Schattenmanagement bei SolarEdge-Optimierern?

  • Da das Thema gerade an verschiedener Stelle aufkommt, hier ein Sammelthread.


    Es geht um die Frage: Wie gehen die SolarEdge-Optimierer mit teilverschatteten Modulen um?


    Hier die bislang beobachteten Anlagen:


    Anlage von Max1234 ("große" Optimierer):
    https://www.photovoltaikforum.…t124439-s80.html#p1641944
    -> das Schattenmanagement auf Modulebene funktioniert nicht (zuverlässig). Außerdem haben die Optimierer aus unbekannten Gründen eine untere Spannungsgrenze von 20V, die das Schattenmanagement sowieso stark erschweren würde.


    Anlage von kassiopeia:
    https://www.photovoltaikforum.…ng-p1642346.html#p1642346
    -> teilweise sind durchgeschaltete Bypassdioden zu sehen, aber anscheinend nur, wenn Module über viele Stunden hinweg teilverschattet sind.


    Anlage von PV tut Not:
    siehe Diskussion unten
    (etwas schwieriger zu beurteilen, aber tendenziell kein Schattenmanagement zu sehen)


    Anlage von Stenis:
    weiter hinten im Thema
    Schattenmanagement funktioniert bei hereinwanderndem Schatten mindestens teilweise (Spannung und Leistung gehen auf 2/3, aber nicht auf 1/3), und morgens bei herauswanderndem Schatten gut (geht bis auf 1/3)


    Anlage von 0815User:
    https://www.photovoltaikforum.…n--p1645649.html#p1645649
    Schattenmanagement funktioniert morgens gut


    Anlage von solar_01 ("große" Optimierer):
    https://www.photovoltaikforum.…n--p1645848.html#p1645848
    Schattenmanagement funktioniert nicht


    weitere Logdaten von Anlagen mit eindeutiger Verschattung sind willkommen :D



    _____________________________________________



    zur Anlage von PV tut Not:


    Schöne Anlage!
    Ich hab mal anhand des Videos versucht zu sehen, ob das Schattenmanagement auf Modulebene funktioniert, aber das 15min-Raster ist dafür etwas grob.
    Immerhin sieht man klar und deutlich, dass die Südmodule westlich der Gaube morgens stufenweise die Leistung hochnehmen -> da wär mal interessant was die Modulspannungen und -Leistungen von 1.1.6 und 1.1.7 machen (ich erwarte, dass dabei Bypassdioden durchgeschaltet sind).


    Bei den Modulen östlich der Gaube ists dagegen schwerer zu sehen. Da ist der einzige Indikator für funktionierendes Schattenmanagement, dass 1.1.13 auch mal auf 80W geht, was nicht allein durch diffuse Einstrahlung kommen dürfte. Auch hier wär für 1.1.12 und 1.1.13 der Modulspannungs- und Leistungsverlauf bei Sonne sehr interessant!


    Zitat von PV tut Not

    es sieht beinahe so aus, als müßten 1.1.12 und 1.1.13 in der Position getauscht werden (so ist die Verlaufskurve dieser Module jedenfalls nicht logisch).


    Ist mir auch aufgefallen.

  • So, mal ein paar Grafiken.
    Die 4 von Weidemann angesprochenen Module in der Woche des Videos (28.6. - 4.7.).

  • Und die 4 Module an einem fast perfekten Sonnentag (3.7.):

  • Zitat von PV tut Not

    Und die 4 Module an einem fast perfekten Sonnentag (3.7.):


    Danke für die Screenshots!


    Das bestätigt die Erkenntnis aus dem anderen Thema: Die Optimierer besitzen kein zuverlässiges Schattenmanagement auf Modulebene!


    Sowohl bei der Tagesansicht vom 3.7, als auch bei der Wochenansicht ist es immer das gleiche Bild:
    Bei Modul 12 und 13 bricht die Leistung ein und die Spannung geht hoch, sobald es vom Schatten berührt wird.
    Modul 6 geht immerhin mal auf fast 2/3-Spannung runter, aber Modul 7 hält die Spannung ebenfalls dauerhaft hoch, und bringt erst Leistung nachdem es um 8:00 voll in der Sonne liegt!


    --> die Reaktion von Modul 6 schreibe ich dem Zufall zu, und nicht einem funktionierendem Schattenmanagement!
    (PS: Die Spannung geht bei Modul 6 meist nur auf 3/4 der Spannung runter... entweder es hat durch die große Zellen-Anzahl vier Substrings mit vier Bypassdioden, oder da schaltet keine Diode durch.)

  • Hm, _eigentlich_ hatte ich auf Modulebene auch kein Schattenmanagement der Optimierer erwartet. Das sollen doch die Bypass-Dioden ran.


    Ich habe das immer so verstanden, daß der Optimierer dafür sorgt, daß bei einem Spannungseinbruch des Moduls die Stringspannung für den WR hoch gehalten wird (der jeweilige Anteil des betroffenen Moduls eben), damit nicht der ganze String einbricht.
    Liege ich damit falsch?


    Ein Indiz dafür waren auch die schlechten Erträge der Module 2.1.11/12/13 am SE5K im Sommer 2017. Die restlichen Module waren im Osten und Westen. Obwohl die 3 Module die gleiche Einstrahlung wie die anderen Module auf der Südseite bekommen haben (mehr oder weniger jedenfalls), war der Ertrag über den Tag nur etwa halb bis zweidrittel so groß wie der der anderen Module. Ich habe das damit begründet, daß einfach zu viele Module weggefallen sind, damit die restlichen Optimierer die Stringspannung wirklich auf den 750V halten können. Nachdem jetzt, nach der Erweiterung, mehr Module in diesem String hängen, auch ein paar mehr auf der Südseite, ist das Ergebnis pro Modul deutlich besser. Die Minderleistung gegenüber den anderen Modulen liegt nur noch bei ca. 5%.



    Ich bin gespannt, wie dicht ich mit dem Ertrag bezüglich der Nennleistung im Jahr herankomme.
    Es heißt, daß es 1000kWh pro kWp im Schnitt sein sollen. Nun bringen die Nordmodule sicherlich nicht soviel, hier und da ein wenig Verschattung.
    Nach Nennleistung wären es 19,53MWh. Hochgerechnet für 2018 sind es 18,3MWh (allerdings bis 21. Februar nicht extrapoliert, bis dahin war die PV nur 9,81kWp groß). Wenn es so kommt, bin ich zufrieden.

    SunPower: 30x E20-327, 27x X22-360, 57x Optimierer P500-5RM4MFM
    SE5000, SE5K, SE7K
    Tesla PW1 & PW2
    Opel Ampera, Mitsubishi i-MiEV
    Brennstoffzellen-BHKW + weitere PW2 in langfristiger Planung

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  • Zitat von PV tut Not

    Hm, _eigentlich_ hatte ich auf Modulebene auch kein Schattenmanagement der Optimierer erwartet. Das sollen doch die Bypass-Dioden ran.


    Die Bypassdioden reagieren aber nur auf den Modulstrom, der vom Optimierer oder WR vorgegeben wird. Solange der Optimierer die Modulspannung hoch- und damit den Strom niedrig hält, können die Dioden nicht durchschalten. Das Schattenmanagement in einem normalen WR macht nichts anderes, als regelmäßig die ganze Kennlinie zu durchfahren und zu schauen, wo die meiste Leistung kommt, um dann diesen Punkt (Strom und Spannung) einzustellen. Genau das gleiche müssten die Optimierer mit dem einzelnen Modul machen.


    Zitat

    Ich habe das immer so verstanden, daß der Optimierer dafür sorgt, daß bei einem Spannungseinbruch des Moduls die Stringspannung für den WR hoch gehalten wird (der jeweilige Anteil des betroffenen Moduls eben), damit nicht der ganze String einbricht.


    Es geht weniger um die Spannung (die ist auch bei verschatteten Modulen fast genauso hoch), sondern um den Strom (der ist linear zur Einstrahlung).
    Du hast schon Recht damit, dass die Optimierer das Modul vom String entkoppeln, und auch den Betrieb eines Moduls bei z.B. halber Eintrahlung ermöglichen.
    Aber zusätzlich dazu sollten sie vom einzelnen Modul auch immer die maximal mögliche Leistung abnehmen. Und das tun sie offensichtlich nicht, sondern verhalten sich wie ein dummer String-WR ohne Schattenmanagement: Sobald ein Substring vom Schatten berührt wird, bricht der Strom ein. Stattdessen müsste das Modul die Spannung senken, dann könnte es immerhin die volle Leistung der unverschatteten Moduldrittel (oder bei dir eher -Viertel?) abnehmen.

  • Zitat von Weidemann

    Stattdessen müsste das Modul die Spannung senken, dann könnte es immerhin die volle Leistung der unverschatteten Moduldrittel (oder bei dir eher -Viertel?) abnehmen.

    Also Modulspannung runter für Teilleistung, aber Optimiererspannung hoch für WR/String-Spannung?

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  • So sollte das sein, aber wenn der Optimizerspannung schon am Anschlag bei 60V liegt, bekommt es seine Leistung nicht weg. Dann muss er sogar aus dem MPP fahren, wohin sollte er mit der nicht abgenommenen Leistung? Den Strom kann er nicht alleine erhöhen, da fehlt die Unterstützung der anderen Module.

    Tesla P85+ seit 8/13 >365.000km gefahren. PV 10 kWp an E3DC Hauskraftwerk mit 13,8kWh und Wallbox. Weitere 18kWp PV an Solaredge. Gesamt PV-Leistung 28,049kWp. Jetzt habe ich ein Jahr Zeit, wie ich weitere 1,95kWp (=6x325W) aufs Dach bekomme.

  • Was die Optimiererspannung macht, entscheidet sich am Zusammenspiel insgesamt. Die müsste (wenn sich sonst nichts ändert, also konstanter String-Strom) bei Verschattung eines Moduls auch sinken.
    (Bei den Schatten-Beispielen ist die Optimiererspannung nicht der limitierende Faktor, da sie meist 0-40V beträgt, und nur selten auf 50V kommt -> da wäre noch Reserve drin.)


    Während der Schatten nach und nach die langen Modul-Viertel (=Substrings) berührt, müsste die Modulspannung runter, bei deinen Modulen in vier Stufen (weil wohl auch vier Bypassdioden), und entsprechend müsste auch die Leistung in vier Stufen runtergehen, . Stattdessen bleibt die Spannung aber hoch, und die Leistung bricht sofort ein, wenn das Modul vom Schatten berührt wird.


    (Anders ists, wenn Schatten auf der kurzen Modul-Seite hereinwandert, und alle Modul-Viertel gleichzeitig berührt: Dann kann auch ein Schattenmamagement nichtsmehr retten, weil keine unverschatteten Substrings mehr vorhanden sind.)

  • In der Produktbeschriebung steht folgendes:

    Zitat

    Die SolarEdge Leistungsoptimierer steigern den Energieertrag von PV-Anlagen, indem der Punkt der maximalen Leistungsabgabe (MPPT) für jedes Modul einzeln gesucht wird.
    [...]
    Bei der Verwendung von SolarEdge Wechselrichtern behalten die Leistungsoptimierer automatisch eine feste Strangspannung bei ...

    Jetzt stellt sich natürlich die Frage:
    Ist die Leistung, die in meinem Fall rauskommt, schon die maximale Leistung?
    Wäre es ohne Optimierer noch schlechter?
    Oder würde es anders sogar besser gehen?


    Welches Bauteil müßte jetzt eigentlich die Modulspannung runternehmen? Optimierer würde ich anhand deiner vorigen Ausführungen sagen.
    Also arbeitet der Optimierer eventuell nicht so, daß er das Maximale aus dem Modul hausholt.
    Die weitere Frage ist: Warum?
    Gibt es die Funktionsweise des Optimieres einfach nicht her oder arbeitet er fehlerhaft?


    Da werde ich mich mal an den Solarteur wenden, ob er was dazu sagen kann. Und ich schicke ihm auch mal die Screenshots.

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