DE-102025109190-B3 - Photovoltaische Anlage

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer photovoltaischen Anlage (10) mit zwei Photovoltaikmodulen (12), wobei die bereitgestellte elektrische Energie mit einer vorgebbaren Gleichspannung an einer Anlagenanschlusseinheit (14) mit einem ersten und einem zweiten Anlagenanschluss (16, 18) bereitgestellt wird, - wobei die elektrische Energie über ein jeweiliges Kopplungsmodul (20) sowie über eine an den ersten und zweiten Anlagenanschluss angeschlossene erste und zweite Leitung (22, 24) übertragen wird, wobei die Kopplungsmodule zu einem Betriebszustand des Photovoltaikmoduls (12) Betriebsdaten (84) ermitteln, - wobei jedes Kopplungsmodul Betriebsdatensignale (72) ermittelt und an die erste oder an die zweite Leitung abgibt, und - wobei eine Betriebszustandserfassungseinheit (26) die von den Kopplungsmodulen abgegebenen Betriebsdatensignale empfängt und auswertet, um die Betriebsdaten zu ermitteln und abhängig von den Betriebsdaten einen Anlagenbetriebszustand der photovoltaischen Anlage zu bestimmen. Erfindungsgemäß ist eine Sendeeinheit (66) des Kopplungsmoduls über ein Schaltelement (114) mit ersten beziehungsweise der zweiten Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt.

Inventors

• Daniel Barth
• Richard Robert Brace
• Erwin Stamm

Assignees

• BRC Solar GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250311

Claims (9)

1. Photovoltaische Anlage (10) mit - wenigstens zwei Photovoltaikmodulen (12), wobei ein jeweiliges der wenigstens zwei Photovoltaikmodule (12) mehrere Photovoltaikzellen aufweist, die unter Einwirkung von Licht elektrische Energie bereitstellen, wobei die Photovoltaikzellen eines jeweiligen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule (12) elektrisch miteinander verbunden sind, - einer Anlagenanschlusseinheit (14) zum Bereitstellen der mit den Photovoltaikzellen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule (12) bereitgestellten elektrischen Energie mit einer vorgebbaren Gleichspannung, wobei die Anlagenanschlusseinheit (14) wenigstens einen ersten Anlagenanschluss (16) zum Bereitstellen eines positiven elektrischen Potentials der Gleichspannung und wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss (18) zum Bereitstellen eines negativen elektrischen Potentials der Gleichspannung aufweist, - einem jeweiligen Kopplungsmodul (20) für jedes der wenigstens zwei Photovoltaikmodule (12), wobei das jeweilige Kopplungsmodul (20) an das jeweilige Photovoltaikmodul (12) elektrisch angeschlossen ist, wobei die Kopplungsmodule (20) zum Bereitstellen der mit den Photovoltaikzellen des jeweiligen Photovoltaikmoduls (12) bereitgestellten elektrischen Energie mit einer an den wenigstens einen ersten Anlagenanschluss (16) angeschlossenen ersten Leitung (22) und einer an den wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss (18) angeschlossenen zweiten Leitung (24) elektrisch gekoppelt sind, wobei die Kopplungsmodule (20) ausgebildet sind, zu wenigstens einem Betriebszustand des jeweils angeschlossenen Photovoltaikmoduls (12) Betriebsdaten (84) zu ermitteln, - wobei jedes Kopplungsmodul (20) eine erste Sendeeinheit (66) und eine erste Empfangseinheit (68) aufweist und ausgebildet ist, gemäß einem vorgebbaren Kommunikationsprotokoll abhängig von den Betriebsdaten (84) Betriebsdatensignale (72) zu ermitteln und die Betriebsdatensignale (72) zumindest an die erste oder zumindest an die zweite Leitung (22, 24) abzugeben, und - einer Betriebszustandserfassungseinheit (26), die eine zweite Sendeeinheit (108) und eine zweite Empfangseinheit (110) aufweist, die mit der zumindest einen Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt sind, an die die Betriebsdatensignale (72) abgebbar sind, wobei die Betriebszustandserfassungseinheit (26) ausgebildet ist, die von den Kopplungsmodulen (20) abgegebenen Betriebsdatensignale (72) zu empfangen und auszuwerten, um die Betriebsdaten (84) zu ermitteln und abhängig von den Betriebsdaten einen Anlagenbetriebszustand der photovoltaischen Anlage (10) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet , dass die jeweilige Sendeeinheit (66, 108) und die jeweilige Empfangseinheit (68, 110) parallel mit der zumindest einen Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt sind, an die die Betriebsdatensignale (72) abgebbar sind, wobei die Sendeeinheit (66, 108) mittels eines Schaltelements (114, 116) mit der zumindest einen Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt ist.
2. Photovoltaische Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Schaltelement (114, 116) als elektromechanisches Schaltelement ausgebildet ist.
3. Photovoltaische Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Schaltelement (114, 116) als elektronisches Schaltelement ausgebildet ist.
4. Photovoltaische Anlage nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass das elektronische Schaltelement wenigstens einen im Schaltbetrieb betriebenen Transistor aufweist.
5. Photovoltaische Anlage nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , dass das elektronische Schaltelement wenigstens zwei im Schaltbetrieb betriebenen Transistoren aufweist, wobei die Transistoren antiparallelgeschaltet oder antiseriell geschaltet sind.
6. Photovoltaische Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das signaltechnische Koppeln der jeweiligen Sendeeinheit (66, 108) und der jeweiligen Empfangseinheit (68, 110) mit der zumindest einen Leitung (22, 24), an die die Betriebsdatensignale (72) abgebbar sind, mittels eines Signalkopplers (104) erfolgt, an den die Empfangseinheit (68, 110) und das Schaltelement (114, 116) parallel angeschlossen sind.
7. Photovoltaische Anlage Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Signalkoppler (104) ausgebildet ist, zwischen der zumindest einen Leitung (22, 24), an die die Betriebsdatensignale (72) abgebbar sind, einerseits und der Sendeeinheit (66, 108) und der Empfangseinheit (68, 110) andrerseits eine galvanische Trennung bereitzustellen.
8. Verfahren zum Betreiben einer photovoltaischen Anlage (10) mit wenigstens zwei Photovoltaikmodulen (12), wobei jedes der wenigstens zwei Photovoltaikmodule (12) mehrere Photovoltaikzellen aufweist, die unter Einwirkung von Licht elektrische Energie bereitstellen, wobei die Photovoltaikzellen eines jeweiligen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule (12) elektrisch miteinander verbunden sind, - wobei die mit den Photovoltaikzellen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule bereitgestellte elektrische Energie mit einer vorgebbaren Gleichspannung an einer Anlagenanschlusseinheit (14) der photovoltaischen Anlage (10) bereitgestellt wird, wobei die Anlagenanschlusseinheit (14) wenigstens einen ersten Anlagenanschluss (16) zum Bereitstellen eines positiven elektrischen Potentials der Gleichspannung und wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss (18) zum Bereitstellen eines negativen elektrischen Potentials der Gleichspannung aufweist, - wobei die mit den Photovoltaikzellen des jeweiligen Photovoltaikmoduls (12) bereitgestellte elektrische Energie über ein jeweiliges an das jeweilige Photovoltaikmodul (12) elektrisch angeschlossenes Kopplungsmodul (20) der photovoltaischen Anlage (10) sowie über eine an den wenigstens einen ersten Anlagenanschluss (16) angeschlossene erste Leitung (22) und eine an den wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss (18) angeschlossene zweite Leitung (24) übertragen wird, wobei die erste und die zweite Leitung (22, 24) mit dem Kopplungsmodul (20) gekoppelt sind, wobei die Kopplungsmodule (20) zu wenigstens einem Betriebszustand des jeweils angeschlossenen Photovoltaikmoduls (12) Betriebsdaten (84) ermitteln, - wobei jedes Kopplungsmodul (20) eine erste Sendeeinheit (66) und eine erste Empfangseinheit (68) aufweist und gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll abhängig von den Betriebsdaten (84) Betriebsdatensignale (72) ermittelt und die Betriebsdatensignale (72) zumindest an die erste oder zumindest an die zweite Leitung (22, 24) abgibt, und - wobei eine Betriebszustandserfassungseinheit (26) der photovoltaischen Anlage (10), die eine zweite Sendeeinheit (108) und eine zweite Empfangseinheit (110) aufweist, die mit der zumindest einen Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt sind, an die die Betriebsdatensignale (72) abgegeben werden, wobei die Betriebszustandserfassungseinheit (26) die von den Kopplungsmodulen (20) abgegebenen Betriebsdatensignale (72) empfängt und auswertet, um die Betriebsdaten (84) zu ermitteln und abhängig von den Betriebsdaten (84) einen Anlagenbetriebszustand der photovoltaischen Anlage (10) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet , dass die jeweilige Sendeeinheit (66, 108) und die jeweilige Empfangseinheit (68, 110) parallel mit der zumindest einen Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt werden, an die die Betriebsdatensignale (72) abgebbar sind, wobei die Sendeeinheit (66, 108) abhängig von einem Schaltzustand eines Schaltelements (114, 116) mit der zumindest einen Leitung (22, 24) signaltechnisch gekoppelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass der Schaltzustand des Schaltelements (114, 116) abhängig von einem Schaltsignal eingestellt wird, wobei das Schaltsignal unter anderem abhängig davon bereitgestellt wird, dass keine anderweitigen Kommunikationsteilnehmer aktiv sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine photovoltaische Anlage mit wenigstens zwei Photovoltaikmodulen, wobei ein jeweiliges der wenigstens zwei Photovoltaikmodule mehrere Photovoltaikzellen aufweist, die unter Einwirkung von Licht elektrische Energie bereitstellen, wobei die Photovoltaikzellen eines jeweiligen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule elektrisch miteinander verbunden sind, einer Anlagenanschlusseinheit zum Bereitstellen der mit den Photovoltaikzellen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule bereitgestellten elektrischen Energie mit einer vorgebbaren Gleichspannung, wobei die Anlagenanschlusseinheit wenigstens einen ersten Anlagenanschluss zum Bereitstellen eines positiven elektrischen Potentials der Gleichspannung und wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss zum Bereitstellen eines negativen elektrischen Potentials der Gleichspannung aufweist, einem jeweiligen Kopplungsmodul für jedes der wenigstens zwei Photovoltaikmodule, wobei das jeweilige Kopplungsmodul an das jeweilige Photovoltaikmodul elektrisch angeschlossen ist, wobei die Kopplungsmodule zum Bereitstellen der mit den Photovoltaikzellen des jeweiligen Photovoltaikmoduls bereitgestellten elektrischen Energie mit einer an den wenigstens einen ersten Anlagenanschluss angeschlossenen ersten Leitung und einer an den wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss angeschlossenen zweiten Leitung elektrisch gekoppelt sind, wobei die Kopplungsmodule ausgebildet sind, zu wenigstens einem Betriebszustand des jeweils angeschlossenen Photovoltaikmoduls Betriebsdaten zu ermitteln, wobei jedes Kopplungsmodul eine erste Sendeeinheit und eine erste Empfangseinheit aufweist und ausgebildet ist, gemäß einem vorgebbaren Kommunikationsprotokoll abhängig von den Betriebsdaten Betriebsdatensignale zu ermitteln und die Betriebsdatensignale zumindest an die erste oder zumindest an die zweite Leitung abzugeben, und einer Betriebszustandserfassungseinheit, die eine zweite Sendeeinheit und eine zweite Empfangseinheit aufweist, die mit der zumindest einen Leitung signaltechnisch gekoppelt sind, an die die Betriebsdatensignale abgebbar sind, wobei die Betriebszustandserfassungseinheit ausgebildet ist, die von den Kopplungsmodulen abgegebenen Betriebsdatensignale zu empfangen und auszuwerten, um die Betriebsdaten zu ermitteln und abhängig von den Betriebsdaten einen Anlagenbetriebszustand der photovoltaischen Anlage zu bestimmen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer photovoltaischen Anlage mit wenigstens zwei Photovoltaikmodulen, wobei jedes der wenigstens zwei Photovoltaikmodule mehrere Photovoltaikzellen aufweist, die unter Einwirkung von Licht elektrische Energie bereitstellen, wobei die Photovoltaikzellen eines jeweiligen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die mit den Photovoltaikzellen der wenigstens zwei Photovoltaikmodule bereitgestellte elektrische Energie mit einer vorgebbaren Gleichspannung an einer Anlagenanschlusseinheit der photovoltaischen Anlage bereitgestellt wird, wobei die Anlagenanschlusseinheit wenigstens einen ersten Anlagenanschluss zum Bereitstellen eines positiven elektrischen Potentials der Gleichspannung und wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss zum Bereitstellen eines negativen elektrischen Potentials der Gleichspannung aufweist, wobei die mit den Photovoltaikzellen des jeweiligen Photovoltaikmoduls bereitgestellte elektrische Energie über ein jeweiliges an das jeweilige Photovoltaikmodul elektrisch angeschlossenes Kopplungsmodul der photovoltaischen Anlage sowie über eine an den wenigstens einen ersten Anlagenanschluss angeschlossene erste Leitung und eine an den wenigstens einen zweiten Anlagenanschluss angeschlossene zweite Leitung übertragen wird, wobei die erste und die zweite Leitung mit dem Kopplungsmodul gekoppelt sind, wobei die Kopplungsmodule zu wenigstens einem Betriebszustand des jeweils angeschlossenen Photovoltaikmoduls Betriebsdaten ermitteln, wobei jedes Kopplungsmodul eine erste Sendeeinheit und eine erste Empfangseinheit aufweist und gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll abhängig von den Betriebsdaten Betriebsdatensignale ermittelt und die Betriebsdatensignale zumindest an die erste oder zumindest an die zweite Leitung abgibt, und wobei eine Betriebszustandserfassungseinheit der photovoltaischen Anlage, die eine zweite Sendeeinheit und eine zweite Empfangseinheit aufweist, die mit der zumindest einen Leitung signaltechnisch gekoppelt sind, an die die Betriebsdatensignale abgegeben werden, wobei die Betriebszustandserfassungseinheit die von den Kopplungsmodulen abgegebenen Betriebsdatensignale empfängt und auswertet, um die Betriebsdaten zu ermitteln und abhängig von den Betriebsdaten einen Anlagenbetriebszustand der photovoltaischen Anlage zu bestimmen. Photovoltaische Anlagen sowie Verfahren zu deren Betrieb sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, sodass es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Ph