DE102013106255A1

DE102013106255A1 - Kabelmodul für Modulwechselrichter eines Photovoltaikgenerators

Info

Publication number: DE102013106255A1
Application number: DE102013106255.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Franke; Andreas Beck
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2014-12-18
Also published as: DE202013012612U1; KR20160020507A; US20160149539A1; CN105594119A; WO2014198856A1; TW201511464A; AU2014280127A1; TWI538386B

Abstract

Es wird eine Wechselstromverkabelung für einen Photovoltaikgenerator mit einer Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen gezeigt. Die Wechselstromverkabelung weist eine Wechselstrom-Trunkleitung und hieran angeschlossene Stichkabel zum Einspeisen des Wechselstroms aus der Mehrzahl von Modulwechselrichtern in die gemeinsame Wechselstrom-Trunkleitung auf, so dass die Wechselstrom-Trunkleitung entfernt von den Modulwechselrichtern verlegbar ist, und ist aus einer Mehrzahl von vorkonfektionierten Kabelmodulen zusammengesetzt. Die vorkonfektionierten Kabelmodule umfassen dabei jeweils folgende Bauteile: Einen ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder, einen den ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt und ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt verbundenes Stichkabel. Die Kabelmodule sind dabei mittels ihrer ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder zu einer seriellen Kette zusammengesteckt, so dass die somit seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte gemeinsam die Wechselstrom-Trunkleitung bilden, wobei den Modulwechselrichtern jeweils ein Kabelmodul mit einem Stichkabel zugeordnet ist, so dass die Modulwechselrichter mittels des jeweils zugeordneten Stichkabels an die Wechselstrom-Trunkleitung anschließbar sind, und wobei die Stichkabel mit einem Leiterende jeweils direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des zugehörigen Kabelmoduls angeschlossen und fest mit diesem verbunden sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kabelmodul zum elektrischen Anschließen von Modulwechselrichtern photovoltaischer Solarmodule an ein Wechselstromnetz sowie ein derartiges Verfahren.
Hintergrund der Erfindung
Der Bereich der Photovoltaikgeneratoren, bei welchen typischerweise mittels siliziumbasierter Halbleiter elektrischer Strom erzeugt wird, unterliegt einem ungebrochenen Entwicklungsbestreben. So ist es zwar seit Jahrzehnten bekannt, photovoltaische Solarmodule zur Stromerzeugung einzusetzen, jedoch sind vor Allem in mitteleuropäischen Lagen die besonders geeigneten Flächen bereits nahezu vollständig erschlossen.
Die besonders geeigneten Flächen zeichnen sich hierbei dadurch aus, dass diese möglichst ideal nach Süden ausgerichtet sind, dort mit den Solarmodulen ein Anstellwinkel von zirka 35° gegenüber dem Erdboden realisierbar ist und die Fläche, und damit die Solarmodule, im Tagesgang der Sonne nicht verschattet wird. Unter diesen Bedingungen kann ein Photovoltaikgenerator seine optimale elektrische Leistungsausbeute erreichen. Häufig werden hierfür Hausdach- oder andere Dachflächen herangezogen, die eine typische Dachschräge gerade im Bereich des idealen Anstellwinkels oder zumindest in dessen Nähe aufweisen.
Es gibt eine weit größere Anzahl an Flächen, die prinzipiell ebenfalls als Fläche für einen Photovoltaikgenerator verwendet werden könnte. Für das Erschließen weiterer Flächen werden besonders mögliche Verschattungen, verursacht beispielsweise durch Dachaufbauten oder umliegende schattenwerfende Objekte wie Bäume, Hochhäuser oder Industrieanlagen, erhebliche Probleme aufwerfen.
In klassischen Photovoltaikgeneratoren werden einzelne Photovoltaikmodule (PV-Module) in Reihe zu einem Strang verschaltet, so dass sich deren Spannungen addieren. Je nach Anlagengröße wird ein Strang oder werden mehrere Stränge zu einem String-Wechselrichter geführt, an welchem der generierte Gleichstrom in konformen Wechselstrom des öffentlichen Stromversorgungsnetzes transformiert wird.
Problematisch kann hierbei die Reihenschaltung, insbesondere bei Verschattungen, sein. Die Abschattung eines einzelnen PV-Moduls oder gar einer einzelnen Zelle eines PV-Moduls hat Auswirkungen auf den Ertrag des gesamten Strings. Es reicht daher bereits aus, wenn nur vereinzelt Blätter auf den PV-Modulen verteilt liegen, um den Ertrag des Photovoltaikgenerators zu senken. Verschiedene Dachaufbauten wie Gauben und Schornsteine können aber den Ertrag ebenso zuverlässig senken, wenn diese zeitweise Schatten auf PV-Module werfen.
Demgegenüber schaffen Sicherheitsmechanismen wie typischerweise in den auf der Rückseite der PV-Module befindlichen Anschlussdosen angebrachte Bypassdioden oft nur eine trügerische Sicherheit. Zwar leiten die Bypassdioden den Strom der unverschatteten Module des Strings um den ”Engpass” der abgeschatteten Stelle herum und bieten prinzipiell somit Schutz vor gefährlichen Hot Spots. In den wenigsten Fällen sind diese Bypassdioden allerdings dafür ausgelegt, über den gesamten Lebenszyklus eines PV-Moduls hinweg permanente oder wiederkehrende Verschattungen zu kompensieren. Die Folge ist häufig ein Ausfall der Bypassdiode durch Überlastung und hieraus erneut eine Ertragssenkung des gesamten Strangs.
Üblicherweise lässt man daher Flächenbereiche, bei denen (zeitweise) Verschattungen bekannt oder zu erwarten sind, frei von PV-Modulen oder man schaltet selektierte PV-Module zu bestimmten Strängen zusammen, die in der Erwartung ähnlich stark von Verschattungen betroffen sein werden.
Eine bekannte Möglichkeit, das Ausmaß des Problems zu verkleinern, ist es, die PV-Module jeweils nur parallel zueinander oder im Wesentlichen nur parallel zueinander zu schalten, also keine Stränge aus in Reihe geschalteten PV-Modulen zu bilden. Hierbei addieren sich nicht mehr die Spannungen, sondern vielmehr die Ströme der Anlage, es resultiert eine Gleichstromeinzelmodulanbindung. Da mit hohen Strömen und niedrigen Spannungen aber höhere Übertragungsverluste resultieren, wird die reine Parallelverschaltung von PV-Modulen, mit Ausnahme von Kleinstanlagen wie beispielsweise auf Wohnmobilen, nur selten verwendet, wenn überhaupt.
Eine relativ junge Möglichkeit, die genannten Probleme zu lösen, ist der Einsatz von Modulwechselrichtern. Hierbei wird in der Nähe jedes PV-Moduls ein kleiner Modulwechselrichter angebracht, der gerade so hinsichtlich der maximalen Leistungsaufnahme dimensioniert ist, dass er die Leistung eines oder weniger, beispielsweise von zwei PV-Modulen, transformieren kann. Dies ermöglicht den Einsatz kostengünstiger und kleiner Bauteile, die einen weiter verbesserten Wirkungsgrad erreichen können.
Durch den Einsatz von Modulwechselrichtern werden die PV-Module unabhängig voneinander, so dass jedes PV-Modul permanent im optimalen Arbeitspunkt betrieben werden kann. Bereiche, die regelmäßig verschattet werden, beeinflussen daher nicht mehr die Leistungsausbeute der übrigen PV-Module desselben Strangs, so dass unverschattete PV-Module nicht mehr von verschatteten PV-Modulen beeinträchtigt werden. Zugleich ist aber auch eine bessere Leistungsausbeute als bei einer Gleichstromeinzelmodulanbindung gegeben.
An die Verschaltung der PV-Module werden nun allerdings neue Herausforderungen gestellt, da sich die Verschaltung eines PV-Wechselstromnetzes grundlegend von der Verschaltung eines PV-Gleichstromnetzes unterscheidet.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Verschaltung von Photovoltaik-Modulwechselrichtern zu einem Wechselstromnetz bereitzustellen, wobei besonders niedrige Verluste der elektrischen Verkabelung realisiert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Verschaltung kostengünstig bereitzustellen.
Noch eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Verschaltung derart zu gestalten, dass die PV-Module im Auslieferungszustand gut stapelbar sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Erfindungsgemäß weist ein Photovoltaikgenerator eine Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen sowie auch eine Wechselstromverkabelung zum Abführen der elektrischen Leistung von den Modulwechselrichtern auf.
Die Wechselstromverkabelung eines einzelnen PV-Moduls umfasst erfindungsgemäß eine Wechselstrom-Trunkleitung und ein hieran angeschlossenes Stichkabel zum jeweiligen Einspeisen des Wechselstroms aus der Mehrzahl von Modulwechselrichtern in die gemeinsame Wechselstrom-Trunkleitung.
Die Wechselstrom-Trunkleitung stellt somit die Sammelleitung dar, in die die einzelnen PV-Module ihre Leistung mittels der Modulwechselrichter und über die Stichleitung einspeisen. Diese Hauptleitung kann sich über den gesamten oder nur einen Teil des Photovoltaikgenerators erstrecken und kann aus einer Mehrzahl von vorzugsweise gleichartigen, vorkonfektionierten Kabelmodulen bestehen. Mit dieser Haupt- oder Sammelleitung wird daher der in den PV-Modulen generierte Strom zum Netzanschluss transportiert.
Die vorkonfektionierten Kabelmodule weisen einen ersten und gegenüberliegend zu dem ersten einen zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder für Wechselstrom auf, an welche jeweils ein weiteres Kabelmodul eines benachbarten PV-Moduls angeschlossen werden kann.
Ferner weisen die Kabelmodule einen den ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt auf, welcher den ersten Trunkleitungs-Steckverbinder von dem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des Kabelmoduls beabstandet, um insbesondere ein einfaches Verbinden mit dem jeweils benachbarten PV-Modul zu ermöglichen.
Mit anderen Worten werden die Kabelmodule mittels ihrer ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder zu einer seriellen Wechselstromkette zusammengesteckt, so dass die somit seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte gemeinsam die Wechselstrom-Trunkleitung bilden.
Die Kabelmodule weisen ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt, und somit im zusammengesteckten Zustand mit der Wechselstrom-Trunkleitung, verbundenes Stichkabel auf. Vermittels des Stichkabels kann die Wechselstrom-Trunkleitung entfernt von den Modulwechselrichtern bzw. den zugehörigen PV-Modulen verlegt werden. Mit anderen Worten ermöglicht das Stichkabel ein relativ freies Verlegen der Wechselstrom-Trunkleitung.
Jedem der Modulwechselrichter ist jeweils ein Kabelmodul mit einem Stichkabel zugeordnet, so dass die Modulwechselrichter mittels des jeweils zugeordneten Stichkabels an die Wechselstrom-Trunkleitung anschließbar sind, andererseits aber auch keine überschüssigen und damit freien Stichleitungsenden an dem Installationsort verbleiben.
Die Stichkabel können mit einem ersten Leiterende jeweils direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des zugehörigen Kabelmoduls angeschlossen und fest mit diesem verbunden sein. Die feste Verbindung ist bevorzugt vorkonfektioniert hergerichtet und nicht zerstörungfrei lösbar.
Das Stichkabel ist bevorzugt mindestens zweipolig bzw. zweiadrig ausgeführt, besonders bevorzugt drei- oder fünfadrig entsprechend der üblichen einzuspeisenden ein- oder dreiphasigen Stromnetze (Dreiadrig entspricht dem gewöhnlichen Haushaltsnetz, fünfadrig dem Starkstromnetz). Bevorzugt sind Stichkabel und Wechselstrom-Trunkleitung zueinander gleichadrig ausgeführt, weisen also dieselbe Anzahl elektrischer Adern auf.
Bevorzugt weisen die ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder Metall-Steckkontakte auf, welche jeweils mit komplementären Metall-Steckkontakten des hiermit gepaarten komplementären Trunkleitungs-Steckverbinders des in der Kette unmittelbar benachbarten Kabelmoduls zusammengesteckt sind. Dies können beispielsweise Metall-Stecker und komplementär dazu Metall-Buchsen sein.
Die Leiterenden der elektrischen Einzelleiter des Trunkleitungs-Kabelabschnitts und des Stichkabels sind dabei insbesondere jeweils direkt an den jeweiligen Metallsteckkontakt angeschlossen, also beispielsweise angecrimpt, angelötet oder angeschweißt.
Mit anderen Worten werden die Adern des Stichkabels bis in den ersten oder zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder hineingeführt und dort unmittelbar an den Kontaktstecker der jeweiligen Ader zusammen mit der entsprechenden Ader des Trunkleitungs-Kabelabschnitts angeschlossen. Durch die unmittelbare Kontaktierung der Adern in dem Trunkleitungs-Steckverbinder werden besonders vorteilhaft weitere kosten- und platzintensive Bauteile zusammen mit deren jeweiligen elektrischen Übergangswiderständen eingespart.
Der Leiterquerschnitt der Trunkleitungs-Kabelabschnitte ist bevorzugt erheblich größer als der Leiterquerschnitt der Stichkabel. Beispielsweise kann der Leiterquerschnitt der Trunkleitungs-Kabelabschnitte ungefähr 4 mm² und der Leiterquerschnitt der Stichkabel ungefähr 0,75 mm² betragen.
Die ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder weisen Gehäuse auf, welche die Metall-Steckkontakte, die Leiterenden des jeweiligen Trunkleitungs-Kabelabschnitts und des jeweiligen Stichkabels beherbergen und welche insbesondere dielektrisch ausgeführt sind. Ferner können die Gehäuse der ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder innen mit isolierender Vergussmasse vergossen sein und die Vergussmasse bei demjenigen Trunkleitungs-Steckverbinder ohne Stichkabel den Endabschnitt des Trunkleitungs-Kabelabschnitts, also insbesondere die freigelegten Aderendstücke, einschließen. Bei demjenigen Trunkleitungs-Steckverbinder mit direkt angeschlossenem Stichkabel kann die Vergussmasse den Endabschnitt des Trunkleitungs-Kabelabschnitts und denjenigen des Stichkabels einschließen, also insbesondere die jeweiligen Aderendstücke. Hierdurch wird ein besonders sicherer Schutz vor Stromschlag gewährleistet sowie die freiliegenden Adern von der Feuchtigkeit der Umgebungsluft entkoppelt. Darüber hinaus verbessert die Vergussmasse die Kälteschlagfestigkeit gemäß der Norm UL 1703 Nr. 30.
Die Trunkleitungs-Steckverbinder weisen bevorzugt ein Steckgesicht auf. Mittels des Steckgesichts können die Trunkleitungs-Steckverbinder mit dem gepaarten komplementären Trunkleitungs-Steckverbinder des in der Kette unmittelbar benachbarten Kabelmoduls zusammengesteckt werden, wobei bei demjenigen Trunkleitungs-Steckverbinder mit direkt angeschlossenem Stichkabel der Trunkleitungs-Kabelabschnitt und das Stichkabel beide auf der dem Steckgesicht gegenüberliegenden Seite parallel zueinander in das Gehäuse des Trunkleitungs-Steckverbinders eintreten. Mit anderen Worten treten sowohl das Stichkabel als auch der Trunkleitungs-Kabelabschnitt bevorzugt an derselben Seite des Gehäuses in den Trunkleitungs-Steckverbinder ein, so dass alle Adern parallel zueinander verlaufen.
Das Stichkabel und der Trunkleitungs-Kabelabschnitt treten dabei bevorzugt durch zwei separate rückwärtige Öffnungen in das entsprechende Gehäuse ein, wobei diese jeweils mit einer Ringdichtung in der jeweiligen rückwärtigen Öffnung abgedichtet sind.
Die Wechselstrom-Trunkleitung und die Stichkabel sind bevorzugt zumindest drei-, vier- oder fünfpolig ausgebildet, wobei die Trunkleitungs-Steckverbinder zumindest drei, vier oder fünf Metall-Steckkontakte aufweisen. Besonders bevorzugt sind die Metall-Steckkontakte nebeneinander in einer Ebene angeordnet, so dass sich eine besonders flache Bauweise ergibt. Durch die flache Bauweise ist es möglich, den Trunkleitungs-Steckverbinder unterhalb des PV-Moduls auch während des Transports so bereitzuhalten, dass der Abstand zwischen den PV-Modulen nicht wegen der Trunkleitungs-Steckverbinder vergrößert werden muss.
Die Gehäuse der Trunkleitungs-Steckverbinder sind daher mit anderen Worten erheblich breiter als hoch ausgebildet, wodurch sie eine flache Form aufweisen. Insbesondere beträgt dabei die Breite der Gehäuse mindestens 30 mm und die Höhe der Gehäuse höchstens 20 mm.
Die Wechselstrom-Trunkleitung und die Stichkabel sind bevorzugt jeweils entweder für den Transport eines einphasigen Wechselstroms ausgebildet, also einphasig mit drei Einzeladern ausgeführt, nämlich Phase, Erdleiter und Schutzleiter, oder aber für den Transport eines mehrphasigen, auch als Drehstrom bezeichneten Wechselstroms, und dann mit zumindest vier, besonders bevorzugt fünf Einzeladern ausgeführt. Die Trunkleitungs-Steckverbinder weisen dabei entsprechend drei bzw. vier oder fünf elektrisch voneinander getrennte Metall-Steckkontakte auf.
Der Schutzleiter ist bevorzugt zwischen der Phase und dem Erdleiter angeordnet ist, besonders bevorzugt mittig im Steckgesicht angeordnet, wodurch ein Kippschutz realisiert wird. Besonders bevorzugt ist der Schutzleiter vorauseilend ausgebildet, ragt also beispielsweise etwas weiter hervor, als Phase bzw. Erdleiter, so dass eine Erhöhung der Sicherheit ermöglicht ist, indem stets zuerst der Schutzleiter verbunden wird, bevor Phase oder Erdleiter eine Verbindung herstellen können. Mit anderen Worten kontaktiert der vorauseilende Schutzleiter beim Zusammenstecken der Steckverbinder stets als erster bzw. trennt der vorauseilende Schutzleiter beim Abziehen der Steckverbinder stets als letzter, um eine sorgfältige Absicherung zu gewährleisten und Potentialdifferenzen vor dem Kontakt der Phase abzubauen.
Die Kabelmodule sind bevorzugt derart vorkonfektioniert, dass die Aderendstücke des Stichkabels, welche dem an den Trunkleitungs-Steckverbinder angeschlossenen Leiterende gegenüberliegen, fest mit dem zugehörigen Modulwechselrichter verdrahtet sind oder fest in einen Steckverbinder zum Anstecken an einen komplementären Steckverbinder des Modulwechselrichters eingebracht sind, beispielsweise dort angecrimpt, angeschweißt oder angelötet sind. Mit anderen Worten werden die Stichkabel besonders bevorzugt vor der Montage auf dem Dach bereits fest oder über einen Stecker lösbar mit dem Modulwechselrichter des PV-Moduls verbunden, so dass dies bei der Modulinstallation als eine Einheit, und damit erheblich schneller installiert werden kann.
Weiter bevorzugt ist auch der Modulwechselrichter derart ausgeführt, dass er an dem Rahmen des PV-Modul direkt montierbar ist und keine zusätzlich Bauhöhe beansprucht, so dass das PV-Modul mitsamt dem Modulwechselrichter und dem daran fest verdrahteten oder lösbar steckbaren Kabelmodul in einfacher Weise als Einheit montiert werden kann und auf der Baustelle keine zusätzliche Zeit für die elektrische Verbindungsherstellung beansprucht wird.
Ferner bevorzugt ist der erste Trunkleitungs-Steckverbinder der Kabelmodule als männlicher Steckverbinder und der zweite Trunkleitungs-Steckverbinder der Kabelmodule als hiermit paarbarer weiblicher Steckverbinder oder umgekehrt ausgebildet. Mit anderen Worten ist der erste Trunkleitungs-Steckverbinder ein Stecker und der zweite Trunkleitungs-Steckverbinder eine dazu komplementär koppelbare Buchse, so dass eine beliebig lange Kette aus der Aneinanderreihung von beliebig vielen gleichartigen Kabelmodulen gebildet werden kann. Der erste Trunkleitungs-Steckverbinder des netzseitig endständigen Kabelmoduls der Wechselstrom-Trunkleitung ist darüber hinaus an das Stromnetz oder ein zu dem Stromnetz führendes und einen Netzanschlussstecker aufweisendes Adapterkabel anschließbar.
Der zweite Trunkleitungs-Steckverbinder des dem netzseitig endständigen Kabelmoduls entfernt gegenüberliegenden endständigen Kabelmoduls der Wechselstrom-Trunkleitung bleibt bevorzugt ”blind”, d. h. nicht verbunden. Dieser Trunkleitungs-Steckverbinder wird mit einer bevorzugt spritzwassergeschützten Abschlusskappe abgedeckt, welche die Metall-Steckkontakte des blinden Trunkleitungs-Steckverbinder verschließt.
Die ersten Trunkleitungs-Steckverbinder können Verriegelungslaschen aufweisen, welche mit korrespondierenden Verriegelungsvorsprüngen des jeweils gepaarten zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders des benachbarten Kabelmoduls oder umgekehrt verrastet sind, um die Steckverbindung zwischen den Kabelmodulen in der Kette zu verriegeln. Die Verriegelungsvorsprünge bzw. Verriegelungslaschen sind bevorzugt seitlich an dem Trunkleitungs-Steckverbinder, also mit anderen Worten mit den Metall-Steckkontakten des Trunkleitungs-Steckverbinders in einer gemeinsamen Ebene, angeordnet, so dass die Bauhöhe des Trunkleitungs-Steckverbinders auch durch den Verriegelungsmechanismus nicht vergrößert wird.
Auch die Abschlusskappe kann zu den Verriegelungslaschen oder Verriegelungsvorsprüngen korrespondierende Verriegelungsvorsprünge bzw. Verriegelungslaschen aufweisen, mittels welchen die Abschlusskappe mit dem blinden Trunkleitungs-Steckverbinder der Wechselstrom-Trunkleitung verrastet wird. Somit ist gewährleistet, dass auch die Abschlusskappe fest am Trunkleitungs-Steckverbinder verrastet und ggf. auch nicht ohne Hilfe des Fachmanns gelöst werden kann.
Die Abschlusskappe kann auch eine Dichtung aufweisen, so dass der Verschluss des blinden Trunkleitungs-Steckverbinders der Wechselstrom-Trunkleitung spritzwassergeschützt ist.
An dem Gehäuse können ferner zusammen mit den Verriegelungsvorsprüngen in Steckrichtung hinter den Verriegelungsvorsprüngen, also senkrecht zu der gemeinsamen Ebene der Verriegelungsvorsprünge mit den Metall-Steckkontakten, Sicherungsvorsprünge angeordnet sein, welche ein unbeabsichtigtes Öffnen der Verriegelung erschweren oder gar verhindern.
Die Gehäuse können jeweils ein dielektrisches Außengehäuse und einen in dem Außengehäuse angeordneten dielektrischen Kontaktträger umfassen, in welchem die jeweiligen Metall-Steckkontakte festgelegt sind. Der Kontaktträger kann dabei mit einer Kontaktträgerdichtung derart abgedichtet sein, dass er das Innere des Gehäuses vor von dem Steckgesicht aus eindringender Feuchtigkeit schützt.
Ferner können die Gehäuse an ihrem jeweiligen Steckgesicht für jeden Metall-Steckkontakt eine Berührschutzhülse aufweisen, welche die leitenden Metall-Steckkontakte beherbergen. Die Gehäuse des ersten und/oder des zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders können auch einen die Berührschutzhülsen insgesamt umgebenden Dichtungskragen aufweisen.
Die Berührschutzhülsen der ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder sind dann bevorzugt komplementär ineinandersteckbar, wobei entweder der Dichtungskragen des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders in die Öffnung des zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders eingreift oder, falls an beiden Steckverbindern Dichtungskragen vorgesehen sind, die Dichtungskragen komplementär ineinandergreifen.
Zumindest einer der Dichtungskragen des ersten oder zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders kann eine umlaufende Ringdichtung zum Abdichten gegen den Dichtungskragen des komplementären Trunkleitungs-Steckverbinders aufweisen.
Das Verkabeln der Wechselstromseite einer Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen umfasst typischerweise die folgenden Schritte.
Zunächst werden die PV-Module mit einem zuvor bezeichneten Kabelmodul ausgerüstet. Vorzugsweise werden die PV-Module dabei auch bereits mit je einem Modulwechselrichter ausgerüstet, so dass die Stichkabel der Kabelmodule noch vor Auslieferung mit dem jeweiligen Modulwechselrichter entweder fest verdrahtet oder lösbar über eine Steckverbindung angeschlossen werden. Der jeweilige Modulwechselrichter kann dann ferner auch gleichspannungsseitig direkt mit der Anschlussdose des PV-Moduls verbunden werden.
Die Kabelmodule werden im Auslieferungszustand mit an beiden Trunkleitungs-Steckkverbindern endseitigen, einfach zu lösenden Transportkappen ausgerüstet. Die solcherart ausgerüsteten PV-Module werden, also in besonders vorteilhafter Weise gemeinsam mit den Kabelmodulen, an den Aufbauort des Photovoltaikgenerators ausgeliefert.
Dort werden im nächsten Schritt die PV-Module am Montageort angebracht und die Schutzkappen von den noch nicht zusammengesteckten Kabelmodulen entfernt. Die noch nicht zusammengesteckten Kabelmodule werden anschließend zusammengesteckt und bilden dadurch die gemeinsame Wechselstrom-Trunkleitung. Der blinde Trunkleitungs-Steckverbinder wird schließlich mittels einer dichtenden Abschlusskappe verschlossen und die Wechselstrom-Trunkleitung, vorzugsweise mit dem näheren Ende, mittels eines Netzanschlusssteckers an das Stromnetz angeschlossen.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die PV-Module ohne Modulwechselrichter und ohne Kabelmodule an den Aufbauort des Photovoltaikgenerators ausgeliefert werden. In diesem Fall werden am Aufbauort zunächst die Stichkabel der Kabelmodule an die Modulwechselrichter angeschlossen und sodann die Transportkappen von den noch nicht zusammengesteckten Kabelmodulen entfernt. Die noch nicht zusammengesteckten Kabelmodule werden anschließend zusammengesteckt und der blinde Trunkleitungs-Steckverbinder der Wechselstrom-Trunkleitung mit der zugehörigen Abschlusskappe verschlossen. Schließlich wird die Wechselstrom-Trunkleitung mit einem Netzanschlussstecker an das Stromnetz angeschlossen.
Ein erfindungsgemäßer Photovoltaikgenerator weist demnach eine Mehrzahl von Photovoltaikmodulen auf, von denen zumindest einige einen Modulwechselrichter aufweisen und die Modulwechselrichter mit der zuvor bezeichneten Wechselstromverkabelung verkabelt und an das Stromnetz angeschlossen sind.
Erfindungsgemäß besteht ein Set aus steckbaren Kabelbauteilen zum Vor-Ort-Zusammenstecken der Wechselstromverkabelung eines Photovoltaikgenerators mit einer Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen aus einer Vielzahl von gleichartigen vorkonfektionierten Kabelmodulen. Die Kabelmodule haben ihrerseits je einen männlichen und einen weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder, einen den männlichen und den weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt und ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt verbundenes Stichkabel, wobei beliebig viele der Kabelmodule mittels ihrer männlichen und weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder zu einer beliebig langen seriellen Kette zusammensteckbar sind, so dass die dann seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte gemeinsam die Wechselstrom-Trunkleitung bilden und die Modulwechselrichter mittels dem jeweils zugeordneten Stichkabel an die Wechselstrom-Trunkleitung angeschlossen werden, und wobei die Stichkabel mit einem Leiterende jeweils direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des zugehörigen Kabelmoduls angeschlossen und fest, d. h. nicht zerstörungfrei lösbar mit diesem verbunden sind.
Das Set aus steckbaren Kabelbauteilen weist ferner für jede zu steckende Wechselstrom-Trunkleitung eine männliche Abschlusskappe, welche auf den weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinders aufsteckbar ist oder eine weibliche Abschlusskappe, welche auf den männlichen Trunk-Leitungs-Steckverbinders aufsteckbar ist, auf, um diesen im Betrieb des Photovoltaikgenerators zu verschließen.
Zusätzlich zu den Abschlusskappen kann das Set ferner jeweils eine männliche Transportkappe, welche auf den weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder aufsteckbar ist und eine weibliche Transportkappe, welche auf den männlichen Trunk-Leitungs-Steckverbinders aufsteckbar ist, um diesen jeweils beim Transport zu verschließen, aufweisen.
Für die optional vorgesehenen Verriegelungslaschen des ersten Trunkleitungs-Steckverbinder, welche mit korrespondierenden Verriegelungsvorsprüngen des jeweils gepaarten zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders oder umgekehrt verrastbar sind, kann das modulare Stecksystem ein Entriegelungswerkzeug aufweisen, mittels welchem die Verriegelung entriegelt werden kann.
Die Transportkappen können dabei derart gestaltet sein, dass deren Verriegelungslaschen oder Verriegelungsvorsprünge ohne Spezialwerkzeug mit der Hand von den Trunkleitungs-Steckverbindern abziehbar sind. Die männlichen und weiblichen Abschlusskappen können ebenfalls Verriegelungslaschen bzw. Verriegelungsvorsprünge aufweisen, welche mit den korrespondierenden Verriegelungsvorsprüngen bzw. Verriegelungslaschen des zugehörigen Trunkleitungs-Steckverbinders verrastbar sind und die Verriegelung mit dem Entriegelungswerkzeug, ggf. sogar nur mit dem Entriegelungswerkzeug entrastbar ist.
Ferner wird ein Set aus paarbaren männlichen und weiblichen Photovoltaik-Steckverbindern sowie einem Entriegelungswerkzeug vorgestellt.
Hierbei weist der männliche und der weibliche Photovoltaik-Steckverbinder jeweils ein dielektrisches Gehäuse mit einem Steckgesicht mit Metall-Steckkontakten zum paarenden Verbinden mit den komplementären Metall-Steckkontakten des komplementären Photovoltaik-Steckverbinders auf, wobei das dielektrische Gehäuse eines der beiden männlichen oder weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder beidseits seitlich des Steckgesichts jeweils einen Verriegelungsvorsprung aufweist.
Das dielektrische Gehäuse des komplementären Photovoltaik-Steckverbinders weist beidseits seitlich des Steckgesichts jeweils eine mit dem Verriegelungsvorsprung verrastbare Verriegelungslasche auf, um die Steckverbindung zwischen dem männlichen und dem weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder im zusammengesteckten Zustand zu verriegeln.
Das dielektrische Gehäuse des männlichen oder weiblichen Photovoltaik-Steckverbinders kann ferner seitlich hinter dem Rastvorsprung oder der Rastlasche eine quer zur Steckrichtung verlaufende Nut aufweisen.
Das Entriegelungswerkzeug ist dabei im Großen und Ganzen U-förmig mit zwei Seitenflanken und einer die beiden Seitenflanken verbindenden Basis ausgebildet, wobei die beiden Seitenflanken des Entriegelungswerkzeugs einen sich quer von der Basis weg erstreckenden Entriegelungsbolzen aufweisen. Das Entriegelungswerkzeug ist somit quer zur Steckrichtung der Photovoltaik-Steckverbinder auf die zusammengesteckten und miteinander verrasteten männlichen und weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder aufsteckbar. In dem aufgesteckten Zustand kommt der Entriegelungsbolzen dabei zwischen der jeweiligen Verriegelungslasche und einem Gehäuseabschnitt zu liegen, wobei die jeweilige Verriegelungslasche von dem komplementären Verriegelungsvorsprung weg durch den Entriegelungsbolzen vorgespannt wird, so dass die Verriegelung der Steckverbindung zwischen dem männlichen und weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder soweit gelöst ist, dass die beiden zusammengesteckten Photovoltaik-Steckverbinder von Hand auseinanderziehbar sind. Mit anderen Worten drückt der Entriegelungsbolzen des Entriegelungswerkzeugs die Verriegelungslasche so von dem komplementären Verriegelungsvorsprung weg, dass die Verrastung nahezu oder vollständig gelöst ist und die Photovoltaik-Steckverbinder auseinandergezogen werden können.
Die Entriegelungsbolzen des Entriegelungswerkzeugs und das Gehäuse des männlichen oder weiblichen Photovoltaik-Steckverbinders weisen zueinander komplementäre Rastmittel auf, auf welchen das Entriegelungswerkzeug verrastet derart, dass das Entriegelungswerkzeug an dem Photovoltaik-Steckverbinder positioniert bleibt. Mit anderen Worten sind die Rastmittel dazu ausgebildet, das Entriegelungswerkzeug an einem der beiden Photovoltaik-Steckverbinder festzuhalten, so dass in vorteilhafter Weise besonders beim Auseinanderziehen der beiden zusammengesteckten Photovoltaik-Steckverbinder das Entriegelungswerkzeug nicht eigens gehalten werden muss. Dies ist besonders wertvoll, wenn bei Inspektionen oder Austauscharbeiten auf einem Dach Verbindungen der Photovoltaik-Steckverbinder gelöst werden sollen und das Entriegelungswerkzeug dort fest an dem Photovoltaik-Steckverbinder verbleiben kann, bis entsprechende Vorkehrungen getroffen werden können, das Entriegelungswerkzeug abzunehmen.
Die komplementären Rastmittel werden dabei einerseits von einer quer zum Entriegelungsbolzen verlaufenden Nut auf dem Entriegelungsbolzen und andererseits einer ebenfalls quer zum Entriegelungsbolzen bzw. in Steckrichtung des Photovoltaik-Steckverbinders verlaufenden Wulst an dem Gehäuse eines der Photovoltaik-Steckverbinder gebildet. Nut und komplementäre Wulst können auch in umgekehrter Ausführung angebracht sein, also mit der Nut an dem Gehäuse und dem Wulst an dem Entriegelungsbolzen.
Das Kabelmodul, welches einen ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder, einen den ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt und ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt verbundenes Stichkabel aufweist, kann mittels des ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders mit weiteren Kabelmodulen zu einer seriellen Kette zusammengesteckt werden. Die somit seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte bilden dann gemeinsam eine Wechselstrom-Trunkleitung. Mittels des Stichkabels des Kabelmoduls ist ein Modulwechselrichter eines Photovoltaikmoduls an die Wechselstrom-Trunkleitung anschließbar, wobei das Stichkabel mit dem einen Leiterende direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des Kabelmoduls mit zumindest drei elektrischen Adern angeschlossen und fest mit diesem verbunden ist. Mit dem anderen Leiterende ist das Kabelmodul ferner direkt und mit drei Adern fest verdrahtet mit dem Modulwechselrichter verbunden.
Das entsprechende Photovoltaikmodul weist einen an seiner sonnenabgewandten Rückseite angeordneten umlaufenden Stabilisierungsrahmen auf sowie eine an der Rückseite angebrachte Anschluss- und Verbindungsdose. Ein mit der Anschluss- und Verbindungsdose elektrisch verbundener flacher Modulwechselrichter zum Transformieren des elektrischen Gleichstroms des Photovoltaikmoduls in elektrischen Wechselstrom ist an der Rückseite an dem Photovoltaikmodul angebracht. Mit dem Modulwechselrichter ist ein Kabelmodul mit drei Adern fest verdrahtet.
Der Modulwechselrichter weist hierbei eine Bauhöhe auf, die nicht über den umlaufenden Stabilisierungsrahmen hinausreicht Diese Bauhöhe kann aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion des Kabelmoduls auch das Kabelmodul selbst aufweisen, so dass die gesamte rückseitige Installation des Photovoltaikmoduls nicht über den umlaufenden Stabilisierungsrahmen hinausreicht.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.
Kurzbeschreibung der Figuren
Es zeigen:
1 Eine schematische Darstellung einer Wechselstromverkabelung eines Photovoltaikgenerators
2 Eine weitere schematische Darstellung einer Wechselstromverkabelung eines Photovoltaikgenerators
3 Eine erste Schnittzeichnung durch ein Kabelmodul
4 einen Schnitt durch ein weibliches Steckgesicht
4a eine Aufsicht auf ein weibliches Steckgesicht
5 einen Schnitt durch ein männliches Steckgesicht
6 Schnitt durch den weiblichen und männlichen Steckverbinder
7 Eine Transportkappe
8 eine weitere Transportkappe
9 eine Abschlusskappe
10 eine weitere Abschlusskappe
11 eine schematisch-perspektivische Ansicht eines Entriegelungswerkzeugs
12 eine weitere perspektivische Ansicht eines Entriegelungswerkzeugs
13 einen ersten und zweiten Photovoltaik-Steckverbinder
14 eine perspektivische Ansicht eines ersten und zweiten Photovoltaik-Steckverbinders
15 Ein Set zum Erstellen einer Wechselstromverkabelung
16 eine weitere Zusammenstellung eines Sets zum Erstellen einer Wechselstromverkabelung
Detaillierte Beschreibung der Figuren
1 zeigt die erfindungsgemäßen Komponenten einer Wechselstromverkabelung eines Photovoltaikgenerators 10 in schematischer Darstellung.
Der Photovoltaikgenerator 10 umfasst mehrere Photovoltaikmodule (PV-Module) 12, an welchen jeweils ein Modulwechselrichter 16 angeschlossen ist. Die Modulwechselrichter 16 sind dabei mit jeweils zwei Gleichstromleitungen 14 an die rückseitig angebrachte Anschluss- und Verbindungsdose (nicht dargestellt) der PV-Module 12 angeschlossen.
Die Modulwechselrichter 16 sind über jeweils eine genau einem PV-Modul 12 zugeordnete Stichleitung 26 elektrisch mit der Wechselstrom-Trunkleitung 20 verbunden, indem die Stichleitung 26 mit ihrem einen Ende 27 direkt in den ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 geführt ist und deren Adern dort elektrisch kontaktiert sind. An derselben Stelle sind im Innern des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 auch die Adern des Trunkleitungs-Kabelabschnitts 21 kontaktiert (siehe 3, 4, 5 und 6), so dass die Adern der Stichleitung 26 und die Adern des Trunkleitungs-Kabelabschnitts 21 im ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 an gemeinsamen Kabelanschlüssen verbunden sind. Die Trunkleitungs-Kabelabschnitte 21 verbinden den ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 mit dem jeweils zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24. Erster und zweiter Trunkleitungs-Steckverbinder 22, 24 sind jeweils mit dem zweiten bzw. ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 24, 22 eines benachbarten PV-Moduls 12 zusammensteckbar bzw. paarbar, der Pfeil 30 zeigt die diesbezügliche Steckrichtung.
Das netzseitig endständigen Kabelmodul der Wechselstrom-Trunkleitung 20 ist mit seinem ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22a mittels eines Adaptersteckers 25 an ein zu dem Stromnetz führendes Adapterkabel 40 angeschlossen.
Das dem netzseitig endständigen Kabelmodul gegenüberliegende endständige Kabelmodul der Wechselstrom-Trunkleitung 20 bleibt blind und wird mit einer Abschlusskappe 42 versehen, welche den blinden Trunkleitungs-Steckverbinder 24a verschließt.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wechselstromverkabelung eines Photovoltaikgenerators 10, wobei die Wechselstrom-Trunkleitung 20 an dem anderen Ende über den Adapterstecker 25 an das zu dem Stromnetz führende Adapterkabel 40 angeschlossen ist.
3 zeigt eine erste Schnittansicht durch das Kabelmodul 8. Der erste Trunkleitungs-Steckverbinder 22 ist über den Trunkleitungs-Kabelabschnitt 21 mit dem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 verbunden. Die Kabeleintrittsöffnungen in den jeweiligen Steckverbinder sind mit Kabel- bzw. Ringdichtungen 50 gegen das Eindringen von Staub und Nässe geschützt. Es weist daher sowohl das in den ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 als auch das in den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 eingeführte Ende des Trunkleitungs-Kabelabschnitts 21 als auch das in den ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 geführte erste Ende 27 der Stichleitung 26 eine separate Ringdichtung 50 auf. Ferner sind die Kabel über Zugentlastungshülsen 52 im Stecker gehalten.
Der erste und zweite Trunkleitungs-Steckverbinder 22, 24 weist ein Steckverbindergehäuse 32 auf, welches dielektrisch, d. h. als gegossenes Kunststoffteil ausgeführt ist. An dem Steckverbindergehäuse 32 befindet sich jeweils vorderseitig die Öffnung für das Steckgesicht. Beidseits entlang des Steckverbindergehäuses 32 sind in dieser Ausführungsform an dem ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 Rast- bzw. Verriegelungslaschen 56 angebracht, welche in die Verriegelungsvorsprünge bzw. Rasthaken 54 eingreifen, um den ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 22, 24 im geschlossenen Zustand sicher aneinander zu verrasten.
In Steckrichtung hinter dem Rasthaken 54 ist beidseits des Steckverbindergehäuses 32 je ein Sicherungsvorsprung 58 angeordnet, welcher ein unbeabsichtigtes Entriegeln der in dem Verriegelungsvorsprung 54 verriegelten Rastlasche 56 erschwert bzw. verhindert.
Die Stichleitung 26, die auch als Drop-Kabel bezeichnet wird, ist in 3 nur verkürzt dargestellt, so dass auch das zweite Ende 28 der Stichleitung dargestellt wird. Die Stichleitung führt in der Ausführungsform der 3 drei Einzelleiter 29, welche vorliegend deutlich dünner als die Einzelleiter 19 der Wechselstrom-Trunkleitung 20 ausgeführt sind.
Zur Aufnahme der Einzelleiter 19, 29 sind in dem Steckverbindergehäuse 32 Stiftkontakte oder Buchsenkontakte (siehe 4 bis 7) vorgesehen, welche bereits vorkonfektioniert in einen Stiftkontaktträger 36 bzw. einen Buchsenkontaktträger 38 eingebracht sind. Der Stiftkontaktträger 36 und der Buchsenkontaktträger 38 überragt dabei jeweils die innenliegenden Kontakte derart, dass diese bereits die Funktion eines Berührschutzes erfüllen. Zur zusätzlichen Erhöhung der Sicherheit ist darüber hinaus noch eine Berührschutzhülse 37 um den Stiftkontaktträger 36 sowie den Buchsenkontaktträger 38 angeordnet. An dem Buchsenkontaktträger 38 ist ein umlaufender Dichtungskragen 35 angebracht, welcher im zusammengesteckten Zustand an die Innenwand des Stiftkontaktträgers 36 angreift und dort durch Anpressen eine Abdichtung bewirkt.
4 zeigt einen Schnitt durch das Steckgesicht 34 des weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinders, in dieser Ausführungsform der erste Trunkleitungs-Steckverbinder 22. Das Steckgesicht 34 wird von einer äußeren Umrandung, der Berührschutzhülse 37, eingefasst, der Buchsenkontaktträger 38 weist eine ”Kodierung”, also einen Verpolschutz auf. Der Verpolschutz ist realisiert in Form von Verpolschutznuten 46 (siehe auch 4a) in welche am komplementären Steckverbinder angeordnete Verpolschutzrippen 44 (siehe 5) eingreifen. Die Verpolschutznuten 46 und Verpolschutzrippen 44 sind jeweils seitlich an dem Buchsenkontaktträger angeordnet. Die Steckbuchsen 49 zur Aufnahme der Metall-Steckkontakte 48 sind mittig in dem Buchsenkontaktträger 38 angeordnet. Seitlich der Buchsen 49 sind ferner Löcher 45 vorgesehen, mittels derer eine Vergussmasse in das Gehäuse 32 gefüllt werden kann.
4a zeigt eine Aufsicht auf das Steckgesicht 34 der Ausführungsform der 4. Die Steckbuchsen 49 sind umgeben von dem Buchsenkontaktträger 38. Um den Buchsenkontaktträger 38 herum ist die Berührschutzhülse 37 angeordnet, die den Buchsenkontaktträger 38 und die Steckbuchsen 49 überragt.
5 zeigt einen Schnitt durch das Steckgesicht 34 des männlichen Trunkleitungs-Steckverbinders, in dieser Ausführungsform also dem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24. Auch das männliche Steckgesicht 34 ist von einer Berührschutzhülse 37 umgeben, welche die in Steckrichtung aufragenden Metall-Steckkontakte 48 umgibt. Der Verpolschutz des männlichen Steckverbinders ist an der Berührschutzhülse 37 angeordnet, dort sind die zu den Verpolschutznuten 46 in dem weiblichen Steckverbinder (siehe 4) korrespondierenden Verpolschutzrippen 44 angebracht, so dass die Stecker nur in genau einer Richtung zueinander steckbar sind.
6 zeigt einen weiteren Schnitt durch den weiblichen und den männlichen Steckverbinder, hier also den ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 und den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24, wobei jeweils der Stiftkontaktträger 36 sowie der Buchsenkontaktträger 38 geschnitten sind. Es wird hieran sichtbar, dass der Stiftkontaktträger 36 und der Buchsenkontaktträger 38 in das Steckverbindergehäuse 32 im Montageprozess des Steckverbinders von vorne eingebracht wird und dort mittels der Kontaktträgerdichtung 33 dichtend abschließt. Die jeweiligen Steckgesichter 34 dichten beim Zusammenstecken zusätzlich mittels des Dichtungskragens 35. Auch sind in dieser Ansicht die Metall-Steckverbinder 48 deutlich sichtbar, wobei der mittlere Metall-Steckverbinder, der den Schutzleiter führt, voreilend ausgeführt ist, d. h. weiter heraussteht, als die anderen Metall-Steckverbinder 48. Die Steckbuchsen 49 sind gleichmäßig nebeneinander im weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder 24 angeordnet.
Der erste Trunkleitungs-Steckverbinder 22 weist Ausnehmungen 57 in den Verriegelungslaschen 56 auf, in die die Verriegelungsvorsprünge 54 eingreifen, so dass eine sichere Verriegelung der zusammengesteckten Stecker realisiert ist. Das versehentliche Öffnen ist durch die Sicherungsvorsprünge 58 an dem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 erschwert.
7 zeigt die Transportkappe 60 in der Ausführungsform zum Verschließen des weiblichen, zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders 24, um für den Transport einen zusätzlichen Schutz vor Nässe und Staub zu gewährleisten. Die Transportkappe 60 hat an ihrem einen Ende eine Öffnung 62, die über den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder stülpbar ist.
Die in 7 dargestellte Transportkappe 60 ist von Hand abziehbar. Dies wird durch die besondere Geometrie der zweigeteilten Verriegelungslasche gewährleistet, die zwei Verriegelungslaschenarme 56a aufweist. Die Verriegelungslaschenarme 56a umschließen den Rasthaken 54 des korrespondierenden zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders 24 nicht vollständig, sondern umgreifen diesen seitlich mittels abgerundeten Haltehaken 56b. Mit anderen Worten werden beim Aufstecken der Transportkappe 60 auf den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 die beiden Verriegelungslaschenarme 56a auseinandergebogen und in der zusammengesteckten Position wieder entspannt, so dass eine gewisse, genau bestimmbare Haltekraft zwischen dem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 und der Transportkappe 60 entsteht, die durch Anpassen der Form der abgerundeten Haltehaken 56b so eingestellt ist, dass die Transportkappe 60 von Hand abziehbar ist.
8 zeigt eine Transportkappe 60a, die zum Verschließen des männlichen, also in dieser Ausführungsform des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 angepasst ist. Auch die Transportkappe 60a weist eine Öffnung 62 auf, die über das Steckgesicht 34 des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 stülpbar ist.
Die in 8 gezeigte Transportkappe 60a weist seitlich abgerundete Verriegelungsvorsprünge 54a auf. Die Verriegelungslasche 56 des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 schiebt sich beim Zusammenstecken des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 mit der Transportkappe 60a über die abgerundeten Verriegelungsvorsprünge 54a, so dass die abgerundeten Verriegelungsvorsprünge 54a in die Ausnehmungen 57 der Verriegelungslasche 56 (siehe 6) eingreifen.
Vermittels der Form und des Winkels der Rundung der abgerundeten Verriegelungsvorsprünge 54a ist die Haltekraft der Transportkappe 60a an dem ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 einstellbar. Die Form der abgerundeten Verriegelungsvorsprünge 54a ist derart eingestellt, dass die Transportkappe 60a von Hand abziehbar ist.
9 zeigt eine Ausführungsform der Abschlusskappe 42, welche zum wassergeschützten Verschließen in den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 eingesteckt werden kann. Die Abschlusskappe 42 weist einen Dichtungskragen 35 sowie besonders stabile Verriegelungslaschen 56 auf. Beim Zusammenstecken der Abschlusskappe 42 mit dem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 greifen die Verriegelungsvorsprünge 54 des zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders 24 (siehe 3) in die Ausnehmung 57 der Verriegelungslasche 56 so ein, dass ein fester Zusammenschluss entsteht. Der über die Ausnehmung 57 herausstehende Teil der Verriegelungslasche 56 verdeckt dabei den Bereich zwischen dem Verriegelungsvorsprung 54 und dem Sicherungsvorsprung 58, so dass eine möglichst bündige Oberfläche entsteht und die Verriegelungslasche 56 nicht ohne Weiteres von dem Gehäuse 32 des zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 abgehoben werden kann. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Öffnen wirkungsvoll vermieden.
Die Abschlusskappe 42 der Ausführungsform der 9 weist ferner ein Griffstück 43 auf, womit die Abschlusskappe 42 beim Herausnehmen aus dem Steckverbinder problemlos mit zwei Fingern geführt werden kann. Mit anderen Worten vereinfacht das Griffstück 43 die Handhabung der Abschlusskappe 42 sowohl beim Anbringen als auch beim Herausnehmen aus dem Steckverbinder besonders auf schwierigen Installationsorten wie beispielsweise Hausdächern.
10 zeigt eine Abschlusskappe 42a zum wasserdichten Verschließen des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22, wobei die Abschlusskappe 42a beim Zusammenstecken mit der Öffnung 64 über das Steckgesicht 34 des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 gestülpt wird.
Die Abschlusskappe 42a weist Verriegelungsvorsprünge 54 auf, welche derart gestaltet sind, dass die Verriegelungslaschen 56 des ersten Trunkleitungs-Steckverbinders 22 beim Zusammenstecken über die Rasthaken 54 gleiten, dabei gespreizt werden und in der zusammengesteckten Position mit dem überstehenden Stück der Verriegelungslaschen 56 hinter den Rasthaken 54 zu liegen kommen und die Verriegelungslaschen 56 wieder entspannt sind. Dies ermöglicht eine Verrastung mit hoher Haltekraft.
Die Abschlusskappe 42a weist ferner an dem der Öffnung 64 gegenüberstehenden Ende eine Überkragen 58a auf, der die Funktion des Sicherungsvorsprunges 58 übernimmt, indem dieser das unbeabsichtigte Öffnen der Verrastung wirkungsvoll verhindert.
Zum Einführen eines Entriegelungswerkzeuges 70 (siehe 11, 12) weist die Abschlusskappe 42a zudem seitlich je eine Vertiefung 55 auf. Das Entriegelungswerkzeug 70 kann mit einem Entriegelungsbolzen 76 so in die Vertiefung 55 eingreifen, dass eine darüberliegende Verriegelungslasche 56 angehoben und somit die Verriegelung gelöst wird. Zum einfacheren Einführen des Entriegelungsbolzens 76 des Entriegelungswerkzeugs 70 ist die Vertiefung 55 an den Seiten allseits abgerundet.
Darüber hinaus ist mittig in der Vertiefung 55 eine in Einführrichtung der Steckverbinder verlaufende Wulst 53 zur Verrastung des Entriegelungswerkzeugs 70 angebracht, die in eine Verliersicherungsnut 78 (siehe 11, 12) des Entriegelungswerkzeugs 70 eingreifen kann.
11 zeigt eine schematisch-perspektivische Ansicht eines Entriegelungswerkzeugs 70, welches zum einfachen Öffnen der Steckverbinder, also beispielsweise der Trunkleitungs-Steckverbinder 22, 24, aber auch der mit dem ersten Trunkleitungs-Steckverbinder 22 verbundenen Abschlusskappe 42 und ganz allgemein für erste und zweite Photovoltaik-Steckverbinder 22b, 24b in der Form der Trunkleitungs-Steckverbinder 22, 24 geeignet ist.
Das Entriegelungswerkzeug 70 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist in dieser Ausführungsform vier Seitenflanken 72 und eine die Seitenflanken 72 verbindende Basis 74 auf. Die Seitenflanken 72 sind je paarweise parallel zueinander angeordnet und so geformt, dass sie das Gehäuse 32 des Steckverbinders umgreifen können.
An der Basis 74 ist ferner beidseits senkrecht zu der Basis je ein Entriegelungsbolzen 76 zwischen und leicht nach innen versetzt zu den Seitenflanken 72 angeordnet. Mit anderen Worten stehen sowohl die Seitenflanken 72 als auch der Entriegelungsbolzen 76 in die gleiche Richtung. Der Entriegelungsbolzen 76 weist ferner eine Verliersicherungsnut 78 auf, mittels welcher das Enriegelungswerkzeug 70 an dem Steckverbinder 22, 22b, 24, 24b bzw. der Abschlusskappe 42 verrastbar ist, so dass das Entriegelungswerkzeug 70 an dem Steckverbinder klemmt oder rastet.
Der Entriegelungsbolzen 76 kann in die Vertiefung 55 der auf einen Steckverbinder aufgesteckten Abschlusskappe 42a eingeführt werden, so dass der Entriegelungsbolzen 76 die Verriegelungslasche 56 anhebt und somit die Verriegelung des Steckverbinders mit der Abschlusskappe 42a löst.
Das Entriegelungswerkzeug 70 weist ferner ein Griffstück 43 auf, mittels welchem das Entriegelungswerkzeug einfach mit zwei Fingern gehalten werden kann und somit einfacher positionierbar, also anbringbar oder abziehbar, ist. An dem Griffstück 43 ist darüber hinaus eine Öse 79 vorgesehen, in die beispielsweise eine Schnur einfädelbar ist, mittels welcher das Entriegelungswerkzeug 70 noch zusätzlich im nicht montierten Zustand beispielsweise an einer Hose oder an einem Schlüsselbund befestigt werden kann.
12 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Entriegelungswerkzeugs 70, mit Griffstück 43 und Seitenflanken 72.
13 zeigt schließlich einen ersten und zweiten Photovoltaik-Steckverbinder 22b, 24b im zusammengesteckten Zustand in einer Aufsicht, wobei zusätzlich an der Unterseite des zweiten Photovoltaik-Steckverbinders 24b ein Entriegelungswerkzeug 70 angebracht ist. Das Entriegelungswerkzeug 70 drückt die Verriegelungslaschen 56 mittels des Entriegelungsbolzens 76 auseinander, so dass die Verriegelung gelöst ist und die Steckverbinder auseinandergezogen, also gelöst werden können.
14 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht eines zweiten Photovoltaik-Steckverbinders 24b, der mit einem ersten Photovoltaik-Steckverbinder 22b zusammengesteckt ist und an dem ferner an der Unterseite ein Entriegelungswerkzeug 70 verrastet ist.
15 zeigt in einer Übersicht die wesentlichen Bauteile eines Sets zum Aufbauen einer Wechselstromverkabelung eines PV-Moduls, welches einen ersten Photovoltaik-Steckverbinder 22b, einen zweiten mit dem ersten paarbaren Photovoltaik-Steckverbinder 24b umfasst. Die Photovoltaik-Steckverbinder 22b, 24b sind mit Transportkappen 60 für den Transport abgedeckt, ein endständiger Photovoltaik-Steckverbinder 22a, 24a kann mit einer Abschlusskappe 42, 42a verschlossen werden. Das Entriegelungswerkzeug 70 kann für ein Öffnen der Verrastung zwischen dem ersten und zweiten Photovoltaik-Steckverbinder 22b, 24b wie auch zwischen den Steckverbindern 22, 22b, 24, 24b und den Abschlusskappen 42, 42a verwendet werden.
In der Ausführungsform der 15 ist an dem Photovoltaik-Steckverbinder 24b auch seitlich die Vertiefung 55 sowie die Wulst 53 sichtbar, die zur Aufnahme des Entriegelungsbolzens 76 bzw. der Verliersicherungsnut 78 dienen.
16 zeigt eine weitere Zusammenstellung eines Sets zum Aufbauen einer Wechselstromverkabelung eines PV-Moduls mit angeschlossener Verkabelung. So ist in der Ausführungsform der 16 ein erster Trunkleitungs-Steckverbinder 22 über einen Trunkleitungs-Kabelabschnitt 21 mit einem zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder 24 und darüber hinaus über eine Stichleitung 26 mit dem Modulwechselrichter 16 des PV-Moduls 12 verbunden. Im Auslieferungszustand sind die Trunkleitungs-Steckverbinder 22, 24 mit den dargestellten Transportkappen 60 temporär abgedeckt und können im Falle eines endständigen Trunkleitungs-Steckverbinders 22a, 24a mit einer Abschlusskappe 42, 42a verschlossen werden. Mittels des Entriegelungswerkzeugs 70 sind die jeweiligen Steckverbindungen auf einfache Weise zu entriegeln bzw. zu lösen.
An dem Trunkleitungs-Steckverbinder 24 ist ebenfalls die Vertiefung 55 sichtbar, in welche der Entriegelungsbolzen 76 des Entriegelungswerkzeugs 70 eingeführt werden kann. Auch befindet sich dort die Wulst 53, die in die Verliersicherungsnut 78 eingreift.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

8: Kabelmodul
10: Photovoltaikgenerator
12: Photovoltaik-(PV)-Modul
14: Gleichstromverbindung
16: Modulwechselrichter
19: Einzelleiter der Wechselstrom-Trunkleitung
20: Wechselstrom-Trunkleitung
21: Trunkleitungs-Kabelabschnitt
22: Erster Trunkleitungs-Steckverbinder
22a: Endständiger erster Trunkleitungs-Steckverbinder
22b: Erster Photovoltaik-Steckverbinder
24: Zweiter Trunkleitungs-Steckverbinder
24a: Endständiger zweiter Trunkleitungs-Steckverbinder
24b: Zweiter Photovoltaik-Steckverbinder
25: Adapterkabel-Steckverbinder
26: Stichleitung
27: Erstes Ende der Stichleitung
28: Zweites Ende der Stichleitung
29: Einzelleiter der Stichleitung
30: Steckrichtung
32: Steckverbindergehäuse
33: Kontaktträgerdichtung
34: Steckgesicht
35: Dichtungskragen
36: Stiftkontaktträger
37: Berührschutzhülse
38: Buchsenkontaktträger
40: Adapterkabel zum Anschließen an das Stromnetz
42: Abschlusskappe
42a: Abschlusskappe
43: Griffstück
44: Verpolschutzrippe
45: Löcher
46: Verpolschutznut
48: Metall-Steckkontakt
49: Steckbuchse
50: Ring- bzw. Kabeldichtung
52: Zugentlastungshülse
53: Wulst
54: Verriegelungsvorsprung bzw. Rasthaken
55: Vertiefung
56: Verriegelungs- bzw. Rastlasche
56a: Verriegelungslaschenarme
56b: Abgerundete Haltehaken
57: Ausnehmung der Verriegelungslasche
58: Sicherungsvorsprung
58a: Überkragen
60: Transportkappe
60a: Transportkappe
62: Öffnung der Transportkappe
64: Öffnung der Abschlusskappe
70: Entriegelungswerkzeug
72: Seitenflanken
74: Basis
76: Entriegelungsbolzen
78: Verliersicherungsnut
79: Öse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm UL 1703 Nr. 30 [0031]

Claims

Wechselstromverkabelung für einen Photovoltaikgenerator mit einer Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen, umfassend eine Wechselstrom-Trunkleitung und hieran angeschlossene Stichkabel zum Einspeisen des Wechselstroms aus der Mehrzahl von Modulwechselrichtern in die gemeinsame Wechselstrom-Trunkleitung, so dass die Wechselstrom-Trunkleitung entfernt von den Modulwechselrichtern verlegbar ist, zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von vorkonfektionierten Kabelmodulen, wobei die vorkonfektionierten Kabelmodule jeweils folgende Bauteile umfassen: einen ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder, einen den ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt und ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt verbundenes Stichkabel, wobei die Kabelmodule mittels ihrer ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder zu einer seriellen Kette zusammengesteckt sind, so dass die somit seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte gemeinsam die Wechselstrom-Trunkleitung bilden, wobei den Modulwechselrichtern jeweils ein Kabelmodul mit einem Stichkabel zugeordnet ist, so dass die Modulwechselrichter mittels des jeweils zugeordneten Stichkabels an die Wechselstrom-Trunkleitung anschließbar sind, und wobei die Stichkabel mit einem Leiterende jeweils direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des zugehörigen Kabelmoduls angeschlossen und fest mit diesem verbunden sind.
Wechselstromverkabelung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder Metall-Steckkontakte aufweisen, welche jeweils mit komplementären Metall-Steckkontakten des hiermit gepaarten komplementären Trunkleitungs-Steckverbinders des in der Kette unmittelbar benachbarten Kabelmoduls zusammengesteckt sind und die Leiterenden der elektrischen Einzelleiter des Trunk-Leitungs-Kabelabschnitts und des Stichkabels an den jeweiligen Metallsteckkontakt angeschlossen, insbesondere angecrimpt, angelötet oder angeschweißt sind.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Leiterquerschnitt der Trunk-Leitungs-Kabelabschnitte erheblich größer ist als der Leiterquerschnitt der Stichkabel.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gehäuse der ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder, welche die Metall-Steckkontakte, die Leiterenden des jeweiligen Trunkleitungs-Kabelabschnitts und des jeweiligen Stichkabels beherbergen innen mit isolierender Vergussmasse vergossen sind und die Vergussmasse i) bei demjenigen Trunkleitungs-Steckverbinder ohne Stichkabel die Endabschnitte des Trunkleitungs-Kabelabschnitts einschließt und ii) bei demjenigen Trunkleitungs-Steckverbinder mit direkt angeschlossenem Stichkabel den Endabschnitt des Trunkleitungs-Kabelabschnitts und des Stichkabels einschließt.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Trunkleitungs-Steckverbinder ein Steckgesicht aufweisen mittels welchem sie mit dem gepaarten komplementären Trunkleitungs-Steckverbinder des in der Kette unmittelbar benachbarten Kabelmoduls zusammengesteckt sind, wobei bei demjenigen Trunkleitungs-Steckverbinder mit direkt angeschlossenem Stichkabel der Trunkleitungs-Kabelabschnitt und das Stichkabel beide auf der dem Steckgesicht gegenüberliegenden Seite parallel zueinander in das Gehäuse des Trunkleitungs-Steckverbinders eintreten.
Wechselstromverkabelung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei das Stichkabel und der Trunkleitungs-Kabelabschnitt durch zwei separate rückwärtige Öffnungen in das jeweilige Gehäuse eintreten und jeweils mit einer Ringdichtung in der jeweiligen rückwärtigen Öffnung abgedichtet sind.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wechselstrom-Trunkleitung und die Stichkabel zumindest drei-, vier- oder fünfadrig ausgebildet sind und die Trunkleitungs-Steckverbinder zumindest drei, vier oder fünf Metall-Steckkontakte aufweisen, welche nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind.
Wechselstromverkabelung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Gehäuse der Trunkleitungs-Steckverbinder eine flache Form aufweisen, wobei insbesondere die Breite der Gehäuse mindestens 30 mm und die Höhe der Gehäuse höchstens 20 mm beträgt.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wechselstrom-Trunkleitung und die Stichkabel jeweils entweder einphasig mit drei Einzelleitern, nämlich Phase, Erdleiter und Schutzleiter oder mehrphasig mit zumindest vier Einzelleitern ausgebildet sind und die Trunkleitungs-Steckverbinder entsprechend drei bzw. vier oder fünf Metall-Steckkontakte aufweisen.
Wechselstromverkabelung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei der Schutzleiter zwischen der Phase und dem Erdleiter angeordnet ist und/oder vorauseilend ausgebildet ist.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kabelmodule derart vorkonfektioniert sind, dass die Aderendstücke desjenigen Leiterendes des Stichkabels, welches dem an den Trunkleitungs-Steckverbinder angeschlossenen Leiterende gegenüberliegt, fest mit dem zugehörigen Modulwechselrichter verdrahtet sind oder fest in einen Steckverbinder zum Anstecken an einen komplementären Steckverbinder des Modulwechselrichters angebracht sind.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Trunkleitungs-Steckverbinder der Kabelmodule als männlicher Steckverbinder und der zweite Trunkleitungs-Steckverbinder der Kabelmodule als hiermit paarbarer weiblicher Steckverbinder oder umgekehrt ausgebildet sind, so dass eine beliebig lange Kette aus der Aneinanderreihung von beliebig vielen gleichartigen Kabelmodulen gebildet werden kann, wobei der erste Trunkleitungs-Steckverbinder des netzseitig endständigen Kabelmoduls der Wechselstrom-Trunkleitung an das Stromnetz oder ein zu dem Stromnetz führendes und einen Netzanschlussstecker aufweisendes Adapterkabel anschließbar ist, und wobei der zweite Trunkleitungs-Steckverbinder des dem netzseitig endständigen Kabelmoduls gegenüberliegenden endständigen Kabelmoduls der Wechselstrom-Trunk-Leitung blind bleibt und eine Abschlusskappe umfasst ist, welche den blinden Trunkleitungs-Steckverbinder verschließt.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Trunkleitungs-Steckverbinder Verriegelungslaschen aufweisen, welche mit korrespondierenden Verriegelungsvorsprüngen des jeweils gepaarten zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders oder umgekehrt verrastet sind, um die Steckverbindung zwischen den Kabelmodulen in der Kette zu verriegeln.
Wechselstromverkabelung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Abschlusskappe zu den Verriegelungslaschen oder Verriegelungsvorsprüngen korrespondierende Verriegelungsvorsprünge bzw. Verriegelungslaschen aufweist mittels welchen die Abschlusskappe mit dem blinden Trunkleitungs-Steckverbinder der Wechselstrom-Trunkleitung verrastet ist und/oder wobei die Abschlusskappe eine Dichtung aufweist, so dass der Verschluss des blinden Trunkleitungs-Steckverbinders der Wechselstrom-Trunkleitung spritzwassergeschützt ist.
Wechselstromverkabelung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, wobei an dem Gehäuse mit den Verriegelungsvorsprüngen in Steckrichtung hinter den Verriegelungsvorsprüngen Sicherungsvorsprünge angeordnet sind.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gehäuse jeweils ein dielektrisches Außengehäuse und einen in dem Außengehäuse angeordneten dielektrischen Kontaktträger umfassen, in welchem die jeweiligen Metall-Steckkontakte festgelegt sind.
Wechselstromverkabelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gehäuse an ihrem jeweiligen Steckgesicht für jeden Metall-Steckkontakt eine Berührschutzhülse und einen die Berührschutzhülsen umgebenden Dichtungskragen aufweisen, wobei die Berührschutzhülsen der ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder komplementär ineinandersteckbar sind und die Dichtungskragen der ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder komplementär ineinandersteckbar sind.
Wechselstromverkabelung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei zumindest einer der Dichtungskragen des ersten oder zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders eine umlaufende Ringdichtung zum Abdichten gegen den Dichtungskragen des komplementären Trunkleitungs-Steckverbinders aufweist.
Verfahren zum Verkabeln der Wechselstromseite einer Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen mit der Wechselstromverkabelung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend folgende Schritte: Ausrüsten der Photovoltaikmodule mit Modulwechselrichtern, Anschließen von je einem Kabelmodul mittels der Stichkabel mit je einem Modulwechselrichter eines Photovoltaikmoduls, Anliefern der vorbereiteten Photovoltaikmodule, wobei die Kabelmodule beidseits mit Transportkappen zum Schutz vor Schmutz und Feuchtigkeit ausgerüstet sind, Montieren der vorbereiteten Photovoltaikmodule, Entfernen der Transportkappen der noch nicht zusammengesteckten Kabelmodule, Zusammenstecken der noch nicht zusammengesteckten Kabelmodule und hierbei Herstellen der Wechselstrom-Trunkleitung, Verschließen des blinden Trunkleitungs-Steckverbinders der Wechselstrom-Trunkleitung mit der zugehörigen Abschlusskappe und Anschließen der Wechselstrom-Trunkleitung mit einem Netzanschlussstecker an das Stromnetz.
Photovoltaikgenerator mit einer Mehrzahl von Photovoltaikmodulen, von denen zumindest einige einen Modulwechselrichter aufweisen, wobei die Modulwechselrichter mit der Wechselstromverkabelung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche verkabelt sind.
Modulares Stecksystem aus steckbaren Kabelbauteilen zum Vor-Ort-Zusammenstecken der Wechselstromverkabelung eines Photovoltaik-Generators mit einer Mehrzahl von mit Modulwechselrichtern ausgestatteten Photovoltaikmodulen, bestehend aus einer Wechselstrom-Trunkleitung und hieran angeschlossene Stichkabel zum Einspeisen des Wechselstroms aus der Mehrzahl von Modulwechselrichtern in die gemeinsame Wechselstrom-Trunkleitung, so dass die Wechselstrom-Trunkleitung entfernt von den Modulwechselrichtern verlegbar ist, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend: eine Vielzahl von gleichartigen vorkonfektionierten Kabelmodulen, wobei die vorkonfektionierten Kabelmodule jeweils folgende Bauteile umfassen: einen männlichen und einen weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder, einen den männlichen und den weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt und ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt verbundenes Stichkabel, wobei beliebig viele der Kabelmodule mittels ihrer männlichen und weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder zu einer beliebig langen seriellen Kette zusammensteckbar sind, so dass die dann seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte gemeinsam die Wechselstrom-Trunkleitung bilden und die Modulwechselrichter mittels dem jeweils zugeordneten Stichkabel an die Wechselstrom-Trunkleitung anschließbar sind, und wobei die Stichkabel mit einem Leiterende jeweils direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des zugehörigen Kabelmoduls angeschlossen und fest mit diesem verbunden sind.
Modulares Stecksystem nach dem vorstehenden Anspruch, ferner umfassend für jede zu steckende Wechselstrom-Trunkleitung: eine männliche Abschlusskappe, welche auf den weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinder aufsteckbar ist, um diesen im Betrieb des Photovoltaikgenerators zu verschließen oder eine weibliche Abschlusskappe, welche auf den männlichen Trunkleitungs-Steckverbinder aufsteckbar ist, um diesen im Betrieb des Photovoltaikgenerators zu verschließen.
Modulares Stecksystem nach dem vorstehenden Anspruch, zusätzlich zu den Abschlusskappen ferner umfassend für die Kabelmodule jeweils: eine männliche Transportkappe, welche auf den weiblichen Trunkleitungs-Steckverbinders aufsteckbar ist, um diesen beim Transport zu verschließen und eine weibliche Transportkappe, welche auf den männlichen Trunkleitungs-Steckverbinders aufsteckbar ist, um diesen beim Transport zu verschließen.
Modulares Stecksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Trunkleitungs-Steckverbinder Verriegelungslaschen aufweisen, welche mit korrespondierenden Verriegelungsvorsprüngen des jeweils gepaarten zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders oder umgekehrt verrastbar sind und wobei das modulare Stecksystem ein Entriegelungswerkzeug umfasst, mittels welchem die Verriegelung entriegelt werden kann.
Modulares Stecksystem nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, wobei die Transportkappen ohne Spezialwerkzeug mit der Hand von den Trunkleitungs-Steckverbindern abziehbar sind und/oder die männlichen und weiblichen Abschlusskappen Verriegelungslaschen bzw. Verriegelungsvorsprünge aufweisen, welche mit den korrespondierenden Verriegelungsvorsprüngen bzw. Verriegelungslaschen der des zugehörigen Trunkleitungs-Steckverbinders verrastbar sind und die Verriegelung mit dem Entriegelungswerkzeug entrastbar ist.
Stecksystem aus paarbaren männlichen und weiblichen Photovoltaik-Steckverbindern, insbesondere als Trunkleitungs-Steckverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche sowie einem Entriegelungswerkzeug, wobei der männliche und der weibliche Photovoltaik-Steckverbinder jeweils ein dielektrisches Gehäuse mit einem Steckgesicht mit Metall-Steckkontakten zum paarenden Verbinden mit den komplementären Metall-Steckkontakten des komplementären Photovoltaik-Steckverbinders aufweist, wobei das dielektrische Gehäuse eines der beiden männlichen oder weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder beidseits seitlich des Steckgesichts jeweils einen Verriegelungsvorsprung aufweist, wobei das dielektrische Gehäuse des komplementären Photovoltaik-Steckverbinders beidseits seitlich des Steckgesichts jeweils eine mit dem Verriegelungsvorsprung verrastbare Verriegelungslasche aufweist, um die Steckverbindung zwischen dem männlichen und dem weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder im zusammengesteckten Zustand zu verriegeln, wobei das dielektrische Gehäuse des männlichen oder weiblichen Photovoltaik-Steckverbinders seitlich hinter dem Rastvorsprung oder der Rastlasche eine quer zur Steckrichtung verlaufende Nut aufweist, wobei das Entriegelungswerkzeug im Großen und Ganzen U-förmig mit zwei Seitenflanken und einer die beiden Seitenflanken verbindenden Basis ausgebildet ist, wobei die beiden Seitenflanken des Entriegelungswerkzeugs einen sich quer von der Basis weg erstreckenden Entriegelungsbolzen aufweisen, wobei das Entriegelungswerkzeug quer zur Steckrichtung auf die zusammengesteckten und miteinander verrasteten männlichen und weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder aufsteckbar ist, wobei in dem aufgesteckten Zustand der Entriegelungsbolzen zwischen der jeweiligen Verriegelungslasche und einem Gehäuseabschnitt zu liegen kommt und dabei die jeweilige Verriegelungslasche von dem komplementären Verriegelungsvorsprung weg vorspannt, so dass die Verriegelung der Steckverbindung zwischen dem männlichen und weiblichen Photovoltaik-Steckverbinder soweit gelöst ist, dass die beiden zusammengesteckten Photovoltaik-Steckverbinder von Hand auseinanderziehbar sind.
Stecksystem nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Entriegelungsbolzen und das Gehäuse des männlichen oder weiblichen Photovoltaik-Steckverbinders zueinander komplementäre Rastmittel aufweisen, welche dazu ausgebildet sind, das Entriegelungswerkzeug beim Auseinanderziehen der beiden zusammengesteckten Photovoltaik-Steckverbinder an einem der beiden Photovoltaik-Steckverbinder festzuhalten.
Stecksystem nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, wobei die komplementären Rastmittel von einer quer zum Entriegelungsbolzen verlaufenden Nut auf dem Entriegelungsbolzen und einer quer zum Entriegelungsbolzen verlaufenden Wulst an dem Gehäuse eines der Photovoltaik-Steckverbinder oder umgekehrt gebildet werden.
Kabelmodul, umfassend einen ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder, einen den ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder verbindenden Trunkleitungs-Kabelabschnitt und ein elektrisch mit dem Trunkleitungs-Kabelabschnitt verbundenes Stichkabel, wobei das Kabelmodul mittels des ersten und zweiten Trunkleitungs-Steckverbinders mit weiteren Kabelmodulen zu einer seriellen Kette zusammensteckbar ist, so dass die somit seriell geschalteten Trunkleitungs-Kabelabschnitte gemeinsam eine Wechselstrom-Trunkleitung bilden, wobei mittels des Stichkabels ein Modulwechselrichter eines Photovoltaikmoduls an die Wechselstrom-Trunkleitung anschließbar ist, und wobei das Stichkabel mit einem Leiterende direkt entweder an den ersten oder den zweiten Trunkleitungs-Steckverbinder des Kabelmoduls mit zumindest drei elektrischen Adern angeschlossen und fest mit diesem verbunden ist und wobei das Stichkabel mit dem anderen Leiterende direkt und mit den zumindest drei elektrischen Adern mit dem Modulwechselrichter verbindbar ist.
Photovoltaikmodul im Auslieferungszustand, umfassend einen an der sonnenabgewandten Rückseite des Photovoltaikmoduls überstehenden umlaufenden Stabilisierungsrahmen, eine an der Rückseite angebrachte Anschluss- und Verbindungsdose, einen mit der Anschluss- und Verbindungsdose elektrisch verbundenen und an der Rückseite an dem Photovoltaikmodul angebrachten flachen Modulwechselrichter zum Transformieren des elektrischen Gleichstroms des Photovoltaikmoduls in elektrischen Wechselstrom, und ein mit dem Modulwechselrichter fest verdrahtetes oder mit einem Steckverbinder verbindbares Kabelmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Modulwechselrichter eine Bauhöhe aufweist, die nicht über den umlaufenden Stabilisierungsrahmen hinausreicht und wobei das Kabelmodul eine Bauhöhe aufweist, die nicht über den umlaufenden Stabilisierungsrahmen hinausreicht.