Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter mit einer Programmierschnittstelle und insbesondere einen Wechselrichter für eine Photovoltaikanlage.

Wechselrichter - auc Inverter genannt - sind Vorrichtungen, welche eine Gleichspannung in eine WechselSpannung umwandeln. Wechselrichter werden vor allem in Photovoltaikanlagen einge ^¬ setzt, um den von Photovoltaikmodulen erzeugten Gleichstrom in einen ein- oder mehrphasigen Wechselstrom umzuwandeln. Weitere Anwendungsgebiete für Wechselrichter sind unterbre ^¬ chungsfreie Stromversorgungen, Frequenzumrichter oder Be ^¬ leuchtungseinrichtungen. In Photovoltaikanlagen werden unter ^¬ schiedliche Wechselrichter eingesetzt, die sich nicht nur in ihrer Funktionsweise, sondern auch in ihrer Nennleistung un ^¬ terscheiden. Jeder Wechselrichter ist für einen bestimmten Leistungsbereich geeignet. Vor allem die AC- und DC- Nennleistung sind für die Funktionsweise des Wechselrichters von Bedeutung. In einer Photovoltaikanlage können eine Viel ^¬ zahl von Solarmodulen zueinander in Reihe geschaltet werden und auf diese Weise einen Strang bzw. String von Solarmodulen bilden. Bei kleineren Photovoltaikanlagen, die relativ wenige Solarmodule aufweisen, werden Solarmodule in Reihe geschaltet und an einen zentralen Wechselrichter angeschlossen. Bei grö ^¬ ßeren Photovoltaikanlagen kommen sogenannte Stringwechsel- richter zum Einsatz.

Weiterhin unterscheiden sich Wechselrichter hinsichtlich ih ^¬ res Wirkungsgrades. Damit eine Photovoltaikanlage in einem maximalen Leistungsbereich arbeitet, d.h. so viel elektri ^¬ schen Strom wie möglich produziert, kann zusätzlich ein soge ^¬ nannter MPP-Tracker (MPP: Maximum Power Point) in dem Wech- selrichter integriert sein. Die von einer Photovoltaikanlage gelieferte Leistung variiert im Tagesverlauf abhängig von Umweltfaktoren, wie beispielsweise Sonneneinstrahlung, Temperatur und Verschattung der Solarmodule. Der in dem Wechselrich ^¬ ter integrierte MPP-Tracker führt dabei eine Selbstjustierung des Wechselrichters für eine maximale Stromausbeute bzw.

bestmögliche Funktion des Wechselrichters durch, indem er die die Spannung laufend anpasst.

Wechselrichter können je nach Implementierung Wechselspannungen mit unterschiedlicher Form liefern, insbesondere eine rechteckförmige Spannung, eine trapezförmige Spannung oder eine sinusförmige Spannung.

Der schaltungstechnische Aufbau und die von den verschiedenen Wechselrichtern der Photovoltaikanlage bereitgestellten Funk ^¬ tionen können somit variieren.

Manche herkömmliche Wechselrichter verfügen auch über Daten- Schnittstellen, die es erlauben, Photovoltaikanlagedaten aus dem Wechselrichter auszulesen und weiterzuverarbeiten. Bei ^¬ spielsweise sind herkömmliche Wechselrichter mit einer RS232- oder RS422-Daten-Schnittstelle ausgerüstet, die es ermögli ^¬ chen, Daten mit einer einstellbaren Baudrate aus dem Wechselrichter auszulesen. An die serielle Daten-Schnittstelle des Wechselrichters kann beispielsweise ein PC zur Datenauswer ^¬ tung angeschlossen werden.

Herkömmliche Wechselrichter haben eine darin integrierte Wechselrichtersteuerung, die während des Betriebs des Wech ^¬ selrichters eine vorgegebene Steuerungssoftware ausführt . Die Steuerungssoftware ist dabei fest implementiert, um die

Hauptfunktionen des Wechselrichters bereitzustellen. Der her- kömmliche Wechselrichter setzt daher eine Standardwechsel- richtersteuerungssoftware ein, die nicht auf die individuelle Konfiguration der jeweiligen Anlage abgestimmt ist und die keine von dem jeweiligen Anwender gewünschten individuellen Zusatzfunktionen bereitstellen kann.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wechselrichter für eine Anlage zu schaffen, der es ermöglicht, den Funktionsumfang des Wechselrichters in einfacher Weise an die individuellen Erfordernisse der Anlage und/oder des Anlagenbetreibers anzupassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wechselrichter mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schafft demnach einen Wechselrichter zur Um ^¬ wandlung einer Gleichspannung in eine WechselSpannung, wobei der Wechselrichter eine Wechselrichtersteuerung aufweist, die eine Programmierschnittstelle zur Verfügung stellt, über wel ^¬ che Wechselrichter-Softwarekomponenten nachladbar sind.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters ist die Programmierschnittstelle des Wechsel ^¬ richters zum Nachladen von Wechselrichter-Softwarekomponenten über ein Datennetzwerk mit einem Server verbunden.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfind/ungs- gemäßen Wechselrichters ist die Programmierschnittstelle mit einer Leseeinheit zum Auslesen der Wechselrichter- Softwarekomponenten von einem Datenträger verbunden.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Wechselrichters wird die über die Programmierscrinitt- stelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente zunächst hinsichtlich ihrer Zulässigkeit und/oder Sicherheit überprüft.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Wechselrichters wird die über die ProgrammierSchnitt ^¬ stelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente in einem Programmspeicher des Wechselrichters geladen bzw. dort eingeschrieben, sofern die Wechsel ^¬ richter-Softwarekomponente als zulässig und/oder sicher ein ^¬ gestuft wird.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Wechselrichters wird die über die Programmierschnittstelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente hinsichtlich der Gültigkeit eines Zertifi ^¬ kates der Wechselrichter-Softwarekomponente überprüft und sofern das Zertifikat als gültig eingestuft wird, wird die Wechselrichter-Software-Komponente in den Programmspeicher des Wechselrichters geladen.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters wird eine Wechselrichter- Softwarekomponente über eine Nutzerschnittstelle des Wechselrichters ausgewählt und/oder zur Ausführung aufgerufen.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Wechselrichters überwacht die über die Programmier ^¬ schnittstelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter-Softwarekomponente einen Betriebszustand des Wechselrichters und meldet bei Auftreten eines bestimmten Betriebszu- standes des Wechselrichters diesen Betriebszustand in einem in der jeweiligen Wechselrichter-Softwarekomponente festge- legten Datenformat und/oder Datenübertragungsprotokoll an ei ^¬ nen Knoten eines Datennetzwerkes an dem der Wechselrichter angeschlossen ist.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Wechselrichters wird durch die über die Programmier ^¬ schnittstelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrich ^¬ ter-Softwarekomponente eine in dem Wechselrichter implemen ^¬ tierte Funktionalität freigeschaltet.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters hat die über die Programmierschnittstelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente Zugriff auf lokal bei dem jeweiligen Wech ^¬ selrichter verfügbare Daten, insbesondere auf lokal verfügba ^¬ re Sensor- bzw. Messdaten.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Wechselrichters hat die über die ProgrammierSchnitt ^¬ stelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente Zugriff auf global in dem Datennetzwerk verfügbare Daten, insbesondere Anlagendaten sowie Mess- bzw. Sensordaten der eweiligen Anlage.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Wechselrichters wird die über die Programmierschnitt ^¬ stelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente in einer Sandbox-Umgebung durch einen In ^¬ terpreter interpretiert.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Wechselrichters wird die über die Programmierschnitt ^¬ stelle des Wechselrichters nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente in einer Sandbox-Umgebung als Maschinencode ausgeführt .

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung schafft die Erfindung eine Photovoltaikanlage mit den in Patentanspruch 12 an ^¬ gegebenen Merkmalen.

Die Erfindung schafft demnach eine Photovoltaikanlage mit mindestens einem Wechselrichter, der zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine Wechsel Spannung vorgesehen ist, wobei der Wechselrichter eine Wechselrichtersteuerung besitzt, die an eine Programmierschnittstelle des Wechselrichters ange ^¬ schlossen ist, über die Wechselrichter-Softwarekomponenten nachladbar sind, wobei die Photovoltaikanlage ferner mindestens ein Photovoltaikmodul aufweist, das eine Gleichspannung liefert, die durch den Wechselrichter in eine Wechsel Spannung umgewandelt wird, welche der Wechselrichter in ein Spannungsversorgungsnetzwerk einspeist.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage sind die Programmierschnittstellen der Wechselrichter der Photovoltaikanlage an ein Datennetzwerk angeschlossen, welche die Wechselrichter der Photovoltaikanlage mit einem entfernten Server verbindet, welcher Wechsel- richter-Softwarekomponenten zum Nachladen durch die Wechselrichter der Photovoltaikanlage bereitstellt.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage stellt die Programmierschnittstelle eines Wechselrichters der Photovoltaikanlage automatisch eine Da ^¬ tenverbindung zu einer vorkonfigurierten Netzwerkadresse eines Servers des Datennetzwerkes her, welcher die Wechselr"ich- ter-Softwarekomponenten zum Nachladen durch den jeweiligen Wechselrichter bereitstellt.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Photovoltaikanlage wird über die Programmierschnittstelle des Wechselrichters automatisch ein Wechselrichtertyp und/oder eine Wechselrichteridentität und/oder ein Wechsel ^¬ richterstandort des jeweiligen Wechselrichters über das Da ^¬ tennetzwerk an den Server zum Bereitstellen von dafür geeigneten Wechselrichter-Softwarekomponenten übertragen.

Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wechselrichters unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer einfachen Photovoltaikan ^¬ lage, die einen Wechselrichter gemäß der Erfindung aufweist;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters;

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters .

Wie man aus Fig. 1 erkennen kann, kann ein Wechselrichter 1 gemäß der Erfindung in einer Photovoltaikanlage 2 eingesetzt werden. Die Photovoltaikanlage 2 besitzt Solarmodule 3, die in einem oder mehreren Strings parallel verschaltet sein kön- nen und die einen Gleichstrom DC bzw. eine Gleichspannung liefern, wie in Fig. 1 dargestellt. Der Wechselrichter 1 wandelt die Gleichspannung in eine WechselSpannung bzw. einen Wechselstrom AC um und speist den erzeugten Wechselstrom AC beispielsweise über einen Einspeisezähler 4 in ein Stromversorgungsnetzwerk 5 ein. Bei dem Wechselrichter 1 kann es sich um einen fremdgeführten bzw. netzgeführten Wechselrichter handeln, der dazu vorgesehen ist, elektrische Energie von der Gleichspannungsseite in das Wechselstromnetz einzuspeisen. Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Wechselrichter 1 auch dazu ausgelegt, in umgekehrter Richtung Energie aus dem Stromversorgungsnetz 5 zu beziehen und in Gleichspannung um ^¬ zuwandeln. Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Wechselrichter 1 ferner dazu ausgelegt, bei auftretenden Netzstö ^¬ rungen diese zu erkennen und die Photovoltaik-Anlage 2 zumin ^¬ dest teilweise abzuschalten. Auf diese Weise werden Überspan ^¬ nungen in einem abgeschalteten Netzabschnitt vermieden. An ^¬ statt Solarmodulen kann die Anlage 2 beispielsweise auch Brennstoffzellen oder dergleichen aufweisen, die eine Gleich ^¬ spannung liefern. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen netzgeführten Wechsel ^¬ richter 1. Alternativ kann der Wechselrichter 1 auch ein selbstgeführter Wechselrichter sein, der über selbstabschalt- bare Stromventile, beispielsweise Transistoren oder iGBTs , verfügt, die von einem Taktsignal an- und ausgeschaltet werden, welches von einem Taktgeber des Wechselrichters 1 lokal erzeugt wird.

Der in Fig. 1 dargestellte Wechselrichter 1 kann einen einphasigen oder mehrphasigen Wechselstrom erzeugen und in das Stromversorgungsnetzwerk 5 einspeisen. Die Signalform des er ^¬ zeugten Wechselstroms kann variieren. Bei einer möglichen Ausführungsform ist der erzeugte Wechselstrom sinusförmig. Der Wechselrichter 1 weist, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Programmierschnittstelle 6 auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an ein Datennetzwerk 7 angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen der Programmierschnittstelle 6 und dem Datennetzwerk 7 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, drahtge ^¬ bunden sein. Alternativ ist auch eine drahtlose Verbindung zwischen dem Datennetzwerk 7 und der Programmierschnittstelle

6 möglich. Das Datennetzwerk 7 kann ein lokales Datennetzwerk bzw. ein Local Area Network einer Anlage, insbesondere einer Industrieanlage, sein. Weiterhin kann es sich bei dem Daten ^¬ netzwerk 7 um ein weitläufiges Netzwerk oder um einen Verbund von Netzwerken handeln. Bei einer möglichen Ausführungsform wird das Datennetzwerk 7 durch das Internet gebildet. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann an einem Knoten des Datennetzwerkes

7 ein Endgerät bzw. ein Terminal 8 angeschlossen sein, das von einem Nutzer bzw. Anwender der Anlage 2 bedient werden kann. Bei einer möglichen Ausführungsform weist der Wechsel ^¬ richter 1 selbst eine Nutzerschnittstelle, beispielsweise ein Graphical User Interface GUI 9, auf. Neben dem Endgerät 8 ist an das Datennetzwerk 7 ein Server 10 angeschlossen, der Zugriff auf eine Datenbank 11 hat. In dieser Datenbank 11 können sich eine Vielzahl unterschiedlicher Wechselrichter- Softwarekomponenten befinden, die von einem Anwender bzw. Nutzer der Anlage 2 nach Bedarf über die Programmierschnittstelle 6 in den Wechselrichter 1 geladen werden können. Bei einer möglichen Ausführungsform verfügt der Wechselrichter 1 bei seiner Auslieferung über eine Grundausstattung von Soft- warekomponenten, um Basisfunktionen bzw. Hauptfunktionen. in ^¬ nerhalb der Anlage 2 auszuführen. Diese Basissoftware des Wechselrichters 1 kann in einem Programmierspeicher des Wech ^¬ selrichters 1 abgelegt sein. Über die Programmierschnittstelle 6 des Wechselrichters 1 ist es möglich, die Haupt- bzw. Basisfunktionen des Wechselrichters 1 mit individuellen Zu- satzfunktionen zu erweitern, um der individuellen Konfigura ^¬ tion der Anlage 2 und/oder den Bedürfnissen des Anwenders zu entsprechen. Die Wechselrichter-Softwarekomponenten, welche sich beispielsweise in der Datenbank 11 des Servers 10 befin ^¬ den, können dabei von Endanwendern verschiedener Anlagen 2, insbesondere von Anwendern von Photovoltaikanlagen, oder von Dritten entwickelt und an den Server 10 zur Speicherung in seiner Datenbank 11 übertragen werden. Beispielsweise können Wechselrichter-Softwarekomponenten von einem Betreiber einer Photovoltaikanlage an dem Terminal 8 der Photovoltaikanlage 2 generiert werden und über das Datennetzwerk 7 an den Server 10 zur Speicherung in der Datenbank 11 übertragen werden. Weiterhin ist es möglich, dass ein Hersteller des Wechselrichters 1 für unterschiedliche Typen der von ihm hergestell ^¬ ten Wechselrichtern 1 zugehörige geeignete Wechselrichter- Softwarekomponenten für unterschiedliche Zusatzfunktionen er ^¬ zeugt und in der Datenbank 11 zum Laden bereitstellt. Weiter ^¬ hin ist es möglich, dass jeder Wechselrichter 1 über eine in ^¬ dividuelle Wechselrichteridentität bzw. Wechselrichterkennzeichnung verfügt, für die jeweils geeignete Wechselrichter- Softwarekomponenten in dem Datenspeicher 11 gespeichert werden. Die in der Datenbank 11 gespeicherten Wechselrichter- Softwarekomponenten stammen somit von einem Hersteller des Wechselrichters 1 oder der Photovoltaikanlage 2 sowie von An ^¬ wendern bzw. Nutzern der Anlage 2 oder von Dritten, beispielsweise Ingenieurbüros oder dergleichen.

Für einen Nutzer der Anlage 2 besteht die Möglichkeit, über die Nutzerschnittstelle 9 des Wechselrichters 1 eine Eingabe zu machen, um eine gewünschte Wechselrichter- Softwarekomponente auszuwählen und in dem jeweiligen Wechsel ^¬ richter 1 zur sofortigen oder späteren Ausführung nachzula- den. Alternativ kann die gewünschte Wechselrichter- Softwarekomponente auch über das Terminal 8 der Anlage 2 aus ^¬ gewählt bzw. selektiert werden. Die generierte Wechselrich ^¬ ter-Softwarekomponentenanforderung wird über das Datennetz ^¬ werk 7 an den Server 10 übermittelt. Dabei wird vorzugsweise zusätzlich eine Identitätsinformation hinsichtlich des anfor ^¬ dernden Wechselrichters 1 und/oder der Anlage 2 mit übertra ^¬ gen. Die Identität des Wechselrichters 1 und/oder der Photo- voltaikanlage 2 wird seitens des Servers 10 überprüft bzw. verifiziert. Der Server 10 kann beispielsweise vom Hersteller von Wechselrichtern 1 und/oder Photovoltaikanlagen 2 betrieben werden. Beispielsweise kann der Hersteller ein Service ^¬ portal für eine Bibliothek bzw. Sammlung von Wechselrichter- Softwarekomponenten betreiben.

Um die Sicherheit und Betriebsbereitschaft der Anlage 2 zu gewährleisten, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform die über die Programmierschnittstelle 6 nachgeladene Wechselrich ^¬ ter-Softwarekomponente zunächst hinsichtlich ihrer Zulässig- keit und anschließend hinsichtlich ihrer Sicherheit über ^¬ prüft, wie in Fig. 2 dargestellt. Vor dem Laden einer Wech ^¬ selrichter-Softwarekomponente von dem Server 10 über die Pro ^¬ grammierschnittstelle 6 erfolgt zunächst in einem Schritt Sl eine Zulässigkeitsprüfung der jeweiligen Wechselrichter- Softwarekomponente. Beispielsweise weisen Stromversorgungs ^¬ netzwerke 5 in unterschiedlichen Ländern unterschiedliche Grundfrequenzen auf. Diese Grundfrequenz liegt beispielsweise in Deutschland oder Österreich bei 50 Hz. In anderen Staaten bzw. Ländern ist die Grundfrequenz des Stromversorgungsnetzwerkes davon abweichend. Hat die Wechselrichter- Softwarekomponente z.B. Einfluss auf die Einstellung der Fre ^¬ quenz der durch den Wechselrichter 1 in das Stromversorcjungs- netzwerk 5 eingespeisten WechselSpannung bzw. Wechselstromes AC, kann seitens eines Überprüfungsmoduls des Wechselrichters 1 in dem Schritt Sl geprüft werden, ob die angeforderte Wechselrichter-Softwarekomponente für den jeweiligen Staat bzw. das jeweilige Land, in dem sich das Stromversorgungsnetzwerk 5 befindet, zulässig bzw. geeignet ist. Beispielsweise kann eine Wechselrichter-Softwarekomponente für einen Wechselrichter 1, der sich in den USA befindet, geeignet bzw. zulässig sein, während sie für einen anderen Wechselrichter 1', der sich in Deutschland oder Österreich befindet, unzulässig bzw. ungeeignet ist.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 stellt die Programmierschnittstelle 6 des Wechselrichters 1 automatisch eine Datenverbindung zu einer vorkonfigurierten Netzwerkadresse eines Servers 10 des Daten ^¬ netzwerkes 7 her. Diese Netzwerkadresse kann beispielsweise eine IP-Netzwerkadresse sein oder ein URL (Uniform Resource Locator) . Diese Servernetzwer ^' kadresse kann in einem Speicher des Wechselrichters 1 vorkonfiguriert sein, sodass automatisch eine Datenverbindung zu einem bestimmten Server 10 hergestellt wird, von dessen Datenbank 11 die gewünschten Wechselrichter-Softwarekomponenten geladen werden können. Je nach Konfiguration und/oder Standort des Wechselrichters 1 kann eine automatische Verbindung zu einem zugehörigen Server 10 innerhalb des Datennetzwerkes 7 hergestellt werden. Wird bei ^¬ spielsweise der Wechselrichter 1 in einem bestimmten Staat aufgestellt bzw. dorthin geliefert, stellt die Programmierschnittstelle 6 eine Datenverbindung zu der Netzwerkadresse eines Servers 10 her, der Zugriff auf Wechselrichter- Softwarekomponenten hat, die für den jeweiligen Staat bzw. für dessen Stromversorgungsnetzwerk 5 geeignet sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 erfolgt nach erfolgter Zulässigkeitsprüfung Sl in einem weiteren Schritt S2 eine Sicherheitsprüfung, um festzustellen, ob die nachgeladene Wechselrichter- Softwarekomponente einen sicheren Betrieb des Wechselrichters 1 und der Anlage 2 gewährleistet. Bei einer möglichen Ausfüh ^¬ rungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 wird die über die Programmierschnittstelle 6 des Wechselrichters 1 nachgeladene Wechselrichter-Softwarekomponente hinsichtlich der Gültigkeit eines Zertifikates der Wechselrichter- Softwarekomponente überprüft. Erst wenn die Gültigkeit des Zertifikates erkannt wird, wird die angeforderte Wechselrich ^¬ ter-Softwarekomponente beispielsweise in einem Programmspei ^¬ cher des Wechselrichters 1 zur sofortigen oder späteren Ausführung geladen. Die nachgeladenen Wechselrichter- Softwarekomponenten bzw. Wechselrichter-Module können Grundbzw. Basisfunktionen des Wechselrichters 1 erweitern oder er ^¬ setzen. Beispielsweise kann durch Zugriff auf zertifizierte Wechselrichter-Softwarekomponenten aus einem einfachen Wech ^¬ selrichter ein Hybridwechselrichter entstehen. Auch eine Um ^¬ rüstung auf weiterentwickelte oder andere Gerätetypen des Wechselrichters 1 können durch Nachladen entsprechender zer ^¬ tifizierter Wechselrichter-Softwarekomponenten erfolgen. Die über die Programmierschnittstelle 6 nachgeladene Wechselrichter-Softwarekomponente kann beispielsweise eine in dem Wech ^¬ selrichter 1 bereits implementierte Funktionalität freischal ^¬ ten oder erweitern.

Sofern die Zulässigkeitsprüfung in Schritt Sl und die Sicherheitsprüfung in Schritt S2 erfolgreich ist, kann eine Ausführung der geladenen Wechselrichter-Softwarekomponenten in Schritt S3 erfolgen, wie in Fig. 2 dargestellt. Bei einer möglichen Ausführungsform wird die über die Programmier— schnittsteile 6 des Wechselrichters 1 geladene Wechselrich ^¬ ter-Softwarekomponente durch einen Interpreter interpretiert. Bei einer Ausführungsvariante ist die Programmierschnittstel ^¬ le 6 in einer eigenen proprietären Programmiersprache pro ^¬ grammiert. Bei dieser Ausführungsvariante können daher nur Befehle eingesetzt werden, die dem jeweiligen Interpreter be ^¬ kannt sind. Andererseits ist sichergestellt, dass nur ein Wechselrichter 1, der über einen entsprechenden Interpreter verfügt, die entsprechende Wechselrichter-Softwarekomponente interpretieren und ausführen kann.

Bei einer alternativen Ausführungsvariante wird die über die Programmierschnittstelle 6 heruntergeladene Softwarekomponen ^¬ te als Maschinencode und ggf. als Assemblercode ausgeführt. Der Zugriff auf Daten und Steuerungseiemente kann hier beispielsweise über eine Bibliothek bzw. Library realisiert wer ^¬ den. Dabei kann die Library einen Großteil der Zulässigkeitsund Sicherheitsprüfung übernehmen. Weiterhin kann die Appli ^¬ kation bzw. Wechselrichter-Softwarekomponente in einem eige ^¬ nen Shadow-copied-Rootfs abgelegt sein, um das Betriebssystem zu verbergen. Bei einer möglichen Ausführungsform werden beide Varianten kombiniert, um die Sicherheit und Flexibilität des Wechselrichters 1 zu erhöhen. Beispielsweise kann ein Python-Script in einer eigenen Sandbox-Umgebung interpretiert werden .

Die Wechselrichter-Softwarekomponenten bzw. Wechselrichter- Softwareapplikationen können entweder veröffentlicht oder privat bzw. proprietär eingesetzt werden. Die Veröffentli ^¬ chung der Wechselrichter-Softwarekomponenten kann beispiels ^¬ weise über ein Online-Portal des Herstellers erfolgen. Der Nutzer einer Anlage 2, insbesondere einer Photovoltaikanlage, hat die Möglichkeit, über dieses Online-Portal die für seine Anlage 2 geeigneten und seinen Wünschen entsprechenden Wech ^¬ selrichter-Softwarekomponenten über die Programmierschnitt ^¬ stelle 6 einzuspielen.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Wechselrichters 1 weist dieser eine Leseeinheit zum Auslesen von Wechselrichter-Softwarekomponenten von einem Da ^¬ tenträger, beispielsweise einem USB-Stick, auf.

Im Folgenden ist ein Beispiel für eine Programmierschnitt ^¬ stelle 6 angegeben, wie sie bei einem Wechselrichter 1 gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann:

double const NAH_VAIUE = numeric_l isitts<doubl.e ; :quiet_NaN{ );

riaiBcSpe e Devices

{

//i'öet Ii st of active devices

MteviceldU.st) ;

const aDeviceld, vector*int> consts

///inverter states

enum inverter stete t { Undetectable

Off = l,

Sleeping = ^: 2 ,

Stan tey « 3,

Startüng » 4,

Shutdown = 5 ,

Running = 6,

Fault = 7,

T rott led - 8,

ComraFäul.t = 9

// Get Inverter 5tate

stat ic void 6etState(string const aDeviceld, ln»efter_state_t & aState);

///Set Inverter State

stat ic beol SetState(str.ing const aDeviceld, i.rwerter_state_t const aState); rsaißespace Features

{

enum feature_state_t { Sequi red - 1 , / /needecä

Ava llable A/supparted OLsabled //unsupported Optional / /ufiused ForcedOff //intompatible c less FeaiureBase {

publ ic:

Feature8ase(

i

Virtual -FeatureBa

}

feature_state_t State ;

enuro type_t { Base , Int, Double }:

Virtual type_t getTypeQi

return Base;

>

class Festurelnt : publ ic FeatureBase{

pub i ix :

u.t.nt32 t vaJue;

type_t getType( ){

return litt ;

}

class FeatureDouble : publ ic FeatureBase { pubI i c :

double value;

type_t getTypeQi

return Doublt iV6ei System prac, povserstage features, ... ) stati void E)uery(string const aDeviceld, int eonst aFestureDescriptor , Featureßase * aFeature}; naraespac ^« Throttle

,'/Po«r Functions

stru t point_t {

int throttleValuei

int

enura { Hone ,

von

//abhängig von Jfetz von Ten ^j p BasedDnExterna] //abhängig von Externen

Komponenten (pins . , . )

_B id _t { Static, //die Konfiguration gilt dauerhaft (auch nach des LT)

nur für eine gewisse dauer und nach von sticht reinitialislert

eifium P, //Fahre eine Leistungskennlinse

CosPhs, //Fahre eine CosPhi Kennlinie

Orel //Fahre einen relativen Bllndanteii

} .·

struct thrott ie_config_t { ^'

e_dependency_t De endenc ;

thrott i Voi.atiIeSt

thrott le_type_t Type;

int

int StartlnSeconds;

int iveOuration;

}

//return -I on failure/not Supportes or nuaiber > 0 if succedded

static int (thrott .e_config_t constS conf.ig, wector<poimt_t» tonstSt

//return true on success

static constS aThrott leid);

Bei einer möglichen Ausführungsform hat das Interface bzw. die Programmierschnittstelle 6 Zugriff auf alle verfügbaren Anlagen- und Messdaten in dem jeweiligen System. Bei einer möglichen Ausführungsform haben die über die Programmier:- schnittstelle 6 nachgeladenen Wechselrichter- Softwarekomponenten Zugriff auf lokal bei dem jeweiligen Wechselrichter 1 verfügbare Daten, insbesondere auf Sensor ^¬ oder Messdaten des Wechselrichters 1. Bei einer weiteren mög ^¬ lichen Ausführungsform haben die über die Programmierschnitt ^¬ stelle 6 nachgeladenen Wechselrichter-Softwarekomponenten Zu ^¬ griff auf global in dem Datennetzwerk 7 verfügbare Daten, insbesondere auf Anlagen- und Messdaten, oder auf Daten, die von Webservices bereitgestellt werden.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 werden nur zertifizierte Wechselrichter- Softwarekomponenten, welche die Sicherheitsprüfung in Schritt S2 gemäß Fig. 2 bestehen, in einem integrierten Programmspei ^¬ cher des Wechselrichters 1 zur Ausführung geladen. Die Zerti ^¬ fizierung der Softwarekomponenten kann beispielsweise durch einen Hersteller des Wechselrichters 1 oder durch eine sons ^¬ tige Zertifizierungsinstanz geschehen. Bei einer möglichen Ausführungsform weist die Wechselrichter-Softwarekomponente eine digitale Signatur auf, die mithilfe eines passenden öf ^¬ fentlichen Schlüssels überprüft werden kann. Dieser öffentli ^¬ che Schlüssel wird von einer vertrauenswürdigen Instanz unterschrieben, damit es möglich ist, seine Echtheit zu verifizieren. Diese signierende Instanz bildet die Zertifizierungs ^¬ instanz bzw. Certification Authority CA. Den von der Zertifizierungsinstanz unterschriebenen öffentlichen Schlüssel mit der dazugehörigen digitalen Signatur sowie ggf. zusätzlichen Parametern bildet das Zertifikat der Wechselrichter- Softwarekomponente. Bei einer möglichen Ausführungsform er ^¬ stellt und verwaltet ein sogenanntes Trustcenter die Zertifi ^¬ kate sowie dazugehörige Sperrlisten. Das Trustcenter kann auch die Schlüsselgenerierung und die digitalen Signaturen vornehmen. Das Zertifikat wird in der Regel von der Zertifi ^¬ zierungsinstanz erstellt und enthält den öffentlichen Schlüs ^¬ sel des Signierers sowie die Signatur der Zertifizierungs ^¬ instanz. Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Wechselrichter 1 sowohl zertifizierte als auch unzertifizierte Wechselrichter-Softwarekomponenten laden, wobei allerdings sichergestellt ist, dass die unzertifizierten Wechselrichter- Softwarekomponenten keine wesentlichen oder sicherheitskriti ^¬ schen Funktionen beeinflussen können.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Struktur eines Softwaresystems, das von dem erfindungsgemäßen Wechselrichter 1 verwendet wird. Das Softwaresystem weist mehrere Schichten bzw. Layers auf, wobei Wechselrichter-Softwarekomponenten WR-SWK bzw. Wechselrichter-Applikationen über eine Zwischenschicht Zugriff auf Wechselrichter-Basisfunktionen bzw. Basissoftware ^¬ komponenten haben. Die Zwischenschicht bildet eine Abstrakti- ons- und Sicherheitsschicht, die gewährleistet, dass Benut ^¬ zerapplikationen bzw. Wechselrichter-Softwarekomponenten WR- SWK nicht direkt Zugriff auf die Basisfunktionen des Wechsel ^¬ richters 1 haben. Die Abstraktions- und Sicherheitsschicht führt die Sicherheitsprüfung in Schritt S2 durch.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 überwacht die über die Programmierschnittstelle 6 geladene Wechselrichter-Softwarekomponente einen Be ^¬ triebszustand des Wechselrichters 1. Bei Auftreten eines be ^¬ stimmten Betriebszustandes wird dieser Betriebszustand an ei ^¬ nen Knoten des Datennetzwerkes 7 gemeldet. Dieser Knoten kann beispielsweise ein Überwachungsknoten der jeweiligen Anlage sein. Bei einer möglichen Ausführungsform wird dieser Betriebszustand in einem in der Wechselrichter- Softwarekomponente festgelegten Datenformat und/oder Datenübertragungsprotokoll an den Knoten des Datennetzwerkes 7 ge ^¬ meldet. Beispielsweise möchte ein Nutzer über gewisse Zustän ^¬ de des Wechselrichters 1 und/oder der Anlage 2 informiert werden sowie die Zustände sowie das Format und die Übertra ^¬ gungsweise dieser Information selbst festlegen. In diesem Falle ist es dem Nutzer bzw. Anwender möglich, ein entspre ^¬ chendes eigenes Softwaremodul bzw. eine entsprechende Wech- selrichter-Softwarekomponente zu entwickeln, welche den Be ^¬ triebszustand des Wechselrichters 1 überwacht und bei Auftre ^¬ ten eines Fehlers diesen Fehler an einen bestimmten Endknoten im Datennetzwerk 7 des Benutzers weiterleitet. Bei dem Knoten auch um ein netzwerkfähiges Anzeigegerät handeln, welches die aktuellen Betriebsdaten des Wechselrichters 1 anzeigt.

Hat ein Nutzer bzw. Anwender eine geeignete Wechselrichter- Softwarekomponente entwickelt, beispielsweise an seinem Ter ^¬ minal 8, kann er diese Wechselrichter-Softwarekomponenten anderen Anwendern zur Verwendung bereitstellen, indem er sie beispielsweise auf ein Online-Portal des Servers 10 hochlädt. Bei einer möglichen Ausführungsform kann nach Empfang der Wechselrichter-Softwarekomponente von einem User bzw. Anwen ^¬ der ein Test der entwickelten Wechselrichter- Softwarekomponente durch den Hersteller des Wechselrichters 1, welcher das Portal betreibt, erfolgen. Die getestete Wech ^¬ selrichter-Softwarekomponente kann nach erfolgreichem Test durch den Hersteller des jeweiligen Typs des Wechselrichters 1 entsprechend zertifiziert werden und zum Laden von dem Server 10 anderen Nutzern bereitgestellt werden. Bei einer möglichen Ausführungsvariante wird einem Nutzer bzw. Anwender vor dem Herunterladen einer Wechselrichter-Softwarekomponente angezeigt, ob die jeweilige Wechselrichter-Komponente seitens des Herstellers als hinsichtlich der Sicherheit unbedenklich zertifiziert wurde oder nicht.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform hat ein Nutzer bzw. Anwender ein eigenes Datenformat, mit welchem er Daten verarbeitet. Typischerweise verfügt der Nutzer bereits über verschiedene Werkzeuge bzw. Tools, welche die Daten in diesem Datenformat einlesen und verarbeiten. Der Nutzer bzw. Anwender der Anlage 2 möchte deshalb sein Datenformat auch für die Daten nutzen, die von dem Wechselrichter 1 seiner Anlage stammen. In diesem Fall besteht für den Nutzer bzw. Anwender der Anlage die Möglichkeit, eine eigene Wechselrichter- Softwarekomponente bzw. ein entsprechendes Softwaremodul zu entwickeln, welches die von ihm benötigten Daten des Wechsel ^¬ richters 1 in das von ihm präferierte Datenformat kapselt und für die weitere Datenverarbeitung ausliefert. Diese Wechsel ^¬ richter-Softwarekomponente kann der Nutzer bzw. Anwender an ^¬ schließend Dritten beispielsweise über das Portal des Servers 10 zur Verfügung stellen.

Mit dem erfindungsgemäßen System ist es möglich, Wechselrichter-Softwarekomponenten bereitzustellen, welche beliebige Da ^¬ tenübertragungsprotokolle, insbesondere IP-basierende Datenübertragungsprotokolle, unterstützen. Über die zusätzlichen Protokolle können von Anwendern Daten entsprechend ausgele ^¬ sen, aufbereitet und versandt werden. Hierdurch wird die In ^¬ tegration in größere bzw. weitgehendere Systeme erleichtert, da aus Sicht des Anwenders keine Abhängigkeit mehr von einem Softwarehersteller besteht. Bei diesem größeren System kann es sich beispielsweise um ein sogenanntes Mixed-Concept- System handeln. Bei einem Mixed-Concept-System werden Leis ^¬ tungsteile bei geringerer Leistungsproduktion ausgeschaltet. Auf diese Weise werden Betriebsstunden eingespart und der Wirkungsgrad erhöht. Mithilfe einer Wechselrichter- Softwarekomponente hat ein Nutzer die Möglichkeit, diese Funktionalität seinen eigenen Wünschen und Anforderunge ent ^¬ sprechend umzusetzen.

Beispielsweise kann ein Nutzer ein bestimmtes Signal benöti ^¬ gen, wenn ein Wechselrichter 1 eine Menge von einstellbaren bzw. konfigurierbaren Regeln erfüllt. Beispielsweise wird ein Signal benötigt, wenn über eine einstellbare Zeitdauer ein parametrisierter Leistungswert nicht überschritten bzw. unterschritten wird. Weiterhin kann ein Signal generiert werden bzw. benötigt werden, wenn ein Maximal- bzw. Minimalwert erreicht wurde.

Weiterhin kann mit einer Wechselrichter-Applikation ein kontrollierender Zugriff auf die Leistungsproduktion ermöglicht werden, wobei eine Anbindung an Rundsteuerempfänger oder andere übergeordnete Steuerungssysteme realisiert werden kann. Ein Anwender kann mittels einer Wechselrichter- Softwarekomponente ein proprietäres Protokoll einsetzen, wodurch sich das Produkt flexibel in beliebige Systeme einbinden lässt. Ein Nutzer bzw. Kunde hat die Möglichkeit, selbst zusammengestellte Elemente zu definieren. Ein neu de ^¬ finiertes Element kann als Wechselrichter-Softwarekomponente, beispielsweise als Plug-in, für das Graphical User Interface GUI 9 und/oder eine Webseite eingebunden und in Betrieb ge ^¬ nommen werden. Die verfügbaren Wechselrichter- Softwarekomponenten sind vordefiniert und frei anwendbar, beispielsweise hinsichtlich ihrer Position auf einer Anzeige ^¬ einheit, hinsichtlich der angezeigten Werte oder der ange ^¬ zeigten Graphiken usw. Die Zusammenstellung der Wechselrichter-Softwarekomponenten kann am Gerät vorgenommen werden.

Beispielsweise kann eine Wechselrichter-Softwarekomponente eine Favoritenwerteliste anzeigen oder Sprachanpassungen vornehmen. Ferner kann ein Nutzer bzw. Anwender der Anlage 2 eine Unterstützung für seine Sprache einbauen. Weiterhin ist es möglich, dass ein Systemintegrator Wechselrichter 1 von einem Hersteller bezieht und diese durch Wechselrichter- Softwarekomponenten derart anpasst, dass ein eigenes Branding sowie eine zugehörige Erweiterung des Funktionsumfangs ange ^¬ zeigt wird. Dies wird beispielsweise durch Anpassung mittels der Nutzerschnittstelle 9 des Wechselrichters 1 erreicht. Der erfindungsgemäße Wechselrichter 1 kann in einer Photovoltaik- anlage 2 eingesetzt werden, wie in Fig. 1 dargestellt. Der Wechselrichter 1 kann auch in anderen Anwendungen oder ande ^¬ ren Anlagen verwendet werden, beispielsweise in unterbre ^¬ chungsfreien Stromversorgungseinrichtungen oder in Frequenzumrichtern. Bei dem Wechselrichter 1 kann es sich um einen Mo ^¬ dulwechselrichter, einen Strangwechselrichter oder auch um einen Zentralwechselrichter einer Photovoltaikanlage 2 han ^¬ deln. Die Wechselrichter-Softwarekomponenten können die in dem Wechselrichter 1 vorgesehene Programmierschnittstelle 6 dazu verwenden, ein Betriebssystem des Wechselrichters 1 zur Ausführung der durch sie bereitgestellten Aktionen zu veran ^¬ lassen. Der Anwender bzw. Nutzer hat dadurch die Möglichkeit, eigene Zusatzfunktionen zu programmieren und damit die Mög ^¬ lichkeit, die Wechselrichter-Softwarekomponenten um eigene Funktionen zu erweitern.