Reihenschaltung bei Abschattung

  • Guten Abend,
    als Neuling hab ich mal ne Frage:
    Wenn in einem String ein Modul abgeschattet wird, welcher Strom stellt sich ein:


    1. Der Strom des abgeschatteten Moduls bremst alle Module auf diesen Strom herunter.Die Spannung der anderen Module steigt zwar an, aber sie arbeiten dadurch nicht mehr im MPP?


    2. Es stellt sich ein mittlerer Strom ein, weil die ungestörten Module Strom durch das abgeschattete Modul "drückt".
    Dadurch steigt die Spannung der anderen leicht an und die Spannung des beschatteten Moduls sinkt ab.


    Gruß
    Helle

  • Hallo Helle,
    Weder noch. Die Bypassdioden im Modul schalten durch. Der Strom richtet sich nach den unverschatteten Modulen. Die Strangspannung sinkt um die Spannung des verschatteten Moduls. Der Strang benimmt sich so als ob er ein Modul kürzer wäre.


    Zumindestens wenn der Wechselrichter ein Verschattungsmanagement hat. Wenn nicht, kann der Strang in einem lokalen Leistungsmaximum hängen bleiben. Dann zieht das verschattete Modul den ganzen Strang mit runter.


    Gruß
    Jochen

    14,8 kWp Solar Fabrik / Fronius
    23 kWp Bosch / Danfoss
    55 kWp Frankfurt Solar / Danfoss
    30 kWp Yingli / SolarEdge
    15,8 kWp Bosch / SMA
    Geschäftsführer und alleiniger Gesellschafter der Helianthus Solar GmbH

  • die Bypassdiode schalten erst durch, wenn die Spannung des entsprechenden Modules bzw. Modulzweiges die Flußspannung der Bypassdiode ( 0,3V) erreicht. Praktisch müsste man dazu die Solarzelle komplett abdecken oder unterbrechen. Bei Teilverschattung einer Zelle wird meiner meinung nach der komplette Strom weiterhin durch die Zellen geprügelt, denn die Bypassdiode bleibt dann noch in Sperrichtung. Die verschatteten Zellen dürften dabei thermisch stärker belastet werden.

    Komplizierte Vorgänge immer dem faulsten Mitarbeiter geben. Er wird die einfachste Lösung finden!

  • ... und auch die Trägheit der Verschattungsalgorithmen sorgen dafür, dass herkömmliche WR auch mit Verschattungsmanagement Optimiererlösungen unterlegen sind.


    Denn die Kennlinie darf nicht zu oft durchsucht werden, sonst gibt es zu viele Verluste.
    Der Optimierer arbeitet dagegen quasi in Echtzeit und speist auch kleinere Erträge ein.


    Ist hier zwar leicht OT, passt aber dennoch gut...

    lg kassi


    5,72 & 8,55 & 6,75 & 9,88 & 5,5 kWp & 390 Wp auf Womo
    Ioniq electric seit 5/2017, Prius aus 2005 wurde Anfang 2019 durch Tesla Model 3 ersetzt


    Hier gehts zur Analyse meiner Anlage auf Einzelmodulbasis

  • Es giebt auch 72 Zellen Solarmodule mit 18V, bei denen 2x36 Zellen parallelgeschalten sind.
    Durch die Parallelschaltung von zwei Modulflächen ergiebt sich eine bessere Leistungsausbeute bei Teilverschattung.
    Alternativ könnte man auch den String so aufbauen, das immer zwei Module parallelgeschalten werden.

    Komplizierte Vorgänge immer dem faulsten Mitarbeiter geben. Er wird die einfachste Lösung finden!

  • Kassi liegt garnicht soweit OT.
    Ich plane eine Solaranlage (ca 6.7 KWp) auf meinem Hausdach zu errichten.
    Das Hausdach hat eine Gaube.
    Das Dach bekommt 11 Module mit 30° Neigung, die Gaube 12 Module bei 10° Dachneigung.
    Rechts und links der Gaube sind jeweils 2 Module halbtags beschattet.
    Ich versuche im Augenblick die Wirkungsweise der Optimizer zu verstehen und deren Erfolg.
    Dazu sollte ich den Verlust durch Teilabschattung kennen. deshlb hier der Tröt.
    Und auch gleich noch zwei Fragen:
    1.,
    Ist es möglich, nur die 4 beschatteten Module mit Optimizern zu versehen und mit den anderen sieben 30°-Modulen in einen String zu schalten? Dazu sollte ich halt wissen, wie die Dinger arbeiten.
    2.,
    Gibt es Unterlagen über die Wirkungsweise der Optimiser. Leider ist nur zu erfahren, wie die Primärseite operiert (MPPT-Funktion), aber keine Angaben, wie die Sekundärseite arbeitet.
    Wonach regelt der Optimizer die Ausgangs-Spannung bzw.-Strom?
    freundiche Grüße,
    Helle

  • zu 1)
    Noe, ein String muss immer kpl. mit Optimierern ausgestattet werden.
    Bei Tigo hiess es zwar früher dass das ginge, das hat sich aber m.W. wohl nicht bestätigt.


    zu 2)
    Bei SE wandelt der Optimierer jede Modulspannung so, dass gleiche Ströme erzeugt werden. Damit sumieren sich die Spannungen, egal wie ausgerichtet, geneigt oder verschattet ein Modul ist.
    Die genaue Größe des Stromes ergibt sich automatisch, da jeder Optimierer die Zielspannung kennt. So schwingt sich das System einmal ein und bleibt dann sehr konstant in der Spannng...

    lg kassi


    5,72 & 8,55 & 6,75 & 9,88 & 5,5 kWp & 390 Wp auf Womo
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  • Zunächst :danke: für eure Antworten.


    Ich hab jetzt nochmal etwas gegrübelt:


    Nehmen wir einen String von 2 Modulen, wobei eines abgeschattet ist.
    Modul 1 hat die blaue Strom/Spannungskurve und Modul 2 die rote.
    Beide Module hätten, wenn sie alleine arbeiten würden, ihre MPPs bei MPP1 bzw MPP2.
    Da sie in Serie geschaltet sind, müssen sie mit dem gleichen Strom arbeiten.und die Spannungen, abhängig von der jeweiligen Leistung müssen sich addieren. Das ergibt eine Summenkurve (pink). Ein Wechselrichter sucht jetzt in dieser Kurve den MPP und findet ihn bei MPP3. Damit liegt der Strom fest, mit dem beide Module betrieben werden.
    Modul 1 wird also auf Arbeitspunkt AP1 und Modul 2 auf AP2 gezogen.
    Kennt man die Kurven, kann man somit die Verluste durch Abschattung recht zuverlässig rechnen.
    Unverschattet hätte man 2 ( V1 * I1), verschattet eben V3 * I3.


    Hab ich was falsch gemacht???


    Gruß
    Helle



    [/size]

  • Das ist genau das Lehrbuchbild.
    Der Unterschied zur Realität ist, dass zwei Module nie exakt gleich sein werden, selbst wenn sie aus einer Baureihe sind, gleiche Neigung und Ausrichtung haben und unverschattet sind. Daher wird der Ertrag etwas geringer als 2*V1*I1 sein - nennt man Mismatchverluste... diese sind aber im Idealfall nicht sehr groß

    lg kassi


    5,72 & 8,55 & 6,75 & 9,88 & 5,5 kWp & 390 Wp auf Womo
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  • Hallo Helle,
    Soweit richtig für eine leichte Verschattung. Wenn die Verschattung stärker wird, sinkt der Strom von Modul 2 weiter. Irgendwann ist die Leistung in MPP3 kleiner als die Leistung in MPP1. Ein WR mit Schattenmanagement merkt das und fährt den Arbeitspunkt auf MPP1 und "aktiviert" damit die Bypassdioden von Modul 2. Der Strang reagiert dann wie ein um 1 Modul kürzerer Strang, das verschattete Modul liefert keine Leistung mehr.


    Damit die Spannung des durch Verschattung "kürzer gewordenen" Stranges hoch genug bleibt, sollte man verschattete Bereiche möglichst in einen langen Strang legen, nicht in einem kurzen Schattenstrang abtrennen



    Ein WR ohne Schattenmanagement fährt sich im lokalen Leistungsmaximum fest. Das kann MPP3 sein, obwohl MPP1 schon besser wäre. Das kann auch MPP1 sein, obwohl MPP3 besser wäre.


    Moduloptimierer geben etwas höhere Erträge, weil sie immer das beste aus dem verschatteten Modul rausholen. Der Vorteil ist aber nie größer als der Ertrag des teilverschatteten Moduls.


    Gruß
    Jochen

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