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Title:
METHOD AND DEVICE FOR MONITORING PARAMETERS SPECIFIC TO AN ASSEMBLY.
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/020697
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for monitoring parameters specific to an assembly, wherein the problem addressed by the invention is that of providing a method which reduces the complication of monitoring parameters specific to an assembly. The method addresses the problem in that the values corresponding to the determined measured values are transferred to a central entity spatially separated from the assembly, that said values received by the central entity are subsequently analyzed, and that the results of the analysis are then output.

Application Number:
PCT/EP2009/060891
Publication Date:
February 25, 2010
Filing Date:
August 24, 2009
Export Citation:
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Assignee:
ZENTR MIKROELEKT DRESDEN GMBH (DE)
International Classes:
H01L31/042; G08B13/22; G08C17/02
Domestic Patent References:
WO2004090559A12004-10-21
Foreign References:
US20020043969A12002-04-18
FR2823055A12002-10-04
US6545211B12003-04-08
JP2004260015A2004-09-16
Attorney, Agent or Firm:
ADLER, P. (DE)
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Claims:
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern

Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern bei welchem in einer Anordnung mittels Sensoren Messwerte ermittelt und ausgegeben werden, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s den ermittelten Messwerten entsprechende Werte an eine räumlich von der Anordnung getrennte zentrale Instanz übermittelt werden, dass nachfolgend diese von der zentralen Instanz empfangenen entsprechenden Messwerte analysiert werden und dass die Ergebnisse der Analyse ausgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte die Messwerte selbst sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von der Anordnung aufbereitete Werte sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aufbereitete Werte Messwerte sind, welche durch eine erste Teilanalyse in der Anordnung selbst erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aufbereitete Werte

Leistungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten für den Strom und die Spannung gebildet werden .

6. Verfahren nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aufbereitete Werte Bewegungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten der Bewegungssensoren gebildet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von mehreren Anordnungen vor der Übertragung an die zentrale Instanz in Gruppen zusammengefasst und gemeinsam zur zentralen Instanz übertragen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Übertragung an die zentrale Instanz mittels eines drahtlosen Übertragungsverfahrens durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die anordnungsspezifischen Parameter Parameter von Solarmodulen einer Photovoltaikanlage sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die

Parameter Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die

Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte mit bekannten Vorgabewerten verglichen werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die

Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte verschiedener Anordnungen miteinander verglichen werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadur ch gekenn z e i chnet , da s s die den Messwerten entsprechende Werte und/oder die Ergebnisse der Analyse in Form einer Grafik ausgegeben werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadur ch gekenn z e i chnet , da s s mittels einer Handheld-Anordnung, welche ein Positionsbestimmungssystem beinhaltet, die Position eines Solarmoduls mit seiner Identifikationsnummer ID verknüpft wird und dass die Positionsdaten und die ID in einer Datenbank gespeichert werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Positionsbestimmung in der Anordnung selbst durch

Auswertung von ermittelten Signallaufzeiten oder der Signalstärke RSSI von Funkverbindungen erfolgt.

16. Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern, mit die anordnungsspezifischen Parameter erfassenden Sensoren, einer Auswerteeinheit und Übertragungsmitteln, dadur ch gekenn z e i chnet , da s s die Vorrichtung eine Mess- und Funkeinheit (9) aufweist, welche aus einer Messwerte ermittelnde Sensoren beinhaltenden Messeinheit und einer ersten bidirektionalen Funkanordnung (4) besteht, dass die erste bidirektionale Funkanordnung (4) der Mess- und Funkeinheit (9) mit einer zweiten bidirektionalen Funkanordnung (5) einer zentralen Instanz (6) zumindest mittelbar drahtlos verbunden ist, dass die zentrale Instanz (6) Mittel zur Analyse der von den Mess- und Funkeinheit (9) der Anordnung empfangenen Messwerte und zur Darstellung der Messwerte und/oder der Ergebnisse der Analyse aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die erste und die zweite bidirektionale Funkanordnung (4 und 5) jeweils mit einer Sende-/Emfangsantenne zur drahtlosen Datenübertragung verbunden sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Vorrichtung Mittel zur Analyse der Messwerte aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Anordnung ein Solarmodul einer Photovoltaikanlage ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern bei welchem in einer Anordnung mittels Sensoren Messwerte ermittelt und ausgegeben werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern, mit die anordnungsspezifischen Parameter erfassenden Sensoren, einer Auswerteeinheit und Übertragungsmitteln.

Die Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern ist bei einer Vielzahl von Anordnung notwendig, bei welchen Parameter der Anordnung mittels verschiedener Sensoren gemessen und direkt am Messort oder an einem vom Messort entfernten Ort angezeigt und/oder analysiert werden sollen.

Dabei können Parameter wie Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission erfasst werden. Unter dem Parameter Bewegung ist eine Bewegungsüberwachung der Anordnung mittels Bewegungssensoren und unter dem Parameter Emission beispielsweise eine Messung des

Verschmutzungsgrades der Luft zu verstehen.

Beispielsweise bei aus Solarmodulen bestehenden Photovoltaikanlagen wird eine möglichst effektive und zuverlässige Funktionsweise der Anlage erwartet. Dabei kommt es insbesondere darauf an, dass jedes Solarmodul seinen

Dienst in einer kontinuierlichen Qualität verrichtet. Ob ein Modul optimal arbeitet oder nicht, kann bisher nur durch einen Fachmann anhand von aufwendigen und umfangreichen Messungen, welche zumeist direkt an dem Solarmodul erfolgen müssen, festgestellt werden.

Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, bei welchen Messdaten für Strom und Spannung in einer Photovoltaikanlage am Wechselrichter erzeugt werden. Dort werden die Messdaten über externe Vorrichtungen meist unter Nutzung von Datenloggern zur Auswertung gesammelt und manuell zu einer Zentrale übermittelt.

Diese Messdaten liegen nicht Solarmodul-genau sondern Wechselrichter-genau vor, dass heißt, Spannung und Strom beziehen sich auf ein verschaltetes System von mehreren Solarmodulen. Probleme und Leistungsverluste einzelner Solarmodule können nicht detektiert werden. Probleme werden abhängig von der Art der Datenweiterleitung nicht in Echtzeit erkannt.

Eine Diebstahlerkennung erfolgt nach dem Stand der Technik meist über Videosysteme oder auch Reisleinensysteme. Diese Systeme sind aufwendig zu installieren und zu warten. Es werden auch Systeme diskutiert, bei denen in die bestehende PV-Anlage nachts (oder wenn kein Strom erzeugt wird) Ströme eingespeist werden. Diese Verfahren erkennen Diebstahl nicht Solarmodul-genau und positionsgenau.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchem der Aufwand zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern reduziert wird.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern dadurch gelöst, dass den ermittelten Messwerten entsprechende Werte an eine räumlich von der Anordnung getrennte zentrale

Instanz übermittelt werden, dass nachfolgend diese von der zentralen Instanz empfangenen entsprechenden Messwerte analysiert werden und dass die Ergebnisse der Analyse ausgegeben werden.

Die Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern einer Anordnung erfolgt überall dort, wo Parameter einer Anordnung mittels verschiedener Sensoren gemessen und direkt am

Messort oder vorzugsweise an einem vom Messort entfernten Ort angezeigt und/oder analysiert werden sollen. Die Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse können beispielsweise durch eine an der Anordnung selbst angebrachten Anzeige dargestellt oder zu einem zentralen Überwachungspunkt übertragen und angezeigt werden. Somit wird eine Überwachung einer Anordnung im laufenden Betrieb bereitgestellt, mit welcher Aussagen über den Zustand der Anordnung möglich sind.

Erfindungsgemäß werden in einem ersten Verfahrensschritt mittels Sensoren zu verschiedenen Parametern Messwerte ermittelt. Diese Messwerte werden nachfolgend an eine die Parameter anzeigende und überwachende zentrale Instanz, beispielsweise einen Computer, übertragen. Diese Übertragung kann über ein Kabel oder einen Datenbus, vorzugsweise aber über eine Funkschnittstelle erfolgen. Die übertragenen Messwerte werden in der zentralen Instanz analysiert. Durch diese Analyse können Aussagen über den Zustand der Anordnung wie beispielsweise „ordnungsgemäße Funktionsweise", „nichtordnungsgemäße Funktionsweise", „fehlerhafte

Kommunikation" oder „Anordnung ist defekt oder fehlt" erzeugt werden. Die zentrale Instanz gibt die Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse aus. Die Ausgabe kann beispielsweise in Form einer Grafik oder bei den Zuständen der Anordnung in Textform oder in Art einer Ampel erfolgen.

Somit wird eine schnelle zentrale Überwachung mehrerer Parameter einer oder mehrerer Anordnungen von einem zentralen Punkt aus realisiert. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte die Messwerte selbst sind.

Bei der Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern können die von den Sensoren in der Anordnung ermittelten Messwerte direkt also ohne eine Verarbeitung oder Analyse der Messwerte an die Zentrale Instanz übertragen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von der Anordnung aufbereitete Werte sind.

Die ermittelten Messwerte werden von der Anordnung Verarbeitet oder Analysiert. So kann beispielsweise eine Analyse derart erfolgen, dass geprüft wird ob der Messwert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs oder über bzw. unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Eine Verarbeitung des Messwertes kann derart erfolgen, dass ein Mittelwert gebildet wird. Eine andere Verarbeitung kann darin bestehen, dass aus einem Strommesswert und einem Spannungsmesswert die Leistung berechnet wird.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aufbereitete Werte Messwerte sind, welche durch eine erste Teilanalyse in der Anordnung selbst erzeugt werden.

Die ermittelten Messwerte können wie oben dargestellt in der Anordnung einer Analyse zugeführt werden, wobei nur eine erste Teilanalyse der Messwerte in der Anordnung erfolgt. Der zweite Teil der Analyse erfolgt später in der zentralen Instanz .

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aufbereitete Werte Leistungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten für den Strom und die Spannung gebildet werden. Soll in einer Anordnung der Parameter Leistung überwacht werden, so kann dies beispielsweise derart erfolgen, dass nur ein Sensor für eine Strommessung und eine Sensor für eine Spannungsmessung verwendet wird. Aus den beiden Messwerten kann nachfolgend mittels einer Multiplikation der zugehörige Leistungswert berechnet werde.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aufbereitete Werte Bewegungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten der Bewegungssensoren gebildet werden.

Die von den Bewegungssensoren ermittelten Messwerte werden in der Anordnung bereits analysiert, um festzustellen ob tatsächlich eine Bewegung des Solarmoduls stattgefunden hat. Hierfür können beispielsweise Schwellwerte für die gemessenen Werte der Bewegungssensoren vorgegeben werden unterhalb derer keine Bewegung detektiert wird.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von mehreren Anordnungen vor der Übertragung an die zentrale Instanz in Gruppen zusammengefasst und gemeinsam zur zentralen Instanz übertragen werden.

Jede Anordnung kann die ermittelten Messwerte an die zentrale Instanz separat übertragen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die den Messwerten entsprechenden Werte zweier oder mehrerer Anordnungen zusammenzufassen und dann zur zentralen Instanz zu übertragen. Derart können die Anordnungen in Gruppen eingeteilt werden. So können beispielsweise 20 Solarmodule zu einer Gruppe netzwerkartig zusammengefasst werden, wobei eine Photovoltaikanlage mehrere dieser Gruppen umfasst. In jeder Gruppe werden die den Messwerten entsprechenden Werte zusammengefasst und zur zentralen Instanz übertragen. Eine andere Möglichkeit besteht darin die den Messwerten entsprechenden Werte der Gruppe einer Teilanalyse zu unterziehen, bei welcher geprüft wird ob sich alle Messwerte innerhalb einer vorgegebenen Toleranz befinden. Dann kann nur das Ergebnis der Analyse zu der zentralen Instanz übertragen werden, also beispielsweise die Information darüber, dass alle Messwerte im Toleranzbereich liegen.

Für den Fall, dass die Messwerte nicht im Toleranzbereich liegen ist vorgesehen alle den Messwerten entsprechende Werte zur zentralen Instanz für eine Fehleranalyse zu übertragen.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Übertragung an die zentrale Instanz mittels eines drahtlosen Übertragungsverfahrens durchgeführt wird.

Die Übertragung der den Messwerten entsprechenden Werte erfolgt vorteilhaft mittels einer drahtlosen

Funkübertragung, beispielsweise nach den Standard IEEE 802.15.4 einem Übertragungsprotokoll für Wireless Personal Area Networks (WPAN) . Transceiver nach diesem Standard sind gekennzeichnet durch einen niedrigen Energieverbrauch und ein großflächiges Übertragungsvermögen.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die anordnungsspezifischen Parameter Parameter von Solarmodulen einer Photovoltaikanlage sind.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Parameter Strom, Spannung, Temperatur,

Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission sind.

Die zu überwachende Anordnung kann ein Solarmodul in einer Photovoltaikanlage sein, bei welchem Parameter wie Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission überwacht werden sollen. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte mit bekannten Vorgabewerten verglichen werden.

Eine Analysemöglichkeit besteht darin, die den Messwerten entsprechenden Werte mit Vorgabewerten, welche dem Verfahren vorgegeben werden können, zu vergleichen, wobei auch ein Toleranzbereich für den Vergleich festgelegt werden kann. Somit erfolgt eine Analyse eines ermittelten Spannungsmesswertes derart, dass geprüft wird, ob der

Spannungsmesswert innerhalb des durch den Nominalwert und die Toleranz gegebenen Vorgabebereiches liegt. Ist dies der Fall kann ein positives Analyseergebnis ausgegebenen werden. Ist dies nicht der Fall wird eine Fehlermeldung ausgegeben und nachfolgend eine Suche nach der Ursache des Fehlers veranlasst .

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte verschiedener Anordnungen miteinander verglichen werden.

Eine vereinfachte Form der Analyse kann darin bestehen, dass den Messwerten entsprechende Werte zweier Anordnungen miteinander verglichen werden. Wir beispielsweise der Messwert Spannung zweier benachbarter Solarmodule miteinander verglichen, kann schnell eine Aussage über ein ordnungsgemäße Funktion der Solarmodule getroffen werden. Im Normalfall werden die Spannungswerte fast gleich groß sein, wobei bei einem derartigen vergleich auch ein Toleranzbereich vorgegeben werden kann. Weicht einer der beiden Spannungswerte über eine gewisse Zeitspanne stark ab ist anzunehmen, dass ein Solarmodul einen Defekt hat. Im Ergebnis dieser Analyse kann dann eine Fehlersuche beispielsweise mittels Auswertung aller ermittelten Messwerte durch die zentrale Instanz erfolgen. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die den Messwerten entsprechende Werte und/oder die Ergebnisse der Analyse in Form einer Grafik ausgegeben werden .

Die den Messwerten entsprechende Werte und auch die

Analyseergebnisse sowohl einer Gesamtanalyse als auch der Teilanalysen können neben einer Textform in eine oder mehreren Grafiken dargestellt werden. Eine Gesamtübersicht kann auch in einer zusammengefassten Form in der Art einer Ampel erfolgen, bei welcher das grüne Licht leuchtet solange alle Parameter innerhalb der Toleranzgrenzen sind.

In einer weiteren Ausführungsart der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels einer Handheld-Anordnung, welche ein Positionsbestimmungssystem beinhaltet, die Position eines Solarmoduls mit seiner Identifikationsnummer ID verknüpft wird und dass die Positionsdaten und die ID in einer Datenbank gespeichert werden.

Beispielsweise bei der Installation eines Solarmoduls kann mittels einer Handheld-Anordnung, welche ein Positionsbestimmungssystem beinhaltet, ein Techniker die Identifikationsnummer des Solarmoduls mit Positionsdaten verknüpfen, indem er die Handheld-Anordnung nah an dem Modul positioniert und eine entsprechende Routine in der Handheld- Anordnung startet.

Diese bestimmt die aktuellen Positionsdaten beispielsweise über GPS und liest die ID des Solarmoduls aus. Diese Daten werden miteinander verknüpft und in der Handheld-Anordnung oder einer zentralen Datenbank gespeichert. Somit können nachfolgend, bei einem Ausfall eines Solarmoduls, nicht nur die ID sondern auch Positionsdaten an das Servicepersonal übermittelt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Positionsbestimmung in der Anordnung selbst durch Auswertung von ermittelten Signallaufzeiten oder der Signalstärke RSSI von Funkverbindungen erfolgt.

Die Funkanordnung in der Anordnung kann Signalstärkeparameter wie einen RSSI Wert sowie die in der Anordnung gemessenen Signallaufzeiten zu anderen Funkanordnungen anderer Solarmodule zur relativen Positionsbestimmung zu anderen Funkanordnungen nutzen. Hierfür werden mehrere RSSI-Werte ermittelt oder mehrere Signallaufzeiten ermittelt und die Position in der Art eines Funkpeilverfahrens bestimmt.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern mit die anordnungsspezifischen Parameter erfassenden Sensoren, einer Auswerteeinheit und Übertragungsmitteln dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Mess- und Funkeinheit aufweist, welche aus einer Messwerte ermittelnde Sensoren beinhaltenden Messeinheit und einer ersten bidirektionalen Funkanordnung besteht, dass die erste bidirektionale Funkanordnung der Mess- und Funkeinheit mit einer zweiten bidirektionalen Funkanordnung einer zentralen Instanz zumindest mittelbar drahtlos verbunden ist, dass die zentrale Instanz Mittel zur Analyse der von den Mess- und Funkeinheit der Anordnung empfangenen Messwerte und zur Darstellung der Messwerte und/oder der Ergebnisse der Analyse aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Mess- und Funkeinheit, welche beispielsweise an der zu überwachenden Anordnung eines Solarmoduls befestigt ist und mittels verschiedener Sensoren Parameter des Solarmoduls oder der unmittelbaren Umgebung ermittelt. Diese Messwerte werden in der Mess- und Funkeinheit gespeichert. Die Mess- und Funkeinheit kann eine Analyse der Messwerte durchführen, beispielsweise um zu ermitteln, ob die Messwerte einem bestimmten Vorgabewert entsprechen, größer oder kleiner sind oder in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.

Die ermittelten Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse werden mittels der ersten und zweiten bidirektionalen Funkeinheit, welche also sowohl Mittel zum Senden als auch zum Empfangen umfasst, an die zentrale Instanz übertragen. Diese verfügt über Mittel zur Analyse, die denen der Anordnung wie oben beschrieben entsprechen können, und zur Darstellung der Messwerte oder der Ergebnisse der Analyse beispielsweise in Textform oder in Form einer Grafik, wobei die Darstellungsweise und die darzustellenden Messwerte oder Ergebnisse einer Analyse von einem Nutzer auswählbar sind.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite bidirektionale Funkanordnung jeweils mit einer Sende-/Empfangsantenne zur drahtlosen Datenübertragung verbunden sind.

Die erste und die zweite Funkeinheit verfügen über je einen geeigneten Anschluss mit welchen sie sich mit einer Sende- /Empfangsantenne verbinden lassen. Über diese Antennen können die Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse unter Nutzung eines geeigneten Funkstandards beispielsweise über die erste Funkeinheit zur zweiten Funkeinheit übertragen werden. Die so Übermittelten Daten werden an die zentrale Instanz weitergeleitet. Eine andere Möglichkeit besteht darin von der zentralen Instanz über die zweite Funkeinheit zur ersten Funkeinheit und weiter zur Mess- und Funkeinheit Initialisierungsdaten oder Steuerdaten zu übertragen. Diese werden durch eine geeignete Steuer- und Logikbaugruppe in der Mess- und Funkeinheit empfangen und steuern beispielsweise die Ermittlung der Messwerte bezüglich der zu verwendenden Sensoren, den Zeitpunkt und die Häufigkeit der Messungen sowie wenn vorgesehen die Art der Analyse.

In einer anderen Form der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Mittel zur Analyse der Messwerte aufweist.

Ist es notwendig die Analyse der Messwert bereits in der Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern zumindest teilweise durchzuführen, wird diese Vorrichtung mit Baugruppen zur Analyse der Messwerte ausgestattet. Somit kann beispielsweise ein Test der Funktionsweise der Vorrichtung durchgeführt und nur das Ergebnis an die zentrale Instanz übertragen werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern von Solarmodulen, welche Bestandteil einer Photovoltaikanlage sind,

Fig. 2 eine beispielsweise an einem Solarmodul angeordnete Mess- und Funkeinheit mit Strom- und Spannungsmesssensoren und einer ersten Funkanordnung,

Fig. 3 eine Prinzipanordnung einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern von Solarmodulen mit einem PC als zentrale Instanz und einer mit dem PC verbundenen zweiten Funkanordnung und

Fig. 4 eine weitere Prinzipanordnung einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen

Parametern von Solarmodulen mit einem PC als zentrale Instanz und einer mit dem PC verbundenen zweiten Funkanordnung sowie einem die erste Funkanordnung beinhaltenden Gatewayknoten.

Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern von Solarmodulen 1, welche Bestandteil einer Photovoltaikanlage 2 sind. Jedes Solarmodul 1 ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 ausgestattet. Diese Vorrichtung beinhaltet eine erste Funkanordnung 4, welche mittels einer Funkverbindung mit der zweiten Funkanordnung 5 verbunden ist, wobei jede Funkeinheit einen Anschluss zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Antenne 10 aufweist. Die zweite Funkanordnung 5 ist mit der zentralen Instanz 6 verbunden, welche in der Figur 1 als ein Personalcomputer PC ausgeführt ist. Dieser wird mittels eines zugehörigen Steuerprogramms gesteuert. Die zentralen Instanz 6 ist mit einer Datenbank 7 zur Speicherung von Messwerten und/oder Analyseergebnissen verbunden. Weiterhin können in der Datenbank 7 Steuer- oder Initialisierungsinformationen, Vergleichswerte und Schwellwerte für das erfindungsgemäße Verfahren abgespeichert werde. Die zentralen Instanz 6 kann an das Internet angeschlossen werden, dann besteht die Möglichkeit unter Nutzung einer Internetverbindung mittels eines Terminals 8 auf die zentrale Instanz 6 und somit auch auf die Datenbank 7 sowie alle Messwerten und/oder Analyseergebnissen zuzugreifen. Derart wird eine Fernüberwachung der Photovoltaikanlage möglich, welche den vollen Funktionsumfang der zentralen Instanz 6 bieten kann.

Gemäß der Erfindung wird der zu überwachenden Anordnung, welche ein Solarmodul 1, eine Maschine oder ein Fahrzeug sein kann, eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 zugeordnet, welche mit mehreren Sensoren zur Ermittlung von Messwerten ausgestattet oder verbunden ist. Diese Sensoren erfassen einen oder mehrere Messwerte der zu überwachenden Anordnung wie beispielsweise Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Bewegung und andere mehr. Auch eine Erfassung von mehreren Strömen, Spannungen usw. ist vorgesehen. Die den ermittelten Messwerten entsprechende Werte werden drahtgebunden oder drahtlos an eine zentrale Instanz 6 übertragen. Die zentrale Instanz 6 ist derart ausgestattet, dass sie eine Analyse der den ermittelten Messwerten entsprechende Werte sowie eine Darstellung der Messwerte und/oder Ergebnisse der Analyse ermöglicht. Die zentrale Instanz 6 kann durch einen PC mit einer entsprechenden den PC steuernden Analyse- und Auswertungs-Software realisiert werden.

Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, jedes einzelne Solarmodul 1 einer Photovoltaikanlage 2 in Echtzeit auf seine Parameter beispielsweise auf die aktuell erzeugte Spannung U zu prüfen. Ebenso kann der Parameter Strom I und somit die Leistung P gemessen werden. Eine andere Möglichkeit zur Ermittlung der Leistung P besteht darin, dass Produkt der ermittelten Spannungs- und des ermittelten Stromwertes gemäß P = U * I zu bilden und nur das Ergebnis an die zentrale Instanz zu übertragen.

Somit können Solarmodule 1, welche nicht die volle Funktionstüchtigkeit aufweisen schnell lokalisiert werden. Das System zeigt ein auffälliges Modul 1 in einer Ausgabe auf einem Bildschirm der zentralen Instanz 6 an oder erzeugt eine Benachrichtigung an das zuständige Wartungspersonal, beispielsweise per Mail oder SMS. Dabei kann auch die genaue Lage des auffälligen Moduls innerhalb der Photovoltaikanlage ermittelt und angezeigt werden.

Die Zentrale Instanz 6 kann die Mess- und/oder Analysewerte beispielsweise in einer grafischen Form, in der Art einer Ampel mit den Zuständen „Volle Funktion", „eingeschränkte Funktion" und „Defekt" oder in Textform anzeigen. Somit hat der Betreiber einer Photovoltaikanlage 2 an einer zentralen Stelle einen Überblick über den Zustand der gesamten Anlage 2.

Der zentralen Instanz 6 können Schwellwerte für die gegenstandsspezifischen Parameter vorgegeben werden bei deren Über- oder Unterschreiten eine Ausgabe einer Meldung, eine Alarmmeldung oder eine Benachrichtigung wie oben beschrieben erfolgt. Die Messwerte sowie die verschiedenen Analysewerte werden in einer Datenbank 7 der zentralen Instanz gespeichert und können nachfolgend von der zentralen Instanz 6 selbst oder über einen Fernzugriff, beispielsweise über das Internet abgerufen werden. Wird ein Zugriff über das Internet auf die zentrale Instanz 6 zugelassen kann die Ausgabe der Mess- und/oder Analysewerde auch auf einem über das Internet angeschlossenem Terminal 8 erfolgen.

Eine weitere vorteilhafte Funktion der Erfindung ist die Diebstahlanzeigefunktion. Die von den Sensoren ermittelten Messwerte wie Strom, Spannung und Bewegung können für eine Diebstahlanzeige an der zentralen Instanz 6 oder eine Alarmgenerierung genutzt werden. Wird an einem Solarmodul 1 am Tag plötzlich keine Spannung und/oder kein Strom mehr gemessen kann neben einem Ausfall des Solarmoduls 1 die Ursache im Entfernen des Moduls 1 aus der Photovoltaikanlage also einem Diebstahl liegen.

Eine weitere Methode zur Diebstahlanzeige besteht darin, Messwerte von Bewegungssensoren der Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 zu analysieren. Wird das Solarmodul 1 mit einer über einem vorgegeben Schwellwert liegenden Geschwindigkeit bewegt wird die Diebstahlanzeige generiert. Die Verwendung eines geeigneten Schwellwertes ist vorteilhaft, da ein Solarmodul 1 der Bahn der Sonne automatisch mit einer sehr kleinen Geschwindigkeit nachgeführt werden kann oder sich ein Modul 1 durch Windbelastung geringförmig bewegen kann.

Die Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 verfügt vorteilhafterweise über eine eigene Stromversorgung in Form einer Batterie oder eines über das Solarmodul 1 aufladbaren Akkus. Somit können auch in der Nacht, also in einer Zeit in der das Solarmodul selbst keine Energie erzeugt, Messwerte ermittelt und übertragen werden, sowie Messwerte nach einer Trennung des Solarmoduls 1 aus der Photovoltaikanlage 2 beispielsweise mittels des Bewegungssensors ermittelt und zur zentralen Instanz 6 übertragen werden.

Die Vorrichtung 3 kann beispielsweise außerdem noch eine Antenne, eine Batterie oder einen Akku sowie eine Akkuladeschaltung umfassen, welche in der Figur 1 nicht dargestellt sind.

In der Figur 2 ist eine in der Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 angeordnete Mess- und Funktionseinheit 9 dargestellt.

Die Mess- und Funktionseinheit 9 wird mit ihren Anschlüssen IN+, IN- und OUT+, OUT- in eine Zweidrahtleitung zwischengeschaltet, welche das Solarmodul sonst entweder mit einem weiteren Solarmodul des gleichen Strings oder einer nachgeschalteten Anordnung der Photovoltaikanlage verbindet.

Diese nachgeschaltete Anordnung kann ein Umsetzer mit einer Steuer- und Regeleinrichtung der Photovoltaikanlage oder eine Akku sein. Wobei für die Funktionsweise der Mess- und Funktionseinheit 9 die Art der nachgeschalteten Einheit keine Bedeutung hat.

Über die Eingänge IN der Mess- und Funktionseinheit 9 kann diese konfiguriert werden. Derart kann festgelegt werden welche Messwerte ermittelt werden sollen bzw. zu welchem Zeitpunkt oder wie oft die Messwerte ermittelt werden sollen. Weiterhin kann festgelegt werden ob und wie eine Analyse der Messwerte erfolgen soll.

Die Mess- und Funktionseinheit 9 ist über den Anschluss ANT mit einer Sende- /Empfangsantenne zur drahtlosen Übertragung der Messwerte zur zentralen Instanz 6 verbunden. Weiter dargestellt ist eine Steuer- und Logikeinheit 11 innerhalb der Mess- und Funktionseinheit 9, welche die

Funktionsabläufe steuert. In der Funktionseinheit 9 ist auch eine konfigurierbare Messeinheit 12 angeordnet, an welcher die nicht dargestellten Sensoren angeschlossen sind.

In der Figur 3 ist Beispiel einer Vorrichtung zur

Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 von Solarmodulen 1 mit einem PC als zentrale Instanz 6 und einer mit dem PC verbundenen zweiten Funkanordnung 5 dargestellt. Den Solarmodulen 1 ist je eine Mess- und Funktionseinheit 9 zugeordnet. Jede Mess- und Funktionseinheit 9 ist mittels einer Funkverbindung unter Nutzung der ersten und zweiten Funkanordnung 4 und 5 mit der zentralen Instanz verbunden.

Die Figur 4 zeigt eine Alternative zum Beispiel aus der Figur 3. Hier werden die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte mehrerer Mess- und Funktionseinheiten 9 in einem Knoten 13 zusammengefasst und an die zentrale Instanz 6 übertragen. Hierfür verfügt der Knoten 13 über mindestens eine nicht näher dargestellte Funkanordnung. An der zentralen Instanz 6 können auch mehrere zweite Funkanordnungen 5 angeschlossen werden. Somit kann eine

Aufteilung der zu übermittenden Daten in Gruppen von Knoten 13 oder Solarmodulen 1 erfolgen und die Anzahl der zu überwachenden Solarmodule 1 erhöht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nachfolgend Informationen zur Verfügung stellen:

Funktionierendes Solarmodul (auch bei Abschattung!) bei Tag

Nicht voll funktionierendes (defektes) Solarmodul bei Tag

• Entwendetes Solarmodul bei Tag / Nacht

Fehlerhafte Funkkommunikation Chaotische Abschattung (Wolken) über Solarmodul bei Tag

Genaue Lokalisierung der auffälligen Module über geographische Daten

Statistische Auswertung der Daten

Die Informationen werden über einen einstellbaren Zeitraum in der Datenbank 7 gespeichert, in einer GUI angezeigt und können je nach Kundenwunsch auch in anderer Form wie beispielsweise Email oder SMS zur Verfügung gestellt werden. Durch die Zuordnung geographischer Daten zu den Solarmodulen 1 kann das Service-Personal zu den auffälligen Modulen geleitet werden.

Zur Analyse der Funktionsweise der Solarmodule 1 kann eine Kennlinie eines Solarmoduls 1 verwendet werden, welche vom Hersteller des Solarmoduls vorgegeben wird. Diese Kennlinie zeigt beispielsweise den Zusammenhang zwischen

Beleuchtungsstärke, Strom und Spannung an einem Modul 1. Eine derartige Kennlinie kann für ein Solarmodul 1 auch durch Messungen an dem Modul selbst aufgenommen werden.

Die Bestimmung der Soll-Spannung oder des Soll-Stromes kann nach zwei Varianten erfolgen. Zum einen kann eine Umrechnung der aufgenommenen U/I-Kennlinien für die aktuellen Umgebungsbedingungen laut DIN EN 60891 erfolgen oder die erwarteten Werte für Strom uns Spannung werden aus bekannten Datensätzen bestimmt. Nach einer gewissen Zeit hat man genug Datensätze im laufenden Betrieb ermittelt um die Soll- Spannung und den Soll-Strom nicht mehr berechnen zu müssen. Dann kann auf eine derartige Berechnungsfunktion im Verfahren verzichtet werden.

Unabhängig davon, ob eine Reihen- oder Parallelschaltung der Solarmodule 1 vorliegt, ist die Integration von der

Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern möglich. Damit ist auch eine leichte Austauschbarkeit der Mess-und Funkeinheiten gewährleistet.

Die funkbasierte Lösung ermöglicht es, auch jede bestehende Solaranlage ohne größeren Installationsaufwand mit einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern auszurüsten. Zur Installationsunterstützung dient ein SolarEagleHandheld. Das System ist je nach Funkstandard auf unendlich viele Module erweiterbar.

Der SolarEagleHandheld ist ein tragbares mobiles Gerät, welches sich durch Leichtigkeit und Ergonomie auszeichnet. Es wird über Batterien oder Goldcaps versorgt und verfügt über ein Display.

Wesentliche technische Bestandteile des SolarEagleHandhelds sind ein GPS-Empfänger und ein aktiv RFID-Reader. Zu diesem Zweck wird auch die Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern mit einem RFID-Modul ausgestattet .

Das SolarEagleHandheld mit GPS-Empfänger und aktiv RFID- Reader ermöglicht in großen Photovoltaik-Anlagen die Routenplanung zu auffälligen Modulen und stellt durch eine automatische geographische Lokalisierung eine Installationshilfe dar.

Mit Hilfe des SolarEagleHandhelds wird die ID der Mess- und Funkeinheit ausgelesen, geographische Koordinaten werden automatisch über GPS-Einheit zugeordnet. Entweder werden die Koordinaten im Tag gespeichert oder sie werden zur Zentrale gefunkt oder sie werden im Handheld gespeichert und später in die Zentrale überführt. Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern

Bezugszeichenliste

1 Solarmodul 2 Photovoltaikanlage

3 Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern

4 erste bidirektionale Funkanordnung

5 zweite bidirektionale Funkanordnung 6 zentrale Instanz

7 Datenbank

8 Terminal

9 Mess- und Funktionseinheit

10 Antenne 11 Steuer- und Logikeinheit

12 konfigurierbare Messeinheit

13 Knoten