侧连接到电网30、例如公共交流电网上。在逆变器150的直流电压侧逆变器借助连接导线120、130与发电机70连接。发电机70分为两个子串70a、70b，这两个子串可通过一个分配给逆变器的开关50彼此串联。在此对开关50的控制可通过控制装置40这样进行，使得在逆变器的正常运行中发电机70的子串70a、70b在串联中与逆变桥20连接。在危险情况下，控制装置40控制开关50，使得开关断开两个子串70a、70b的电连接。以该方式实现发电机馈电线中电压或电压差的显著降低，尤其是在相应设计两个子串70a、70b的情况下可避免在被接触时在发电机70的电连接中产生对人构成危险的电压或电压差。
可选择地，在连接导线120、130之间设置短路装置110，该短路装置也由控制装置40控制，并且该短路装置可在危险情况下用于连接连接导线120和连接导线130。此外，光伏设备还可在连接导线120、130中具有DC断开装置80，该DC断开装置也由控制装置40控制，以便将发电机70与逆变桥20断开。
开关50、短路装置110、DC断开装置80和控制装置40设置在逆变器150的壳体内部，由此可显著提高这些组件在危险情况下的功能可靠性。
控制装置40构造用于分析光伏设备的运行状态或接收从光伏设备之内或之外传递给控制装置的信号。这些信号尤其例如可由应急断路开关或光伏设备的监测元件发出。在识别出配置给危险情况的运行状态时或在接收到配置给危险情况的信号时，通过控制装置40触发串联开关装置、短路装置和DC断开装置中开关的相应控制。
图2示出根据本发明的装置的另一种实施方案。在此，发电机70包括三个子串70a、70b、70c，所述子串借助串联开关装置50可彼此串联。替换地，借助可选择的并联开关装置60各个子串也可相互并联。另外，借助可选择的接地装置140还可将子串的端口接地。串联开关装置50、并联开关装置60和接地装置140由控制装置40控制。以这种方式可在逆变器150的正常运行中将子串70a、70b、70c的运行电压相加为一个大于连接在逆变桥20上的电网30的峰值电压的值。在危险情况下，通过借助串联开关装置50断开子串70a、70b、70c的串联并且借助并联开关装置60将子串并联设置可实现在逆变器150和发电机70之间的电连接中仅产生对人无危险的电压差，并且光伏设备可同时继续向电网供应功率。为此，逆变器150通常具有升压转换器(未示出)，该升压转换器可将并联的子串的运行电压转换到足够用于将功率馈入电网30的高电压上。以这种方式能够使光伏设备进入接触安全的状态中，且设备运行无须完全停止。通过接地装置140在此可附加地确保在子串的端口上相对于地存在规定的电位。这可通过操作相应的开关、即图2所示的接地装置140的一部分开关来完成。在此很明显，当一个子串的两个端口都接地时该子串可有效短路。在根据图2的实施方式中，接地装置的所有开关通过一个共同的导线接地。作为替换方案，接地装置的每个开关也可分别接地。
图3示出相应于根据本发明方法的流程图。在第一步骤200中，光伏设备在发电机70的大于危险极限值的电压下运行。一旦检测出危险情况(步骤210)，则发电机70电压被调节到危险极限值以下(步骤220)。发电机电压的调节在此可通过将发电机70的子串70a、70b、70c的串联设置转换为并联设置——例如借助串联开关装置50和并联开关装置60——来实现。作为替换方案，发电机电压的调节也可借助升压转换器的适合的控制来进行，该升压转换器为逆变器的部件，逆变器设置用于将发电机70产生的能量馈入电网30中。可选择地，在下一方法步骤230中在至少一个子串70a、70b、70c的至少一个端口和地之间建立电连接。
图4示出光伏设备的两条功率特性曲线作为发电机电压U的函数。第一曲线340示出子串串联时发电机功率P的曲线。在工作点300达到最大功率，在该工作点中发电机电压值UMPP大于危险极限值UGG。当基于检测出危险状况需要将发电机电压值调节到低于危险极限值UGG时，发电机的工作点例如可向工作点330移动，该工作点略微小于危险极限值UGG，在此馈入的功率相对于工作点300上最大可能的功率减少。
当在检测出危险状况而将子串从串联转换为并联时，产生第二功率曲线350，在该功率曲线中发电机电压在此实施例中在整个曲线中都保持低于危险极限值UGG。由此发电机可继续在最大功率310的工作点中运行，因而相对于串联，能量馈送可基本上保持不变。
如果发电机保持串联、即在危险情况下在工作点330中运行，则需要在逆变器与电网分开时或在其它不能再继续向电网馈入能量的情况下达到这样一个工作点，在该工作点中发电机不产生功率且同时发电机电压小于危险极限值UGG。该工作点为短路点320，其可通过发电机短路实现。
附图标记列表
1 光伏设备
20 逆变桥
30 电网
40 控制装置
50 串联开关装置
60 并联开关装置
70 发电机
70a-70c 子串
80 DC断开装置
110 短路装置
120 连接导线
130 连接导线
140 接地装置
150 逆变器
200、210、220 方法步骤
230 方法步骤
300 最大功率的第一工作点
310 最大功率的第二工作点
320 短路点
330 第三工作点
340 第一功率特性曲线
350 第二功率特性曲线

Claims (19)

1.一种光伏设备(1)，包括连接到逆变器(150)上的、具有多个子串(70a、70b、70c)的发电机(70)，其特征在于，所述逆变器(150)包括控制装置(40)和用于使子串串联的串联开关装置(50)，所述串联开关装置(50)设置在逆变器(150)的壳体中或者设置在位于逆变器(150)附近的单独的盒子中，所述控制装置用于控制串联开关装置(50)，其中，该串联开关装置(50)由控制装置(40)这样控制，使得该串联开关装置(50)在危险情况下断开子串的串联。
2.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，这样确定所述子串(70a、70b、70c)的规格，使得所述子串的最大电压小于120伏。
3.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述发电机(70)具有至少三个子串(70a、70b、70c)。
4.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述逆变器(150)还包括DC断开装置(80)，该DC断开装置可由控制装置(40)控制。
5.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述逆变器(150)还包括短路装置(110)，该短路装置可由控制装置(40)控制。
6.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述逆变器(150)还包括并联开关装置(60)，该并联开关装置可由控制装置(40)这样控制，使得该并联开关装置在危险情况下能够使子串(70a、70b、70c)并联。
7.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述光伏设备(1)还包括接地装置(140)，该接地装置可由控制装置(40)这样控制，使得该接地装置在危险情况下能够使至少一个子串(70a、70b、70c)的至少一个端口接地。
8.根据权利要求1至7之一所述的光伏设备，其特征在于，包括串联开关装置(50)、DC断开装置(80)、短路装置(110)、并联开关装置(60)和接地装置(140)的组中的至少一个元件包括继电器。
9.根据权利要求1至7之一所述的光伏设备，其特征在于，包括串联开关装置(50)、DC断开装置(80)、短路装置(110)、并联开关装置(60)和接地装置(140)的组中的至少一个元件包括半导体开关。
10.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述控制装置(40)构造用于识别光伏设备的对应于危险情况的运行状态。
11.根据权利要求1所述的光伏设备，其特征在于，所述控制装置(40)构造用于接收对应于危险情况的信号，该信号通过控制导线、无线连接或通过连接导线(120、130)被传递给子串(70a、70b、70c)或电网(30)。
12.一种用于在危险情况下利用设置在逆变器的壳体中或者设置在位于逆变器附近的单独的盒子中的装置限制光伏设备发电机(70)电压的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
－在发电机电压大于危险极限值的情况下运行光伏设备，所述光伏设备具有发电机(70)的以串联设置的子串(70a、70b、70c)，其中，发电机(70)具有多个子串(70a、70b、70c)并且连接到逆变器(150)上，所述逆变器(150)包括控制装置(40)和用于使子串串联的串联开关装置(50)，所述串联开关装置(50)设置在逆变器(150)的壳体中或者设置在位于逆变器(150)附近的单独的盒子中，所述控制装置用于控制串联开关装置(50)；
－检测危险情况；
－响应于检测出的危险情况，通过利用所述串联开关装置(50)断开串联设置将发电机电压调节为低于危险极限值的值。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将发电机电压调节为低于危险极限值的值包括：将发电机(70)的子串(70a、70b、70c)的串联设置转换为并联设置。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，响应于检测出的危险情况，所述方法附加地包括将至少一个子串(70a、70b、70c)的至少一个端口与地建立电连接。
15.根据权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，还借助升压转换器将发电机电压调节为低于危险极限值的值，该升压转换器将发电机电压转换为逆变桥(20)预定的输入电压值。
16.根据权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，检测下述危险情况之一：
－出现孤岛状况；
－识别出光伏设备(1)电连接中的电弧；
－识别出光伏设备(1)电连接中的接地；
－触发发电机断开装置；
－触发手动应急关断装置；
－外部传感器装置响应；
－识别出光伏设备(1)电特性参数中代表危险的变化；
－接收与所述光伏设备处于数据连接中的另一光伏设备或另一逆变器(150)的对应于危险情况的另一个信号。
17.根据权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，所述危险极限值在60伏至150伏之间。
18.根据权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，在将发电机电压调节为低于危险极限值的值的过程中，光伏设备仍继续向与该光伏设备连接的电网(30)馈入电功率。
19.根据权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，将发电机电压调节为低于危险极限值的值包括：使发电机(70)的子串(70a、70b、70c)之一短路。
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010017746A1 (de) * 2010-05-03 2011-11-03 Sma Solar Technology Ag Verfahren zur Begrenzung der Generatorspannung einer photovoltaischen Anlage im Gefahrenfall und photovoltaische Anlage
DE102011109615A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 Würth Solar Gmbh & Co. Kg Photovoltaik-Modul Kombination mehrerer Photovoltaik-Module
DE102011015392A1 (de) * 2011-03-29 2012-10-04 Adensis Gmbh Zwei-Schalter Überspannungsschutz
DE102011017362A1 (de) 2011-04-16 2012-10-18 Adensis Gmbh Drei-Schalter Überspannungsschutz
US9184594B2 (en) * 2011-06-03 2015-11-10 Schneider Electric Solar Inverters Usa, Inc. Photovoltaic voltage regulation
EP2587334A1 (en) * 2011-10-24 2013-05-01 Imec Reconfigurable PV configuration
DE202011109688U1 (de) 2011-12-31 2012-03-01 Raik Stiebert Sicherheitsgerichtete Konstruktion und Freischaltung von Photovoltaikanlagen und sicherheitsgerichtete Erdung von Löscheinrichtungen
DE102012101340B4 (de) * 2012-02-20 2015-11-19 Sma Solar Technology Ag Schutz von Photovoltaikmodulen eines Photovoltaikgenerators vor Überspannungen gegenüber Erde
US20130271888A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Sma Solar Technology Ag Photovoltaic System and Apparatus for Operating a Photovoltaic System
DE102012104384B4 (de) 2012-05-22 2014-03-13 Solarworld Innovations Gmbh Einpolige Schalteinheit für die Begrenzung des Energieflusses in einer Reihenschaltung von Photovoltaikmodulen, Photovoltaikmodul-Anordnung und Photovoltaikmodul
DE102012104383B4 (de) 2012-05-22 2014-03-13 Solarworld Innovations Gmbh Steuerung für eine Photovoltaikmodul-Anordnung, Photovoltaikmodul-Anordnung und Wechselrichter für eine Photovoltaikmodul-Anordnung
DE102012110110B4 (de) * 2012-10-23 2016-12-08 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter, Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters und Energieversorgungsanlage mit einem Wechselrichter
EP2770539A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-27 Total Marketing Services Electronic management system for electricity generating cells, electricity generating system and method for electronically managing energy flow
US9680305B2 (en) * 2013-03-14 2017-06-13 Hiq Solar, Inc. Implementation of fire safety shutdown for solar panels with high reliability
US9524832B2 (en) 2013-03-15 2016-12-20 Solantro Semiconductor Corp Intelligent safety disconnect switching
US9697961B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-04 Solantro Semiconductor Corp. Photovoltaic bypass switching
US9780234B2 (en) 2013-06-14 2017-10-03 Solantro Semiconductor Corp. Photovoltaic bypass and output switching
DE102013110240B4 (de) 2013-09-17 2017-09-07 Sma Solar Technology Ag Schaltungsanordnung für einen Photovoltaikwechselrichter zur Ausschaltentlastung mit Kurzschlussschaltern und Verwendungen der Schaltungsanordnung
DE102013221446A1 (de) * 2013-10-22 2015-04-23 Kaco New Energy Gmbh Wechselrichter-System und PV-System
DE102013221444B4 (de) * 2013-10-22 2019-02-07 Kaco New Energy Gmbh Wechselrichter-System und Energieversorgungsvorrichtung
US9799779B2 (en) * 2013-11-08 2017-10-24 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Systems and methods for photovoltaic string protection
JP3189106U (ja) * 2013-12-12 2014-02-20 ティー・エス・ビー株式会社 太陽光発電システム
US9843193B2 (en) 2014-07-30 2017-12-12 Robert Getsla Safety shutdown system for photovoltaic power generators
US10992255B2 (en) 2014-10-28 2021-04-27 Sunpower Corporation Photovoltaic module or array shutdown
CN107408820A (zh) 2014-12-16 2017-11-28 Abb瑞士股份有限公司 能量板布置功率耗散
WO2016123305A1 (en) 2015-01-28 2016-08-04 Abb Technology Ag Energy panel arrangement shutdown
EP3259841B1 (en) 2015-02-22 2020-10-07 MARICI Holdings The Netherlands B.V. Photovoltaic string reverse polarity detection
US9812869B2 (en) * 2016-03-21 2017-11-07 Solarcity Corporation Rapid shutdown and safety disconnect for hybrid PV systems
DE102016115295A1 (de) * 2016-08-17 2018-02-22 Sma Solar Technology Ag Trennvorrichtung für einen photovoltaischen String
KR101712823B1 (ko) * 2016-08-18 2017-03-22 주식회사 광명전기 화재 예방을 위한 바이패스 기능을 가지는 태양광 접속반
US11538943B2 (en) * 2016-09-12 2022-12-27 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Photovoltaic system, direct current hybrid switching device, use and method for switching a photovoltaic string on and off
CN106330090B (zh) * 2016-10-17 2018-05-22 中国葛洲坝集团电力有限责任公司 一种智能温控光伏阵列系统
DE102016125219B4 (de) * 2016-12-21 2019-01-17 Sma Solar Technology Ag Schaltung zur Spannungsbegrenzung in einem Photovoltaikfeld, Photovoltaikfeld und Verfahren zur Spannungsbegrenzung
DE102017102771A1 (de) * 2017-02-13 2018-08-16 Sma Solar Technology Ag Verfahren zur Bestimmung einer maximal möglichen Leistung einer PV-Anlage und PV-Anlage
US10672918B2 (en) * 2017-07-19 2020-06-02 Solantro Semiconductor Corp. Photovoltaic panel rapid shutdown and recovery
DE102017007024A1 (de) * 2017-07-25 2019-01-31 Kostal Industrie Elektrik Gmbh Photovoltaik-Wechselrichteranordnung und Verfahren zum Betreiben einer solchen
CN107505877A (zh) * 2017-09-25 2017-12-22 国网山东省电力公司莱阳市供电公司 一种智能光伏发电系统防护装置
DE102018108472A1 (de) * 2018-04-10 2019-10-10 Sma Solar Technology Ag Photovoltaische Energieerzeugungsanlage, Versorgungsleitung für eine Energieerzeugungsanlage, Gegenstecker und Wechselrichter
DE102018219293A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Kaco New Energy Gmbh Wechselrichter
CN109245711B (zh) * 2018-11-26 2020-02-28 海宁昱能电子有限公司 一种光伏系统安全保护设备
DE102020102399A1 (de) * 2020-01-31 2021-08-05 Eaton Intelligent Power Limited Schaltungsschutzvorrichtung und - system mit strom versorgungswandlung und - steuerung für dc-lasten
DE102020129918A1 (de) 2020-11-12 2022-05-12 Sma Solar Technology Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erdung eines Gleichspannungsnetzes
CN114006416A (zh) * 2021-12-28 2022-02-01 北京思凌科半导体技术有限公司 电源输出功率配置系统
KR102688738B1 (ko) * 2022-07-25 2024-07-26 (주)한빛이노텍 지락 차단에 강인한 태양광 발전 시스템
ES2967960A1 (es) * 2023-11-13 2024-05-06 Energias Renovables Erin S L Dispositivo de control de voltaje y desconexión de módulos fotovoltaicos para string

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4333136A (en) * 1979-11-26 1982-06-01 Baker Richard H Solar powered automatic turn-on control (SPA-TOC) unit and method
JPH07177652A (ja) * 1993-12-17 1995-07-14 Canon Inc 太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの保護方式
JP3271730B2 (ja) * 1994-04-28 2002-04-08 キヤノン株式会社 発電システムの充電制御装置
JPH09182279A (ja) * 1995-10-26 1997-07-11 Nitto Kogyo Kk 太陽光発電システムにおける短絡検出装置
JP3700809B2 (ja) * 1997-09-29 2005-09-28 積水樹脂株式会社 太陽電池装置
JP2000269531A (ja) * 1999-01-14 2000-09-29 Canon Inc 太陽電池モジュール、太陽電池モジュール付き建材、太陽電池モジュール外囲体及び太陽光発電装置
JP3469807B2 (ja) * 1999-03-24 2003-11-25 鐘淵化学工業株式会社 太陽電池発電装置と該装置用配線器具及び配線構造
JP2001068706A (ja) * 1999-08-25 2001-03-16 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池装置
US6593520B2 (en) * 2000-02-29 2003-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Solar power generation apparatus and control method therefor
JP2004334704A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Canon Inc 電力変換装置およびその制御方法、並びに、太陽光発電装置
US7016793B2 (en) * 2003-10-01 2006-03-21 General Electric Company Method and apparatus for anti-islanding protection of distributed generations
US7972437B2 (en) * 2004-03-22 2011-07-05 The Regents Of The University Of California Hollow nanocrystals and method of making
JP4101212B2 (ja) * 2004-06-29 2008-06-18 シャープ株式会社 電源回路
US8204709B2 (en) * 2005-01-18 2012-06-19 Solar Sentry Corporation System and method for monitoring photovoltaic power generation systems
DE102005018173B4 (de) 2005-04-19 2009-05-14 Swiontek, Karl, Dipl.-Ing. Schalteinrichtung zur sicheren Betriebsunterbrechung von Photovoltaikanlagen
DE102006023563B4 (de) * 2006-05-19 2020-09-10 Kostal Industrie Elektrik Gmbh Photovoltaik-Anlage
DE102006060815B4 (de) 2006-09-21 2013-05-29 Solarworld Innovations Gmbh Solarenergieerzeugungsanlage
JP2008228558A (ja) * 2006-11-30 2008-09-25 Beijing Hi-Tech Wealth Investment & Development Co Ltd 光電池を用いた電力供給の方法、装置およびシステム
US8816535B2 (en) * 2007-10-10 2014-08-26 Solaredge Technologies, Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
WO2009073868A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge, Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US7772716B2 (en) * 2007-03-27 2010-08-10 Newdoll Enterprises Llc Distributed maximum power point tracking system, structure and process
DE102007032605A1 (de) 2007-07-11 2009-02-05 Robert Maier Fotovoltaikanlage
US7768751B2 (en) * 2008-01-29 2010-08-03 Advanced Energy Industries, Inc. System and method for ground fault detection and interruption
FR2923653B1 (fr) * 2007-11-08 2009-11-27 Harald Hauf Procede de fonctionnement et dispositif de commande d'une installation energetique a modules photovoltaiques.
US8018748B2 (en) * 2007-11-14 2011-09-13 General Electric Company Method and system to convert direct current (DC) to alternating current (AC) using a photovoltaic inverter
DE102008014129B4 (de) * 2008-03-13 2009-12-31 Moeller Gmbh Schutzvorrichtung für Solarpanels
EP2104200B1 (de) * 2008-03-22 2019-02-27 SMA Solar Technology AG Verfahren zur ansteuerung eines multi-string-wechselrichters für photovoltaikanlagen
DE102008021654B3 (de) * 2008-04-30 2009-12-10 Insta Elektro Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Fotovoltaikanlage sowie Fotovoltaikanlage
US9048353B2 (en) * 2008-07-01 2015-06-02 Perfect Galaxy International Limited Photovoltaic DC/DC micro-converter
WO2010002960A1 (en) * 2008-07-01 2010-01-07 Satcon Technology Corporation Photovoltaic dc/dc micro-converter
DE102008039205A1 (de) * 2008-08-22 2010-04-22 EPROTECH Reimann e.K. Jürgen Reimann Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einzelner Photovoltaikmodule einer Photovoltaikanlage
DE102008050402B4 (de) * 2008-10-04 2025-03-20 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Schaltungsanordnung mit einem Hochsetzsteller und Wechselrichterschaltung mit einer solchen Schaltungsanordnung
ES2338088B8 (es) * 2008-10-30 2011-08-04 Asea Brown Boveri, S.A Sistema y metodo de optimizacion de energia en generadores fotovoltaicos.
WO2010078303A2 (en) * 2008-12-29 2010-07-08 Atonometrics, Inc. Electrical safety shutoff system and devices for photovoltaic modules
DE102009019831A1 (de) * 2009-05-04 2010-11-11 Voltwerk Electronics Gmbh Schaltungsanordnung
DE102009032288A1 (de) * 2009-07-09 2011-01-13 Kostal Industrie Elektrik Gmbh Photovoltaikanlage
EP2296244B1 (de) * 2009-08-06 2015-02-18 SMA Solar Technology AG Verfahren und Schaltungsanordnung zum Verbinden mindestens eines Strings einer Photovoltaikanlage mit einem Wechselrichter
US20110090607A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Luebke Charles J String and system employing direct current electrical generating modules and a number of string protectors
JP2011120449A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Sanyo Electric Co Ltd 発電システム、制御装置および切替回路
KR101097260B1 (ko) * 2009-12-15 2011-12-22 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법
DE102010006124B4 (de) * 2010-01-29 2015-04-09 Platinum Gmbh Schaltungsanordnung mit einem Hochsetzsteller und Wechselrichterschaltung mit einer solchen Schaltungsanordnung
US9042145B2 (en) * 2010-01-29 2015-05-26 Platinum Gmbh Circuit configuration with a step-up converter, and inverter circuit having such a circuit configuration
DE102010012294B4 (de) * 2010-03-23 2012-04-26 Adensis Gmbh Photovoltaikanlage mit Potentialabsenkung
DE102010017746A1 (de) * 2010-05-03 2011-11-03 Sma Solar Technology Ag Verfahren zur Begrenzung der Generatorspannung einer photovoltaischen Anlage im Gefahrenfall und photovoltaische Anlage
US20120050924A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Current collecting box for photovoltaic power generation
DE102010055550A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter, Energieerzeugungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage
US8547669B2 (en) * 2011-01-12 2013-10-01 Schneider Electric USA, Inc. Arc fault mitigation for photovoltaic systems
US9373964B2 (en) * 2012-05-16 2016-06-21 General Electric Company Optimized control of a power converter in response to load conditions

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