Verluste durch Ausgleichströme

Verfasst am: 02.01.2008, 17:38

superhaase hat Folgendes geschrieben:

Deine "ohmsche" Messung sagt allerdings nicht viel aus.
Um die Bypassdiosen zu testen musst Du schon etwa den Kurzschlussstrom der Module über längere Zeit durchs Modul jagen, denn den müssen die Dioden ja auch im "Ernstfall" ableiten. Dann sollte sich dabei eine entsprechende Spannung (meist etwa 0,7 * Anzahl der Bypassdioden) am Modul ergeben.

...ja klar, ich kann mit einem einfachen Durchmessen der Dioden nicht auf deren Funktionalität im Belastungsfall schließen. Aber für derartige Versuche fehlen mir einfach die technischen Mittel Sad

.
Sollte ich allerdings mit dieser einfachen Messung feststellen, dass Durchgang in beide Richtungen oder gar beidseitig kein Durchgang zu messen gewesen wäre, dann hätte ich die Dose vielleicht doch mal geknackt und die Dioden angesehen.

Interessant ist, dass diese Module 4 Bypassdioden haben und somit überdurchschnittlich ausgestattet sind ( auch im Hinblick auf das Baujahr der Module)

Superhaase, danke für das Lob, ich mmache es gern und der Anlagenbetreiber tut mir wirklich sehr leid, ich hoffe auch dadurch etwas dazu lernen zu können.

Gleich noch eine Frage:
Luke hat ja geschrieben, dass bei einem parallel geschaltenem String der verschattet wird, die Bypassdioden nicht ansprechen können, ( siehe oben), somit fällt ja die Schutzfunktion derselben komplett aus, ich frage mich was mit den Zellen passiert, bzw. passieren könnte.
Genauso z.B. auf meiner Seite:
Betrachte WR 1 String 1: heute schaltet keine Bypassdiode, obwohl also von 14 Modulen 9 Stück voll unter Sonne stehen und 5 teilverschattet sind, bringt der String keine, bis kaum Leistung. Ich mache mir echt Sorgen um die Zellen. Man sieht es auch schön, wenn Reif auf den Modulen liegt, wie sich einzelne Zellen extrem erwärmen.

Gruß Helios

Verfasst am: 02.01.2008, 18:16

Helios hat Folgendes geschrieben:

Interessant ist, dass diese Module 4 Bypassdioden haben und somit überdurchschnittlich ausgestattet sind ( auch im Hinblick auf das Baujahr der Module)

Eine Bypassgruppe darf nur so viele Solarzellen umfassen, dass bei Verschattung einer einzelnen Zelle die Durchbruchspannung nicht erreicht wird (auch nicht bei sehr hohen Temperaturen, die z.B. durch eine nur 20% Teilverschattung einer einzelnen Zelle und Aktivierung der Bypassdiode bei ansonsten voller Bestrahlung des Moduls mit über 1000 W/m² - dem Worst Case - entstehen können). Die Durchbruchspannung liegt bei Zimmertemperatur z.B. je nach Zellentyp meist im Bereich von 15 bis 20 Volt, soweit mir bekannt.

Also beispielsweise: (Zellenzahl - 2) * 0,7 V < Durchbruchspannung bei 100 °C (oder einer anderen angenommenen maximalen Temperatur)
(0,7 V deshalb, weil eine von einem starken Strom durchflossene Si-Diode deutlich über 0,6 V Spannung an den Anschlüssen aufweist)

Hat nun ein Zellentyp eine sehr niedrige Durchbruchspannung, so braucht man kleinere Bypassgruppen und somit mehr Bypassdioden. Die gezeigten Module haben 72 Zellen. Nun haben polykristalline Solarzellen leichter Probleme mit Druchbrüchen, Hot Spots und dergleichen, oft auch eine niedrigere Durchbruchspannung, als monokristalline. Daher sind bei meinen Sanyos (auch 72 Zellen) 3 Bypassgruppen zu je 24 Zellen wahrscheinlich OK, die gezeigten Polymodule brauchen halt 4 Bypassgruppen zu je 18 Zellen. Wahrscheinlich sinkt bei hohen Temperaturen die Durchbruchspannung unter 15 Volt, so dass 3 Bypassdioden nicht mehr ausreichen.

Die aufgetretenen Probleme und die scheinbar auch aufgetretenen Hot Spots lassen ferner darauf schließen, dass durch Fertigungsstreuungen der Zellenqualität oder dergleichen die Durchbruchspannungen der verwendeten Solarzellen noch tiefer (unter 16 * 0,7 V = 11,2 V ?) sinken können, als der Hersteller geplant hat, und es hätten vielleicht besser 6 Bypassdioden oder bessere Zellen verbaut werden sollen.
Hot Spots dürfen bei normalem Einsatz eines Moduls auch unter beliebigen Verschattungen nicht vorkommen.
Für mich liegt daher eindeutig ein Produktmangel vor.

Zitat:

Luke hat ja geschrieben, dass bei einem parallel geschaltenem String der verschattet wird, die Bypassdioden nicht ansprechen können, ( siehe oben), somit fällt ja die Schutzfunktion derselben komplett aus, ich frage mich was mit den Zellen passiert, bzw. passieren könnte.

Keine Sorge, wenn bei parallelen Strings die Bypassdioden in einem String trotz Verschattung nicht aktiviert werden, dann bedeutet das gleichzeitig, dass durch den verschatteten String nur ein geringer Strom fließt - nämlich der Photostrom der am schwächsten bestrahlten Zelle. Es wird also keine Zelle umgepolt und somit besteht auch keinerlei Gefahr. Allerdings ist halt die Leistungsausbeute der beiden parallenen Strings kleiner, als sie sein könnte.

Allerdings ist Lukes Aussage m.E. nicht ganz richtig.
Gerade bei parallelen Strings wird immer dann, wenn ein kleiner Teil nur eines Strings verschattet wird (z.B. durch einen wandernden Schlagschatten), eine Bypassdiode eher aktiviert als bei einzeln betriebenen Strings. Das kommt so:
Durch zunehmende Verschattung einer Bypassgruppe in einem Modul nimmt der Stromfluss in dem betroffenen String zunächst linear mit der Verschattung ab. Der unverschattete String dominiert mit seinem Leistungmaximum das MPP-Tracking-Verhalten des Wechselrichters, so dass die Stringspannung nur wenig ansteigt und nicht mit dem wandernden "lokalen MPP" des verschatteten Strings mitgezogen wird. Da mit abnehmendem Stringstrom die Spannungen der unverschatteten Module im verschatteten String ansteigen, nimmt die Spannung an den verschatteten Zellen immer weiter ab und wird schließlich negativ, woraufhin ab einem gewissen Verschattungsgrad (meine empirische Erfahrung ganz grob bei 30%) die Bypassdiode der betroffenen Bypassgruppe aktiviert wird, wenn die Spannung der Bypassgruppe -0,6 V unterschreitet. Dann kann der Strom sehr schnell wieder fast auf den Stringstrom des unverschatteten Strings ansteigen - bei aktivierter Bypassdiode und leicht sinkenden Stringspannungen.
Bei einzeln betriebenen Strings kommt es hingegen oft vor, dass der MPP-Tracker dem lokalen Leistungsmaximum der PI-Kurve folgt und den Stringstrom nicht über den Photostrom der verschatteten Zellen ansteigen lässt, so dass die Bypassdioden nicht aktiviert werden - Lukes Anlage und seine Erfahrungen sind ein gutes Beispiel dafür.

Insofern ist eine Parallelschaltung von gleichartigen Strings an einem MPP-Tracker im Teilverschattungsfall oft sogar besser als die Verwendung getrennter MPP-Tracker für jeden String. Ganz im Gegensatz zur weit verbreiteten Auffassung, jeder String sollte einen eigenen MPP-Tracker haben (Multistring-WR).

Zitat:

Genauso z.B. auf meiner Seite:
Betrachte WR 1 String 1: heute schaltet keine Bypassdiode, obwohl also von 14 Modulen 9 Stück voll unter Sonne stehen und 5 teilverschattet sind, bringt der String keine, bis kaum Leistung. Ich mache mir echt Sorgen um die Zellen.

Siehste! Aber wie gesagt kein Grund zur Sorge - außer um den Geldbeutel. Wink

Zitat:

Man sieht es auch schön, wenn Reif auf den Modulen liegt, wie sich einzelne Zellen extrem erwärmen.

Extrem würd ich da nicht sagen. Schon einige wenige Grad Erwärmung reichen aus, um über die 0°C zu kommen und manche Zellen zuerst abtauen zu lassen.
Das ist völlig harmlos.

Cool bleiben! Cool

ciao,
sh

Verfasst am: 04.03.2008, 19:58

Abschlussbericht:

Seit Samstag, dem 01.03. läuft die Anlage von PV-Pechvogel wieder.

Das Flashen der eingeschickten Module hat ergeben, dass ein Modul völlig defekt war, also keine Messergebnisse und das andere Modul unterhalb der Toleranzen der Leistungsgarantie lag.
Leider haben wir noch keine Protokolle der Messungen erhalten, werde diese hoffentlich nachreichen können..
Daraufhin wurden alle Module ausgetauscht, die Montage erfolgte ohne Kosten für den Betreiber.
Installiert sind jetzt nagelneue original Photowatt Module.
Als Ursachen für den Ausfall der Module sind nach meiner persönlichen Einschätzung Fertigungsmängel in der Produktion von Photowatt verantwortlich. Diese Mängel führten zu Delamination, daraus folgend Zellkorrosion und Korrosion von zudem noch mangelhaften Lötstellen.
Nach kurzer Diskussion mit dem Großhändler, wurde der Kaco-WR gegen einen SB4200TL ohne Aufpreis ausgetauscht.
Wir wollten unbedingt vermeiden, dass wieder 165Wp und 175Wp Module parallel angeschlossen werden und haben deshalb den SB 4200TL vorgeschlagen. Das dies die richtige Entscheidung war, kann man an der Tatsache ersehen, dass der String mit den 175Wp Modulen mit ca. 10% mehr Pdc einspeist als der schwächere String mit den 165Wp Modulen. Zudem wirkt diese Verschaltung der Verschattungsproblematik im Winter entgegen.
Ohne unser Zutun tauschte der Installateur zudem das komplette Montagesystem aus. Lt. Großhändler war das alte System nicht für Photowattmodule zertifiziert. Davon wußten der Betreiber und ich gar nichts. Auch dieser Austausch wurde kostenlos und unbürokratisch durchgeführt.
Am Samstag ein aufgeregter freudiger Anruf des Betreibers. Er stand gerade vor WR und konnte 3500W Pac ablesen, einen Wert an den er sich seit Inbetriebnahme nicht mehr erinnern konnte. Die Anlage hat dann am ersten Tag gleich mal 3,45kWh/kWp eingespeist, meine 10km weiter nur 2,4kWh/kWp.

Fazit: nur ein aufmerksamer Betreiber, der seine Anlage über PV-Erträge oder andere Vergleichsmöglichkeiten zumindest über den Zählerstand vergleicht, ist als Laie in der Lage festzustellen, meine Anlage läuft oder sie läuft nicht.
Des Weiteren gehören ein langer Atem, ein gutes Nervenkostüm und Beharrlichkeit zu den unerlässlichen Eigenschaften eines Betreibers um Ansprüche auch geltend zu machen.
Ein Dank gilt Kaco, dem Elektrogroßhandelsgeschäft und seinen Mitarbeitern, die dann doch mit Nachdruck und unbürokratisch auf die Probleme der Anlage reagiert haben, und natürlich dem Installateur, der die Anlage ausgetauscht hat.
Mein Dank geht auch an Superhaase, Luke, Fischkopp, firestarter, Klaus, E&U, Lehmann, kato und Wiese und allen anderen die sich gemeinsam aus der Ferne bemüht haben mögliche Fehlerursachen zu lokalisieren, zu diskutieren und somit ebenfalls zum Ergebnis beigetragen haben.
Mein Glückwunsch geht an unseren PV-Pechvogel, dessen Pech mit dem Thema Photovoltaik hiermit m-E. dauerhaft vertrieben wurde.
Ich wünsche Dir für die nächsten 20 Jahre viel Freude mit Deiner Anlage, allzeit Sonne aufs Dach und gute Erträge.

Helios

Verfasst am: 04.03.2008, 21:10

ein tolles Ergebnis Deiner Bemühungen Helios. Respekt!

Hab die postings im Januar gar nicht mitbekommen. Es freut mich für unseren Pechvogel, dass dieses Forum ihm helfen konnte.

Sonnige Grüße nach Remchingen, und in Zukunft immer gute Erträge.

Peter

Forumsinventar Angemeldet: 23.03.2006 Beiträge: 3685

Hallo,

na dann, Alles Gute auch von mir an Pechvogel zur jetzt runderneuerten Anlage.
Kann man nur hoffen das Photowatt gelernt hat und heute mehr Qualität produziert.
Ist ein gutes Beispiel wie sich hier doch Einige im Forum auch außerhalb ihres PC engagieren, und dafür wie man mit "Drannbleiben" Erfolge hat.

Viele Grüße:

Klaus

Verfasst am: 04.03.2008, 22:00

Ich schließe mich meinen Vorrednern an, habe den Thread erst jetzt zur Kenntnis genommen.

@ Helios: das was du da als Fazit schreibst ist alles richtig, nur ohne das Engagement abseits des PC's wie es Boelckmoeller3 richtig angemerkt hat, wäre das vermutlich nicht ganz so positiv ausgegangen.
Also ich würde mal meinen: Ehre wem Ehre gebührt Exclamation

CHAPEAU!!

Was jetzt aber auch klar sein müsste: der gute Pechvogel müsste jetzt eigentlich seinen Account löschen und sich neu anmelden.
Einen Avatar zum neuen Namen hätte ich dann auch schon: Very Happy

Allzeit gute Erträge,

Thomas

Verfasst am: 05.03.2008, 01:31

Helios hat Folgendes geschrieben:

Fazit: nur ein aufmerksamer Betreiber, der seine Anlage über PV-Erträge oder andere Vergleichsmöglichkeiten zumindest über den Zählerstand vergleicht, ist als Laie in der Lage festzustellen, meine Anlage läuft oder sie läuft nicht.

Hallo Helios,

du hast ein Engagement weit über das heute übliche hinaus bewiesen und m. E. damit auch das Renommé dieses Forums gefördert.
Dafür herzlichen Dank.

Ich befürchte, dass es noch viele (tausend?) Anlagen gibt, die nicht optimal oder gar ähnlich fehlerhaft laufen.

Umso deutlicher sollte deine obige Aussage kommuniziert werden.

Gruß hgf

Verfasst am: 09.03.2008, 18:13

Ende gut, alles gut, dank Helios und diesem Forum.

hiermit möchte ich mich herzlichst bei Helios und diesem Forum bedanken. Ohne Helios, wäre ich mit meinen laienhaften Wissen, auf der Strecke geblieben. Nur dem Forum und vorallem dem selbstlosen Einsatz, (Sitzungen und Zusammenkünfte) von Helios ist es zu verdanken, daß ich eine nicht nur funktionierte, sondern eine den Umständen optimal angepasste Anlage auf meinem Dach befindet.
Durch das Fachwissen von Helios war das Eis des Gr0ßhändlers schnell gebrochen. Dieser zeigte sich dann auch kooperativ, sodaß auf kurzem Wege alle Beteiligten, an einem Tisch, nach einer Lösung suchten. An dieser Stelle, ein großes Dankeschön an ALLE beteiligten.( Auch an die schriftlichen Informanten.

Ich kann an dieser Stelle eigentlich nur Werbung versprechen.
Wie sagt ein altes Sprichwort:

Ein gelöstes Problem, ist die beste Werbung

einen sonnigen Gruß

Pechvogel