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DE19838229A1 - Elektrische Anlage zur Energieübertragung von einer Vielzahl fotovoltaischer Zellen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Belastungskennlinien in ein elektrisches Netz - Google Patents

Elektrische Anlage zur Energieübertragung von einer Vielzahl fotovoltaischer Zellen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Belastungskennlinien in ein elektrisches Netz

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Publication number
DE19838229A1
DE19838229A1 DE19838229A DE19838229A DE19838229A1 DE 19838229 A1 DE19838229 A1 DE 19838229A1 DE 19838229 A DE19838229 A DE 19838229A DE 19838229 A DE19838229 A DE 19838229A DE 19838229 A1 DE19838229 A1 DE 19838229A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
central
circuit
parameters
photo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19838229A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Thamm
Alfred Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GFE GES fur ENERGIEELEKTRONIK
Original Assignee
GFE GES fur ENERGIEELEKTRONIK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GFE GES fur ENERGIEELEKTRONIK filed Critical GFE GES fur ENERGIEELEKTRONIK
Priority to DE19838229A priority Critical patent/DE19838229A1/de
Publication of DE19838229A1 publication Critical patent/DE19838229A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage zur Energieübertragung von einer Vielzahl fotovoltaischer Zellen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Belastungskennlinien in ein elektrisches Netz mit konstanten oder variablen Parametern. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Fotovoltaik-Zellen mit variablem Energieabgabevermögen auch dann mit Energie optimal betreiben zu können, wenn sie gemeinsam in ein Netz einspeisen sollen und dabei unterschiedliche Ströme und Ausgangsspannungen haben, DOLLAR A - ohne daß mehrere NWR benutzt werden sollen und DOLLAR A - ohne daß die Spannungen am Ausgang einer Gruppe von FZ berührungsgefährliche Größen annehmen sollen. DOLLAR A Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Zelle oder eine Gruppe von Zellen mit gleichen Belastungskennlinien über einen eigenen MPP-Regler auf einen zentralen Gleichspannungskreis mit konstanter Spannung und/oder auf einen zentralen Gleichstromkreis mit konstantem Strom arbeitet und daß mittels jeweils eines bekannten Gleichstrompulsstellers die Konstanthaltung der Parameter des zentralen Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkreises sowie die Energieübertragung von dem zentralen Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkreis auf den Eingang eines bekannten Netzwechselrichters erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage zur Energieübertragung von einer Vielzahl fotovoltaischer Zellen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Belastungskennlinien in ein elektrisches Netz mit konstanten oder variablen Parametern.
Es ist bekannt, Fotovoltaik-Zellen (FZ) so zusammenzuschalten, daß ihre summierten Spannungen den Anforderungen bezüglich der für eine Netzeinspeisung über einen Netzwechselrichter (NWR) notwendigen Netzwechselrichtereingangsspannung genügt.
Die Summenspannungen betragen dabei einige 100 V, bis etwa 700 V, wenn in öffentliche 400 V-Drehstromnetze eingespeist werden soll.
Die parallele Zusammenschaltung derartiger Gruppen von FZ verhindert die optimale Energieausbeute der Gruppen, da eine der optimalen Energieausbeute Rechnung tragende Stromaufteilung auf die Gruppen nicht gewährleistet ist. Deshalb arbeitet jede Gruppe allgemein auf einen eigenen NWR mit eigener MPP-Regelung in bezug auf die jeweilige einspeisende Gruppe.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Fotovoltaik-Zellen mit variablem Energieabgabevermögen auch dann Energie optimal betreiben zu können, wenn sie gemeinsam in ein Netz einspeisen sollen und dabei unterschiedliche Ströme und Ausgangsspannungen haben,
  • - ohne daß mehrere NWR benutzt werden sollen und
  • - ohne daß die Spannungen am Ausgang einer Gruppe von FZ berührungsgefähr­ liche Größen annehmen sollen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Zelle oder eine Gruppe von Zellen mit gleichen Belastungskennlinien über einen eigenen MPP-Regler auf einen zentralen Gleichspannungskreis mit konstanter Spannung und/oder auf einen zentralen Gleichstromkreis mit konstantem Strom arbeitet und daß mittels jeweils eines bekannten Gleichstrompulsstellers die Konstanthaltung der Parameter des zentralen Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkreises sowie die Energieübertragung von dem zentralen Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkreis auf den Eingang eines bekannten Netzwechselrichters erfolgt.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen entsprechend beigefügter Figur näher erläutert:
Einzelne FZ 1 und/oder in Gruppen 2 zusammengeschaltete FZ arbeiten über jeweils einen MPP-Regler 3 auf die Stränge eines zentralen Gleichspannungskrei­ ses 4 mit konstanter Spannung und/oder auf den Strang eines zentralen Gleichstromkreises 5 mit konstantem Strom.
Der zentrale Gleichspannungskreis 4 hat eine kleinere Spannung als jene, die für das Einspeisen in das Netz 6 über einen als Spannungswechselrichter arbeitenden NWR 7 erforderlich wäre, wobei die Spannungsdifferenz zwischen dem Eingang 8 des NWR 7 und dem zentralen Gleichspannungskreis 4 durch einen bekannten Gleichstrompulssteller 9 gebildet wird, so daß die Größe der Spannung des Gleichspannungskreises 4 steuerbar konstant bleibt, d. h. unabhängig von der Größe der Spannung am Ausgang der FZ 1 bzw. der Gruppe 2.
Der zentrale Gleichstromkreis 5 führt einen Strom, der durch den Gleichstrom­ pulssteller 10 bestimmt und konstant gehalten wird. Dieser Strom wird einerseits dem in dem Stromkreis 5 liegenden Gleichstromeingang 11 des als Stromwechsel­ richter ausgebildeten NWR 12 aufgeprägt und andererseits über Dioden 13 geführt, denen die Ausgänge der MPP-Regler 3 der FZ 1 bzw. der Gruppe 2 parallel geschaltet sind.
Sofern die Spannungen an den Ausgängen der MPP-Regler 3 größer sind als die Durchflußspannung der betreffenden Dioden 13, liefern die Ausgänge der MPP-Regler 3 jeweils eine Teilspannung im Gleichstromkreis 5, wodurch sich bei konstantem Strom in Gleichstromkreis 5 die Spannung über dem Gleichstromeingang 11 des NWR 12 erhöht.
Die Energieeinspeisung von den FZ 1 bzw. 2 erfolgt entweder auf den Gleichspan­ nungskreis 4 oder auf den Gleichstromkreis 5 oder auf beide Kreise 4, 5 durch entsprechende Ansteuerung der beiden Gleichstromsteller 9 und 10 in Abhängigkeit von der betriebsabhängigen Zweckmäßigkeit, die Spannungen an den Ausgängen der MPP-Regler 3 zeitlich konstant oder variabel vorzugeben, um den größten Übertragungswirkungsgrad der Summe aller MPP-Regler zu erzielen.
Bezugszeichenliste
FZ Fotovoltaische Zelle
NWR Netzwechselrichter
MPP Maximal-Power-Point
1
Einzel-FZ
2
Gruppe von FZ
3
MPP-Regler
4
Gleichspannungskreis
5
Gleichstromkreis
6
Netz
7
Netzwechselrichter (NWR)
8
Eingang des NWR
7
9
Gleichstrompulssteller
10
Gleichstrompulssteller
11
Gleichstromeingang des NWR
12
12
Netzwechselrichter (NWR)
13
Dioden

Claims (1)

  1. Elektrische Anlage zur Energieübertragung von einer Vielzahl fotovoltaischer Zellen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Belastungskennlinien in ein elektrisches Netz mit konstanten oder variablen Parametern, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (1) oder eine Gruppe von Zellen (2) mit gleichen Belastungskennlinien über einen eigenen MPP-Regler (3) auf einen zentralen Gleichspannungskreis (4) mit konstanter Spannung und/oder auf einen zentralen Gleichstromkreis (5) mit konstantem Strom arbeitet und daß mittels jeweils eines bekannten Gleichstrompulsstellers (9) die Konstanthaltung der Parameter des zentralen Gleichspannungs-(4) bzw. Gleichstromkreises (5) sowie die Energieübertragung von dem zentralen Gleichspannungs- (4) bzw. Gleichstromkreis (5) auf den Eingang eines bekannten Netzwechselrichters (7)+(12) erfolgt.
DE19838229A 1998-08-22 1998-08-22 Elektrische Anlage zur Energieübertragung von einer Vielzahl fotovoltaischer Zellen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Belastungskennlinien in ein elektrisches Netz Withdrawn DE19838229A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10222621A1 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Josef Steger Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuer- und Regelung von Photovoltaikanlagen

Cited By (4)

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DE10222621A1 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Josef Steger Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuer- und Regelung von Photovoltaikanlagen
WO2003098703A2 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Roehrig Ruediger Schaltungsanordnung für eine photovoltaikanlage
WO2003098703A3 (de) * 2002-05-17 2005-05-12 Ruediger Roehrig Schaltungsanordnung für eine photovoltaikanlage
US7709727B2 (en) 2002-05-17 2010-05-04 Ruediger Roehrig Circuit arrangement for a photovoltaic system

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