Abschattung von PV Modulen

Um Himmels willen sein lassen oder das bisschen Schatten, das macht doch nix?
 
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Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 13:37 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,

ich hatte festgestellt dass Abschattung von PV Modulen zum einen ein unterschätzest Thema ist und es technische Lösungen gibt, die in der Breite und im Detail noch nicht näher Beleuchtet wurden und z.B. mir unbekannt waren.

Abschattung ist ein echtes Problem, weil das andere Zellen, Module und Strings daran hindern kann effizient Strom zu produzieren. Der Produzierte Strom wird dann ggf. von den abgeschatteten Zellen, Modulen und Strings verbraucht und in Wärme umgewandelt.

Es gibt Lösungen die Effekte der Abschattung so zu reduzieren dass möglichst nur die Stromproduktion der Abgeschatteten PV Komponenten beeinträchtigt ist. Vollständig ist das in der Regel nicht möglich weil der technische Aufwand dann zu hoch wäre.

z.B. haben bei neuen Modulen mehrere zusammengefasste Zellen eine Bypass Dioden. Das reduziert die Probleme immerhin innerhalb eines Moduls, aber weg sind die Probleme im Modul dann auch nicht.

siehe auch: teilverschattung-bei-solarmodulen-messungen/

Aus der Quelle, bei nur ca. 20% Quer Schatten: "Die dazu gehörige Kennlinie zeigt, dass auch in diesem Fall die Leistung des Moduls quasi vollständig (auf 5,1% der Leistung im nicht verschatteten Zustand) zusammenbricht."

Das bedeutet schon alleine die Ausrichtung der Module macht signifikante Unterschiede (von nur 1/3 weniger bis zu quasi Totalausfall). Standard Module sollten besser waagerecht aufgebaut werden.

Danke und Grüße
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 14:36 Uhr  ·  #2
Sorry, für die Umstände che, Aloys und Wiso <_<

Bitte wiederholt hier ggf. eure Fragen und Anmerkungen noch einmal, ich kann noch nicht sicher genug Beiträge verschieben :'(

Hier waren eure Fragen und Anmerkungen
topic.php?t=6358

Grüße
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 14:50 Uhr  ·  #3
Ach sag bloss, sag ich mal ganz frech !!!!

Rasenmähen nicht unbedingt mein Spass... , jedoch vor meinem PV Feld in der Wiese hab ich gern gemäht und überprüft pedantisch bei beschneidung jedes Gras Halmes , wie die Leistung am Laderegler hoch fährt ....., , selbst Dünpfiff von der Amsel die gern von oberen der 70 Grad Modulfläche Eck , herab runter schaisst hat mir Spass gemacht das abzuwischen , und nach dem Mähen und dem Abwischen , dann an der 40 kWh Staplerbatterie im Garten eingegraben , vorbei gelaufen , und ich bin mir sicher , sie und ihr "Geblubber " sagte oder meinte zu mir "Danke Lars " , und ich antwortete "Nix zu Danken" " Ich antwortete willst Du ne Pizza ? Sie sagte "ne, Lars nur ein Glas Wasser, aber destiliertes bitte, ohne Kohlensäure und dann heiz mir mal richtig ein " :P

Therotesch hätte ich 4 panele in Reihe schalten können vei erlaubten 150 Volt VOC der MPPT Laderegler von Outback .... wollt ich abver nicht wegen Verschattung und auch der Sicherheit für die vermenschlichten Teile einer Inselanlage

Nur Spass , aber ich schäm mich nicht dafür die PV Fläche zu wischen , noch mit dem Wechselrichter zu sprechen und weder , mit der Batterie ein Wasser zu trinken
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 16:04 Uhr  ·  #4
Aloys:

Hallo

Das ist schon sehr invormatief !
Die Frage wäre dann ob die Einzelzellen oder nur Stränge oder gar das ganze Panel mit nur einer Bypassdiode gesichert sind.
Es fehlt auf jeden Fall immer die Spannung der abgedekten Zelle.
Das muß vom Regler berücksichtigt werden, zum Beistiel an der Vorderfront wo fast immer sekrecht etwas abgedeckt wirt.
Dort also mit Bypassdioden und niedrigerer Spannung arbeiten, um den Strom der freien Zellen zu nutzen.
Reienschaltung von Zellen am besten von unten nach oben.

Gruß Aloys.
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 16:09 Uhr  ·  #5
Che:

Zitat
bei paralleler verschsltung liefert der ganze String nichts mehr wenn ein Modul verschattet ist

Wieso eigentlich das denn? Immerhin handelt sich es bei jeder Platte, Zelle eigentlich, vom Wesen her um eine Diode.

Während bei Parallelschaltung von 2 Akkus Desaströses passiert, wenn einer plötzlich wesentlich weniger Spannung hat,
ist das bei Parallelschaltung von 2 "aktiven Dioden" nach meiner Anschauung nicht so.
Wäre so, als vor der Parallelschaltung vor jedem Akku noch ne Sperrdiode eingefügt ist. Auch die würde verhindern, dass Energie abfließt in den anderen, die Spannung des einen runter gezogen wird..

Denke mal, bei Parallelschaltung wirkt nur das PV-Plattensystem mit der höchsten Spannung. Das verschattete tut so als wäre es energetisch nicht da.
Auch damit kann ein MPPT-System gut umgehen.

Wenn das in der Praxis anders beobatet wurde, dann lasst es mich bitte wissen!
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 16:10 Uhr  ·  #6
Wiso:

Keine Ahnung wer das von Dir zitierte Zitat gesagt hat , ich persönlich sagte mal hier, dass parallel verkabelung eher Verschattungsprobleme vermeidet und String (Serie/Reihe wie bei Netzanlagen) dann sehr wohl zu einem Ausfall bzw Beeinträchtigung des ganzen Strings führen .... klar hab ich als Insulaner mit mehr Kabeldurchmesser zu rechnen wenn ich zb nur 2 Module parallell verbinde also say 10 Pärchen a 400 watt (ca 60 volt) bei einer 4 kW PV .... wenn dann mal ein Pärchen vom Vogel vollgeschis$en ist , arbeiten die anderen noch cool weiter , hätte ich alle in einen String also ca bei ca 600 volt an einem Netzwechselrichter in Serie , dan würd ich mir um Vogelschei$e mehr Gedanken machen
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 17:52 Uhr  ·  #7
Abschattung von PV Zellen, Modulen und Strings und der Verschaltung ist hochgradig Praxis relevant.

In der echten Strominsel noch relevanter, weil es um die automatische Blei-Säure-Akku Wartung geht und
auch z.B. den Unterschied macht ob ich das Kaffeewasser morgens mit Gas oder Strom heiß mache.

Abschattung entsteht idealerweise nur durch die Sonne und den Horizont. Ganz falsch ist es wenn Solarmodule sich sogar selbst abschatten auch wenn es nur manchmal und nur wenig ist. Schnee ist auch eine Form der Abschattung. Aber auch Bäume und andere Bauten oder Hügel in der Nähe oder weiter entfernt produzieren Schatten.

Die Kenntnis über die Abschattung und deren Effekte machen auch bei Netzanbindung beim Einspeisen einen Unterschied. Fehler hier kosten immerhin nur Geld und nicht den Verzicht auf den heißen Kaffee :D oder den frühen Austausch des Akkus.

Weil wir es hier gewohnt sind auch die technischen Hintergrund zu beleuchten und wir das auch können :D fange ich mal an das technische Problem zu erklären. Bevor wir dann später auf Handlungsoptionen kommen.

Reihenschaltung:
Aufgrund der geringen Spannung werden meist 60 oder 72 Zellen in Reihe zu einem Modul geschaltet. Mehrere in Reihe geschalteten Module bilden einen sogenannten String. Würde nur eine Zelle keinen Strom liefern (Abschattung) würde der gesamte String keinen Strom liefern!
Aus diesem Grund sind in den Anschlüssen der Module Bypass Dioden (meist schottky) verbaut. Hierdurch wird das ausgefallene Modul überbrückt (zu Lasten von 0.3V Spannungsabfall) und die String Spannung ist geringer. MPPT Regler gleichen das aus, solange wie die Spannung noch hoch genug ist.

Jetzt neu für mich ist sogar, dass in den Modulen selbst Bypass Dioden drin sind. Aufgrund der Geringen Spannung der Solarzelle müssen mehrere Zellen in Reihe eine Bypass Diode verwenden. Das hat Einfluss auf die Auswirkung der Abschattung. Werden Zellen abgeschattet welche dieselbe Bypass Diode haben, so fallen nur diese Zellen bei der Stromproduktion aus. Wird in jedem Strang je eine Zelle abgeschattet, fallen quasi alle Stränge des Moduls aus.

Parallelschaltung:
Eine Solarzelle produziert etwa 0.5V .. 0.6V Spannung. Die Spannung ist relativ konstant und recht unabhängig von der Licht Strahlung. Der Strom hingegen ist fast linear abhängig von der Strahlung. Wir betrachten bei der IU Kennlinie der Solarzelle normalerweise nur den ersten Quadranten, wo Strom (Y) und Spannung (X) positiv sind. Lege ich an eine komplett abgeschattete Solarzelle eine Spannung an, dann wird der Strom negativ, die Zelle verbraucht Strom und hat ein Silizium Dioden Kennlinie, wirkt also komplett wie eine Diode in Flussrichtung mit 0,7 V Spannungsabfall und steiler Stromkurve.
Dieser Effekt wird z.B. versucht zu Nutzen um mit Energie Schnee Schmelzen zu lassen. Das rechnet sich irgendwie (noch) nicht um daraus Business zu machen.

Schaltet man ein teilweise abgeschattetes Modul gleicher Bauart parallel mit einem anderen Modul. Liefert das abgeschattete Modul eine geringere Spannung und geringeren Strom. In gewissen Grenzen kann ein MPPT Regler das ausgleichen, indem er die Spannung reduziert, das andere Modul Richtung Kurzschluss betreibt, so dass auch im verschatteten Modul Strom fließen kann. Dadurch wird das andere Modul nicht mehr optimal effizient genug genutzt. Gelingt das nicht, fällt der komplette abgeschattete Strang aus.

Grüße
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 17.04.2021 - 19:54 Uhr  ·  #8
... am besten, Kinder , ausprobieren und messen , auf die Lebendsstecke gebe ich gerne mit ,Ausrichtung den Sonne erstmal im Winter , klar höher angestellt , hauptsache foccusiert auf den Sonnenstand und kleine Strings bilden !! schon klar dass die Kabel dann leider dicker sein müssen


Wir haben ja gerade 2 Probleme hier die mit sehr schlechten Erträgen im Winter hoffen das mit Wind auszugleichen , nur wird wohl einspeisende PV Anlage schlicht endlich den Monat Dezember einfach ignoriert haben und man leidet halt darunter das eine 30 kW PV es nicht schaft obwohl diese das bestimmt könnte , aber halt falsch liegt bzw verkabelt ist
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 18.04.2021 - 00:13 Uhr  ·  #9
Klar kann man selbst viel ausprobieren und messen. Man kann aber auch anderen Messungen glauben, das Problem verstehen und entsprechende Technik verbauen oder der Technik durch Verdrahtung und Anordnung gerecht werden.

Hier auch noch mal gute Links zum Thema:
wohnen-heimwerken.de
www.rechnerphotovoltaik.de
MC4-kompatibler Adapter mit 10A Sperrdiode

Es gibt sogar sogenannte Leistungsoptimierer, die dann pro Modul verbaut werden. Ich finde das dann doch etwas 'drüber'. Zumal diese Leistungsoptimierer, warum auch immer nur mit bestimmten Wechselrichtern zusammen spielen wollen. Lasse mich aber gerne überzeugen :D

+ Man kann beim Kauf von Solar Modulen darauf achten, dass die nicht nur eine bypass Diode für alle Zellen sondern intern noch mehre bypass Dioden haben.
+ Man kann Strings über einzelne MPPT Regler, z.B. per AC-Coupling sofort bei den Modulen auf AC wandeln.
+ Man kann Sperrdioden einbauen beim parallel Schalten von Strings um zumindest sicher den Rückfluss zu verhindern
verhindert aber nicht den Ausfall des Strings, dafür immerhin wird nicht noch ein anderer String herunter gezogen.
+ Man kann Wechselrichter mit mehreren MPPT Eingängen verwenden.
+ Man kann Strings waagerecht anordnen, weil Schatten im Tagesverlauf eher vertikal (von oben nach unten oder umgekehrt) verläuft. Höher angebrachte Module werden am längsten mit Sonne versorgt.
+ Unterschiedliche Flächenebenen sollten eigene MPPT Regler haben.
+ Eigenverschattung der Module durch große Abstände oder sogar den Verzicht von angewinkelten Gestellen, vermeiden.

Und natürlich alles was höher ist in der Umgebung und Schatten auf die Module schmeißt klein machen :D :D :D
Man kann all das auch ignorieren und mit den ggf. drastisch geringeren Erträgen leben ;-)

Klassische Probleme sind dann z.B. morgens und abends nur Leistung wenn fast alle Module bestrahlt sind.
Es macht insbesondere bei der echten Strominsel im Winter viel aus, wenn schon früh oder noch spät immerhin 1/3 der Leistung kommt.

Grüße
Che
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 18.04.2021 - 14:37 Uhr  ·  #10
Die Zeiten sind vorbei, als eine Zelle hochohmig wurde, weil ein Ahornblatt sich da nieder ließ,
und mangels Bypassdiode die gesamte Stringspannung abbekommen hat und also den thermischen Tod gestorben ist.

Wenn sowas heute passiert senkt sich die Spannung des ganzen Moduls um ca. 0,6V. Selbst bei einem 22,5V-Modul ein Katzenpfütz.

Dennoch ist es sinnvoll, seine Platten sauber zu halten. Wenn sie kurz über dem Boden aufgestellt wurden auch kein Problem.

Mit den Darstellungen der Auswirkungen von Abschattung wurde teilweise gemogelt, wissentlich oder unwissentlich.
So hat man hier 4 Spalten offen gelassen, hier aber nur 3!
Logisch, dass sich das auf die Gesamtspannung auswirkt.

Generell aber nachvollziehbar. Von Nichts kommt Nichts. Von Totalausfall eines Strings wegen Teilverschattung zu sprechen halte ich aber für übertrieben. Zuvor muss geprüft werden, in wieweit die MPPT-Funktion des WR das abfängt.

Nun geht es bei der Windmühle des Herrn M nicht um Verschattung, sondern darum, dass z.B. die Südseite aufgrund des Azimuth-Winkels sagen wir mal bereits 70% Peak ab bekommt, die Ostseite aber immer noch 30%. Also um energetische Teilbeleuchtung
(Rotor ist fest ausgerichtet nach WSW.)

Um das theoretisch zu beleuchten, habe ich ein Zellenschema von WIKI etwas modifiziert:

 


Die Spannung für Maximum Power ändert sich bei Teilbeleuchtung quasi nicht, nur der Strom.
Sie addieren sich bei Parallelschaltung.
(Selbst wenn es kein MPPT gäbe, hilft das teilbeleuchtete Feld unterhalb der Spannung vom Punkt A wieder mit.)
Ich sehe also keinen Grund, die Felder aller Himmelrichtungen nicht parallel zu schalten, zuvor natürlich jeweils in Reihe.
Muss der WR natürlich ab können, ist ja klar.

Wie das bei Reihenschaltung von Allen (allen 4 Himmelsrichtungen) aus sieht, darüber muss ich noch nachdenken.

Soweit meine theoretische Sicht der Dinge.

Der Text hier stammt übrigens von mir und nicht von Erdorf. Ist beim Verschieben was in die Hosen gegangen. Hoffe, dass es noch geändert wird.
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 18.04.2021 - 18:22 Uhr  ·  #11
Zitat
Die Zeiten sind vorbei, als eine Zelle hochohmig wurde, weil ein Ahornblatt sich da nieder ließ,


Bitte sei so freundlich , fals Dir das möglicht ist , und erklär dies nochmal verständlicher !!

Welche Zeiten sind den vorbei ? und wie sind denn die einzelnen PV Zellen verbunden um auf ca 30 Volt als Panel zu kommen ?


Zitat
und mangels Bypassdiode die gesamte Stringspannung abbekommen hat und also den thermischen Tod gestorben ist.
was redest Du ? Voll Panne halt mit thermisch Hat es hal erstmal nix zu tun :D :-/
Che
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 18.04.2021 - 21:46 Uhr  ·  #12
Das mit den Ahornblatt und hochohmig, jawohl. Wenn die gesamte Zelle abgedunkelt ist, dann hat sie laut Kennlinie zwar noch Spannung aber liefert keinen Strom mehr. Nach Ohmschen Gesetz sogar R unendlich. Aber da eben nicht vollkommen, deswegen hochohmig.
Hatte ich übrigens vor Jahren in der Literatur so gelesen. Muss man bischen suchen im Netz. Ist aber immer noch was zu finden.
Text unter den beiden PV-Platten und weiter unten auch noch. Suchfunktion unter <Bearbeiten> benutzen!

Einen Denkfehler habe ich aber doch gefunden:
Zum linken Bild, bevor das mit dem Lochtest kommt, schreibt er:
"Im linken Test haben wir einen Stromverlust von 30%, da der Innenwiederstand aller 3 Teilstränge im Modul aber in etwa gleich sein dürfte, wird keine Bypassdiode aktiv!"
Alle sind aktiv! Ist ja auch so dargestellt. Daher dürfte die gesamte Platte energetisch ausfallen.

Zurück zu meinem vorigen Text.
Wenn die Überbrückungsdioden nicht wären, würde die Gesamte Stringspannung an dieser hochohmigen Zelle anliegen.
Das hält sie nicht lange aus. Um das zu vermeiden, gibst ja inzwischen (längst) diese Dioden.

Was wirklich falsch ist, hast Du übrigens übersehen:
Das mit dem Katzenpfütz.
Hat nämlich leider nicht jede Zelle so eine Diode, sondern nur die Einzelstrings auf der PV-Platte.
Hab da eine (17,nochwas V), da sind die oben im Klemmkasten. Schützen jeweils 9 in Reihe geschaltete Zellen oder gar 18. (Sind 36 insgesamt.)

Dabei wäre Einzelzellenschutz durchaus möglich.
Wenn es das noch nicht gibt, müsste es erfunden werden. Dann nämlich würde bei Verschmutzung nur 1 Zelle ausfallen.
So aber ist es die gesamte Reihe, bis zur nächsten Diode.
Amselscheiße wegputzen lohnt sich also, mehr noch als ursprünglich von mir gedacht.
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 18.04.2021 - 23:00 Uhr  ·  #13
Hallo zusammen,

Zitat
Ich sehe also keinen Grund, die Felder aller Himmelrichtungen nicht parallel zu schalten, zuvor natürlich jeweils in Reihe.
Schade, ich dachte ich hätte das ausführlich genug erklärt.

Zitat
Dabei wäre Einzelzellenschutz durchaus möglich.


Nicht vergessen, die Spannung der Zellen liegt bei 0.5 V. Diodenspannung bei 0.3V. Bei Einzelzellenschutz macht es kaum noch einen Unterschied.

Grüße
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 01:32 Uhr  ·  #14
Es gibt übrigens auch sowas:

https://www.wegatech.de/ratgeb…ptimierer/

das muss nicht, kann aber Vorteile bringen. In einem Inselsystem sicherlich nicht schlecht wenn es an Platz mangelt. Bei mir z.b. könnte ich ohne Teilverschattungen kaum,was machen...
So Dinger gibts im,Chinafachhandel teilweise für sehr schmales Geld. Gefunden habe ich welche für 15€ Pro bis zu 220w Modul.

Somit fällt nicht die gesamte Stringspannung ab sondern nur die Leistung eines Moduls. Wie oft man da aber bei einer 10 kw Anlage aufs Dach muss um eine der 50 kisten zu tauschen wenn da malnwas abraucht ist fraglich. Vermutlich die ersten zehn Jahre kaum und dann dauernd...
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 02:36 Uhr  ·  #15
wow , warum so kompliziert ? ist doch ganz , ganz einfach !! Einfach das PV Modul in die Sonne stellen und los geht es mit Stromversorgung !! Aber ich gebe zu dass die Aneinander-Reihung von Modulen sehr genau vorgenommen werden sollte !

Aber es ist spott billig und super einfach sich schnell mal 4000 watt PV in den Garten zu legen und ein Einfamilienhaus zu 80% ganzjährig zu versorgen , da mach ich kein Geschiss bzw Jugend Forscht drum, wie eine Zelle so funktioniert alla " Liebe Kinder wisst ihr denn, wie eine Zelle so funktioniert".... Oder "Wer hat das Rad erfunden"


Ich sitz um 9 jeden morgen und high noon um 12 im Heitzungseaum zum Brotzeit machen in einem Neubau mit 30 kW PV auf dem Flachdach mit ost-west Aufständerung und schau mir die Erträge an vom sunny boy display oder auch am Senec 3 Phasen Batteriespeicher ab , letzte Woche hab ich Mittag knapp 28 kW abgelesen , keine Verschattung halt , sonnst wäre wohl die Strings eingebrochen ....
Che
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 09:06 Uhr  ·  #16
@ Frank:
Zitat
Schade, ich dachte ich hätte das ausführlich genug erklärt.
Wenn es zu ausgführlich ist, also zu lang, lese ich es nicht. Selbst wenn, man kann sich nicht alles merken. Und letztlich, es schadet nichts, wenn auch andere nochmal zu selben Schlüssen kommen.
Zitat
Spannung der Zellen liegt bei 0.5 V. Diodenspannung bei 0.3V
Bei Schottky-Dioden vielleicht, obwohl auch die ab einem gewissen Strom mehr haben. Aber als ob es nicht ganz hormale Si-Dioden gäbe...

Selbst 0,3V wären kein Problem, denn da fließt eh erst was im Bypass, wenn die Photospannung der Platte unter diesen Wert sinkt. Müssten daher wohl Schottky-Dioden sein.

@wieso: Gerade bei quasi ebenerdiger Aufstellung im Steilwinkel 70°,mehrreihig, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich am Morgen und am Abend gegenseitige Teilverschattung einstellt, groß. Um das zu reduzieren, müssen die Reihen größeren Abstand haben, was mehr Fläche fordert, die nich jeder hat.
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 10:11 Uhr  ·  #17
Lars hat recht, so kompliziert ist es wirklich nicht.

In Reihe geschaltet nimmt man Bypass Dioden, die sind sowie so schon verbaut. Am besten noch Module die intern ein paar Bypass Dioden verbaut haben. Damit werden andere Module nicht daran gehindert Strom zu liefern.

Bei parallel Schaltung von Modulen in gleicher Flächenebene kann man, um Kosten zu sparen, Sperr Dioden nehmen. Dafür muss man selbst sorgen. Damit wird immerhin der Strom anderer Module nicht verbraten.
Besser wären auch hier eigene MPPT Regler, die kosten aber.

Als Dioden werden Schottky Dioden verwendet mal in Bypass Richtung oder mal in Sperr Richtung.
Silizium wird nicht verwendet! Schottky Dioden haben eine geringere Spannung, schalten früher durch und haben weniger Leistungsverluste.

Bei parallel Schaltung von Modulen in unterschiedlicher Flächenebene nimmt man lieber eigene MPPT Regler. Es gibt Sonderkonstellationen wo das aus Kostengründen nicht gemacht wird. z.B. Wenn ein Ost-Modul mit einem West Modul parallel geschaltet wird.

Lars hatte schon erwähnt dass viele eigene kleinere Regler nicht nur wegen der besseren Leistung besser sind als wenige große Regler.

Dann noch aufpassen bei der Installation der Module auf der Fläche: lieber hoch oder quer anbringen? Bei Schatten die vertikal verlaufen (Sonnenaufgang und Sonnenuntergang) lieber quer, bei Schatten die horizontal verlaufen Bäume ... lieber hoch. Im Zweifel lieber quer verbauen.

@Max
Zitat
So Dinger gibts im, Chinafachhandel teilweise für sehr schmales Geld. Gefunden habe ich welche für 15€ Pro bis zu 220w Modul.

Hast du einen Link dazu? Bei diesem Preis könnte das interessant werden. Ich verstehe noch nicht genau wie diese Leistungsoptimierer arbeiten. Im Idealfall müsste die Leistung des schwächeren Moduls passend zum Strom in Reihenschaltung oder der Spannung in Parallelschaltung an die anderen Module angepasst werden. Das würde dann die Anforderungen an die spätere Zusammenschaltung der Module reduzieren und hilft noch mal deutlich bei Verschattung.
Das muss man sich vorstellen wie automatische Getriebe, welche sich an 'Drehzahl' oder 'Drehmoment' der anderen Module anpassen.

Grüße
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 11:04 Uhr  ·  #18
Hallo

Wie ist den nun die Funktion eine Solarzelle wirklich ?
Schon bei geringer , Ich sag mal Beleuchtung , entsteht eine Spannung bis zu 0,65 V.
Die Zelle hat einen, nach Einstrahlung schwankenden Wiederstand, der den Stromfluß begrenzt und reguliert.
Sie läst also nur den Stromfluß zu, der durch eigene Spannung und der in reie liegenden Zellen, zum Verbraucher fließen kann.
Sinkt die Einstralung an einer Zellesink nicht nur deren Spannung, sondern sie wirt Hochomig und unterbricht den Strom auf ein Minimum.
Ist eine Einzelzelle mit Diode überbrückt kann der Strom der anderen Zellen mit zusätzlichem Verlust der Diodenspannung weiterfließen.
Als Beispiel 10 Zellen in reie liefern 5 V mit max strom
Ein Parallelstrang mit einer abgedekten Zelle hat ohne den Strom, der durch Hochomigkeit verursacht ist noch eine Spannung von 9 mal 0,65 V , also 5,85 V , davon noch die 0,3 V Diodenspannung ab, und es bleiben 5,55 V übrig.
Diese Zellen werden dann mit 0,617 V pro Zelle betrieben, und liefern einen sehr geringen Stromanteil zu parallelen Strängen.
Haben die Stränge mehr Zellen liegt der Teilstrom dann auch höher, es fehlen also pro gebrückter Einzelzelle etwa 0,8 V im Strang.
Gegen Rückströme hilf die Restspannung die ja sebst bei sehr geringer Einstrahlung noch da ist, der hohe Wiederstand der Zelle und die Sperrdioden die parallel zur abgedekten Zelle geschaltet ist, also keine Gefahr.
Ich denke auch das bei komplett abgedektem Modul kein Strom fließen kann durch unendlich hohen Wiederstand.
Ein Aufheizen ist nur mit umgekehrtem Spanungsanschluß und überhöhter Spannung nur möglich.
Mehrere abgedekte Zellen erhöhen den Spannungsverlust um jeweils 0,5 V pro Zelle die im Strang eher nicht ausgeglichen werden kann, eine pro 10 Zellen reicht da ja schon bei parallel mit anderen Modulen.
Bei Reienschaltung von Modulen ohne Parallelschaltung, ist eine Diode zur Überbrückung aber erfolkreich wenn die Abgedekten gebrückt werden.

Gruß Aloys.
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 11:43 Uhr  ·  #19
Hallo Aloys,

sehr viel richtig ^_^

Zitat
Ich denke auch das bei komplett abgedektem Modul kein Strom fließen kann durch unendlich hohen Wiederstand.
Ein Aufheizen ist nur mit umgekehrtem Spanungsanschluß und überhöhter Spannung nur möglich.


Leider nein, die Solarzelle wirkt bei negativen Strom wie eine Si-Diode und verbraucht den Strom. Deswegen Sperr Dioden verbauen. Das hat auch Sicherheitsgründe! Diese Eigenschaft wird sogar versucht zu nutzten um Schnee zu schmelzen.

Man kann z.B. sehr simple ein Solarmodul nur mit Sperr Diode an einen Akku anschließen und sich über die gesparten Regler kosten freuen, wenn der Akku überladefähig ist und Vmpp ungefähr zur Akku Spannung passt. ^_^

Ohne Sperr Diode läuft man Gefahr dass der Akku sich entlädt. Theoretisch ist das bei einem Modul selten der Fall weil erst die 0.7 V Si-Dioden Spannung der einzelnen Zellen aufsummiert erreicht werden muss. Praktisch, mit mehr als einem Modul und Teilverschattung oder einem Windrad was parallel noch einspeist, gibt es mehrere Konstellation wo dass dann doch der Fall ist und ohne Sperrdiode die Module dann Strom konsumieren, in Wärme umsetzen und es sogar zu einem Brand kommen kann, mal abgesehen von der nicht verwertbaren Leistung.

Ganz schlecht ist es wenn wegen Überspannung die Bypass Dioden zerstört werden. Dann bekommt das verschattete Modul die gesamte String Spannung ab. Also nicht nur nach dem Wechselrichter schauen wie viele Module man in Reihe verschalten kann.

Grüße
Che
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Re: Abschattung von PV Modulen

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Gepostet: 19.04.2021 - 17:55 Uhr  ·  #20
Ich muss meine Anschauung bezüglich einer PV-Zelle - grundsätzlich Diode - revidieren.
Fängt schon an mit der Hochohmigkeit bei Totalabdeckung.

Dann habe ich heute Messungen gemacht. 36 Zellen in Reihe aber über der Hälfte je eine Freilaufdiode. Insges. also 2.
Monokristallin, schwarz, 53 W. Sicher schon 25 Jahre alt aber Profiware.

Nr; U in V; I in A; Bemerkungen
1. 19,36; 0,18; Leerlauf-U und Kurzschluss-I; Hausschatten aber heller Himmel (Diffuslicht), 16:00
2. 5,5....; 0,01; Abdeckung total mit Pappe
3. 24.....; 3,2 .; Abdeckung total, Parallelschaltung mit Labornetzteil, + an + und - an -
4. 24.....; 3,2 .; wie zuvor, aber Diffuslicht
5. 2,1....; 3,2 .; Wie 3. aber mit Netzteil in Reihe
6. .....- " -..........Wie 5. aber abgedeckt

Die geringe Spannung in 5. und 6. ist sicher den beiden Bypassdioden in Reihe geschuldet.

Ansonsten:
Es fließt bei Parallelschaltung von beschienenen mit abgeschatteten Platten tatsächlich ein Strom, sogar in erheblicher Höhe. Daher scheinen die von Erdorf genannten Sperrdioden dann tatsächlich notwendig zu sein.
Wären notwendig am Ende jeder Reihenschaltung, also String, der mit einem anderen parallel geschaltet werden soll.
Müssen dann auch in Sperrrichtung, nach meiner Anschauung, die Spannung eines ganzen Strings aushalten.

Wenn die Zellen einfach "vom Wesen Gleichrichter" wären, wäre das kein Thema.

Zitat
Bei parallel Schaltung vom Module in unterschiedlicher Flächenebene nimmt man lieber eigene MPPT Regler. Es gibt Sonderkonstellationen wo das aus Kostengründen nicht gemacht wird. z.B. Wenn ein Ost-Modul mit einem West Modul parallel geschaltet wird.
Ist die letzte Aussage nicht im Widerspruch zu der davor? Denn worin läge der Unterschied?

Gewiss sind im Falle der Windmühle vom Herrn M eigene WR/Laderegler für jede Himmelsrichtung bzw. welche mit mehreren Eingängen sicher nicht verkehrt. Mag aber auch die aufwändigste Lösung sein.

Bei Reihenschaltung von beschienenen und verschatteten Platten/Strings bin ich mir noch immer nicht schlüssig, was passiert.
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