Peak-Leistung

Forumsinventar Angemeldet: 25.11.2005 Beiträge: 1866

Zitat pictoros:

Zitat:

Muss man bei der Berechnung nicht auch noch den Wechselrichter mit einbeziehen und damit dessen Wirkungsgrad?

..in der zuvor durchgeführten Berechnung haben wir die eingestrahlte Energie / m² (DWD Angabe)
lediglich unter Berücksichtigung von Modulfläche, -leistung und Modul-Wirkungsgrad in die Energie/ Modul kWp umgerechnet...
...selbstverständlich spielt der WR Wirkungsgrad auch eine Rolle...
...aber erst dann, wenn Du Deinen am Zähler abgelesenen Energiebetrag mit dem berechneten DWD Wert vergleichst...
...dann sind Deine 124 kWh/kWp um ca. 5-7% hochzurechnen...
...also 132 kWh/kWp...
...zuzüglich der Wärmeverluste, angenommene 15%...
...sind 151 kWh/kWp ...
...fehlen also noch ca. 17% bis zu den 176 kWh/kWp...

...ich glaube nicht, dass das mit der Ausrichtung zu erklären ist,
da Deine Modulneigung und Azimuth immer noch etwas mehr bringen dürfte als
wenn die Module in der Waagerechten lägen...
...aber 'glauben' heißt 'nicht wissen'... Rolling Eyes

respectfully

Luke

Verfasst am: 01.08.2006, 18:44

@Luke

leider muss ich ja immer rechnen, was die Anlage weniger erbringt, und so gerechnet sind es von 176 zu 151 kwh/kwp leider nur 14% und damit noch in der Leistungstoleranz...

Gruß
pictoros

Verfasst am: 01.08.2006, 18:46

Luke hat Folgendes geschrieben:

...ich glaube nicht, dass das mit der Ausrichtung zu erklären ist,
da Deine Modulneigung und Azimuth immer noch etwas mehr bringen dürfte als
wenn die Module in der Waagerechten lägen...
...aber 'glauben' heißt 'nicht wissen'... :roll:

Hallo Luke,

in der Tat beträgt der Korrekturfaktor für 235° SüdWest und 45° Dachneigung im Juli 0,92, er ist also kleiner als 1.
(d.h. im Juli fällt auf eine waagerechte Fläche mehr Einstrahlung als auf eine Fläche mit dieser Neigung!!!)

Im Januar liegt der Korrekturfaktor für die schräge Fläche bei 1,49, im Jahresdurchschnitt bei 1,09.

Selbst auf Module, die 30° Süd ausgerichtet sind treffen im Juni und Juli nur 96% bzw 97% der Einstrahlung verglichen mit einer waagerechten Fläche.
(beim PV-Ertrag sieht es vermutlich noch schlechter aus, da ja die geneigte Fläche den größten Vorteil mittags hat, wo aber der Wirkungsgrad wegen der hohen Zellentempeartur am schlechtesten ist).
Der Korrekturfaktor im Jahresmittel beträgt für 30° Süd übrigens auch nur 1,12.

Diese Faktoren beziehen sich auf 50° nördliche Breite und unter Berücksichtigung des diffusen Anteils *) bei einer Reflektion am Boden von 0,3.

Quelle: HEINZ LADENER, Solare Stromversorgung, ökobuch 1995, S. 66

mfg

*) der Rechnung zugrunde gelegter diffuser Anteil:

Januar: 73%
Juli: 61%
Jahresschnitt: 62%

Forumsinventar Angemeldet: 25.11.2005 Beiträge: 1866

Zitat cephalotos:

Zitat:

in der Tat beträgt der Korrekturfaktor für 235° SüdWest und 45° Dachneigung im Juli 0,92, er ist also kleiner als

Danke!

...dann siehst's mit 'nem Nachweis auf dieser Basis
allerdings noch schlechter aus, pictoros... Crying or Very sad

...ist eben grenzwertig...

...selbst wenn wir den TK kleiner machen.... Crying or Very sad

Nachtrag:

...nochmals Danke, cephalotus...muss ich mir genau durch
den Kopf gehen lassen... Idea

respectfully

Luke

Verfasst am: 01.08.2006, 19:26

pictoros hat Folgendes geschrieben:

@Jürgen

Eben, in meinem Gebiet (PLZ 86505) waren es z.B. Laut Globalstrahlungskarte (offiziell von DWD) im Juni, vorteilhafte, minimum 186 kwh/m². Mein Ertrag lag allerdings mit 118 kwh/kwp denkbar schlecht - auch im Vergleich mit Anlagen im Norden und etwa gleicher Ausrichtung wenn Sie so wollen.

Gruß
pictoros

Das macht dann auf die geneigte Fläche (235° SW, 45° Neigung) bei einem Korrekturfaktor K von 0,91 ca. 169kWh/m².

Ich würde daher wie folgt rechnen:

38,4m² (Modulgesamtfläche, hab ich von Luke abgeschrieben) * 0,13 (Nenn-Modulwirkungsgrad, dito) * 0,85 (geschätzte performance ratio im Sommer bei heißen Modulen) * 0,9 (Verluste durch Wechselrichter und Kabel) * 169kWh/m² (Einstrahlung im Juni bei gegebener Ausrichtung) = 645kWh oder bei 5,28kWp dann eben 122kWh/kWp.

mfg

PS: Um die Tauglichkeit meiner obigen Rechnung zu prüfen habe ich auch mal für unsere Anlage gerechnet.

Modulfläche: 30,0m²
Nenn-Modulwirkungsgrad laut Datenblatt: 16,4%

Einstrahlung senkrecht für Juni 2006 an unserem Standort: ~ 191kWh/m²
K: 0,96
-> Einstrahlung auf geneigte Fläche: 183kWh/m²
PR: 0,9 (ich bin mal so frei und geb den Sanyos bessere Werte, da deren Temp-Koeffz besser sind)
Verluste durch WR und Kabel: 0,9

macht dann:

30m² * 0,164 * 0,9 * 0,9 * 183kWh/m² = 731 kWh oder ca. 148kWh/kWp

Der reale Ertrag lag aber bei 817kWh, so genau funktioniert es also leider speziell bei unserer Anlage nicht, die war aber im Juni auch sehr gut. Vermutlich bin ich bei der Rechnung bei performance ratio und den Verlusten zu pessimistisch, oder das lokale "Klein"-Klima unterschiedet sich nochmal von den Einstrahlungsdaten auf der Deutschlandkarte.

Der errechnete Wert von 148 kWh/kWp entspräche allerdings ziemlich genau dem Durchschnitt der Anlagen mit unserer Ausrichtung in unserem PLZ Gebiet auf www.pv-ertraege.de

PPS: Könnte ich bitte nochmal die exakte Modulfläche haben und auch den Nennwirkungsgrad des Moduls bei Standardbedingungen? Die Werte sollte schon passen.

Forumsinventar Angemeldet: 25.11.2005 Beiträge: 1866

hier das Moduldatenblatt...
...der Modulwirkungsgrad ist vorsichtshalber nicht angegeben...
...die 13% habe ich aufgrund der 15% Zellwirkungsgrad eher wohlwollend geschätzt...

respectfully

Luke

Verfasst am: 01.08.2006, 21:03

Mann kan das auch anders herum rechnen und aus den vorhandene Daten die performance ratio der Gesamtanlage berechnen.

Im Falle von pictaros:

PR = (118kWh/kWp * 5,28kWp) / (38,4m² (?) * 0,13 (?) * 169kWh/m²)

-> PR = 0,73

in meinen Büchern werden performance ratio von netzgekoppelten Anlagen mit 0,6-0,75 angegeben (Werte sind im Sommer und wenn Schnee auf den Modulen liegt am niedrigsten), allerdings stammen diese Werte noch aus den Zeiten des 1000 Dächer Programms, wo man mit ca. 800-850kWh/kWp im Schnitt kalkuliert hatte.

Die (meisten) heutigen Anlagen sind besser.

Zum Vergleich unsere Anlage im Juni:

PR = 817kWh / (30m² * 0,164 * 183kWh/m²)

-> PR = 0,91

Der Wert erscheint mir allerdings unrealistisch hoch, noch dazu bei der Hitze.

(und ein paar Prozent gehen bei uns auch noch durch Schatten verloren)

Da die Rechnung aber einfach und simpel (und prinzipiell richtig) ist, kann der Fehler nur an zwei Dingen liegen, denn der Einspeisezähler ist geeicht und die Module werden ihre Fläche auch nicht heimlich verändern.

Zum einen könnten also die 183kWh/m² bei uns höher gewesen sein (Korrekturfaktor laut Tabelle falsch oder Einstrahlung lokal höher als laut DWD), zum zweiten könnten die Module besser sein als laut Datenblatt, was sich in Form eines höheren Modulwirkungsgrades äußern würde. Von letzterem gehe ich mittlerweile aus (auch wenn ich unsere peak Leistungen so betrachte). Leider habe ich keine flash Liste.

mfg

@pictaros: Ich würde mal in der aktuellen Literatur (oder www) nach der perfomance ratio (bezogen auf Gesamtanlage) von modernen netzgekoppelten PV-Anlagen in einem heißen Monat suchen, was da so üblich ist. Das Ergebnis würde mich auch interessieren.

Ein Wert von 0,73 erscheint mir jetzt nicht wirklich gut zu sein, aber auch nicht gerade absurd schlecht. (siehe auch meine Literaturwerte)

PS: Die Neugierde hat über die Faulheit triumphiert:
http://www.iea-pvps-task2.org/public/download/Otti_PV_Maerz_2004_Jahn_Nasse.pdf

(ich nehme hiermit erstaunt zur Kenntnis, dass unsere Anlage unrealistisch läuft, aber es gibt deutlich Schlimmeres ;-)

PPS: Ich stelle gerade fest, dass man die ungewissen Daten bei picators Anlage bzgl. Fläche und Wirkungsgrad nicht benötigt, da sich dieser Nenn-Wirkungsgrad ja immer auf Standardbedingungen von 1000W/m² bezieht und unter diesen Bedingungen kennen wir ja die peak Leistung, nämlich 5,28kW (pro 1000W/m²).

pictaros Generator hat also eine "ertragswirksame Fläche" von 5280W*m²/1000W, also 5,28m² (da steckt der uns unbekannte Modulwirkungsgrad dann geschickterweise schon mit drin), so dass dieser Generator bei der Einstrahlung von 169kWh/m² (auf die geneigte Generatorfläche) im Juni 2006 ca. 892kWh hätte liefern sollen.

Die PR wäre von picataros Anlage wäre dann im Juni 2006 PR = 0,70 gewesen.

Eigentlich ist die Rechnung ganz primitiv (spez. Ertrag in kWh/kWp geteilt durch Sonneneinstrahlung in kWh/m² auf die geneigte Fläche, geteilt durch den Bezugsfator von 1kW/m² auf die sich die kWp Leistung bezieht, damit die Einheiten auch passen)

Ich hoffe, ich hab niemanden verwirrt. ;-)

Forumsinventar Angemeldet: 25.11.2005 Beiträge: 1866

Zitat cephalotos:

Zitat:

pictaros Generator hat also eine "ertragswirksame Fläche" von 5280W*m²/1000W, also 5,28m² (da steckt der uns unbekannte Modulwirkungsgrad dann geschickterweise schon mit drin), so dass dieser Generator bei der Einstrahlung von 169kWh/m² (auf die geneigte Generatorfläche) im Juni 2006 ca. 892kWh hätte liefern sollen.

Respekt

...stramme Leistung...für die 'ertragswirksame Fläche'
solltest Du den goldenen Sonnenstrahl bekommen... Very Happy

...reduzieren wir jetzt noch um ca. 12% TK sinds 785 kWh...
...und 6% für WR Verluste sinds 738 kWh...
...geerntet hat pictaros 655 kWh...
...also ca. 11% unter dem theoretischen Soll...

...hmmm..bleibt grenzwertig...hilft pictaros in der Argumentation vermutlich
nicht .. Crying or Very sad

respectfully

Luke

Verfasst am: 01.08.2006, 22:42

@cephalotus

Also, ähhh das ganze heißt jetzt was?
Die Anlage wurde letztes Jahr errichtet, sollte sie dann keine bessere PR haben? Wenn ich richtig gelesen habe, dann war eine PR von 0,7 ende der 90ger ok - aber jetzt?
Zudem kommt ja, dass der Ertrag schon das ganze Jahr schlecht ist....
Deutet die PR auf einen Fehler in der Anlage hin?

Gruß
pictoros

Verfasst am: 01.08.2006, 22:59

pictoros hat Folgendes geschrieben:

@cephalotus

Also, ähhh das ganze heißt jetzt was?
Die Anlage wurde letztes Jahr errichtet, sollte sie dann keine bessere PR haben? Wenn ich richtig gelesen habe, dann war eine PR von 0,7 ende der 90ger ok - aber jetzt?
Zudem kommt ja, dass der Ertrag schon das ganze Jahr schlecht ist....

Gruß
pictoros

Ja, das heißt es in etwa.

Für Deine Anlage habe ich im Juni eine PR von 0,70 berechnet, wobei moderne Anlagen aber wohl meist über 0,8 liegen, zumindest hat das meine Internetrecherche ergeben.

D.h. Deine Anlage läuft schlecht. :-(

Denkbare Ursachen:

- die Einstrahlungsdaten auf Deine Modulfläche stimmen nicht (das mag schon mal etwas schwanken, aber für eine langfristig geringere PR ist das auszuschließen, außer der Standort wäre ein Nebelloch, usw...)

- der Solargenerator ist teilweise verschattet.

- es gab teilweisen Systemausfall, z.B. wegen Schnee auf den Modulen oder wegen defekter Komponenten.

- irgendwo in der Kette geht erheblich Leistung verloren (Fehlkonfiguration, Montagefehler, schlechte Komponenten, sehr heiße Module, ...)

- der Solargenerator hat in Wirklichkeit eine geringere Spitzenleistung (oder Wirkungsgrad) als angegeben.

Ich tippe auf letzteres, eine Flashliste der Module würde hier Aufschluss liefern können. Alternativ könnte man sich mal ein Strahlunsgmessgerät besorgen und wie die Module ausrichten, zusätzlich die Modultemperatur messen und dann mal die gemessene Generatorleistung (DC Leistung am WR ablesen) mit der theoretischen Leistung vergleichen.

Ein bißchen geringer als die Theorie wirds schon sein (Kabelverluste, mismatch, kein AM 1,5 Spektrum, ...), aber 10% weniger als die Theorie würden mir dann z.B. schon sehr zu denken geben.

mfg

PS: Wenn Du mir jeweils die Einstrahlungsdaten in den Monaten von Januar bis Mai 2006 in Deiner Region gibst und Deine jeweiligen Ertragsdaten pro Monat in kWh/kWp, dann könnte ich schnell noch die PR Deiner Anlage in diesen Monaten (basierend auf Daten des DWD und den Korrekturfaktoren für geneigte Flächen aus o.g. Buch) ausrechnen. Damit hättest Du zumindest mal eine Zahl in der Hand.

Verfasst am: 01.08.2006, 23:23

@cephalotus

Wow das wäre echt nett!!

-Habe extra die gerinsten Strahlungsdaten der Region gewählt!
(wohne aber auf einem Hügel - also fast kein Nebel)

-Der Generator war bis Anfang Februar verschattet, aber das rechne ich schon gar nicht! Mir geht es um die Erträge ab März

-nur kurzfristige Ausfälle wegen Schnee (Schnee rutscht durch die Neigung sehr schnell ab)

Die U*I am Gleichstromeingang ist laut WR größer als am Wechselstromausgang. Habe schon mal ausgerechnet, dass der Wirkungsgrad bei hohem Stromfluss aber nur ca. 0,88 ist. Der Istallateur wie Mitarbeiter von KACO meinte aber das sei OK.

Also hier mal die Einstrahlungsdaten und jeweiligen Erträge:
März: 81-85 kwh/m² - 51 kwh/kwp
April: 111-115 74
Mai: 151-155 100

Danke

Gruß
pictoros

Ach ja,
die höchste Einstrahlung war heute z.B. bei 812 W/m² (laut Strahlungssensor), die max. Leistung lag bei 3,2 kW(laut WR). Insgesamt brachte der Tag 2,4 kwh/kwp.

Verfasst am: 02.08.2006, 00:00

Die Korrekturfaktoren bzgl Einstrahlung für 235° SW und 45° Neigung lauten:

Jan: 1,48
Feb: 1,42
März: 1,16
April: 1,05
Mai: 0,95
Juni: 0,91
Juli: 0,92
Aug: 1,00
Sep: 1,16
Okt: 1,31
Nov: 1,51
Dez: 1,46

Jahr: 1,09

(wobei gerade die Werte im Winter stark vom Anteil der diffusen Strahlung abhängen und das ist natürlich nur ein Schätz- bzw Durschschnittswert, d.h. eine Messung vor Ort kann das nicht ersetzen, aber als Anhaltspunkt taugt es wohl schon)

Macht dann bei Dir:

März: 51 / (83 * 1,16) = 0,53
April: 74 / (113 * 1,05) = 0,62
Mai: 100 / (153 * 0,95) = 0,69
Juni: 118 / (186*0,91) = 0,70

März-Juni: (51+74+100+118) / (83*1,16+113*1,05+153*0,95+186*0,91) = 343 / 530 = 0,65

Das ist schlecht.

Wie schon erwähnt, die realen Einstrahlungsdaten auf Deinem Dach haben wir nicht, daher müssen wir uns so behelfen, aber ich denke, das Ergebnis ist dennoch recht eindeutig und bestätigt eigentlich nur, was eh schon weitgehend klar war.

Die PR Deiner Anlage lag von März bis Juni bei ca. 0,65 (+/-, je nachdem wie genau die berechneten Einstrahlungswerte sind).

Moderne Anlagen liegen in der Regel über 0,8, die guten über 0,85.

Und die PR ist unabhängig vom Anlagenstandort bzw der Ausrichtung der Module, daran liegts also ganz sicher nicht !!!

mfg

PS: Wenn Du eh einen Strahlungssensor hast (wie genau kann der messen?) könnte man den ja mal in dieselbe Orientierung wie die Module bringen (ansonsten muss man die Einstarhlungswerte je nach Winkel umrechnen und das ist schwierig, weil man ja den Anteil von diffuser, direkter und reflektierter Strahlung nicht weiß) und dann mal die Messwerte zu einem Zeitpunkt mit konstanten Bedingungen vergleichen.

Die theoretische Generatorleistung wäre dann in etwa:

P = 5,28kW * (gemessene Einstrahlung in Modulebene / 1000W/m²) * [1-(Modultemperatur-25°C)*0,0045]

Der Wert 0,0045 entpricht einer Leistungsabnahme von 0,45% pro °C bei einem durchschnittlichen WaldundWiesen-Modul, ggfls durch den Wert aus dem Datenblatt des Moduls ersetzen, falls der bekannt ist.

In der Praxis treten dann noch Verluste durch Verkabelung, Leistungsabweichung und mismatching auf (der MPP des Generators stimmt nicht mit dem MPP der einzelnen Module überein), also 100% der theoretischen Leistung sollte man nicht erwarten (falls doch sind die Module halt besser als die Aufkleber behaupten), aber unter 95% sollte dabei wohl auch nicht rauskommen...

mfg

Verfasst am: 02.08.2006, 10:08

@cephalotus

Der Strahlungssensor ist auf dem Dach neben den Modulen angebracht und "schaut" in die gleiche Richtung! Wie gut der misst, ist mir nicht bekannt...
Steht z.B. in dem Buch auch wie die Werte für Anlagen mit größerer SW Ausrichtung sind, oder spielt dass dann schon fast keine Rolle mehr (von den Verlusten her gesehen)?

Gruß
pictoros

Verfasst am: 02.08.2006, 11:44

pictoros hat Folgendes geschrieben:

@cephalotus

Der Strahlungssensor ist auf dem Dach neben den Modulen angebracht und "schaut" in die gleiche Richtung! Wie gut der misst, ist mir nicht bekannt...
Steht z.B. in dem Buch auch wie die Werte für Anlagen mit größerer SW Ausrichtung sind, oder spielt dass dann schon fast keine Rolle mehr (von den Verlusten her gesehen)?

Die Werte gibts nur für 180° S, 45° Abweichung nach SO oder SW und 90° Abweichung nach O oder W. (die Werte passen aj bei Dir sehr genau, die paar wenigen Grad Abweichung machen sicherlich nur minimal was aus)

Kann Dir aber die Formel schicken zum selber ausrechnen, die ist allerdings mehrere Zeilen lang ;-)

Aber wenn Du eh einen Einstrahlungssensor in Modulebene hast, kann man ja die direkten Messwerte nehmen.

Dein 5,28KWp Generator sollte bei 810W/m² und 25° dann ca. 4280W liefern.
Nimmt man nun noch eine Modultemperatur von 45° an bei -0,0045% pro °C an dann wären das immer noch ca. 3890Watt. (falls die Module gestern überhaupt wirklich so warm wurden!)

Dein Generator hat aber nur 3200W geliefert (DC Leistung am WR abgelesen??), das sind dann nochmal 22% weniger!

Das lässt sich wohl kaum durch mismatching guter Module bzw. Kabelverluste oder Messungenauigkeiten erklären.

Mir scheint (falls die Daten und meine Annahmen stimmen) schlichtweg der Generator bei weitem nicht das zu liefern, was er liefern soll. Entweder sind die Module alle zu schlecht oder sie streuen ganz extrem (-> durch Parallel- und gleichzeitige Seriellschaltung unsortierter Module ganz hohe mismatching Verluste) oder bei der Verkabelung passt was nicht.

Ein Nebeneffekt ist dann noch, dass der Wechselrichter stets nur im Teillastbetrieb läuft und deswegen dann auch noch etwas niedrigere Wirkungsgrade aufweist.

Ich würde der Sache auf den Grund gehen.

Wenn man einen 5,28kWp Generator kauft, dann möchte man auch einen erhalten, der sich wie ein 5.28kWp Generator verhält und nicht wie einer, der die Leistung von einem 4kWp Generator bringt.

Mit Glück ist es etwas banales wie Steckverbindungen mit hohen Kontakwiderständen oder eine fehlerhafte Verschaltung, mit etwas weniger Glück streuen die Module sehr stark beim Strom und man könnte mit Sortierung was bewirken, mit Pech bringen die Module aber schlichtweg nicht die aufgedruckte Leistung.

(oder irgendwas an der Rechnung stimmt nicht, aber die Ertragswerte sprechen ja eine sehr ähnliche Sprache).

Zum Vergleich. Unsere Generator liefert jetzt gerade bei einem Wolkenloch mehr als 100% seiner Nennleistung.

mfg

Verfasst am: 02.08.2006, 12:43

Das sind die Daten aus der Überwachung (also nicht vom WR abgelesen!):
Strahlungssumme 3.0 kWh/m²
Energie 12.6 kWh
Spez. Energie 2.4 kWh/kWp

Maximalwerte:
812.1 W/m²
3.2 kW

Nachtrag: die 2,4 kwh/kwp entsprechen aber der tatsächlichen Einspeisung ins Netz - abgelesen vom Zähler - also sehr genau!