Modulares Wechselrichtersystem

Die Erfindung betrifft ein modulares Wechselrichtersystem, das ein Anschlussmodul und zumindest ein Leistungsmodul umfasst, wobei das Anschlussmodul zumindest ein Anschlusselement, insbesondere einen Wechselspannungsausgang, zur Versorgung eines Verbrauchers und ein Eingangsanschlusselement, insbesondere einen Gleichspannungseingang, zur Verbindungsherstellung mit zumindest einer externen Energiequelle aufweist und das Leistungsmodul elektronische Komponenten zur Energiewandlung, insbesondere zumindest ein Leistungsteil mit jeweils einem DC-DC-Wandler, DC- AC-Wandler, Zwischenkreis, eine Reglervorrichtung usw., aufweist, wobei das Anschlussmodul und das Leistungsmodul zur Herstellung einer Verbindung untereinander jeweils miteinander korrespondierende Steckelemente aufweisen, und eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlusselementen des Anschlussmoduls und Anschlüssen des Leistungsmoduls herstellbar ist.

Aus der DE 299 16 195 Ul ist ein Wechselrichter bekannt, der durch einen modularen Aufbau mit einer Zentraleinheit und einer Mehrzahl von Leistungseinheiten gekennzeichnet ist. Die Zentraleinheit weist einen Wechselspannungsausgang und eine Steckverbinderbuchse auf. Die Leistungseinheiten weisen jeweils einen Steckverbinderstecker und eine Steckverbinderbuchse und einen Gleichspannungseingang auf. Nachteilig bei einem derartigen Aufbau ist es, dass die Gleichspannungsleitungen jeweils zu den einzelnen Leistungsmodulen geführt und an diesen angeschlossen werden müssen, sodass sich eine unübersichtliche und platzintensive Verkabelung ergibt. Weiters ist ein erheblicher Wartungsaufwand bei Austausch einer Leistungseinheit gegeben, da in diesem Fall eine Neuverkabelung der Gleichspannungsleitungen für das Leistungsmodul durchzuführen ist.

Weiters ist in der DE 101 61 178 Al ein Wechselrichter angegeben, der wenigstens teilweise modular aufgebaut ist und hierzu lösbare Module und an den Modulen lösbar angebrachte Verbindungsleitungen aufweist. Als nachteilig erweist sich bei dem beschriebenen Aufbau, dass der Aufbau zur Energieübertragung über Schienen konstruktiv aufwändig ist und dass jedes der Module eigens verkabelt werden muss, wodurch sich wiederum eine unüber-

sichtliche und viel Raum in Anspruch nehmende Verkabelung ergibt.

Eine modulare Stromversorgungseinheit mit Steckverbindungen zu den Stromschienen ist beispielsweise in der WO 97/14206 Al beschrieben. Durch die Modulbauweise wird ein einfacheres und übersichtlicheres Verbinden mit den Stromschienen ermöglicht und somit auch eine Wartung der Module erleichtert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Wechselrichtersystem zu schaffen, das ein einfacheres, übersichtlicheres Anschließen von Leitungen und eine möglichst unkomplizierte Wartung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird eigenständig dadurch gelöst, dass das Anschlussmodul eine Steuervorrichtung aufweist, die zur Signal- bzw. Datenübertragung mit zumindest einer weiteren Steuervorrichtung und/oder einer Regelstrecke eines Wechselrichters im Leistungsmodul verbunden ist. Der sich daraus ergebende Vorteil liegt darin, dass das Anschlussmodul sämtliche Anschlüsse für Gleichstromleitungen und Wechselstromleitungen aufweist, wodurch im Anschlussmodul des Wechselrichtersystems sämtliche Leitungen zentralisiert zusammengeführt sind. Es ist somit nicht notwendig die von einer Energiequelle ausgehenden Gleichspannungsleitungen direkt an eines der Leistungsteile zur Energiewandlung zu führen, wodurch bei der Verwendung von mehreren Leistungsteilen unübersichtliche und platzintensive Verkabelungen verhindert werden. Durch die Steckverbindung zwischen Anschlussmodul und Leistungsmodul ist weiters eine einfache und schnelle Wartung des Wechselrichtersystems möglich, -da beispielsweise ein Austausch einer Komponente des Leistungsmoduls, beispielsweise eines Wechselrichters, möglich ist, ohne dass Leitungen an die Komponente abgeschlossen bzw. angeschlossen werden müssen. Somit kann über Steuer- bzw. Regelabläufe, welche durch die Steuervorrichtung des Anschlussmoduls bereitgestellt werden, Einfluss auf die Wechselrichter genommen werden. Beispielsweise können Soll-Werte an die Regelstrecke eines Wechselrichters vorgegeben werden und/oder Statusinformation, Parameter, usw. von der Steuervorrichtung geändert und ausgewertet werden. Somit ist auch die Anordnung einer insbesondere zentralen Bedienvorrichtung und/oder Visualisierung am Anschlussmodul

möglich, wodurch die Bedienfreundlichkeit des Wechselrichtersystems erhöht wird.

Eine weiters vorteilhafte Ausführungsvariante besteht darin, dass die dass Steckelemente zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischeη den Anschlusselementen des Anschlussmoduls und Anschlüssen des Leistungsmoduls ausgebildet sind, da über die Steckverbindung eine exakte und definierte Verbindung der Leitungen bzw. Anschlüsse zwischen dem Anschlussmodul und dem Leistungsmodul möglich ist die Verbindung von Außen nicht zugänglich und somit geschützt ist. Hierbei ist eine Ausgestaltung, bei der die Steckelemente Ausnehmungen für Leitungen und/oder Kontaktelemente aufweisen besonders zweckmäßig. Somit ist eine einfache Montage des Leistungsmoduls am Anschlussmodul und eine Rasche Inbetriebnahme desselben möglich.

Dadurch, dass zumindest für jedes im Anschlussmodul vorhandene Eingangs-Anschlusselement und das Ausgangs-Anschlusselement eine Ausnehmung in den Steckelementen angeordnet ist, können alle am Eingangs-Anschlusselement angeschlossenen Energiequellen in einfacher Weise mit dem Leistungsmodul über die Steckelemente verbunden werden. Somit wird eine äußerst kompakte und fehlersichere Verkabelung von mehreren Energiequellen und Wechselrichtern ermöglicht.

Von Vorteil ist es weiters, wenn die Steckelemente eine Rastoder Verriegelungsvorrichtung zur vertikalen Fixierung des Leistungsmoduls am Anschlussmodul aufweisen, da die Betriebssicherheit des Wechselrichtersystems erhöht wird.

Eine Ausgestaltung, bei der das Anschlussmodul ein Gehäuse aufweist, das an einer Wand zumindest einen Anschlussbereich mit mehreren öffnungen aufweist, in denen Verbindungselemente angeordnet sind oder Leitungen in das Innere des Gehäuses geführt sind, ist vorteilhaft, da sämtliche zum Wechselrichtersystem externe Leitungen in einem gemeinsamen Bereich gesammelt zum Anschlussmodul geführt werden, wodurch eine übersichtliche und Platz sparende Verkabelung möglich ist.

Durch Anschlusselemente, die im Anschlussmodul durch Klemmele- mente gebildet sind, wird ein betriebssicherer und erprobter Aufbau geschaffen und eine rasche Installation von Komponenten ermöglicht. Weiters können die Klemmelemente in vorteilhafter Weise strukturiert und systematisch an einer Anschlussplatte angeordnet werden, wodurch mittels Zuordnung der Klemmelemente zu entsprechenden Ausnehmungen in den Steckelementen des Leistungsmoduls und des Anschlussmoduls eine eindeutige Anschlussbelegung in den Steckelementen festgelegt werden kann.

Eine AusführungsVariante, bei der in der Leitungsverbindung zwischen dem Steckelement des Anschlussmoduls und den Anschlusselementen ein insbesondere manuell betätigbarer Sicherheitsschalter angeordnet ist, über den die elektrische Verbindung zumindest der Gleichspannungs-Leitungen zwischen den Eingangs-Anschluss- elementen und dem Steckelement schaltbar ist, ist vorteilhaft, da über den Sicherheitsschalter die Wechselrichter im Leistungsmodul spannungsfrei geschaltet werden können, beispielsweise um einen Austausch oder eine Wartung der Wechselrichter vorzunehmen, wobei hierzu nur ein Sicherheitsschalter für alle Wechselrichter notwendig ist. Somit wird auch ein kostengünstiger und einfacher Aufbau des Wechselrichtersystems erreicht.

Ein Aufbau, bei dem das Anschlussmodul im Gehäuse eine Sicherheitsvorrichtung, insbesondere zumindest eine Abdeckung, aufweist, die vor einem Zugriff auf Spannung führende Teile in einem Innenraum Anschlussmoduls schützt, wird ein Zugriff sowohl auf die Wechselspannungsleitungen für den Ausgang als auch auf die Gleichspannungsleitungen des Eingangs bzw. der Energiequelle unterbunden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn ein aktiver bzw. inaktiver Zustand der Sicherheitsvorrichtung mit der Stellung des Sicherheitsschalters gekoppelt ist, sodass bei eingeschaltetem Sicherheitsschalter die Sicherheitsvorrichtung zum Schutz von Personen aktiv ist und bei ausgeschaltetem Sicherheitsschalter die Sicherheitsvorrichtung inaktiv ist und einen Zugriff auf den Innenraum des Anschlussmoduls ermöglicht.

Weiters ist es von Vorteil, wenn das Anschlussmodul und/oder das Leistungsmodul eine Positioniervorrichtung für die horizontale Lagefixierung des Leistungsmoduls am Anschlussmodul aufweist.

Somit ist einerseits eine exakte Positionierung der Steckelemente zueinander möglich, um einen Kontakt für eine elektrische Verbindung herzustellen, und andererseits ist ein Verpolschutz durch die Positioniervorrichtung gegeben, sodass das Leistungsmodul nur in einer möglichen Lage auf das Anschlussmodul aufgesetzt werden kann. Als besonders zweckmäßig erweist sich eine Positioniervorrichtung, die durch eine Ausnehmung, beispielsweise eine Führungsnut, und einen zu dieser korrespondierenden Vorsprung, beispielsweise eine Führungsleiste, gebildet ist.

Dadurch, dass im Anschlussmodul ein überwachungselement angeordnet ist, das eine korrekte Befestigung von Wänden und/oder einer Sicherheitsvorrichtung, insbesondere einer Abdeckung, des Gehäuses detek- tiert, kann in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Schutz- bzw. Sicherheitsmaßnahme geschaffen werden, um einen Zugriff auf unter Spannung stehende Teile des Anschlussmoduls zu verhindern bzw. um eine Leistungsabgabe durch das Wechselrichtersystem zu unterdrücken. Insbesondere ist das überwachungselement hierzu mit der Steuervorrichtung zur Signalübertragung verbunden, sodass bei detektiertem Sicherheitsmangel durch ein geöffnetes Gehäuse durch die Steuervorrichtung eine Regelung der AusgangsSpannung derartig veranlasst wird, dass keine oder eine sehr geringe Ausgangsleistung am Ausgangs-Anschlusselement abgegeben wird. Somit sind keine zusätzlichen Sicherheits-Schaltele- mente für die Wechselrichter zum Schalten des Stromes am Ausgangs-Anschlusselement notwendig.

Von Vorteil ist eine weitere Ausgestaltung, bei der das Leistungsmodul bedarfsweise mehrere Wechselrichter aufweist, die über Leitungen, beispielsweise eine Leiterschiene und gegebenenfalls über die Steckelemente mit dem Anschlussmodul verbunden sind. Somit kann die Ausgangsleistung des Wechselrichtersystems erhöht werden und an die Nennleistung eines Verbrauchers angepasst werden, wodurch ein skalierbares System geschaffen wird. Hierbei sind die Leitungen für jeden Wechselrichter im Leistungsmodul bevorzugt durch eine Gleichspannungsleitung zur Energieübertragung für den DC-Eingang, gegebenenfalls eine Steuerleitung zur Signal- und/oder Datenübertragung für einen Steuereingang und eine Wechselspannungsleitung für den AC-Ausgang gebildet.

Weiters ist eine AusführungsVariante möglich, bei der eine Leitung im Leistungsmodul durch einen Sammelleiter gebildet ist,

der mit allen AC-Ausgängen der Wechselrichter verbunden ist, oder dass das jeder Wechselrichter eine eigene als Wechselspa- nungsleitung vorgesehene Leitung aufweist. Durch Verwendung eines Sammelleiters ergibt sich der Vorteil, dass die abgegebenen Leistungen der einzelnen Wechselrichter an einem gemeinsamen Saxnmelleiter zusammengeführt werden und am Ausgangs-Anschluss- element unmittelbar eine höhere Gesamtleistung zur Verfügung steht. Durch die Verwendung von Einzelleitern können mehrere Ausgangs-Anschlusselemente jeweils mit einem Wechselrichter verbunden werden, sodass mehrere Verbraucher unabhängig voneinander über das Wechselrichtersystem versorgt werden können.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Darin zeigen:

Fig. 1: Ein Wechselrichtersystem mit einem Leitungsmodul inklusive einem als Blockschaltbild dargestelltem Wechselrichter und einem Anschlussmodul in stark vereinfachter Vorderansicht;

Fig. 2: Das Wechselrichtersystem nach Fig. 1 in Ansicht von unten gemäß Pfeil II in Fig. 1;

Fig. 3: Das Wechselrichtersystem nach Fig. 1 in Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1;

Fig. 4: Das Anschlussmodul nach Fig. 1 in Vorderansicht mit entfernter Vorderwand;

Fig. 5: Das Anschlussmodul nach Fig. 4 in Vorderansicht und entfernter Sicherheitsvorrichtung;

Fig. 6: Eine weitere Ausführungsvariante des WechselrichterSystems mit einem Leistungsmodul, das mehrere Wechselrichter um- fasst;

Fig. 7: Eine weitere Ausführungsvariante des Wechselrichtersystems, das mehrere Leistungsmodule und Wechselrichter umfasst.

In Fig.l ist ein Wechselrichtersysterα 1 in Modulbauweise gezeigt, dass ein Leistungsmodul 2 und ein Anschlussmodul 3 um- fasst. Das Leistungsmodul 2 weist zumindest einen Wechselrichter 4 bzw. ein Leistungsteil auf, das zur Wandlung von Gleichspannung in Wechselspannung mit einer definierten Frequenz, Wellen- form und Amplitude ausgebildet ist.

Der Wechselrichter 2 weist jeweils einen Anschluss 5 für einen DC-Eingang 6 und einen AC-Ausgang 7 auf. Weiters umfasst der Wechselrichter 2 in der gezeigten AusführungsVariante einen DC- DC-Wandler 8 (strichliert umrandet) , einen Zwischenkreis 9 und einen DC-AC-Wandler 10. Am DC-Eingang 6 des DC-DC-Wandlers 8 ist eine Energiequelle 11 bzw. ein Energieerzeuger angeschlossen, die beispielsweise aus einem oder mehreren parallel und/oder seriell zueinander geschalteten Solarmodulen (nicht dargestellt) , die als Solargenerator bezeichnet werden, oder einer Batterie 12 gebildet werden kann. Der DC-AC-Wandler 10 ist am AC-Ausgang 7 mit einem oder mehreren elektrischen Verbrauchern 13, wie beispielsweise einem Kühlschrank, einem Funkgerät usw., und/oder einem Wechselspannungsnetz verbunden. Beispielsweise wird das Wechselrichtersystem 1 als Inselwechselrichter zur Versorgung von vom öffentlichen Energieversorgungsnetz entkoppelten Verbrauchern 13 verwendet. Durch die optionale Verwendung von mehreren Wechselrichtern 2, wie dies an späterer Stelle näher beschrieben ist, kann einerseits mehr Leistung zum Betrieb der Verbraucher 13 bereitgestellt werden. Andererseits kann aufgrund des redundanten Aufbaus durch Verwendung mehrerer Wechselrichter 2 die Ausfallswahrscheinlichkeit des Wechselrichtersystems 1 verringert werden, wodurch kritische Verbraucher 13 ausfallssicher mit Energie versorgt werden können. Weiters kann das Wechselrichtersystem 1 verwendet werden, um Energie in das öffentliche Versorgungsnetz einzuspeisen.

Der DC-DC-Wandler 8 ist zumindest durch eine Leistungselektronik 14 und einen Transformator 15 gebildet. Die Leistungselektronik 14 weist eine Schaltvorrichtung auf, die an einem Steuereingang gesteuert bzw. getaktet wird, sodass die an den Transformator 15 zugeführte Energie mittels Pulsweitenmodulation (PWM) des Steuersignals am Steuereingang festgelegt werden kann. Der Zwischenkreis 9 wird aus einem oder mehreren Kondensatoren, insbesondere

Elektrolytkondensatoren, aufgebaut. Der Zwischenkreis 9 dient der Energiespeicherung und es wird dieser deshalb auf eine Zwi- schenkreisspannung aufgeladen, aus der über den DC-AC-Wandler 10 am Ausgang 7 eine Wechselspannung erzeugt wird. Damit die gewünschte Wechselspannung für den Verbraucher 13 am Ausgang 7 erzeugt werden kann, wird der DC-AC-Wandler 10 durch einen entsprechenden Inverter, der die Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, gebildet. Weitere Bauelemente bzw. Baugruppen, wie beispielsweise Filterbeschaltungen,

^' Glättungskondensatoren usw., sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Da die einzelnen Komponenten bzw. Baugruppen und Funktionen von Wechselrichtern 2 bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird auf diese nachstehend nicht im Detail eingegangen. Weiters können andere, aus dem Stand der Technik bekannte Ausgestaltungen zur Wandlung von Gleichspannung in Wechselspannung als Wechselrichter 4 im Wechselrichtersystem 1 zum Einsatz kommen.

Weiters weist der Wechselrichter 2 einen Regler bzw. eine Steuervorrichtung 16, die beispielsweise durch einen Mikroprozessor, einen MikroController oder einen Rechner gebildet sein kann, auf. über die Steuervorrichtung 16 kann eine entsprechende Steuerung der einzelnen Baugruppen, insbesondere der darin angeordneten Schaltelemente, vorgenommen werden. In der Steuervorrichtung 16 sind hierzu die einzelnen Regel- bzw. Steuerabläufe durch entsprechende Software-Programme und/oder Daten bzw. Kennlinien gespeichert.

Das Anschlussmodul 3 weist zumindest ein Ausgangs-Anschlussele- ment 17 auf, das mit einem Verbraucher 13 koppelbar ist, um diesen mit Energie zu versorgen. Am Ausgangs-Anschlusselement 17 liegt eine Wechselspannung an, die durch den DC-AC-Wandler 10 erzeugt wird, wobei das Ausgangs-Anschlusselement 17 mit dem AC- Ausgang 7 von einem oder mehreren Wechselrichter (n) 4 im Leistungsmodul 2 verbunden ist.

Das Leistungsmodul 2 und das Anschlussmodul 3 sind über eine steckbare Verbindung mechanisch und gegebenenfalls elektrisch gekoppelt. Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Leistungsmodul 2 ein erstes Steckelement 18 auf und das An-

schlussmodul 3 ein weiteres Steckelement 19 auf, wobei die Steckelemente 18, 19 gegenseitig in Eingriff bringbar sind, sodass die Verbindung zwischen dem Leistungsmodul 2 und dem Anschlussmodul 3 hergestellt wird. Die Steckelemente 18, 19 sind hierzu korrespondierend ausgebildet, wobei eines der Steckelemente 18; 19 durch einen Stecker 20 und das weitere Steckelement 18; 19 durch eine Buchse 21 gebildet sein kann. Derartige Steckverbindungen sind auch dem Stand der Technik bekannt, weshalb auf deren Details nicht näher eingegangen wird.

Erfindungsgemäß weist das Anschlussmodul 3 neben dem Ausgangs- Anschlusselement 17 ein Eingangs-Anschlusselement 22 auf, das mit der Energiequelle 11 koppelbar ist. Das Eingangs-Anschlusselement 22 ist als Gleichspannungseingang ausgebildet, sodass die Energiequelle 11 bevorzugt durch eine Gleichspannungsquelle gebildet ist. Das Eingangs-Anschlusselement 22 ist mit dem DC- Eingang 6 eines oder mehrerer Wechselrichter (s) 4 im Leistungsmodul 2 zur Bereitstellung einen zu wandelnden Gleichspannung verbindbar.

Es ist nun vorgesehen, dass zwischen den Anschlusselementen 17, 22 des Anschlussmoduls 3 und den Anschlüssen 5 des zumindest einen Wechselrichters 4 im Leistungsmodul 2 eine elektrische Verbindung herstellbar ist. Hierbei sind sämtliche Leitungen bzw. Verkabelungen zu externen Komponenten wie der Energiequelle 11 und dem Verbraucher 13 im Anschlussmodul 3 zentral zusammengeführt, wodurch sich der Vorteil einer übersichtlichen und Platz sparenden Verkabelung und einer verbesserten Wartbarkeit ergibt.

In einer möglichen Ausführungsvariante gemäß den Fig. 1 bis 3 wird die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselrichter 4 und den Anschlusselementen 17, 22 über die Steckelemente 18, 19 hergestellt. Die Steckelemente 18, 19 weisen zu diesem Zweck beispielsweise Ausnehmungen 23 auf, durch die Verbindungsleiter 24 durchgeführt sind. Weiters können die Steckelemente 18, 19 Kontaktelemente 25 zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung aufweisen, wobei die Kontaktelemente 25 mit den Anschlüssen 5 bzw. Anschlusselementen 17, 22 verbunden sind. Derartige Kontaktelemente 25 bzw. Kontakteinsätze sind aus dem

Stand der Technik bekannt , wobei diese beispielsweise durch Stifte, Hülsen, Buchsen usw. gebildet sein können.

Weiters können die Steckelemente 18, 19 eine Rast- oder Verriegelungsvorrichtung 26 aufweisen, über die das Leistungsmodul 2 am Anschlussmodul 3 in vertikaler Richtung, in der das Leistungsmodul 2 auf das Anschlussmodul 3 aufgesetzt wird, lösbar arretiert werden kann. Hierzu kann die Rast- oder Verriegelungsvorrichtung 26 Rastnoppen, federelastische Rastarme, reibschlüssige Halteelemente oder dergleichen aufweisen, die das Leistungsmodul 2 am Anschlussmodul 3 in einer Endlage fixieren.

Das Anschlussmodul 3 weist ein Gehäuse 27 auf, an dem bevorzugt zumindest ein Anschlussbereich 28 ausgebildet ist, der mehrere öffnungen 29 aufweist. Die insbesondere kreisförmigen öffnungen 29 durchragen eine Wand 30, wobei die Wand 30 bevorzugt eine Unterseite 31 des Anschlussmoduls 3 ausbildet und die öffnungen 29 an dieser Unterseite 31 zugänglich sind. Die öffnungen 29 können selbstverständlich an Seitenwänden 32 bzw. einer Rückwand 33 oder Vorderwand 34 angeordnet sein. Weiters kann im Anschlussbereich 28 ein plattenförmiger Einsatz mit den öffnungen 29 in das Gehäuse 27 eingesetzt sein, der bedarfsweise austauschbar ausgebildet sein kann.

Im Anschlussbereich 28 wird über die öffnungen 29 eine elektrische Verbindung zwischen den außerhalb des Anschlussmoduls verlaufenden Leitungen 35 und den Anschlusselementen 17, 22 hergestellt. Hierzu können die Leitungen 35 durch die öffnungen 29 in einen Innenraum des Anschlussmoduls 3 geführt werden und direkt mit den Anschlusselementen 17, 22 in Kontakt gebracht werden. Weiters können in den öffnungen 29 Verbindungselemente 36 angeordnet sein, die insbesondere aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungsvorrichtungen bzw. Verschlüsse für Kabelverbindungen aufweisen. Derartige Verbindungselemente 37 sind jeweils mit den Anschlusselementen 17, 22 leitfähig verbunden.

Im in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das An- schlussmodul 3 einen ersten Anschlussbereich 28a auf, an dem sämtliche zum Eingangs-Anschlusselement 22 geführten Leitungen 35, d.h. von der Energiequelle 11 kommende Gleichspannungslei-

tungen, zusammengefasst sind. Das Anschlussmodul 3 weist einen weiteren Anschlussbereich 28b auf, an dem die vom Ausgangs-An- schlusselement 17 kommende Leitung 35, welche zu einem Verbraucher 13 führt, aus dem Anschlussmodul 3 herausgeführt ist. Sämtliche zum Wechselrichtersystem 1 externe Leitungen 35 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel somit an einer gemeinsamen Wand - hier an der Wand 30 mit der Unterseite 31 - des Anschlussmoduls 3 angeordnet.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass das Anschlussmodul 3 bzw. das Leistungsmodul 2 eine Positioniervorrichtung 37 aufweisen, um die Lage des Leistungsmoduls 2 relativ zum Anschlussmodul 3 in einer horizontalen Ebene 38 zu fixieren. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Positioniervorrichtung 37 durch eine Ausnehmung 39 und einem mit dieser korrespondierenden Vorsprung 40 gebildet, wodurch eine vertikale Führung 41 gebildet wird. Die Positioniervorrichtung 38 bzw. die Führung 41 kann wie dargestellt an den Steckelementen 18, 19 angeordnet sein, wodurch die Ausnehmungen 23, Verbindungsleiter 24 bzw. die Kontaktelemente 25 der Steckelemente 18, 19 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung korrekt positioniert sind. Das Erste, als Stecker 20 ausgebildete Steckelement 18 weist eine als Führungsnut 42 ausgebildete Ausnehmung 39 auf und das weitere, als Buchse 21 ausgebildete Steckelement 19 weist einen als Führungsleiste 43 gebildeten Vorsprung 40 auf. Es sei angemerkt, dass in einer weiteren Ausführungsvariante die Positioniervorrichtung 38 auch unabhängig und eigenständig von den Steckelementen 18, 19 am Gehäuse 27 des Anschlussmoduls 3 bzw. einem Gehäuse 42 des Leistungsmoduls 2 angeordnet sein kann. Durch die

Positioniervorrichtung 37 wird weiters sichergestellt, dass das Leistungsmodul 2 nur in einer definierten Lage auf das Anschlussmodul 3 aufgesetzt werden kann, wodurch ein Verpolschutz für die Steckelemente 18, 19 erreicht wird.

Das Ausgangs-Anschlusselement 17 und das Eingangs-Anschlussele- ment 22 sind bevorzugt durch Klemmelemente 45 gebildet, die in einem Innenraum 46 des Anschlussmoduls 3 angeordnet sind. Die Klemmelemente 45 sind mit den Leitungen 35 direkt verbunden, oder indirekt über die Verbindungselemente 36 bzw. von diesen zu den Klemmelementen 45 führenden Leitungen 47 bzw. starren Lei-

terbahnen, die im Anschlussπvodul 3 fest verlegt sind, wobei diese Leitungen 47 bzw. Leiterbahnen in den Fig. schematisiert durch strichlierte Linien dargestellt sind.

Die Klemmelemente 45 sind weiters mit Anschlüssen 5 von zumindest einem Wechselrichter 4 bzw. Leistungsteil im Leistungsmodul 2 elektrisch leitfähig verbunden. Hierzu sind die Anschlüsse 5 im Leistungsmodul 2 wiederum mit Leitungen 48 bzw. starren Leiterbahnen, die im Leistungsmodul 2 fest verlegt sind, verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden diese Leitungen 48 über die Ausnehmungen 23 in den Steckelementen 18, 19 in den Innenraum 46 des Anschlussmoduls 3 geschleift, wo diese mit den entsprechenden Klemmelementen 45 verbunden sind. Jeder Ausnehmung 23 in den Steckelementen 18, 19 kann somit eine definierte Leitung, wie z.B. eine Gleichspannungsleitung, eine Steuerleitung oder eine Wechselspannungsleitung, zugeordnet sein, sodass eine definierte und eindeutige Belegung der Streckelemente 18, 19 erreicht wird.

Es sei angemerkt, dass auf die Details der Verkabelung bzw. Leitungsverlegung im Leistungsmodul 2 und im Anschlussmodul 3 nicht im Detail eingegangen wird, da entsprechende Vorrichtungen wie z.B. Leiterschienen, Leiterbahnen, freie Verkabelungen oder dergleichen aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Weiters kann das Anschlussmodul 3 eine Steuervorrichtung 49 aufweisen, die zur Signal- und/oder Datenübertragung mit zumindest einer weiteren Steuervorrichtung 16 und/oder einer Regelstrecke im Leistungsmodul 2 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 49 kann hierbei als zentrale Steuereinheit des Wechselrichtersystems 1 ausgebildet sein, dass zumindest Sollwerte zur Regelung des zumindest einen Wechselrichters 4 an dessen Regelstrecke weitergibt. Weiters kann jeder Wechselrichter 4 zusätzlich die Steuervorrichtung 16 aufweisen, die gegebenenfalls über die Leitungen 47, 48 mit der Steuervorrichtung 49 des Anschlussmoduls 3 kommuniziert .

Durch einen derartigen Aufbau können insbesondere Regelvorgaben, Statusinformationen, Benutzereingaben oder dergleichen an die Steuervorrichtung 49 des Anschlussmoduls 3 bzw. die Wechselrich-

ter 4 übertragen werden. Weiters kann eine Bedieneinrichtung 50 und/oder eine Visualisierung 51 zentral am Anschlussmodul 3 vorgesehen sein, wodurch eine zentrale Ein- und Ausgabeschnittstelle durch das Anschlussmodul 3 realisiert wird und die eine hohe Benutzerfreundlichkeit für die Bedienung des Wechselrichtersystems 1 erreicht wird.

In den Fig. 4 und 5 ist das Wechselrichtersystem 1 gemäß Fig. 1 bis 3 ohne Vorderwand 34 dargestellt. In Fig. 4 ist erkennbar, dass das Anschlussmodul 3 eine Sicherheitsvorrichtung 52 aufweist, die bei Abnehmen der Vorderwand 34 den Innenraum 46 des Anschlussmoduls 3 abdeckt und vor einem Zugriff auf Spannung führende Komponenten schützt. Die Sicherheitsvorrichtung 52 kann durch ein oder mehrere plattenförmige Abdeckungen 53 gebildet sein, die über Verbindungselemente 54, beispielsweise Schrauben, am Gehäuse 27 des Anschlussmoduls 3 befestigt sind. Weiters können die Abdeckungen 53 jeweils Handhabungselemente 55 aufweisen, die insbesondere durch eine äusnehmung 56 gebildet sein können. Somit wird eine griffstückähnliche Anordnung gebildet, wodurch ein Benutzer die Abdeckung 53 in einfacher Weise mit einer Hand fassen und entfernen kann.

Das Anschlussmodul 3 weist des Weiteren einen Sicherheitsschalter 57 auf, der bevorzugt bei vorhandener bzw. aktiver Sicherheitsvorrichtung 52 manuell durch einen Benutzer betätigbar ist. Insbesondere ist es möglich, dass die Sicherheitsvorrichtung 52 nur dann vom Anschlussmodul 3 entfernt werden kann, wenn sich der Sicherheitsschalter 57 in eine AUS-Stellung befindet. In einer EIN-Stellung des Sicherheitsschalters 57 ist ein entfernen der SicherheitsVorrichtung 52 nicht möglich. In Fig. 4 befindet sich der Sicherheitsschalter 57 in der EIN-Stellung, weshalb die Abdeckungen 53 der Sicherheitsvorrichtung 52 nicht vom Anschlussmodul 3 abgenommen werden können. In Fig. 5 hingegen befindet der Sicherheitsschalter 57 in der AUS-Stellung, wodurch die Abdeckungen 53 zur Abnahme vom Gehäuse 27 des Anschlussmoduls 3 frei gegeben sind. In Fig. 5 ist deshalb das Anschlussmodul 2 mit von diesem entfernter Sicherheitsvorrichtung 52 und freiem Zugriff auf den Innenraum 46 gezeigt.

Der Sicherheitsschalter 57 ist in der über die Leitungen 47 auf-

gebauten Leitungsverbindung zwischen dem Steckelementen 18, 19 und der Anschlusselementen 17, 22 angeordnet. über den Sicherheitsschalter 57 kann die elektrische Verbindung zwischen dem Leistungsmodul 2 und dem Anschlussmodul 3 - bei sich in der Ausstellung befindlichem Sicherheitsschalter - somit unterbrochen werden, wobei zumindest die mit der Energiequelle 11 verbundenen Gleichspannungsleitungen über den Sicherheitsschalter 57 geschaltet werden können. über den Sicherheitsschalter 57 werden gegebenenfalls hohe Leistungen geschaltet, sodass dieser gemäß aus dem Stand der Technik bekannten Leistungsschaltelementen oder dergleichen gebildet sein kann.

Beispielsweise weist der Sicherheitsschalter 57 eine spezielle Form, beispielsweise ein vorspringendes Sperrelement 58 auf, die in der AUS-Stellung kongruent zu einer in der Abdeckung 53 angeordneten Ausnehmung 58 ist und in der EIN-Stellung ein entfernen der Abdeckung 53 verhindert. In der AUS-Stellung findet das Sperrelement 58 Platz in der Ausnehmung 58, wodurch die Abdeckung 53 abgenommen werden kann.

In Fig. 5 ist weiters eine Anschlussplatte 60 ersichtlich, die an einer Innenseite 61 der Rückwand 33 des Anschlussmoduls 3 über weitere Verbindungselemente 54 befestigt ist. An der Anschlussplatte 60 sind zumindest die Klemmelemente 45 angeordnet, wobei weitere, aus dem Stand der Technik bekannte Komponenten wie überlastschutz bzw. Sicherungen, die Steuervorrichtung 49 usw. an der Anschlussplatte 60 angeordnet sein können.

Es besteht die Möglichkeit, dass mehrere Anschlussplatten 60 im Anschlussmodul 3 anordenbar sind, um die Anzahl der verfügbaren Anschlusselemente 17, 22 zu erhöhen. Beispielsweise ist im Anschlussmodul 3 für jede anordenbare Anschlussplatte 60 ein Steckplatz vorgesehen, wobei derartige baukastenartige Systeme aus dem Stand der Technik bekannt sind, weshalb an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird.

Weiters kann das Anschlussmodul 3 ein überwachungselement 62 aufweisen, über das eine korrekte Befestigung einer der Wände 30, 32 bis 34 des Gehäuses 27 und/oder der Abdeckung 53 detek- tierbar ist. Das überwachungselement 62 ist mit der Steuervor-

richtung 49 zur Signalübertragung verbunden, wodurch in Abhängigkeit des vom überwachungselement 62 detektierten Zustands durch die Steuervorrichtung 49 ein Steuersignal an den zumindest einen Wechselrichter 4 übersandt werden kann. Somit ist es beispielsweise möglich, dass bei öffnen des Gehäuses 27 durch entfernen von einer der Wände 30, 32 bis 34 oder bei Entfernen der Abdeckung 53 dies durch das überwachungselement 62 erkannt wird, worauf von der Steuervorrichtung 49 ein entsprechendes Steuersignal zur Deaktivierung des AC-Ausgangs 7 _r d.h. zur Abgabe einer geringen oder keiner Leistung, an den Wechselrichter 4 gesandt wird, wodurch am Ausgangs-Anschlusselement 17 keine bzw. eine sehr geringe Wechselspannung anliegt. Weiters kann der DC-Ein- gang 6 des Wechselrichters 4 bedarfsweise deaktiviert werden, beispielsweise hochohmig geschalten werden. Durch eine derartige Regelung der Ausgangsleistung des Wechselrichters 4 gegen null kann zweckmäßigerweise auf manuelle Schaltelemente, insbesondere Leistungsschalter, verzichtet werden um eine Spannungsfreiheit am Ausgangs-Anschlusselement 17 zu erreichen, was eine notwendige Sicherheitsmaßnahme für das Anschlussmodul 3 sein kann.

Das überwachungselement 62 kann beispielsweise durch einen Schaltkontakt 63 gebildet sein, der bei geschlossenem Gehäuse 27 bzw. aktiver Sicherheitsvorrichtung 52 aktiviert ist und der bei Entfernung einer Komponente des Gehäuses 27 bzw. der Sicherheitsvorrichtung 52 deaktiviert ist, wobei der Schaltkontakt 63 mit der Steuervorrichtung 49 verbunden ist und die Steuervorrichtung den Zustand des Schaltkontakts 63 auswertet.

Zur Steuervorrichtung 47 sei angemerkt, dass diese bevorzugt digital durch einen Mikroprozessor und einen Speicher, insbesondere einen Mikrokontroller, gebildet ist und Steuerlogiken, Werte, Kennlinien und dergleichen im Speicher hinterlegt sind.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsvariante des Wechselrichtersystems 1 dargestellt. Hierbei weist das Leistungsmodul 2 mehrere Wechselrichter 4 auf und es sind mehrere Energiequellen 11 mit dem Eingangs-Anschlusselement 22 des Anschlussmoduls 3 verbunden, wobei jede Energiequelle 11 einem Wechselrichter 4 zugeordnet ist. Es kann das änschlussmodul 3 wie in Fig. 1 bis 5 beschrieben ausgebildet sein und einen Anschlussbereich 28 für

Gleichspannungseingänge bzw. einen Wechselspannungsausgang aufweisen.

Im Leistungsmodul 2 sind die Wechselrichter 4 bevorzugt austauschbar angeordnet, sodass das Leistungsmodul 2 modular ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Leistungsmodul 2 mehrere Einschübe für unterschiedliche Wechselrichter 4 aufweisen. Das Wechselrichtersystem 1 ist somit skalierbar ausgebildet, d.h. es kann die abgegebene Leistung am Ausgangs-Anschlusselement 17 durch die Anzahl der im Leistungsmodul 2 angeordneten Wechselrichter 4 und der mit diesen verbundenen Energiequellen 11 bestimmt werden. Die Anschlüsse 5 der Wechselrichter 4 sind über die Leitungen 48 mit dem Anschlussmodul 3 verbunden, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Leiterschiene 64 angeordnet ist, die sämtliche Leitungen 48 zur Energieübertragung und zur Signal- und/oder Datenübertragung aufweist. Die Anschlüsse 5 der Wechselrichter 4 können beispielsweise über Verbindungselemente 65, beispielsweise Schrauben, mit der Leiterschiene 64 verbunden sein, wobei jede Leitung 48 der Leiterschiene 64 mit einem diesem zugeordneten Anschluss 5 des Wechselrichters 4 verbunden ist .

Die Leiterschiene 64 kann in einer möglichen Ausführungsvariante vom Leistungsmodul 2 in das Anschlussmodul 3 geführt sein, wobei die Leiterschiene 64 mit den Anschlusselementen 17, 22 verbunden ist. Die Steckelemente 18, 19 sind in diesem Fall zur Herstellung einer mechanischen Verbindung und gegebenenfalls einer elektrischen Verbindung zur übertragung geringer Leistungen für Steuersignale, insbesondere zur Signal- und/oder Datenübertragung ausgebildet. Im in der Fig. 6 gezeigten, weiteren Ausführungsbeispiel ist die Leiterschiene 64 mit Kontaktelementen 25 im Steckelement 18 verbunden, sodass über die Steckelemente 18, 19 die mechanische und elektrische Verbindung zur Energieübertragung und Signal- und/oder Datenübertragung zwischen dem Leistungsmodul 2 und dem Anschlussmodul 3 ausgebildet wird.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsvariante des Wechselrichtersystems 1 mit mehreren Wechselrichtern 4 für mehrere Energiequellen 11 gezeigt. Hierbei weist jedes Leistungsmodul 2 zwei Steckelemente 18, 19 auf, insbesondere einen Stecker 20 und eine

Buchse 21. Das Anschlussmodul 3 weist ein Steckelement 19, insbesondere eine Buchse 21, auf. Somit können mehrere Leistungsmodule 2, die jeweils zumindest einem Wechselrichter 4 aufweisen, über die Steckelemente 18, 19 verbunden werden, wobei das unterste Leistungsmodul 2 mit dem Anschlussmodul 3 über die Steckelemente 18, 19 verbindbar ist. Die Leitungen 48 der Leistungsmodule 2 werden über die Steckelemente 18, 19 bis zum Anschlussmodul 3 durchgeschleift, wobei die Leitungsverläufe in Fig. 7 nicht im Detail dargestellt sind, da diese wie vorstehend beschrieben bzw. in Fig. 1 bis 6 gezeigt ausgebildet sein können.

Es können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3, 4, 5; 6; 7 gezeigten Ausführungen bzw. Teile der zu diesen Figuren gehörigen Beschreibung den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.