Titel

Steuersystem für eine spannungssichere Photovoltaikanlage

Stand der Technik

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Photovoltaik-Anlage. Das Steuersystem weist eine Steuervorrichtung mit einem Eingang für ein Photovoltaik- Modul und mit einem Ausgang zum Verbinden mit einem elektrischen Verbraucher, insbesondere Wechselrichter oder einem Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie auf. Die Steuervorrichtung weist einen steuerbar ausgebildeten Trennschalter, insbesondere einen Relais oder einen Halbleiterschalter auf. Der Trennschalter ist mit dem Eingang für das Photovoltaik-Modul und mit dem Ausgang verbunden und ausgebildet, in Abhängigkeit eines eingangsseitig empfangenen Steuersignals, insbesondere Freigabesignals, den Ausgang vom Eingang zu trennen. Das Steuersystem weist bevorzugt eine Sendeeinheit auf, welche ausgebildet ist, das Steuersignal zu erzeugen. Die Steuervorrichtung weist auch einen Empfänger für das Steuersignal auf, wobei der Empfänger ausgebildet ist, das Steuersignal zu empfangen und das Steuersignal an den Trennschalter zu senden. Das Photovoltaik-Modul umfasst bevorzugt wenigstens eine Solarzelle, weiter bevorzugt eine Mehrzahl von Solarzellen.

Durch das so ausgebildete Steuersystem kann eine Photovoltaik-Anlage, welche im Falle mehrerer seriell miteinander verschalteter Photovoltaik-Module eine Spannung von beispielsweise mehr als einhundert Volt, eintausend Volt oder mehr als eintausend Volt erzeugen kann, im Falle eines Fehlers oder eines Brandes von einem mit dem Ausgang verbundenen elektrischen Verbraucher, insbesondere einem Wechselrichter oder von einem elektrischen Energiespeicher getrennt werden. Im Falle eines Brandes kann so vorteilhaft verhindert wer- den, dass beim Löschen des Brandes mit Löschwasser ein Retter über das

Löschwasser einen elektrischen Schlag erhält.

Der Trennschalter ist beispielsweise ein Relais oder ein Halbleiterschalter. Der Halbleiterschalter ist beispielsweise ein Thyristor oder ein Transistor, insbesondere Feldeffekt-Transistor.

Die Sendeeinheit wird im Folgenden auch Sender genannt.

Die Sendeeinheit weist bevorzugt einen Anschluss für ein Wechselspannungsnetz auf und ist ausgebildet, das Steuersignal mittels einer Wechselspannung aus dem Wechselspannungsnetz zu erzeugen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung ausgebildet, eine Versorgungsspannung von dem Eingang des Photovoltaik-Moduls zu erhalten.

Dadurch braucht vorteilhaft keine gesonderte Energieversorgung zum Betreiben der Steuervorrichtung vorhanden sein. Weiter vorteilhaft kann der Trennschalter ausgebildet sein, in Abhängigkeit des Steuersignals den Ausgang mit dem Eingang mittels des Trennschalters zu verbinden. Wenn der Trennschalter, bei- spielsweise ein Relais, das Steuersignal empfängt, so bleibt der Ausgang mit dem Eingang verbunden, solange das Steuersignal erzeugt wird. Im Falle eines Ausfalls des Photovoltaik-Moduls wird das Photovoltaik-Modul von dem Wechselrichter oder dem Energiespeicher getrennt, insoweit die Steuervorrichtung keine Versorgungsspannung mehr erhält, um das Steuersignal zu erzeugen oder das von der Sendeeinheit erzeugte Steuersignal an den Trennschalter, insbesondere das Relais oder einen Halbleiterschalter weiterzuleiten.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Steuersystems weist die Steuervorrichtung einen mit dem Ausgang verbundenen steuerbar ausgebildeten Schalter, insbesondere einen Öffner auf und ist ausgebildet, den Ausgang mittels des Schalters in Abhängigkeit des Steuersignals kurzzuschließen oder niederohmig zu verbinden. Dadurch kann vorteilhaft ein Photovoltaik-Modul in einem String umfassend wenigstens zwei oder mehrere Photovoltaik-Module im Fehlerfall ü- berbrückt werden, so dass die übrigen Module des Strings noch eine Ausgangsspannung generieren können. Dadurch kann weiter vorteilhaft im Falle eines Brandes im Bereich des wenigstens einen Photovoltaik-Moduls, welches beispielsweise auf einem Dach eines Hauses angebracht ist, ein Retter nicht durch einen elektrischen Schlag gefährdet werden, da eine mittels Solarstrahlung erzeugte Photospannung auch bei einem durch Defekt kurzgeschlossenen Trenn- Schalter nicht am Ausgang des Photovoltaik-Moduls anliegen kann.

Weiter vorteilhaft können die Photovoltaik-Module bei einer Wartung oder Montage spannungslos angeschlossen werden, wenn die Photovoltaikzellen im Photovoltaik-Modul während der Wartung durch Solarbestrahlung bereits eine Photospannung generieren. Vorteilhaft kann so erst nach Erzeugen des Freigabesig- nals eine von dem Photovoltaik-Modul erzeugte Photospannung an einen Wechselrichter oder Anschluss gelangen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sendeeinheit ausgebildet, über eine elektrische Leitung zum Wechselrichter oder Energiespeicher mittelbar mit dem Ausgang verbunden zu werden. Der Empfänger ist in dieser Ausführungs- form mit dem Ausgang mindestens mittelbar verbunden und ausgebildet, das

Steuersignal am Ausgang zu empfangen. So kann vorteilhaft die elektrische Verbindungsleitung von der Steuervorrichtung bis hin zum Wechselrichter oder E- nergiespeicher als Nachrichtenkanal zum Übertragen des Steuersignals, insbesondere Freigabesignals dienen.

Das Steuersignal ist beispielsweise ein Wechselsignal mit einer Signalfrequenz, welches auf der elektrischen Leitung, die eine Gleichspannung, generiert durch das Photovoltaik-Modul zum Energiespeicher oder Wechselrichter überträgt, der Gleichspannung überlagert wird. Der Empfänger ist beispielsweise durch ein Filter gebildet, welches ausgebildet ist, das Wechselsignal von der Gleichspannung zu trennen und das Wechselsignal der Steuervorrichtung zum Aktivieren des

Trennschalters zur Verfügung zu stellen. Die Steuervorrichtung weist dazu beispielsweise in einem einfachen Falle einen Signalverstärker auf, welcher ein- gangsseitig mit dem Empfänger verbunden ist und ausgangsseitig mit dem Trennschalter verbunden ist. Beispielsweise weist das Steuersystem eine Verar- beitungseinheit auf, beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein

ASIC (Application-Specific-Integrated-Circuit) oder ein FPGA (FPGA = Field- Programmable-Gate-Array), welche ausgebildet ist, das Steuersignal, insbesondere Freigabesignal vom Empfänger zu empfangen und ein dementsprechendes Steuersignal zu erzeugen und an den Trennschalter zu senden, um den Trenn- Schalter zum Trennen des Ausgangs vom Eingang zu aktivieren. Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit ausgebildet, den Trennschalter in Anhängigkeit eines Freigabesignals, insbesondere mittels eines die Verbindung zwischen dem Ausgang und dem Eingang haltenden, das Freigabesignal repräsentierenden elektrischen Stromes verbunden zu halten, und in Abhängigkeit des Steuersignals, ins- besondere beim Fehlen des Steuersignals, den Strom zum Verbinden des

Trennschalters abzuschalten, sodass der Trennschalter im stromlosen Zustand den Ausgang vom Eingang trennt. Dadurch kann vorteilhaft im Falle eines defekten Photovoltaik-Moduls oder einer defekten Steuervorrichtung das Photovoltaik- Modul keine gefährliche Ausgangsspannung erzeugen, da der Trennschalter oh- ne ein Steuersignal bevorzugt geöffnet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuersystem wenigstens einen mit der Sendeeinheit verbundenen Brandsensor auf. Der Brandsensor ist bevorzugt ausgebildet, einen Brand zu erfassen und in Abhängigkeit des Brandes ein Alarmsignal zu erzeugen. Der Brandsensor weist beispielsweise eine Licht- oder Strahlungsschranke auf, welche ausgebildet ist, eine durch Staub- oder Rußpartikel verursachte Extinktion für Licht oder elektromagnetische Strahlung zu erfassen und in Abhängigkeit der erfassten Extinktion das Alarmsignal zu erzeugen. In einer anderen Ausführungsform weist der Brandsensor wenigstens einen Gassensor auf, welcher ausgebildet ist, ein Gas, beispielsweise Kohlenmonoxid zu erfassen und das Alarmsignal in Abhängigkeit des erfassten Gases zu erzeugen.

Die Sendeeinheit ist bevorzugt ausgebildet, in Abhängigkeit des Alarmsignals das Sendesignal zu erzeugen. Bevorzugt ist die Sendeeinheit ausgebildet, das Steuersignal, insbesondere Freigabesignal zum Aktivieren des Photovoltaik- Moduls zu erzeugen und in Abhängigkeit des Alarmsignals zu unterbrechen oder nicht mehr zu erzeugen.

Die Erfindung betrifft auch eine Photovoltaik-Anlage mit wenigstens einem Pho- tovoltaik-Modul und mit einem Steuersystem gemäß der vorbeschriebenen Art. Das Photovoltaik-Modul umfasst bevorzugt die Steuervorrichtung und ist weiter bevorzugt mit der Steuervorrichtung verbunden. Beispielsweise ist die Steuervor- richtung mit einem Gehäuse oder Rahmen des Photovoltaik-Moduls verbunden.

Dazu ist die Steuervorrichtung beispielsweise in einer Anschlussbox des Photovoltaik-Moduls aufgenommen.

So kann vorteilhaft im Falle eines Alarmsignals und eines vom Sender nicht mehr erzeugten Steuersignals, insbesondere Freigabesignals, eine vom Photovoltaik- Modul generierte gefährliche Gleichspannung bereits im Bereich des Photovol- taik-Moduls, beispielsweise im Bereich eines Daches eines Hauses abgeschaltet werden, oder zusätzlich kurzgeschlossen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Photovoltaik-Anlage einen mit der Sendeeinheit verbundenen Nottaster oder Notschalter auf. Der Notschalter ist ausgebildet, in Abhängigkeit einer Benutzerinteraktion ein Alarmsignal zu erzeugen. Die Sendeeinheit kann so vorteilhaft in Abhängigkeit eines von einem Benutzer erzeugten Alarmsignals das Sendesignal, insbesondere Freigabesignal unterbrechen oder nicht mehr erzeugen und das wenigstens eine Photovoltaik- Modul in bereits beschriebener Weise zu deaktivieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ausgang mit einem Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie verbunden. Der Energiespeicher ist beispielsweise ein Akkumulator, insbesondere ein Bleiakkumulator oder ein ni- ckelhaltiger Akkumulator. In einer anderen Ausführungsform ist der Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie eine Elektrolysevorrichtung, welche ausgebildet ist, Wasser mittels Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten, wobei die Elektrolysevorrichtung mit einem Wasserstoffspeicher verbunden und ausgebildet ist, den mittels Elektrolyse erzeugten Wasserstoff in dem Wasserstoffspeicher abzuspeichern.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaik- Anlage, wobei die Photovoltaikanlage wenigstens ein Photovoltaik-Modul um- fasst. Bevorzugt umfasst die Photovoltaikanlage zusätzlich einen mit dem Photovoltaik-Modul verbundenen Verbraucher, insbesondere Wechselrichter und/oder Energiespeicher. Bei dem Verfahren wird ein Freigabesignal zum Betreiben der Photovoltaikanlage erzeugt. In Abhängigkeit eines Brandes wird das Freigabe- signal unterbrochen oder nicht mehr erzeugt und das Photovoltaik-Modul insbesondere mittels eines Trennschalters von dem Wechselrichter getrennt und insbesondere mittels eines weiteren Schalters ausgangsseitig wenigstens nieder- ohmig verbunden oder kurzgeschlossen. Weiter bevorzugt wird das Photovoltaik- Modul im örtlichen Bereich des Moduls, insbesondere eines Modulgehäuses, kurzgeschlossen und/oder von dem Energiespeicher oder Verbraucher getrennt.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Photovoltaik-Anlage mit einem Steuersystem, welches ausgebildet ist, die Photovoltaikanlage in Abhängigkeit eines Brandes spannungslos zu schalten;

Figur 2 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Photovoltaik-Anlage 1. Die Photo- voltaik-Anlage 1 weist ein Photovoltaik-Modul 3 und ein Photovoltaik-Modul 5 auf. Die Photovoltaik-Module 3 und 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel seriell miteinander geschaltet. Die Photovoltaik-Anlage 1 weist auch eine Steuervorrich- tung 7 und eine Steuervorrichtung 9 auf. Die Steuervorrichtung 7 ist mit dem

Photovoltaik-Modul 3, insbesondere mit einem Gehäuse oder einer Anschlussbox des Photovoltaik-Moduls 3 verbunden. Die Steuervorrichtung 9 ist mit dem Photovoltaik-Modul 5, insbesondere einem Gehäuse des Photovoltaik-Moduls 5 verbunden. Die Steuervorrichtung 7 weist einen Eingang 40 und einen Eingang 41 auf, wobei die Eingänge 40 und 41 mit dem Photovoltaik-Modul, insbesondere mit elektrischen Anschlüssen zum Empfangen von Photovoltaisch generiertem Strom verbunden sind. Die Steuervorrichtung 9 weist einen Eingang 44 und einen Eingang 45 auf, welche jeweils mit dem Photovoltaik-Modul 5 verbunden sind. Die Steuervorrichtung 7 weist einen Trennschalter 10 auf, welcher steuer- bar ausgebildet ist. Der Trennschalter 10 verbindet den Eingang 40 mit einem

Ausgang 42 der Steuervorrichtung 7. Die Steuervorrichtung 7 weist auch eine Verarbeitungseinheit 18 auf. Die Verarbeitungseinheit 18 ist mit dem Eingang 40 und dem Eingang 41 zum Empfangen einer Versorgungsspannung der Verarbeitungseinheit 18 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 18 ist auch eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 58 mit einem Empfänger 22 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 18 ist über eine Verbindungsleitung 60 ausgangsseitig mit einem Steueranschluss eines Schalters 14, in diesem Ausführungsbeispiel eines Kurzschlussschalters verbunden. Der Kurzschlussschalter 14 weist eine Schaltstrecke auf, welche mit einem ersten Anschluss mit dem Ausgang 42 und mit einem zweiten Anschluss mit einem Ausgang 43 der Steuervorrichtung 7 verbunden ist.

Der Schalter 14 ist ausgebildet, die Ausgänge 42 und 43 in Abhängigkeit eines über die Verbindungsleitung 60 empfangenen Steuersignals voneinander zu trennen. Im Falle keines empfangenen Steuersignals ist der Schalter 14 ausgebildet, die Ausgänge 42 und 43 miteinander zu verbinden. Der Schalter 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Öffner ausgebildet. Denkbar ist auch eine Ausführungsform als schließender Schalter. Die Verarbeitungseinheit 18 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 59 mit einem Steueranschluss des Trennschalters 10 verbunden. Der Trennschalter 10 ist ausgebildet, in Abhängigkeit eines über die Verbindungsleitung 59 empfangenen Steuersignals den Ein- gang 40 mit dem Ausgang 42 zu verbinden. Der Eingang 40 und der Ausgang 42 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Falle keines über die Verbindungsleitung 59 empfangenen Steuersignals voneinander elektrisch getrennt.

Die Photovoltaik-Anlage 1 weist auch einen Sender 25 auf. Der Sender 25 ist eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 56 mit einem Notschalter 29 ver- bunden und ist ausgebildet, über die Verbindungsleitung 56 ein von dem Notschalter erzeugtes Alarmsignal zu empfangen. Der Sender 25 ist auch über eine Verbindungsleitung 55 eingangsseitig mit einem Brandsensor 27 verbunden. Der Brandsensor 27 ist ausgebildet, Rauchgas zu erfassen und in Abhängigkeit des erfassten Rauchgases ein Alarmsignal zu erzeugen und dieses ausgangsseitig über die Verbindungsleitung 55 an den Sender 25 zu senden. Der Sender 25 ist ausgebildet, in Abhängigkeit des über die Verbindungsleitung 56 und/oder über die Verbindungsleitung 55 empfangenen Alarmsignals ein ein Steuersignal repräsentierendes Funksignal 70 zu erzeugen und dieses an den Empfänger 22 zu senden. Der Sender 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine Verbin- dungsleitung 66 mit einem Eingang 48 eines Wechselrichters 30 als Verbraucher verbunden. Der Sender 25 ist beispielsweise mit einem Wechselspannungsnetz verbunden und ist ausgebildet, das das Steuersignal, insbesondere Freigabesignal mittels einer Wechselspannung aus dem Wechselspannungsnetz zu erzeugen.

Denkbar ist auch der Anschluss des Senders 25 an einen Energiespeicher, beispielsweise eine Elektrolysevorrichtung oder einen Akkumulator.

Der Eingang 48 ist über eine elektrische Leitung 50 mit dem Ausgang 42 verbunden. Der Sender 25 ist ausgebildet, das Steuersignal - im Falle keines von dem Brandsensor 27 oder der Alarmtaste 29 empfangenen Alarmsignals -als Freiga- besignal zu erzeugen und über die Verbindungsleitung 66, weiter über den Eingang 48, die elektrische Leitung 50 und den Ausgang 42 an die Steuervorrichtung 7 zu senden. Die Steuervorrichtung 7 ist ausgebildet, das Freigabesignal am Ausgang 42 zu empfangen. Der Empfänger 22 kann das Freigabesignal vom Ausgang 42 über den - ohne ein Steuersignal beaufschlagt geschlossenen - Trennschalter 14, und weiter über die Verbindungsleitung 64 empfangen. Der

Empfänger 22 kann in Abhängigkeit des empfangenen Freigabesignals, welches beispielsweise durch ein Hochfrequenz-Signal gebildet ist, ein dem Freigabesignal entsprechendes Steuersignal erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 58 an die Verarbeitungseinheit 18 senden. Der Empfänger 22 weist dazu beispielsweise ein Filter auf, welches das auf die Leitung 50 vom Sender 25 aufmodulierte Freigabesignal von einer vom Photovoltaik-Modul 3 erzeugten Gleichspannung trennen kann.

Die Verarbeitungseinheit 18 ist ausgebildet, in Abhängigkeit des eingangsseitig über die Verbindungsleitung 58 empfangenen Steuersignals ein Steuersignal zum Schließen des Trennschalters 10 zu erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 59 an den Steueranschluss des Trennschalters 10 zu senden. Die Verarbeitungseinheit 18 kann auch in Abhängigkeit des eingangsseitig empfangenen Steuersignals ein Steuersignal zum öffnen des Schalters 14 erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 60 an den Steueranschluss des Schalters 14 senden.

Der Empfänger 22 weist - alternativ zur Verbindungsleitung 64 oder zusätzlich dazu - eine Antenne 32 auf und ist ausgebildet, über die Antenne 32 ein das Steuersignal repräsentierendes Funksignal 70 zu empfangen, welches das Freigabesignal repräsentiert. Der Sender 25 weist alternativ zur Verbindungsleitung 66 oder zusätzlich dazu eine Antenne 35 auf und ist ausgebildet, über die Antenne 35 ein Funksignal 70 abzustrahlen, welches das Freigabesignal repräsentiert. Der Sender 25 ist beispielsweise ausgebildet, das Funksignal 70 gemäß einem DECT-Standard (DECT = Digital Enhanced Cordless Telecommunications), einem ZigBee-Standard oder einem Bluetooth-Standard zu erzeugen.

Wenn der Brandsensor 27 ein Feuer detektiert, so kann der Sender 25 in Abhängigkeit des vom Brandsensor 27 empfangenen Alarmsignals kein Freigabesignal mehr erzeugen, nachdem zuvor ohne das Alarmsignal ein Freigabesignal erzeugt wurde. Denkbar ist auch eine aktive Signalisierung eines Brandes an die Steuervorrichtung 7, bei der das Steuersignal erzeugt wird, wenn das Alarmsig- nal vorliegt. Die Variante mit der Signalisierung des Brandes über das Freigabesignal ist jedoch sicherer, da bei einer Beschädigung der Sendeeinheit durch einen Brand, bei Stromausfall oder Abschaltung eines die Sendeeinheit mit Energie versorgenden Versorgungsnetzes die Photovoltaik-Module bei fehlendem Freigabesignal deaktiviert werden.

Das Photovoltaik-Modul 5 ist mit dem Photovoltaik-Modul 3 seriell zu einem

String geschaltet. Dazu ist der Ausgang 43 der Steuervorrichtung 7 mit einem Ausgang 46 der Steuervorrichtung 9 verbunden. Die Steuervorrichtung 9 ist entsprechend der Steuervorrichtung 7 aufgebaut. Dabei entspricht der Trennschalter 12 dem Trennschalter 10, ein Schalter 16, in diesem Ausführungsbeispiel ein steuerbar ausgebildeter Öffner, dem Schalter 14, eine Verarbeitungseinheit 20 entspricht der Verarbeitungseinheit 18, ein Empfänger 24 entspricht dem Empfänger 22. Der Empfänger 24 ist über eine Verbindungsleitung 65 mit dem Eingang 45 verbunden, welcher mit einem Ausgang 47 der Steuervorrichtung 9 verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit 20 ist über eine Verbindungsleitung 62 mit dem Steueranschluss des Schalters 16, und über eine Verbindungsleitung 61 mit dem Steueranschluss des Trennschalters 12 verbunden. Der Empfänger 24 ist über eine Verbindungsleitung 63 mit der Verarbeitungseinheit 20 verbunden. Der Empfänger 24 weist eine Antenne 34 auf, welche der Antenne 32 des Empfängers 22 entspricht. Der Empfänger 24 kann über die Antenne 34 das Funksignal 70 empfangen. Die Photovoltaik-Module 3 und 5 können somit mittels der Empfänger 22 und 24 das Freigabesignal empfangen, und im Falle eines Alarmsignals, erzeugt vom Brandsensor 27 oder von der Alarmtaste 29, das Freigabesignal unterbrechen oder nicht mehr erzeugen und so das Photovoltaik-Modul 3 beziehungsweise das Photovoltaik-Modul 5 mittels der Schalter 14 beziehungswei- se 16 kurzschließen und mittels der Trennschalter 10 und 12 vom Wechselrichter

30 trennen. Die Photovoltaik-Anlage weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Trennschalter 36 auf, welcher einen Ausgang des Wechselrichters 30 über einen weiteren Sicherungsschalter 37 mit einer Phase L eines Wechselspannungsnetzes verbindet. Der Wechselrichter 30 ist über eine Verbindungsleitung 54 mit ei- nem Nulleiter N des Wechselspannungsnetzes verbunden.

Der Trennschalter 36 weist einen Steuereingang auf und ist mit dem Steuereingang mit dem Sender 25 verbunden. Der Sender 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, in Abhängigkeit des eingangsseitig empfangenen Alarmsignals zuerst ein Steuersignal zum öffnen des Trennschalters 36 zu erzeugen, und anschließend das Erzeugen des Freigabesignals zu beenden. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass das Photovoltaik-Modul 3 ohne Last von dem Ausgang 42 getrennt wird. Das Photovoltaik-Modul 5 wird dadurch vorteilhaft mittels des Trennschalters 12 lastfrei vom Ausgang 46 getrennt. Der Ausgang 47 der Steuervorrichtung 9 ist mittels einer Verbindungsleitung 53 mit einem Eingang 49 des Wechselrichters 30 verbunden. So ist der String, umfassend zwei seriell miteinander verschaltete Photovoltaik-Module, nämlich die Photovoltaik-Module 3 und 5, über die Eingänge 48 und 49 mit dem Wechselrichter 30 verbunden.

Die Steuervorrichtungen 7 und 9 weisen jeweils beispielsweise zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Komponenten einen DC-DC-Wandler auf, welcher ausge- bildet ist, eine von dem Photovoltaik-Modul 3 beziehungsweise dem Photovol- taik-Modul 5 erzeugte Spannung derart zu wandeln, dass ein Strom, welcher von den Steuervorrichtungen 7 und 9 ausgegeben werden kann, gleich ist. Zusätzlich dazu kann der DC-DC-Wandler einen MPP-Tracker aufweisen (MPP = Maximum Power Point), welcher ausgebildet ist, einen das Photovoltaik-Modul belastenden elektrischen Lastwiderstand derart zu erzeugen, dass - gemäß einer Strom-

Spannungs-Kennlinie des Photovoltaik-Moduls erzeugte elektrische Leistung maximal ist.

Wenn beispielsweise das Photovoltaik-Modul 3 wegen eines Defekts ausfällt, so steht auch der Verarbeitungseinheit 18 keine Versorgungsspannung mehr zur Verfügung. Trotz Anliegen eines Freigabesignals kann die Verarbeitungseinheit

18 kein Steuersignal mehr für den Trennschalter 10 oder den Schalter 14 erzeugen. Der Trennschalter 10 trennt in diesem Fall das Photovoltaik-Modul von dem String, wobei der Schalter 14 ohne das Steuersignal geschlossen wird und den Ausgang 42 mit dem Ausgang 43 verbindet. Die weiteren in dem String enthalte- nen Photovoltaik-Module, in diesem Ausführungsbeispiel das Photovoltaik-Modul

5, kann dann weiterhin Solarstrom generieren und an den Wechselrichter 30 liefern.

Im Falle nur eines mit dem Wechselrichter 30 verbundenen Photovoltaik-Moduls, beispielsweise dem Photovoltaik-Modul 3, kann der Ausgang 43 mit dem Ein- gang 49 über eine - gestrichelt gezeichnete - Verbindungsleitung 51 verbunden sein.

Denkbar ist auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Sender 25 und dem Empfänger 22. Dazu sind die Empfänger 22 und 24 jeweils - mittels eines zusätzlichen Senders - als Transceiver ausgebildet. Der Sender 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines weiteren Empfängers ebenfalls als

Transceiver ausgebildet. Die Verarbeitungseinheit 18 kann beispielsweise mit einem mit dem Photovoltaik-Modul 3 verbundenen Temperatursensor verbunden sein. Die Verarbeitungseinheit 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, von dem Temperatursensor ein Temperatursignal zu empfangen, welches die Modultemperatur repräsentiert und dieses an den - in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildeten Transceiver 22 zu senden. Der Transceiver 22 kann das Temperatursignal in ein Funksignal wandeln und an den Transceiver 25 senden. Der Transceiver 25 kann das Temperatursignal beispielsweise entsprechend dem Alarmsignal bewerten und in Abhängigkeit des Temperatursignals das Frei- gabesignal nicht mehr erzeugen. Die Photovoltaik-Module, insbesondere der Temperatursensor des Photovoltaik-Moduls kann somit eine Fehlfunktion des Photovoltaik-Moduls erfassen und einen weiteren Temperaturanstieg des Photovoltaik-Moduls verhindern. Bei einer Übertemperatur des Photovoltaik-Moduls 3 kann die Verarbeitungseinheit 18 - unabhängig vom Freigabesignal - den Trenn- Schalter 10 öffnen und den Schalter 14 öffnen, so dass das Photovoltaik-Modul 5 weiter Strom erzeugen kann.

Die Verarbeitungseinheit 10 kann beispielsweise zusätzlich zu dem Temperatursignal eine von dem Photovoltaik-Modul 3 an dem Eingang 40 und dem Eingang 41 erzeugte elektrische Spannung erfassen und ein Spannungssignal - bei- spielsweise mittels eines Analog-Digital-Wandlers - erzeugen und dieses an den

Transceiver 22 senden. Der Transceiver 22 kann ein entsprechendes Funksignal erzeugen und dieses an den Transceiver 25 senden, welcher das Funksignal empfangen kann. Der Transceiver 25 ist beispielsweise ausgebildet, in Abhängigkeit der über die Funksignale der Transceiver 22 und 24 empfangenen Modul- spannungssignale Steuersignale zum Ansteuern der zuvor erwähnten DC-DC-

Wandler zu erzeugen und an die jeweilige Steuervorrichtung zu senden. So kann mittels der Transceiver 22, 24 und 25, welche jeweils eine Funkschnittstelle bilden, der Ausgangsstrom der Photovoltaik-Module geregelt und aufeinander abgestimmt werden.

Denkbar ist auch eine Ausführungsform, bei der der Sender 25 von einem

Stromnetz gespeist wird, an das der Wechselrichter 30 zum Einspeisen angeschlossen ist. Die Stromversorgung des Senders 25 kann dann in Abhängigkeit des Alarmsignals des Brandmelders 27 oder durch eine Fernabschaltung eines Stromnetzes - beispielsweise durch einen lokalen Netzbetreiber oder Energie- versorger - erfolgen. Der Sender kann nach einem Abschalten des Netzes kein

Freigabesignal mehr erzeugen, so dass die Photovoltaik-Module 3 und 5 vom Wechselrichter 30 getrennt und kurzgeschlossen werden.

Figur 2 zeigt in Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaik-Anlage, wobei die Photovoltaikanlage wenigstens ein Photovoltaik-Modul und einen mit dem Photo- voltaik-Modul verbundenen Verbraucher, insbesondere Wechselrichter und/oder

Energiespeicher umfasst.

Bei dem Verfahren ist in einem Schritt 70 das Photovoltaik-Modul mittels eines Kurzschlussschalters, insbesondere eines steuerbaren Öffners, wenigstens nie- derohmig verbunden oder kurzgeschlossen, und mittels eines Trennschalters von einem Verbraucher getrennt.

In einem Schritt 72 wird ein Freigabesignal erzeugt und in Abhängigkeit des Freigebesignals der Trennschalter geschlossen und der Kurzschlussschalter geöff- net. Das Photovoltaik-Modul kann aus der Solareinstrahlung photovoltaisch generierte Ladungsträger an den Wechselrichter oder Energiespeicher liefern. Das Freigabesignal wird beispielsweise mittels einer Wechselspannung eines Wechselstromnetzes erzeugt. In einem Schritt 74 wird in Abhängigkeit eines Brandes ein Alarmsignal erzeugt und der Verbraucher von dem Photovoltaik-Modul ge- trennt oder lastfrei geschaltet. Denkbar ist auch ein Abschalten einer Wechselspannung eines mit dem Wechselrichter verbundenen Stromnetzes durch einen Energieversorger, so dass kein Freigabesignal mehr erzeugt werden kann.

In einem Schritt 76 wird das Photovoltaik-Modul insbesondere mittels eines Trennschalters von dem Wechselrichter getrennt, nachdem der Verbraucher in Schritt 70 lastfrei geschaltet oder vom Photovoltaik-Modul getrennt wurde.

In einem Schritt 78 wird das Photovoltaik-Modul ausgangsseitig insbesondere mittels eines weiteren Schalters, insbesondere eines steuerbaren Öffners, im örtlichen Bereich des Moduls, insbesondere eines Modulgehäuses, wenigstens nie- derohmig verbunden oder kurzgeschlossen.

In einem Schritt 80 wird ein Bestätigungssignal erzeugt, welches eine Spannungsfreiheit der Photovoltaikanlage repräsentiert. Beispielsweise kann eine in Abhängigkeit des Bestätigungssignals aktivierte Blinkleuchte mittels beispielsweise grünem Licht einem Retter weithin sichtbar signalisieren , dass die Photovoltaikanlage spannungsfrei ist. Der Retter kann dann den Brand gefahrlos mit Löschwasser löschen, ohne einen elektrischen Schlag zu erhalten.