Teilverschattung eines Strings

Neu hier Angemeldet: 25.04.2008 Beiträge: 6

Hallo zusammen,

als Neuling in dem Forum habe ich eine Frage zur zeitweisen Teilverschattung.
Geplant ist eine Anlage mit 36 Evergreen ES-190-TU Modulen an 2 SMA SB3300TL HC.
Ausrichtung meines Daches 140 Grad (Südost), 20 Grad Neigung.
Ab ca. 16:00 MESZ beginnt der auf der Dachmitte stehende Schornstein nach und nach Schatten auf bis zu 12 Module zu werfen.

Meine bisherigen Informationen sind, dass bei Teilverschattung nur eines Moduls im String die Leistung des gesamten Strings abfällt, das schwächste Modul bestimmt die Leistung.

Mein Solateur plant, die 36 Module in 2 Strings zu 18 Modulen aufzuteilen und an die beiden Wechselrichter anzuschließen.

Ich frage mich ob es nicht besser ist, 4 Strings mit 9 Modulen zu bilden, weil dann der Leistungsabfall geringer ist.

Ich stelle mir das als Laie so vor:
Wenn ich nur einen String mit 18 Module an einen Wechselrichter anschließe, fällt bei Verschattung eines oder mehrerer Module die Leistung von 100% auf z.B. 20 %.
Wenn ich aber 2 Strings mit 9 Module an einen Wechselrichter anschließe, liefert jeder String 50% der Leistung. Einer der beiden Strings wird teilverschattet, der andere nicht. Der eine String liefert dann 10 % Leistung, der andere weiterhin 50%, also zusammen 60%.

Ist mein Gedankengang richtig?

Wer kann mir da fachkundigen Rat geben?

Viele Grüße
Tom

Verfasst am: 27.04.2008, 13:56

Nur wenn jeder String an einem eigenen MPP-Tracker hängt und das ist dem WR nicht der Fall. Hier sind beide Strings parallel und der (teil-)verschattete String zieht auch den "guten" String mit runter.

Stefan

Vielschreiber Angemeldet: 28.11.2007 Beiträge: 282

Hallo Tom,

Zitat:

Ausrichtung meines Daches 140 Grad (Südost), 20 Grad Neigung.
Ab ca. 16:00 MESZ beginnt der auf der Dachmitte stehende Schornstein nach und nach Schatten auf bis zu 12 Module zu werfen.

Wirklich dicke Erträge wirst du nach 16:00 mit Südost ohnehin nicht haben.
Wie auch immer, darauf achten, dass die verschatteten Module nur einem String angehören.
Evtl. die WR Auswahl so ändern, dass der betroffene String an einem kleineren WR hängt, die "guten" Strings auf einen größeren WR zusammenführen.
Gruß
Manfred

Neu hier Angemeldet: 25.04.2008 Beiträge: 6

LumpiStefan hat Folgendes geschrieben:

Nur wenn jeder String an einem eigenen MPP-Tracker hängt und das ist dem WR nicht der Fall. Hier sind beide Strings parallel und der (teil-)verschattete String zieht auch den "guten" String mit runter.

Stefan

Hallo Stefan,

vielen Dank für die Antwort.
Kannst Du mir das näher erklären warum das so ist?

Ich stelle mir vor, wenn ich 2 Strings parallel an einen WR mit einem MPP-Tracker anschließe und 1 String fällt aus, dann müsste doch der 2. String weiterhin seine Leistung bringen. Das wäre doch dann so, als hätte ich nur diesen einen String am WR.

Gruß
Tom

Verfasst am: 28.04.2008, 09:32

solatom hat Folgendes geschrieben:

Ich stelle mir vor, wenn ich 2 Strings parallel an einen WR mit einem MPP-Tracker anschließe und 1 String fällt aus, dann müsste doch der 2. String weiterhin seine Leistung bringen. Das wäre doch dann so, als hätte ich nur diesen einen String am WR.

Wenn der String komplett ausfällt müßtest Du recht haben. Der MPP-Tracker versucht immer den besten Arbeitspunkt einzustellen. Fehlt ein kompletter String in Deinem Fall, würde der 2. ganz normal weiterlaufen. Generell bestimmt das schwächste Glied in der Kette den Arbeitspunkt. Wenn nun in einem String ein Modul verschattet ist, ist dieses Modul das schwächste Glied und der Arbeitspunkt richtet sich nach diesem Modul. Hierbei wird der ganze String "heruntergezogen". Da der parallel dazu angeschlossen String aber mit dem selben Arbeitspunkt betrieben wird (da nur ein MPP-Tracker), kann auch dieser String seine volle Leistung nicht entfalten.

In der Praxis ist es noch etwas komplizierter, da die Module sogenannte Bypass-Dioden haben, die dem ganzen ein wenig entgegen wirken (sollen), aber im Großen und Ganzen ändert es an dem Gesamtproblem eigentlich nichts.

Stefan

Neu hier Angemeldet: 25.04.2008 Beiträge: 6

[quote="LumpiStefan"]

solatom hat Folgendes geschrieben:

Generell bestimmt das schwächste Glied in der Kette den Arbeitspunkt. Wenn nun in einem String ein Modul verschattet ist, ist dieses Modul das schwächste Glied und der Arbeitspunkt richtet sich nach diesem Modul. Hierbei wird der ganze String "heruntergezogen". Da der parallel dazu angeschlossen String aber mit dem selben Arbeitspunkt betrieben wird (da nur ein MPP-Tracker), kann auch dieser String seine volle Leistung nicht entfalten.

Stefan

Hallo Stefan,
bedeutet das dann, dass es bei einer Teilverschattung von der Leistung her egal ist, ob 1 String mit 18 Modulen oder 2 Strings mit 9 Modulen parallel angeschlossen werden?
Gruß
Tom

Verfasst am: 28.04.2008, 13:38

solatom hat Folgendes geschrieben:

bedeutet das dann, dass es bei einer Teilverschattung von der Leistung her egal ist, ob 1 String mit 18 Modulen oder 2 Strings mit 9 Modulen parallel angeschlossen werden?

Genau. Wenn die 2 Strings parallel angeschlossen sind ist es egal. Es ändert nur etwas wenn jeder String an einem eigenen MPP-Tracker hängen. Deswegen gibt es sogenannte Multistring-WR. Mit denenen bekommt man das mit einem WR in den Griff, oder man nimmt für jeden String einen eigenen WR.

Jeder WR mehr macht das ganze Vorhaben natürlich teurer. Deswegen versucht man die Verschattung so gering wir möglich zu halten (Manchmal ist es dazu sinnvoll auf das ein oder andere Modul zu verzichten), oder man muss abwägen wie sehr sich die Verschattung auswirkt. Am frühen Morgen und am späten Abend ist der Ertragsverlust natürlich um einiges geringer als um die Mittagszeit.....

Stefan

Verfasst am: 28.04.2008, 13:39

LumpiStefan hat Folgendes geschrieben:

Nur wenn jeder String an einem eigenen MPP-Tracker hängt und das ist dem WR nicht der Fall. Hier sind beide Strings parallel und der (teil-)verschattete String zieht auch den "guten" String mit runter.

Stefan

Das stimmt so nicht.
Bei der Verschattung wir der Strom vermindert, die Spannung bleibt nahezu konstant.
Da bei einer Paralellschaltung die Ströme addiert werden und nicht die Spannung, hat der schlechte Strink keine Auswirkung auf den guten String.

Verfasst am: 28.04.2008, 14:31

SunForFree hat Folgendes geschrieben:

LumpiStefan hat Folgendes geschrieben:

Nur wenn jeder String an einem eigenen MPP-Tracker hängt und das ist dem WR nicht der Fall. Hier sind beide Strings parallel und der (teil-)verschattete String zieht auch den "guten" String mit runter.

Stefan

Das stimmt so nicht.
Bei der Verschattung wir der Strom vermindert, die Spannung bleibt nahezu konstant.
Da bei einer Paralellschaltung die Ströme addiert werden und nicht die Spannung, hat der schlechte Strink keine Auswirkung auf den guten String.

Nichts für ungut....

wenn das stimmen würde, wären Bypassdioden ja kontraproduktiv, da sich ja hierdurch eine unterschiedliche Spannung ergeben würde...

Gruß Rainer

Forumsinventar Angemeldet: 10.11.2005 Beiträge: 1962

Zitat:

Das stimmt so nicht.

Bestätigt...das ist quatsch was du da schreibst...!

Verfasst am: 28.04.2008, 18:44

SunForFree hat Folgendes geschrieben:

LumpiStefan hat Folgendes geschrieben:

Nur wenn jeder String an einem eigenen MPP-Tracker hängt und das ist dem WR nicht der Fall. Hier sind beide Strings parallel und der (teil-)verschattete String zieht auch den "guten" String mit runter.

Stefan

Das stimmt so nicht.
Bei der Verschattung wir der Strom vermindert, die Spannung bleibt nahezu konstant.

Richtig.

Zitat:

Da bei einer Paralellschaltung die Ströme addiert werden und nicht die Spannung,

Richtig.

Zitat:

hat der schlechte Strink keine Auswirkung auf den guten String.

Das ist nur richtig, wenn beide Strings unabhängig voneinander sind, sprich, wenn jeder einen eigenen MPP-Tracker hat. Arbeitet ein MPP-Tracker für beide parallelen Strings, hängt es von seinem Tracking-Algorithmus ab, wie er das managt. Ich könnte mir vorstellen, dass ein Algorithmus den Unterschied beider Strings feststellt, die eigentlich gleich sein sollten, erkennt, dass da eine Verschattung vorliegt, und dann den MPP des ertragreicheren Strings favorisiert.

Forumsinventar Angemeldet: 10.11.2005 Beiträge: 1962

Es wird auf den Punkt geregelt wo die Summe der Leistungen das grösste Resultat ergeben...wie viele Strings angeschlossen sind, merkt der Wechselrichter nicht... trotzdem wird die Differenz der MPP- Punkte nicht im Verhältnis stehen... (5% neben dem MPP- Punkt ist nicht gleich 5% Verlust...)

Neu hier Angemeldet: 25.04.2008 Beiträge: 6

Xam Ralos hat Folgendes geschrieben:

Es wird auf den Punkt geregelt wo die Summe der Leistungen das grösste Resultat ergeben...wie viele Strings angeschlossen sind, merkt der Wechselrichter nicht... trotzdem wird die Differenz der MPP- Punkte nicht im Verhältnis stehen... (5% neben dem MPP- Punkt ist nicht gleich 5% Verlust...)

Also jetzt bin ich etwas verwirrt. Momentan interpretiere ich das so, dass 2 parallele Strings bei der beschriebenen Verschattung wahrscheinlich mehr Ertrag liefern als nur 1 langer String?
Noch eine weitere Frage: Gibt es eine Grenze, wieviele Module für den SMA3300TL HC in einen String zusammengeschaltet werden dürfen, also dürfen überhaupt 18 Module zu einem String zusammengefasst werden?
Grüße
Tom

Forumsinventar Angemeldet: 10.11.2005 Beiträge: 1962

Zitat:

Also jetzt bin ich etwas verwirrt. Momentan interpretiere ich das so, dass 2 parallele Strings bei der beschriebenen Verschattung wahrscheinlich mehr Ertrag liefern als nur 1 langer String?

Ja...da nur die hälfte der Module merklich einfluss nehmen...

Zitat:

Noch eine weitere Frage: Gibt es eine Grenze, wieviele Module für den SMA3300TL HC in einen String zusammengeschaltet werden dürfen, also dürfen überhaupt 18 Module zu einem String zusammengefasst werden?
Grüße

Leerlaufspannung der Module bei ~ -10°C multiplizier mit der Anzahl Module im String muss kleiner sein als die maximal Leerlaufspannung des Wechselrichters...

Verfasst am: 28.04.2008, 21:05

Hallo solatom

Ich hab mal ein bischen was zusammengestellt, das Dir eventuell weiterhilft:

Leerlaufspannung eines Moduls bei -10 Grad = 36,8 V bei 18 Modulen 662 V bei 9 Modulen 331 V
MPP-Spannung eines Moduls bei +75 Grad = 22,1 V bei 18 Modulen 398 V bei 9 Modulen 199 V Strom etwa 7,5 A bzw 15 A bei 2 mal 9 Modulen

MPP Spannung bei 25 Grad 26,7 V bei 18 Modulen also 480 Volt bzw 240 Volt bei 9 Modulen.

So, jetzt haben wir Zahlen mit denen wir rechnen können, denn schätzen hilft nicht wirklich.

Was passiert nun, wenn bei 18 Moduelen ein Modul verschattet wird, und die Diode schaltet durch: Die Spannung fällt im Somer von etwa 400 Volt auf etwa 380, bei 2 verschatteten Modulen auf etwa 355 V. Für den WR also kein Problem.

Würde man 2 Strings parallel anschließen würde die Spannung bei etwa 200 Volt liegen. Wird ein Modul verschattet, wird die Spannung leicht ansteigen, weil der verschattete String die Spannung leicht nach oben drückt. Dies hat auf den unverschatteten nur einen geringen Einluss. Nennen wir den unverschatteten String String A und den verschatteten String String B. Die Diode des verschatteten Moduls von String B schaltet durch, wenn die Spannung der 8 unverschatteten Module von String B so hoch wird, dass die Spannung der 8 Module die Spannung der 9 Module von String A erreicht. Das heißt also, dass String B nur dann die leistung erhöhen kann, wenn die Spannung der 8 Module so hoch ist wie die der 9 unverschatteten von String A. Jedes Modul von String B muss also 200/8= 25 Volt erreichen damit die Diode des verschatten Moduls durchschaltet. Dies müsste eigentlich möglich sein. Bei 2 verschatteten Modulen müsste die Spannung auf 200/7= 28 V steigen, was bestimmt nicht mehr funktioniert. Die Leerlaufspannung liegt bei 75 Grad C bei etwa 27 V.

Die Chance mit 2 paralellen Strings mehr Leistung zu erzielen ist also nicht sehr groß. Genauso gut kann man auch darauf vertrauen, dass bei einsetzender Verschattung der WR die Module so belastet, dass die Dioden der verschatteten Module durchschalten.

Zum WR: Der 3300 TL HC hat einen MPP-Spannungsbereich von 125 bis 750 Volt, was also grundsätzlich ausreichen würde, um auch 9 Module regeln zu können. Aber er verkraftet einen maximalen Strom von 11 A , was den Anschluss von 2 mal 9 Modulen verbietet.

Für 2 Strings á 9 Modulen müsste man den SB 3300 (ohne TL HC) verwenden. Der wäre allerdings für die 3400 Watt etwas großzügig ausgelegt.

Weitere Infos findest Du auch hier: http://www.photovoltaikwiki.com/index.php?title=Verschattung&db154470_10_session=58b40abeaf137b478610f3cb2ba58b3c

Peter