DE10061724A1 - Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das Wechselstromnetz - Google Patents
Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das WechselstromnetzInfo
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Abstract
Bei einer Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das Wechselstromnetz mit einer Anzahl von aktiven Wechselrichtern, die jeweils eingangsseitig mit wenigstens einem Gleichstromerzeuger schwankender Ausgangsleistung verbunden sind, und einer Meßvorrichtung wird vorgeschlagen, Schaltelemente zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vorzusehen. Gemäß dem Vorschlag bewirkt der Umschaltvorgang eine Trennung wenigstens eines Stromerzeugers von einem ersten Wechselrichter und eine Anbindung dieses/dieser Stromerzeuger an einen zweiten Wechselrichter. Zur Auslösung des Umschaltvorgangs ist eine Steuervorrichtung vorzusehen, welche die für die Auslösung des Umschaltvorgangs notwendigen Bedingungen vorgibt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Einspeisung von Gleich
strom in das Wechselstromnetz. Sie dient der Optimierung des Energieein
trags und wird vorzugsweise bei der Wandlung von Gleichstrom aus Pho
tovoltaik-Anlagen mit mehreren Strängen in Reihe geschalteter Photovol
taikelementen eingesetzt. Insbesondere bei größeren Netzeinspeiseanla
gen kann die vorgeschlagene Anlage mit Vorteil betrieben werden.
Bekannte Photovoltaik-Anlagen bestehen in der Regel aus mehreren
Wechselrichtern, die eingangsseitig jeweils mit einem oder mehreren
Strängen in Reihe geschalteter Photovoltaikelemente verbunden sind.
Wechselrichter und Photovoltaikelemente sind dabei fest verschaltet, so
daß keinerlei Schaltungsvarianten während des Betriebes möglich sind.
Bei Anordnungen dieser Art erweist es sich als nachteilig, daß ein Betrieb
der Anlage bei der optimalen Eingangsleistung der Wechselrichter nur
temporär möglich ist. Dieser Zustand stellt sich mehr oder weniger zufällig
ein, wenn die an einen Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger
aufgrund der vorliegenden Sonneneinstrahlung gerade die Ausgangslei
stungen liefern, die zum optimalen Betrieb der Wechselrichter erforderlich
sind.
Da in unseren Breiten die Sonneneinstrahlung starken Schwankungen un
terliegt, sowohl im Laufe eines Tages, als auch witterungs- und jahreszeit
lich bedingt, liegt eine Sonneneinstrahlung mit der für den optimalen Ein
satz passenden Intensität relativ selten vor. In der übrigen Zeit arbeiten die
eingesetzten Wechselrichter im Teillastbetrieb. Im Zeitraum eines Jahres
summieren sich diese Zeiten zu dem weitaus größeren Zeitanteil.
Im Teillastbetrieb nehmen die Wirkungsgrade der Wechselrichter deutlich
ab und insbesondere im unteren Teillastbetrieb liegen nur schlechte Wir
kungsgrade vor. Photovoltaik-Anlagen nach dem Stand der Technik wer
den daher während der weitaus größten Zeit eines Jahres mit einem unbe
friedigenden Wirkungsgrad betrieben. Der schlechte Wirkungsgrad führt
dazu, daß bei der Einspeisung der erzeugten Energie in das Wechsel
stromnetz Verluste auftreten, welche die Rentabilität der Anlage herabset
zen.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine
Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das
Wechselstromnetz anzugeben, deren Wirkungsgrad deutlich höher als der
bekannter Anlagen ist.
Ausgehend von einer Anlage mit wenigstens zwei aktiven Wechselrichtern,
die jeweils durch eine optimale Eingangsleistung gekennzeichnet und je
weils eingangsseitig mit wenigstens einem Gleichstromerzeuger schwan
kender Ausgangsleistung verbunden sind, und einer Meßvorrichtung, wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
- - Schaltelemente zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vorgesehen sind,
- - und der Umschaltvorgang eine Trennung wenigstens eines Stromer zeugers von einem ersten Wechselrichter und eine Anbindung die ses/dieser Stromerzeuger an einen zweiten Wechselrichter bewirkt,
- - eine Steuervorrichtung zur Auslösung des Umschaltvorgangs vorgese hen ist,
- - und die Auslösung des Umschaltvorgangs von der Erfüllung einer Be dingung abhängig ist, welche in der Steuervorrichtung hinterlegbar ist.
Die vorgeschlagene Anordnung weist im allgemeinen mehrere Wechsel
richter auf, an die eingangsseitig jeweils ein oder mehrere Gleichstromer
zeuger schwankender Ausgangsleistung angeschlossen sind. Wenn sich
die Schwankung der Ausgangsleistung in einer Abnahme der Ausgangslei
stung manifestiert, sinkt zwangsläufig die ihr entsprechende Eingangslei
stung der Wechselrichter und damit deren Wirkungsgrad. Um dem entge
gen zu wirken, wird, nach einem Kerngedanken der Erfindung, die Zahl der
an einen aktiven Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger variabel
gehalten. In der Praxis wird diese Vorgabe umgesetzt durch entsprechende
Schaltelemente. Diese Elemente ermöglichen, einen oder mehrere der ei
nem Wechselrichter zugeordneten Stromerzeuger von diesem zu trennen
und einem anderen Wechselrichter zuzuschalten.
Dabei ist die Auslösung des Umschaltvorgangs vom Eintreffen einer Be
dingung abhängig, welche durch die Steuervorrichtung vorgegebbar ist.
Eine wesentliche Aussage der Bedingung - wobei im folgenden noch de
taillierter hierauf eingegangen wird - ist, daß eine Zuschaltung von Strom
erzeugern dann erfolgt, wenn die Eingangsleistung an dem betrachteten
Wechselrichter soweit abgefallen ist, daß er nicht mehr im optimalen Wir
kungsgradbereich betrieben werden kann. Bei Wechselrichtern ohne ange
schlossene Stromerzeuger erfolgt durch die Steuervorrichtung i. d. R. eine
Deaktivierung.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird der Umschaltvorgang bei allen
Wechselrichtern bzw. Stromerzeugern durchgeführt, deren Ein- bzw. Aus
gangsleistungen der Bedingung genügen. Dieser Vorgang führt dazu, daß
die Zahl der aktiven Wechselrichter innerhalb der Anlage reduziert, die Zahl
der an die aktiven Wechselrichter jeweils angeschlossenen Stromerzeuger
erhöht wird. Für die jeweils aktiven Wechselrichter bedeutet dies, daß sie
jeweils am oder nahe am optimalen Arbeitspunkt betrieben werden. Daraus
resultiert für die gesamte Anlage bei der Einspeisung von elektrischer
Energie aus Gleichstromerzeugern in das Wechselstromnetz ein Betrieb im
optimalen Wirkungsgradbereich. Verluste bei der Einspeisung werden bei
Anlagen gemäß vorliegender Erfindung vermieden, die Rentabilität der
Anlage wird gegenüber Anlagen nach dem Stand der Technik erhöht. Bei
Ausbildung von Photovoltaik-Anlagen gemäß vorliegender Erfindung kön
nen diese während des ganzen Jahres mit einem optimalen Wirkungsgrad
betrieben werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden bevorzugte Bedingungen
angegeben, von deren Eintreffen die Auslösung des Umschaltvorgangs
abhängig ist und die in der Steuervorrichtung hinterlegbar sind.
Gemäß vorliegender Erfindung ist eine mögliche Bedingung dann erfüllt,
wenn die Meßeinrichtung feststellt, daß die an einem zweiten Wechsel
richter anliegende tatsächliche Eingangsleistung auf einen Wert abgefallen
ist, der von dessen optimaler Eingangsleistung um einen Betrag niedriger
liegt, welcher der Summe der Ausgangsleistungen von n an einen ersten
Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeugern entspricht, wobei n eine
natürliche Zahl ist, deren kleinster Wert gleich 1 und deren Maximalwert
gleich der Anzahl aller an dem ersten Wechselrichter angeschlossenen
Stromerzeuger ist, und durch die Steuervorrichtung vorgebbar ist.
Von dieser Weiterbildung sind zwei Varianten von besonderem Interesse,
die gemäß einem Merkmal der Erfindung dadurch gegeben sind, daß n
gleich 1 oder n gleich der Anzahl aller an dem ersten Wechselrichter ange
schlossenen Stromerzeuger ist. Beide Varianten werden im folgenden nä
her ausgeführt. Als Variante eins gilt dabei die Weiterbildung, bei der n
gleich der Anzahl aller an einem ersten Wechselrichter angeschlossenen
Stromerzeuger entspricht; Variante zwei ist die Weiterbildung mit n gleich
1. Inhaltlich bedeuten diese Vorgaben, bei Variante eins werden alle an
einem Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger einem anderen
Wechselrichter zugeschaltet, bei Variante zwei dagegen nur einer der
Stromerzeuger.
Der in beiden Varianten formulierte Sachverhalt läßt sich am einfachsten
veranschaulichen, wenn man von einer Ausführungsform einer Anlage
ausgeht, bei der, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, jeder
Wechselrichter eingangsseitig mit einem Stromerzeuger verbunden ist und
die Wechselrichter und die Stromerzeuger jeweils einander gleich sind.
Für den Ausgangszustand dieser Anlage wird angenommen, daß alle
Stromerzeuger eine Ausgangsleistung aufweisen, welche der optimalen
Eingangsleistung der Wechselrichter entspricht. Bei sinkender Ausgangs
leistung verringern sich die Ausgangsleistungen an allen Stromerzeugern
und die ihnen entsprechenden Eingangsleistungen an den Wechselrichtern
stetig. Wenn die Eingangsleistung an allen Wechselrichtern auf 50% der
optimalen Eingangsleistung abgefallen ist, ist o. g. Bedingung zur Um
schaltung erfüllt.
Die durch Variante eins und Variante zwei definierten Bedingungen sind im
vorliegenden Fall identisch, da die Anzahl n der an einem Wechselrichter
angeschlossenen Stromerzeuger gleich 1 ist und 1 auch der Maximalzahl
der angeschlossenen Stromerzeuger entspricht. Die in Variante eins (oder
zwei) formulierte Bedingung ist dann wie folgt erfüllt:
- - die tatsächliche Eingangsleistung an einem zweiten Wechselrichter ist auf 50% der optimalen Eingangsleistung abgefallen
- - die Ausgangsleistung in Höhe von 50% des an einem ersten Wechsel richter angeschlossenen Stromerzeugers entspricht dem Leistungsab fall am zweiten Wechselrichter.
Nach dem Eintreten dieser Bedingung wird erfindungsgemäß eine Tren
nung der n (= 1) Stromerzeuger von einem ersten Wechselrichter und eine
Anbindung dieser n (= 1) Stromerzeuger an einem zweiten Wechselrichter
vorgenommen. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dieser
Umschaltvorgang bei alle Wechselrichtern bzw. Stromerzeugern durchge
führt, deren Ein- bzw. Ausgangsleistungen der Bedingung genügen. Für
das betrachtete Beispiel bedeutet dies im Ergebnis, daß die Stromerzeuger
von der einen Hälfte der Wechselrichter getrennt und jeweils den restlichen
Wechselrichtern zugeschaltet werden. Die Wechselrichter ohne Stromer
zeuger werden anschließend deaktiviert. Die Zahl der aktiven Wechsel
richter wird damit auf die Hälfte reduziert, während die Zahl der an jedem
aktiven Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger sich auf das Dop
pelte erhöht. Hierdurch wird bei den aktiven Wechselrichtern die Ein
gangsleistung wieder auf die optimale Eingangsleistung angehoben, der
Betrieb der Wechselrichter erfolgt daher im optimalen Wirkungsgradbe
reich. Dementsprechend erreicht der Gesamtwirkungsgrad der Anlage wie
der sein Maximum.
Der Vorgang wiederholt sich in gleicher Weise unter den aktiven Wechsel
richtern, wenn die Ausgangsleistung der Stromerzeuger weiter sinkt. Der
einzige Unterschied hierbei ist, daß der Ausgangszustand der Anlage durch
Wechselrichter mit jeweils bereits zwei angeschlossenen Stromerzeugern
gegeben ist. Die beiden o. g. Varianten der Weiterbildung führen hierbei zu
unterschiedlichen Ergebnissen.
Liegt Variante eins vor, ist die Zahl n durch 2 gegeben, der Maximalzahl
der angeschlossenen Stromerzeuger. Dies bedeutet, daß von den jeweils
"ersten" Wechselrichtern mit jeweils zwei angeschlossenen Stromerzeu
gern zwei Stromerzeuger (n = 2) abgetrennt und einem "zweiten" Wechsel
richter mit zwei angeschlossenen Stromerzeugern zugeschaltet werden.
Der Schaltvorgang erfolgt dann, wenn die Eingangsleistung an allen Wech
selrichter auf 50% der optimalen Eingangsleistung abgefallen ist. Denn
nach dem Merkmal von Variante eins gilt dann:
- - die Eingangsleistung an einem zweiten Wechselrichter ist auf 50% der optimalen Eingangsleistung abgefallen
- - die Summe der Ausgangsleistungen in Höhe von 50% der beiden an einem ersten Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger ent spricht dem Leistungsabfall am zweiten Wechselrichter; die Aus gangsleistung der einzelnen Stromerzeuger ist hierbei auf 25% zu rückgegangen.
Nach dem Eintreten dieser Bedingung werden erfindungsgemäß beide
Stromerzeuger von einem ersten auf einen zweiten Wechselrichter umge
schaltet. Durch Wiederholung dieses Vorgangs für alle aktiven Wechsel
richter wird die Anzahl der aktiven Wechselrichter gegenüber der Aus
gangssituation auf ein Viertel reduziert, die Zahl der an jedem aktiven
Wechselrichtern angeschlossenen Stromerzeuger auf das Vierfache er
höht.
Wenn man die aufeinander folgenden Umschaltvorgänge an einem aktiven
Wechselrichter betrachtet und mit P0 dessen optimale Eingangsleistung,
mit P die tatsächliche Eingangsleistung bezeichnet, kann P jeweils folgen
den Werte annehmen:
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π P P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: P0/2 Π P P P0
bei Anschluß von 3 Stromerzeugern: P0/2 Π P P P0 (1),
wobei jeder einzelne Stromerzeuger einen Beitrag p zur tatsächlichen Ein gangsleistung P beisteuert:
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π p P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: P0/4 Π p P P0/2
bei Anschluß von 4 Stromerzeugern: P0/8 Π p P P0/4.
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π P P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: P0/2 Π P P P0
bei Anschluß von 3 Stromerzeugern: P0/2 Π P P P0 (1),
wobei jeder einzelne Stromerzeuger einen Beitrag p zur tatsächlichen Ein gangsleistung P beisteuert:
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π p P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: P0/4 Π p P P0/2
bei Anschluß von 4 Stromerzeugern: P0/8 Π p P P0/4.
Aus den Gleichungen (1) kann man entnehmen, daß die Eingangsleistung
an einem Wechselrichter, unabhängig davon wie viele Umschaltvorgänge
stattgefunden haben und dementsprechend wie viele Stromerzeuger an
ihm angeschlossen wurden, stets auf 50% abfällt, bevor durch einen neu
en Umschaltvorgang die Eingangsleistung wieder auf die optimale Leistung
angehoben wird. Dieser Abfall führt zwar relativ weit weg von der optimalen
Eingangsleistung, dennoch sind die Wechselrichter in diesem Leistungsbe
reich mit einem akzeptablen Wirkungsgrad zu betreiben. Der über längere
Zeiträume erreichbare hohe Wirkungsgrad der gesamten Anlage bleibt da
her unberührt. Der Vorteil der vorliegenden Variante ist auch in einem sehr
einfachen Aufbau der Steuervorrichtung zu sehen.
Liegt Variante zwei vor, ergibt sich mit zwei Stromerzeugern an einem
Wechselrichter ein anderer Ablauf. Die Bedingung zur Durchführung des
Schaltvorgangs liegt vor, wenn die Eingangsleistung an allen Wechselrich
tern auf 66,6% der optimalen Eingangsleistung abgefallen ist. Denn nach
der in Variante zwei formulierten Bedingung gilt dann:
- - die Eingangsleistung an einem zweiten Wechselrichter ist auf 66,6% der optimalen Eingangsleistung abgefallen
- - die Ausgangsleistung in Höhe von 33,3% einer der beiden an einem ersten Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger entspricht dem Leistungsabfall am zweiten Wechselrichter.
Nach dem Eintreten dieser Bedingung wird erfindungsgemäß einer der
beiden Stromerzeuger vom einem ersten auf einen zweiten Wechselrichter
umgeschaltet, welcher dann wieder mit optimaler Leistung betrieben wer
den kann. Der vom ersten Wechselrichter nicht freigeschaltete Stromer
zeuger steht zur Umschaltung an andere Wechselrichter zur Verfügung.
Wenn man die aufeinander folgenden Umschaltvorgänge betrachtet, gelten
mit den gleichen Bezeichnungen wie oben, für die tatsächliche Eingangs
leistung P jeweils folgenden Werte.
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π P P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: 2/3Δ P0 Π P P P0
bei Anschluß von 3 Stromerzeugern: 3/4Δ P0 Π P P P0 (2),
wobei jeder einzelne Stromerzeuger einen Beitrag p zur tatsächlichen Ein gangsleitung P beisteuert:
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π p P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: P0/3 Π p P P0/2
bei Anschluß von 3 Stromerzeugern: P0/4 Π p P P0/3
bei Anschluß von 4 Stromerzeugern: P0/5 Π p P P0/4.
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π P P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: 2/3Δ P0 Π P P P0
bei Anschluß von 3 Stromerzeugern: 3/4Δ P0 Π P P P0 (2),
wobei jeder einzelne Stromerzeuger einen Beitrag p zur tatsächlichen Ein gangsleitung P beisteuert:
bei Anschluß von 1 Stromerzeuger: P0/2 Π p P P0
bei Anschluß von 2 Stromerzeugern: P0/3 Π p P P0/2
bei Anschluß von 3 Stromerzeugern: P0/4 Π p P P0/3
bei Anschluß von 4 Stromerzeugern: P0/5 Π p P P0/4.
Wie man aus den Gleichungen (2) entnehmen kann, folgt als Vorteil der
zweiten Variante gegenüber der ersten, daß die Eingangsleistung an einem
Wechselrichter, mit jedem weiteren Umschaltvorgang zunehmend weniger
von der optimalen Leistung abfällt. Die Wechselrichter und damit die ge
samte Anlage werden daher in der Zeit zwischen zwei Umschaltvorgängen
näher am optimalen Wirkungsgrad betrieben. Gegenüber der Variante eins
ist damit eine nochmalige Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der
Anlage verbunden.
Mit sinkender Ausgangsleistung der Stromerzeuger wird die Anzahl der in
der gesamten Anlage genutzten Wechselrichter stetig reduziert. Das dar
gelegte Schema kann so oft stattfinden, bis alle Stromerzeuger an einem
Wechselrichter angeschlossenen sind.
Wenn die Ausgangsleistungen der Gleichstromerzeuger nach einer Ab
nahme wieder zunehmen, werden gemäß einer Ausgestaltung der Erfin
dung die bei abnehmenden Ausgangsleistungen durchgeführten Umschalt
vorgänge durch die Steuervorrichtung in umgekehrter Reihenfolge wieder
rückgängig gemacht.
Von Vorteil für die Wandlung des Gleichstroms mit Wechselrichtern ist es,
wenn die Eingangsseiten der aktiven Wechselrichter galvanisch von einan
der getrennt sind. Bei einer Ausführungsform der Steuervorrichtung der
erfindungsgemäßen Anlage sind daher Schalter vorgesehen, welche diese
Anforderung umsetzen.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung lassen sich dem
nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. In diesem Teil wird ein
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage mit Photovoltaikele
menten als Stromerzeuger anhand einer beigefügten Zeichnung näher er
läutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Blockdia
gramm der Anlage.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist jeder Wechselrichter eingangs
seitig mit einem Stromerzeuger verbunden. Die Wechselrichter und die
Stromerzeuger sind jeweils einander gleich ausgeführt. Alle Stromerzeuger
weisen eine Ausgangsleistung auf, die der optimalen Eingangsleistung der
Wechselrichter entspricht.
Im Mittelfeld der Figur sind die Schaltelement der Anlage wiedergegeben,
die aus den Relais 1-15 besteht. Die Stromerzeuger 21-28 bestehen aus
Photovoltaikmodulen in Reihe geschalteter Photovoltaikelemente. Mit den
Bezugszeichen 31-38 sind die Wechselrichter gekennzeichnet. Die Meß-
und Steuervorrichtung sind ineinander integriert und durch ein einziges
Element mit dem Bezugszeichen 40 dargestellt, mit 41-48 sind elektrische
Leitungen, mit 51-57 Steuerleitung gekennzeichnet.
Stellt die Meßvorrichtung bei den Photovoltaikmodulen 21-28 eine Aus
gangsleistung fest, welche kleiner oder gleich der halben optimalen Ein
gangsleistung der Wechselrichter entspricht, werden durch Öffnen der Re
lais 9,11,13 und 25 und Schließen der Relais 1, 3, 5
und 7 die Photovoltaikmodule 22, 24, 26 und 28 von den Wechselrichtern
32, 34, 36 und 38 getrennt und mit den Wechselrichtern 31, 33, 35 und 37
verbunden. Dadurch wird die Eingangsleistung an den Wechselrichtern 31,
33, 35 und 37 jeweils verdoppelt und somit wieder auf die optimale Ein
gangsleistung angehoben. Diese Wechselrichter können folglich wieder im
optimalen Wirkungsgradbereich arbeiten und der Gesamtwirkungsgrad der
Anlage erreicht wieder sein Maximum. Die Wechselrichter 32, 34, 36 und
38 werden anschließend abgeschaltet.
Bei weiterem Absinken der Ausgangsleistung der Photovoltaikmodule wer
den nach dem gleichen Schema unter den aktiven Wechselrichtern 31, 33,
35 und 37 die Wechselrichter 33 und 37 abgeschaltet, um bei den verblei
benden aktiven Wechselrichtern 31 und 35 ein Arbeiten im optimalen Wir
kunsgradbereich sicher zu stellen.
Die Relaisschaltung des wiedergegebenen Ausführungsbeispiels stellt zu
dem sicher, daß auf der Gleichspannungsseite die aktiven Wechselrichter
galvanisch voneinander getrennt sind.
Die dargestellten Schritte bewirken eine Optimierung in dem Sinn, daß die
jeweils aktiven Wechselrichter jeweils am oder nahe am optimalen Ar
beitspunkt betrieben werden. Daraus resultiert für die gesamte Anlage bei
der Einspeisung von elektrischer Energie aus Gleichstromerzeugern in das
Wechselstromnetz ein Betrieb im optimalen Wirkungsgradbereich. Bei
Ausbildung von Photovoltaik-Anlagen gemäß vorliegender Erfindung kön
nen diese daher während des ganzen Jahres mit einem optimalen Wir
kungsgrad betrieben werden.
Claims (9)
1. Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das
Wechselstromnetz mit wenigstens zwei aktiven Wechselrichtern, die jeweils
durch eine optimale Eingangsleistung gekennzeichnet und jeweils ein
gangsseitig mit wenigstens einem Gleichstromerzeuger schwankender
Ausgangsleistung verbunden sind, und einer Meßvorrichtung, dadurch
gekennzeichnet, dass
Schaltelemente zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vorgesehen sind,
und der Umschaltvorgang eine Trennung wenigstens eines Stromerzeu gers von einem ersten Wechselrichter und eine Anbindung dieses/dieser Stromerzeuger an einen zweiten Wechselrichter bewirkt,
eine Steuervorrichtung zur Auslösung des Umschaltvorgangs vorgesehen ist,
und die Auslösung des Umschaltvorgangs von der Erfüllung einer Bedin gung abhängig ist, welche durch die Steuervorrichtung vorgebbar ist.
Schaltelemente zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vorgesehen sind,
und der Umschaltvorgang eine Trennung wenigstens eines Stromerzeu gers von einem ersten Wechselrichter und eine Anbindung dieses/dieser Stromerzeuger an einen zweiten Wechselrichter bewirkt,
eine Steuervorrichtung zur Auslösung des Umschaltvorgangs vorgesehen ist,
und die Auslösung des Umschaltvorgangs von der Erfüllung einer Bedin gung abhängig ist, welche durch die Steuervorrichtung vorgebbar ist.
2. Anlage zur Einspeisung von Strom nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Bedingung erfüllt ist, wenn die Meßeinrichtung feststellt,
daß die an einem zweiten Wechselrichter anliegende tatsächliche Ein
gangsleistung auf einen Wert abgefallen ist, der von dessen optimaler Ein
gangsleistung um einen Betrag niedriger liegt, welcher der Summe der
Ausgangsleistungen von n an einen ersten Wechselrichter angeschlosse
nen Stromerzeugern entspricht, wobei n eine natürliche Zahl ist, deren
kleinster Wert gleich 1 und deren Maximalwert gleich der Anzahl aller an
dem ersten Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger ist, und durch
die Steuervorrichtung vorgebbar ist.
3. Anlage zur Einspeisung von Strom nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Umschaltvorgang eine Trennung von n Stromerzeugern
von einem ersten Wechselrichter und eine Anbindung dieser n Stromer
zeuger an einen zweiten Wechselrichter bewirkt.
4. Anlage zur Einspeisung von Strom nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass n gleich 1 oder gleich der Anzahl aller an dem er
sten Wechselrichter angeschlossenen Stromerzeuger ist.
5. Anlage zur Einspeisung von Strom nach einem der Ansprüche 1-4, da
durch gekennzeichnet, dass der Umschaltvorgang für alle Wechselrichter
bzw. Stromerzeuger vorgesehen ist, deren Ein- bzw. Ausgangsleistungen
der Bedingung genügen.
6. Anlage zur Einspeisung von Strom nach einem der Ansprüche 1-5, da
durch gekennzeichnet, dass jeder Wechselrichter eingangsseitig mit ei
nem Stromerzeuger verbunden ist, und die Wechselrichter und die Strom
erzeuger jeweils einander baugleich sind.
7. Anlage zur Einspeisung von Strom nach einem der Ansprüche 1-6, da
durch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die bei abnehmenden
Ausgangsleistungen der Gleichstromerzeuger durchgeführten Umschalt
vorgänge bei zunehmenden Ausgangsleistungen der Gleichstromerzeuger
in umgekehrter Reihenfolge rückgängig macht.
8. Anlage zur Einspeisung von Strom nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung Schalter
aufweist, durch welche die Eingangsseiten der aktiven Wechselrichter gal
vanisch von einander trennbar sind.
9. Verwendung der Anlage zur Einspeisung von Strom nach einem der vor
angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei der Her
stellung und Wandlung von Strom mit Photovoltaik-Elementen eingesetzt
wird.
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DE10061724A DE10061724A1 (de) | 2000-04-13 | 2000-12-12 | Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das Wechselstromnetz |
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DE10061724A Ceased DE10061724A1 (de) | 2000-04-13 | 2000-12-12 | Anlage zur Einspeisung von Strom aus Gleichstromerzeugern in das Wechselstromnetz |
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DE (1) | DE10061724A1 (de) |
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