具有提高的寿命的太阳能发电站的制作方法

具有提高的寿命的太阳能发电站的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及具有至少一个用于相对于地电位改变至少一个电设备（2，2’，4，15,15’）的电位的电位改变设备（12，16，17，17’）以及技术空间装置的装置（1，14，20）。电位改变设备（12，16，17，17’）在运行状态下布置在技术空间装置（8）中。
【专利说明】具有提高的寿命的太阳能发电站
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装置(技术装置)，其具有至少一个用于相对于地电位改变至少一个电设备的电位的电位改变设备。
【背景技术】
[0002]尤其是由于环境问题并且也部分地由于随之出现的公共发展，其中在使用光电元件的条件下从太阳光直接产生电流的太阳能动力设备的数量以日益增长的规模增加。这种太阳能动力设备的设备大小可以从例如在房顶上用于(部分地)给单家庭房屋或多家庭房屋供应电能的相对小空间的设备直到具有几百万瓦特的输出功率的大动力设备并且也超出其外。
[0003]因为光电池因其构造类型而导致仅能够产生直流电流，而另一方面当今常见的电消耗器根据交流电压来设计(典型地230 V/50 Hz或者110 V/60 Hz)，所以需要将由光电池产生的直流电流首先转换成交流电流。为此按照目前的现有技术通常使用所谓的逆变器。在产生交流电压情况下的另一优点是(尤其是在较大的太阳能发电站时)，交流电压可以被变换，并且从而在相应高的电压情况下电流也可以在相对大的距离上无过量损耗地被输送。
[0004]实际上已经表明，在太阳能发电站情况下在确定的框架条件下可能发生太阳能电池的效率的出乎意料地早的变差、太阳能电池的恶化直至发生太阳能电池的失效。
[0005]这尤其是当使用所谓的薄层太阳能电池时适用。虽然所基于的过程还未被完全理解，但是在实际中已经表明，尤其是在(一部分)太阳能电池以相对于其周围环境负的偏压运行时出现该问题。这导致与所设置的场方向相反的电场。在薄层太阳能电池情况下，该效应是不可逆的。因此，发生太阳能电池的恶化或破坏。
[0006]即使在背侧接触式太阳能电池(经常用英语术语“backside contacted solarcells”表示)情况下也出现情况类似的问题。它在实践中已经表明，在运行背侧接触式太阳能电池时在不利的电位下其效率可以比较快地变差。这也公知为所谓的“极化效应”。如果背侧接触式太阳能电池的部分以相对于其周围环境正的偏压来运行，则在背侧接触式太阳能电池情况下(与薄层太阳能电池不同)存在不利的电位。虽然极化效应一般是可逆的，但是希望避免比较耗时的再生阶段。
[0007]为了避免由此引起的恶化、变差、效率变差或损害，在现有技术中已经建议，在使用电压源的情况下将太阳能发电站的部分、尤其是太阳能电池置于相对于地的确定电位上。这因此尤其是可能的，因为通常反正要设置的转换电压的变压器也具有在电流上分离的特性。因此，可以设置偏压，而在此情况下不必顾及电传输线路。即使本身不需要变压器，然而可以使用电流式分离器(该分离器从其结构方面与转换电压的变压器类似)，以便这里也可以基本上实现任意的偏压。这种系统例如在德国实用新型DE 20 2006 008 936 U1、在美国专利申请US 2009/0101191 Al、在欧洲专利文献EP 2 136 449 BI或在国际公开文献WO 2010/051812A1 中得以描述。[0008]虽然在那里所述的系统原则上是作用良好的，但是这些系统一如既往具有缺点。因此例如在那里所述的直流电压源大多是相对数目众多的、昂贵的、耗费的和复杂的。这不仅涉及源本身，而且涉及安装。经常相对于失效、恶意破坏和/或偷盗也不存在足够的安全性。此外在那里所使用的直流电压源的远程控制经常表明是困难的。

【发明内容】

[0009]本发明的任务因此在于，建议具有至少一个电位改变设备的相对于现有技术改善的装置。
[0010]本发明解决该任务。
[0011 ] 建议将具有至少一个用于相对于地电位改变至少一个电设备的电位的电位改变设备并且附加地具有至少一个技术空间装置的装置构造为，使得电位改变设备在运行状态下至少部分地布置在至少一个技术空间装置中。通常，在这种设备情况下无论如何都需要必须设置技术空间装置。在各种情况下，在该技术空间装置中也有足够的位置可用，以便能够在其中容纳其他组件。从而甚至对于必须(稍微)更大地规划技术空间装置的情况，随之出现的成本通常与可用的位置或空间增加相比也明显较小地升高。但是如果电位改变设备处于这种技术空间中，则例如可能的是，可以较简单地和较成本低地构造电位改变设备的外壳。也可以通过所建议的构造以简单的方式得出其他优点。因此一般在较中央的点处或者对于中央的和/或必要的技术组件例如设置技术空间装置。因此如果在技术空间装置中(部分地)设置电位改变设备，则电位改变设备通常也处于这种中央点中或者与这种中央点相邻。由此例如可能的是，较简单地可以进行外部控制(其必要时可以通过遥控原理和/或通过手动干预进行)。尤其是可以动用经常无论如何需要的组件。必要时也可以减少要敷设的电缆的数量，这不仅可以降低在电缆方面的成本，而且尤其是可以降低敷设成本。此外一通过技术空间装置导致一通常存在相对于环境影响、恶意破坏、干扰或偷盗的较高保护。由此，得出的整个装置也可以具有较高的运行安全性。如果在真实系统情况下设置(保护)开关和/或保险装置(这在各种情况下都是如此)，则在中央布置至少一个电位改变设备的情况下(尤其是在电方面、而必要时也附加地或替换地在几何方面)可以得出特别大的优点。如果现在例如所设置的保险装置之一烧断，则在中央布置电位改变设备的情况下仅仅将位于相应的保险装置后面的设备部分与电位改变设备电分离。而如果该至少一个电位改变设备布置在“旁支”中，则几乎所有设备部分(除了旁支之外)在保险装置烧断时与电位改变设备电分离，这一般不利得多。
[0012]通过构造在技术空间装置之内，此外也可能的是，可以例如保护电位改变设备免遭外部温度影响。尤其是当设置电池时，这里也可以提高装置的运行安全性。也可能的是，将电位改变设备、尤其是为此所使用的电池确定得较大，以便能够通过这种方式囤积较大的安全性裕量。
[0013]优选的是，该至少一个技术空间装置至少部分地被构造为建筑物装置和/或构造为可闭锁的装置和/或被构造在中央位置处。建筑物装置例如可以以小的小屋(例如本身已知的变压器小屋)的形式、作为容器装置、作为地下室装置和/或作为较大的建筑物中必要时的封闭房间来构造。与此无关地可以通过作为建筑物装置来构造实现特别高的天气保护、免遭恶意破坏和其他损坏的特别大的保护、也实现防偶然触摸等等的保护。经常这种建筑物装置无论如何与太阳能发电站和其他技术设备相关联地设置，尤其是为了在这里安置确定的技术设备(例如变压器、传输装置等)，但也为了将该建筑物装置作为控制室和/或作为休息室使用。但是原则上也可以另外地构造技术空间装置，例如被构造为开关柜等。尤其是可以将可闭锁的装置理解为通过锁(机械钥匙、电子进入)等的保险装置。根据闭锁机械装置的类型，这里可以实现不同的安全等级。将技术空间装置安置在中央位置可以(不仅对于要敷设的电缆而且对于必要时可能紧邻的操作人员、尤其是在必须完成确定的传输任务时)缩短路程等。
[0014]有利的是，该至少一个技术空间装置用于至少部分地容纳其他组件，例如尤其是变压器装置和/或逆变器装置。由此尤其是可以节省成本，因为尤其是对于所述的组件例如出于针对行人的安全性责任(尤其是防偶然触摸的保护)等原因无论如何必须设置技术空间装置。通常，可以在无其他修改的情况下在技术空间装置中容纳电位改变设备。但是必要时也可以表明需要的是，例如比否则常见的情况稍微较大地确定技术空间装置的尺寸。此外，变压器装置和/或逆变器装置尤其是在运行中产生确定的废热量。该废热可以用于加热目的，尤其是也可以用于使电位改变设备变热。由此尤其是当电位改变设备具有电池时，可以提高失效安全性。
[0015]尤其是在所建议的装置情况下可以表明特别优选的是，至少一个技术空间装置附加地用于至少部分地容纳至少一个变压器装置和至少一个逆变器装置。通过这种构造可能的是，可以再次减少要维持的技术空间装置的数量和/或外罩(例如逆变器装置的外罩)的品质可能较少失效。尤其是当在技术空间装置内(部分地)布置一个相应的设备或这些相应的设备时一般明显降低的偷盗保护、恶意破坏保护、访问保护和/或天气保护是足够的(相比于“在现场(im Feld)”布置)。一般甚至表明通常(超过)足够的是，设置防偶然触摸的简单触摸保护。因为“本来的”保险装置或“本来的”天气保护确实可以通过技术空间装置来提供。但是，在各种情况下只有相应地取得资格的和被授权的人员能接近技术空间装置。在所建议的构造中的另一优点在于，不仅逆变器装置、而且变压器装置的废热都能够被用于使电位改变设备变热，这可以具有相应的(组合)优点。与逆变器装置应当与光电池模块尽可能相邻地布置以便由此减少能量传输损耗的迄今占优势的观点相反，发明人令人惊讶地已经确定，(尤其是在光电池模块的相应的适当的分组情况下)该缺点通常不出现，并且甚至必要时可以是优点。例如如果相应地将许多光电池模块适当地相互耦合，则可以传输典型地大约1000V范围中的电压。因此，相应的传输电缆的欧姆电阻起一般较小的作用。完全正相反地，如果仅仅在光电池模块和变压器装置之间接入“简单的”逆变器装置(其仍不附加地对电压进行变换)，则发明人令其自己惊讶地确定出，逆变器装置相反地可能引起电压损耗(该电压损耗例如由转换器损耗引起)。从而与光电池模块相邻地布置逆变器装置因此完全相反地导致能量传输损耗的提高。因此，(一个或多个)逆变器装置、(一个或多个)变压器装置和(一个或多个)电位改变设备的尽可能紧密地彼此相邻的布置可以表明是特别有利的。
[0016]特别有利的是，该装置附加地具有光电设备的至少一些部分，例如尤其是至少一个变压器装置、至少一个逆变器装置、至少一个光电池、至少一个光电池模块、至少一个光电池嵌板和/或尤其是用于至少一个光电池、用于至少一个光电池模块和/或用于至少一个光电池嵌板的至少一个优选可移动地构造的保持装置。此外优选地，该装置也可以被构造为光电发电站。如开头已经提及的，恰好在光电设备情况下相对于地电位的不利的电位可能导致过早的效率变差、过早的恶化、过早的功率损耗、过早的闭锁或甚至设备或设备部分(尤其是光电池本身)的过早失效。由此，装置的使用在该方面表明是特别有利的。这尤其是在作为光电池至少部分地使用薄层光电池和/或背侧接触式光电池时适用。试验已经得出，恰好这种薄层光电池或者背侧接触式光电池可以特别灵敏地对不利的电位或不利的电场作出反应。将光电池一般理解为可以由所谓的晶片(一般通过锯开)制造的单元。光电池的典型直径因此处于5cm、10cm、20cm或30cm的范围中。光电池大多不作为个体的电池、而是作为所谓的光电池模块被销售，所述光电池模块具有例如50x50cm2的大小并且其中多个个体光电池在保持框架中以电和机械方式相互连接。典型地将由多个光电池模块组成的装置理解为光电嵌板。光电嵌板可以具有几平方米的大小。
[0017]特别有利的是，在该装置中该至少一个逆变器装置被构造为电流上绝缘的逆变器装置和/或为电流上不绝缘的逆变器装置和/或为产生两相交流电流的逆变器装置和/或产生三相交流电流的逆变器装置和/或产生多相交流电流的逆变器装置。第一实验已经得出，尤其是在至少一个逆变器装置的所述构造方式情况下可以得出特别大的优点。因此例如利用电流上绝缘的逆变器装置可能的是，太阳能电池装置的不同区域可以被配备有不同的电位。因为由于电流上绝缘的逆变器装置，太阳能电池场的不同区域在电流上相互分离，而不需要附加的构件。也可能的是，太阳能电池区域和引导电流的区域(尤其是在逆变器和变压器之间)可以被置于不同的电位。这例如在确定绝缘问题时通常是有利的。相反如果使用电流上不绝缘的逆变器装置，则一般可能的是，特别低数量的电位改变设备(必要时唯一的电位改变设备也)够用，这可以减少设备的总耗费。尤其是由此也可以减少可能的布线耗费。两相交流电流、三相交流电流或多相交流电流(尤其是具有四个或更多相)可以根据太阳能电池场的大小表明为特别有利的。尤其是就交流电流而言，也特别有利的是，可以设置具有基本上任意的电位的电位改变设备(也即不仅仅一个接地可能性)。因为通过适当地设置电位，也可以在负半波分量等时防止或在很大程度上避免光电池的不利的电位。
[0018]此外可以表明有利的是，在该装置中至少一个负电压线路和/或至少一个正电压线路和/或交流电压线路和/或至少一个中性线线路的电位被改变(或确定)。由此尤其是可以实现光电池的有利的电位或光电池中的有利的电场，这尤其是可以对设备的耐久性有积极作用。附加地或替换地，尤其是在所建议的改进情况下也可以减小由于静态电压对操作人员、行人或其他人员的风险。
[0019]也可以特别有利的是，在该装置中电位偏移的大小至少部分地和/或至少局部地是可变的并且尤其是与时间有关的、与光强度有关的、与温度有关的、与电压有关的、与电流有关的和/或与接口装置的控制输入有关的。通过这种方式，该设备可以特别灵活地、持久地并且易于维护地运行。尤其是可以通过手动输入和/或通过遥控输入来经由接口装置进行输入。在两种情况下，一般表明有利的是，电位改变设备中央地和/或在确定的组件、例如尤其是变压器和/或逆变器装置附近布置。因为这种组件一般无论如何具有输入可能性(不仅通过手动输入或通过遥控输入)。通过这种方式例如可能的是，缩短或节省数据传输线路并且必要时也避免数据传输误差。当然也可能的是，接口装置可以在两个方向上传输数据。因此，直流电压源例如可以测量所施加的“校正电压”，并且经由接口装置输出这些测量值。测量值必要时可以经由数据远程传输线路被进一步传输。[0020]此外，可以表明有利的是，在该装置中光电池的至少一些部分、尤其是光电池模块的部分和/或光电池嵌板的部分(只要存在)以电的方式被分组为使得各个组至少局部地具有用于所产生的电流的不同的电流路径。通过这种方式，可以实现设备的特别大的失效安全性和/或效率。尤其是例如可能的是，这样进行光电池的分组，使得这些组基于照射强度(该照射强度本身取决于太阳高度)。于是在这种分组情况下例如可以通过逆变器或者通过其他措施考虑和/或均衡不同的太阳辐照和从而所产生的不同的电功率，使得整个设备的总效率必要时可以明显地升高。
[0021]此外可以有利的是，在该装置中至少一个逆变器的至少一些部分与至少一个光电装置相邻地布置。由此可以尤其是避免在相对低的电压时由直流电流传输所引起的电流线路损耗。由于相对低的电压，电流强度另外也相应地大。因此利用所建议的构造也可能的是，可以节省特别厚的(和从而特别成本密集的)电缆。这可以部分地显著降低设备的成本。此外，要指出的是，仅直至确定的最大功率的用于逆变器的功率电子装置是可获得的或在经济上是有意义的。因此经常无论如何需要分解成较大数量的逆变器。如果这些逆变器分别与确定的光电元件组相邻地布置，则设备的效率可以再次被提高或者设备的成本可以再次被降低。
[0022]该装置的另一优选构造在于，设置至少一个开关装置和/或至少一个保险装置。在此优选的是，至少一个电位改变设备布置在至少一个开关装置和/或至少一个保险装置和至少一个电设备、例如尤其是至少一个变压器装置和/或至少一个逆变器装置之间。尤其是当设置至少一个开关装置(其例如可以通过操作人员、维护人员和/或借助于遥控进行切换)，则可能的是，可以将设备的部分与设备的其余部分电分离。由此例如可以切断太阳能发电站的小的份额，以便这里可以执行维护工作(例如更换太阳能电池、维护太阳能电池支架、维护逆变器等)。但是可能的是，太阳能发电站本身一如既往地可以产生电能。尤其是当仅关断太阳能发电站的比较小的份额时，太阳能发电站的功率下降必要时几乎不明显。这样的结构在供应安全性的原理下是有利的。相应的也在设置保险装置的情况下适用。这里在出现电故障情况下通常仅设备的小的份额失效。于是，直至所进行的维修为止所产生的电能的损耗比较少。因此所建议的相对于至少一个电设备以及至少一个开关装置和/或至少一个保险装置布置至少一个电位改变设备通常表明为特别有利的，因为于是一般整个设备的仍作用良好的(未关断的)部分一如既往地可以利用适当的(适当地调整的)电位运行。同时在此可以尤其是对于维护人员和其他人员确保特别大的安全性。
[0023]特别优选的是，在该设备中设置用于关断电位改变设备的至少一个安全关断装置、尤其是故障电流保护开关装置。通过这种方式可以再次提高对于操作人员、维护人员或对于其他人员的保护。但是也可设想的是，安全关断装置附加地或替换地也关断设备的其他电组件(例如逆变器、伺服电动机等)。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]下面借助于不同的实施例和参照附图更详细地描述本发明。其中:
[0025]图1以示意性组件图示出太阳能发电站的第一实施例；
[0026]图2以示意性组件图示出太阳能发电站的第二实施例；
[0027]图3以示意性组件图示出太阳能发电站的第三实施例；[0028]图4以不同的示意性视图示出分站的实施例。
【具体实施方式】
[0029]在图1中以示意性组件视图示出太阳能发电站I的可能的第一实施例。太阳能发电站具有较大数量的太阳能电池2，其在图1中仅示意性地示出。太阳能电池2以商业上常见的太阳能电池模块的形式装入。在当前所示的实施例中多个太阳能电池模块以机械和电的方式组成太阳能电池嵌板。这些太阳能电池嵌板又典型地利用适当的坡度安装在保持杆(其必要时也可移动地布置)处。
[0030]由太阳能电池2产生的直流电压(在图1上方绘出正极、在图1中下方绘出负极)经由相应地确定尺寸的直流电流电缆3被输送给逆变器4。逆变器4从直流电压5中产生交流电压6，在太阳能发电站I的当前所示的实施例中是具有单独的中性线7的三相交流电压6。逆变器4在所示的实施例中被构造为无变压器的逆变器4，其因此在电流上不绝缘地起作用。
[0031]太阳能电池2和逆变器4根据本实施例布置“在现场”中。优选地，逆变器4布置得紧邻太阳能电池2，以便从而使由经由直流电流电缆3的直流电压传输5 (其以比较低的电压进行)引起的损耗保持得小。例如可能的是，逆变器4安装在太阳能电池嵌板的保持支架处或者安装在太阳能电池嵌板的背侧上。这尤其是可能的，因为由于其间可获得的功率电子装置，现代逆变器4的重量强烈地减少。而在三相交流电流6形式的提高的电压情况下进行三相交流电流6在分站8 (在图1中示意性地通过虚线表明)方向上的传输。分站8和太阳能电池2典型地彼此远离几十米至几百米地布置。
[0032]分站8例如可以是典型的变压器小屋，其尤其是可以根据对于相应的国家来说典型的外观来构成。这种分站8的可能的实施例在图4中找到。典型地，分站8从其结构实施上不受气候影响地(也即防雨地等)来实施。此外，分站8例如通过机械锁或电子进入机械装置防护未经授权的进入。如常见的，在图1中所示的分站8中必要时布置变压器9，所述变压器将经由电缆10引过来的三相交流电流6变换到一般显著较高的电压并且经由高电压输出端11输出。例如，这里可以存在几KV或几十KV的电压。变压器9此外在电流上绝缘地起作用。从而高电压输出端11和交流电流电缆10 (以及经由逆变器4还有太阳能电池2)在电流上相互绝缘。
[0033]在表明了在使用薄层太阳能电池情况下如果这些太阳能电池(部分地)具有相对于周围的地电位较低的电压而可能发生太阳能电池2的效率的快速变差之后，当前设置直流电压源12 (电位改变设备)，其将三相交流电流电缆10的中性线7置于所定义的电位，所述电位相对于地电位被提高了。中性线7的电位的大小在此被选择为使得三相交流电流6的每单个相在每个时刻均被保持在地电位之上，而至少被保持在地电位。直流电压源12的电压此外被选择为使得直流电压5的两个极(尤其是负极)处于地电位之上，但至少处于地电位。因为图1中的逆变器4如已经提及的那样具有非电流绝缘类型，所以可以利用单个直流电压源12不仅改变适用于太阳能电池2的电位偏移而且改变适用于交流电流电缆10(包括逆变器4在内)的电位偏移。
[0034]相反，如果代替薄层太阳能电池使用背侧接触式太阳能电池，则需要背侧接触式太阳能电池的电位尽可能在任何时候处于地电位之下(尤其是背侧接触式太阳能电池的正极)，以便预防效率的快速变差。
[0035]优选地如此设计直流电压源12，使得该直流电压源经由由太阳能发电站I产生的电能摄取其能量需求。但是尤其是为了弥补夜间阶段等也可以(附加地)设置电池。优选地，也可以可变地并且例如由定时开关(夜间电路)、通过用户干预(例如通过配电板)或者经由遥控(例如数据传输网络)来改变直流电压源12的电压的大小。
[0036]如在当前所示的实施例中，直流电压源12位于分站8内的通过中间墙13与为了变压器9设置的调整室分开的区域中。直流电压源12因此可以配备有显著较少耗费的外壳(一般不需要天气保护)，因为天气保护通过分站8的建筑物提供。因为分站8此外被保护以防未经授权的进入，所以直流电压源12也被保护免受未经授权的操纵、恶意破坏或偷盗。此外，变压器9的废热特别是在冬天起作用用于提高直流电压源(尤其是其电池)的运行安全性。此外指出，变压器9 (或者分站8内的电保护继电器)按照目前的现有技术经常必须被切换(既通过手动访问又通过遥控)。如果通过手动访问进行切换，则设备的操作者可以不仅一起切换变压器9而且同时切换直流电压源12。由此可以节省针对运行人员的成本。在遥控的情况下也可以特别简单地表示该情形，因为为了切换变压器9而设置的控制线路也可以被用于操控直流电压源12。由于直流电压源12和变压器9的空间上的靠近，可以放弃敷设较长的数据线路，这尤其是可以引起收支平衡(或者成本减少)。数据远程传输装置的至少一些组件也可以布置在分站8内，使得这些组件同样尤其是天气保护地、防偷盗地和防恶意破坏地来布置。
[0037]在图2中示出太阳能发电站14的第二实施例。太阳能发电站14的第二实施例类似于太阳能发电站I的在图1中所示的第一实施例。但是在太阳能发电站14的当前所示的第二实施例情况下，设置电流上绝缘的逆变器15。由于该电流上的绝缘，不仅高电压输出端11与其他组件(也即太阳能电池2和三相交流电流电缆10)在电流上分离，而且交流电流电缆10和太阳能电池2也彼此在电流上分离。因此，现在必须相对于地电位定义两个不同的电位，也即三相交流电流6的电位以及在太阳能电池2处直流电压5的电位。
[0038](与在图1中所示的实施例类似地)第一直流电压源16用于确定三相交流电流6的电位,所述第一直流电压源相对于地电位确定中性线7的电位。由此间接地也确定三相交流电压6的其他相(或者线路)的电位。在逆变器15的现在在电流上无关的太阳能电池侧上设置第二直流电压源17，其可以与第一直流电压源16无关地构造。第二直流电压源17经由与直流电流电缆13的电连接控制直流电压5的电位，所述直流电流电缆将太阳能电池2的电流导出。尤其可能的是，确定太阳能电池2的正的或负的电压输出端的电位，由此也间接地确定太阳能电池2的正的或负的输出端的电位。
[0039]第一直流电压源16和第二直流电压源17可以优选地彼此无关地被控制。但是从结构上，两个直流电压源16、17可以基本上相同地来构建。该构建此外可以与在图1中所示的直流电压源12的构建类似地进行。
[0040]在当前所示的实施例中，两个直流电压源16、17在分站8内也布置在通过中间墙13与变压器9的空间分开的子区域中。已经描述的优点类似地得出。在所示的装置中必要时稍微有问题的是，在太阳能电池2与逆变器15之间的铜电缆3现在具有较长的长度。由此也可能的是，代替在图2中所示的左边的外墙18设置分站8的替换的外墙19。在该情况下，逆变器15和第二电压源17处于“露天中”。尤其是可能的是，第二电压源17与逆变器15共同地被构造在一个外壳中。
[0041]但是第一试验已经表明，变压器9、逆变器15以及电压源16和/或电压源17在分站8内的彼此相邻的布置甚至可以具有在所出现的能量损耗方面的优点。于是虽然在太阳能电池2与逆变器15之间的铜电缆3比较长(其中交流电流电缆10在各种情况下与此相应地显著较短)。但是发明人已经确定出，在使用不执行(附加的)电压转换的逆变器15情况下(也即尤其是在使用在电流上不绝缘的逆变器15情况下)出现一定的转换器损耗，使得电压逆变器15之前(也即在铜电缆3中)的电压比在逆变器15之后(也即在交流电流电缆10中)的电压高。因此，“长的”铜电缆3 (在相应短的交流电流电缆10情况下)甚至可以在不可避免地出现的损耗方面表明是特别有利的。该优点当然可以与是仅仅存在单个直流电压源12 (类似于在图1中所示的实施例)还是存在多个直流电压源16、17、17’…无关地得出。
[0042]仅仅出于完整性原因指出，第二直流电压源17也可以被布置在替换的地点17’处，在此直流电压源17’确定太阳能电池2的正侧的电位(和从而也间接地确定太阳能电池2的负侧的电位)。
[0043]在图3中作为太阳能发电站14的在图2中所示的实施例的变型方案示意性地示出了太阳能发电站20的第三实施例。太阳能发电站20的第三实施例强烈地类似于在图2中所示的太阳能发电站14。
[0044]但是，当前所示的太阳能发电站20具有较大数量的太阳能电池2、2’。为了不必过度地放大逆变器15，设置第二逆变器15’，其将由第二太阳能电池单元2’所提供的直流电流5’转换成三相交流电流6’。两个逆变器15、15-彼此并联，使得两个三相交流电流6、6’的电流强度相加。从而总计在太阳能发电站20的高电压输出端11处有较大的功率可用。为此，两个逆变器15、15’当然被 构造为使得所述逆变器分别考虑另一个逆变器15、15’的相位角值。
[0045]因为两个逆变器15、15’被构造为电流上绝缘的逆变器15、15’，所以两个直流电压5、5’以及三相交流电流6、6’的电位可以分别彼此无关地被确定。在此，在图3中可看出的直流电压源16、17、17’用于确定。当然，(尤其是在太阳能发电站20的较高输出功率情况下)也可以设置较大数量的逆变器15、15’(包括“所属的”组件在内)。
[0046]在图4中最后还从不同的方向示出了分站8的典型结构形式。
[0047]图4b从前面示出分站8，其中示出(可关闭的)门21 (优选配备有两个门翼)。图4d示出背侧也可以配备有门21。图4c和4e示出分站8的侧墙，其中在图4e中在侧墙的区域中附加地设置用于冷却目的的片状通风栅格22。分站8如可以从图4b-4d得出的那样部分地在地面23中下沉。
[0048]此外，在图3中可以看出第一和第二电保护继电器25、26、26’，其当前被构造为4路保护继电器25、26、26’。利用第一电保护继电器25可以将变压器9与交流电流电缆10电分离。第一直流电压源16在此在变压器侧布置在第一电保护继电器25之前。如果将第一电保护继电器25断开，则从而同时将交流电流电缆10与第一直流电压源16的直流电压分离。这尤其是在工作空间安全性方面是有利的。
[0049]第二电保护继电器26、26’分别在逆变器15、15’附近设置在逆变器15、15’与交流电流电缆10 (交流电流总线)之间。由此可以将各个逆变器15、15’连同位于其后的设备部分(尤其是直流电流电缆3、3’和太阳能电池2、2’)与太阳能发电站20的“主设备部分”分离。由此可以以简单的方式维护或更换相应的设备部分(例如所涉及的逆变器15、15’)，而不必关断整个太阳能发电站20。这尤其是经济的，而且在供应安全性方面也是特别有利的。此外可能的是，用于操控相应的第二电保护继电器26、26’的控制信号同时一起切断与其对应的第二直流电压源17、17’。
[0050]出于完整性原因应该指出，在图3中所示的太阳能发电站20的变型方案情况下可能的是，代替电流上绝缘的逆变器15、15’，使用电流上不绝缘的逆变器。在这种结构实施情况下，原则上对于整个太阳能发电站20仅需要使用唯一的直流电压源16、17、17’。在这种情况下在图3中所示的第一直流电压源16的位置处布置直流电压源是特别有利的。这里可以通过关断单个、也即第一电保护继电器25而无直流电压地切换整个太阳能发电站20。否则，必要时需要必须切换较大数量的或所有第二电保护继电器26、26’，直到达到无直流电压的状态为止。要指出的是，太阳能发电站20在关断第一电保护继电器25的情况下无论如何不再生产电能量。因此仅关断个体设备部分2、2’、3、3’、15、15’不具有意义。
[0051]在图4a中从上以示意性截面图示出分站8。可以看出位于分站8的前侧以及背侧的门21。在分站8的子区域24中布置变压器9。通过中间墙13得出分站8的子空间24，在该子空间中尤其是可以布置该直流电压源或这些直流电压源16、17、17’、12和必要时的其他组件。
[0052]附图标记列表:
[0053]1.太阳能发电站
[0054]2.太阳能电池
[0055]3.直流电流电缆
[0056]4.逆变器(电流上不绝缘的)
[0057]5.直流电压
[0058]6.三相交流电压
[0059]7.中性线
[0060]8.分站
[0061]9.变压器
[0062]10.交流电流电缆
[0063]11.高电压输出端
[0064]12.直流电压源
[0065]13.中间墙
[0066]14.太阳能发电站
[0067]15.逆变器(电流上绝缘的)
[0068]16.第一直流电压源
[0069]17.第二直流电压源
[0070]18.左边外墙
[0071]19.替换的外墙
[0072]20.太阳能发电站
[0073]21.门[0074]22.通风栅格
[0075]23.地面
[0076]24.子空间
[0077]25.第一电保护继电器
[0078]26.第二电保护继电器。
【权利要求】
1.太阳能发电站(1，14，20)，具有至少一个用于相对于地电位改变至少一个电设备(2，2’，4，15，15’)的电位的电位改变设备(12，16，17，17’)，包括多个光电池(2，2’)和至少一个技术空间装置，其中所述电位改变设备(12，16，17，17’)以及至少一个变压器装置(9)在运行状态下至少部分地布置在所述至少一个技术空间装置(8)中，其特征在于，光电池(2，2’)的至少一些部分以电的方式被分组为使得各个组至少局部地具有不同的电流路径(6，6’)用于所产生的电流。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，所述至少一个技术空间装置(8)至少部分地被构造为建筑物装置和/或构造为可闭锁(21)的装置和/或被构造在中央位置处。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，该至少一个技术空间装置(8)用于至少部分地容纳其他组件。
4.根据权利要求3所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，所述其他组件是逆变器装置(4，15，15’)。
5.根据权利要求1至2之一所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，所述至少一个技术空间装置(8)附加地用于至少部分地容纳至少一个变压器装置(9)和至少一个逆变器装置(4，15，15’)。
6.根据权利要求1至2之一所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于光电设备(1，14，20)的至少一些部分。
7.根据权利要求6所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，光电设备(1，14，20)的所述至少一些部分包括至少一个变压器装置(9)、至少一个逆变器装置(4，15，15’)、至少一个光电池模块、至少一个光电池嵌板(2，2’)和/或用于至少一个光电池、用于至少一个光电池模块和/或用于至少一个光电池嵌板(2，2’)的至少一个可移动地构造的保持装置。
8.根据权利要求6所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，所述太阳能发电站被构造为光电发电站(I, 14，20)。
9.根据根据权利要求6所述的太阳能发电站(I，14，20)，其特征在于，所述至少一个逆变器装置(4，15，15’)被构造为电流上绝缘的逆变器装置(4)和/或电流上不绝缘的逆变器装置(15，15’ )和/或产生两相交流电流的逆变器装置和/或产生三相交流电流的逆变器装置(4，15，15’)和/或产生多相交流电流的逆变器装置。
10.根据权利要求1至2之一所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，至少一个负电压线路(3)和/或至少一个正电压线路(3)和/或至少一个交流电压线路(10)和/或至少一个中性线线路(7)的电位被改变。
11.根据权利要求1至2之一所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，至少部分地和/或至少局部地，电位偏移的大小是至少部分地和/或至少与范围有关地可变的。
12.根据权利要求11所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，电位偏移的大小是与时间有关的、与光强度有关的、与温度有关的、与电压有关的、与电流有关的和/或与经由接口装置的控制输入有关的。
13.根据权利要求5所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，光电池模块的至少一些部分和/或光电池嵌板(2，2’)的至少一些部分以电的方式被分组为使得各个组至少局部地具有不同的电流路径(6，6 ’)用于所产生的电流。
14.根据权利要求5所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，至少一个逆变器(4，15，15’)的至少一些部分与至少一个光电装置(2，2’)相邻地布置。
15.根据权利要求1至2之一所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于至少一个开关装置(25，26，26’)和/或至少一个保险装置。
16.根据权利要求15所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，至少一个电位改变设备(12，16，17，17’)布置在至少一个开关装置(25，26，26’)和/或至少一个保险装置和至少一个电设备(4，9，15，15’)之间。
17.根据权利要求16所述的太阳能发电站(1，14，20)，其特征在于，所述至少一个电设备(4，9，15，15’ )是至少一个变压器装置(9)和/或至少一个逆变器装置(4，15，15’)。
【文档编号】H01L31/042GK203434163SQ201190000665
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2011年6月9日 优先权日:2010年6月9日
【发明者】U.博鲁普, F.哈泽 申请人:丹福斯电力电子技术有限公司