Schattenmanagement und Optimierer - was sie können und was sie nicht können

  • Hallo,

    Durch die Teilung des Moduls in zwei Hälften wirkt sich bei hochkant Montage eine Teilverschattung der unteren Reihen weniger stark aus als bei Vollzellenmodulen. Ein Halbzellenmodul kann dann noch weiterhin bis zu 50% der Leistung produzieren.

    Den Text hatte ich auch gefunden... das war der Grund für die Rückfrage. Theoretisch sind diese 50% machbar, aber da hier dann nur noch der halbe Strom anliegt, wird das Schattenmanagement das Modul also doch rauswerfen. Um es mit den Zahlen meines Beispiels zu sagen: Ein normales Modul würde bei einem Schatten auf der unteren Hälfte von 30V 8A auf 30V 1A fallen. Ein Halbzellenmodul fällt auf 30V 4A. Langfristig fliegen beide raus.


    Vorteile hat das Halbzellenmodul also nur in der Zeit, bis das Schattenmanagement kapiert, was los ist. Dann läuft der String nämlich mit 4A statt 1A. Da dieses Scannen in etwa alle 5 Minuten passiert, ist das nicht ganz irrelevant.


    Einen weiteren Vorteil sehe ich bei stark wechselndem Wetter, also schnell ziehenden kleinen Wolken. Da hat das Schattenmanagement es schwer, weil wir immer Wechsel haben zwischen "alles im Schatten" -> MPP also bei voller Spannung und "Teilschatten" -> MPP bei niedriger Spannung. Das führt dann zu längeren Betriebszeiten im falschen MPP. Hier dürfte das Halbzellenmodul auch punkten (bei passendem Schatten), weil der Verlust geringer ist.


    Mit Optimierer (SE-Bauart) dürfte das ganze deutlich mehr lohnen, weil der dann je nach Schatten sehr fein den MPP suchen kann. Im Fall der unteren Hälfte würde er also wirklich noch die halbe Leistung bekommen.


    Bei mir steht ein Baum vor dem Carport und die Module liegen quer (Ausrichtung ist Süd)

    Naja... der Schatten kommt dann von links nach rechts. Das ist eher der ungünstigere Fall. Selbst beim Halbzellenmodul dürfte das aus den oben genannten Gründen suboptimal sein. Oder hast du eine SE-Anlage? Oder geht es dir niicht um das "Reinlaufen" des Schattens, sondern darum, dass er mit sinkendem Sonnenstand dann von unten nach oben immer mehr beschattet? Dafür ist dann quer besser (habe ich auf meiner Garage auch so aus genau diesem Grund für den Hausschatten).


    Viele Grüße,


    Jan

  • Hi Jan, ich weiß nicht ob wir das hier als negativ Beispiel diskutieren wollen :S

    es geht um String B:

    8.2019 22 x Ja Solar JAM60s03 - 325 WP mit 22 X SE P370 -> 7,15 kWp bei DN 10 mit ca. -18° SO


    Ich habe den Schatten auf dem Carport völlig unterbewertet und für mich war die einfachste Lösung langer String + Schattenmanagement. Erste Ergebnisse zeigten dann max. 3,58 kW nur mit dem 25er SMA WR dann Verhandlungen mir Solarteur und die SE P370 Optimierer wurden gesetzt (Tigo wollte ich nicht) nun habe ich max. 4 kW schon gesehen, aber ohne den SMI 35 (wird am 10.10 installiert) bin ich noch relativ blind. Was nun doof ist das man das Schattenmanagement am MPPT B nicht abschalten kann.



    Also bin ich jetzt am rum testen was ich noch raus holen kann (die Birke wird demnächst gestutzt). Hätte ich das gleich richtig bewertet wäre ein SMA 15 WR + SolarEdge SE7k verbaut worden, da ich aber dachte der große WR kann alles aufnehmen hängt dieser nun seit über einen Jahr an der Wand.

    3.2018 40 x BenQ Solar Sun Vivo PM060MB2 -> 12kWp bei DN 38° mit ca. -18 ° SO

    8.2019 22 x Ja Solar JAM60s03 - 325 WP mit 22 X SE P370 + SMI35-> 7,15 kWp bei DN 10 mit ca. -18° SO

    WR 25000TL-30 mit SHM 2.0 + SBS 3.7 und BYD HV 10,2 kWh
    PVGIS - Prognose 980 kWh/kWp (für die 12 kWp)

    Zähler von ComMetering

    07.2020 VW e-up! Style Honey + go-eCharger HOME+ an OpenWB

    Tibber - der günstige Stromanbieter (50€ für dich und mich): https://tibber.com/de/invite/12e2ff71

  • Ich habe auch Schatten auf meinem Carport, habe den Schatten aber erstmal komplett ignoriert - Module liegen derzeit flach, die Aufständerung erfolgt erst im nächsten Jahr wenn ich wieder mehr Zeit habe - verbaut sind Ja Halbzellen Module ohne optimierer am SMA 5.0. Das Ganze funktioniert gut liefert derzeit ca 2/3 von "richtig" (SSW) mit 22 Grad ausgerichten Modulen.

    Ich denke nicht dass der SMA mehr Energie bekommen würde wenn dort Tigos verbaut wären (oder SE).

    PV Anlage(n): 2x 9,9kWp und ein Energievernichter mit 7,6kWh von BYD

  • Hat jemand Zahlen zum Gesamtwirkungsgrad von SE Systemen im Vergleich zu einem gleichwertigen un-optimierten System jedoch mit schattenmanagementfähigem Wechselrichter? Oder andersrum gefragt, ab wie viel Schatten lohnt sich SE? Ich würde annehmen dass die SE Module durch die Optimierer einen gewissen Umwandlungsverlust im Vergleich zu nicht optimierten Modulen haben und so bei z.b zwei schattenfreien 30kwp Anlagen SE einen niedrigeren Gesamtertrag hätte als die Vergleichsanlage. Oder hätte SE hier vll sogar schon einen Vorteil durch die bessere Anpassung an Modulmissmatching (ich meine hier die leichten Unterschiede zwischen sortierten Modulen der selben Serie, nicht verschieden zusammengewürfelte Module verschiedener Hersteller oder Produktserien in einem String) oder unterschiedliche Verschmutzungsgrade ect? Oder wäre bei einer schattenfreien SE Anlage im Grunde nur der Wechselrichterwirkungsgrad ausschlaggebend da die Optimierer in dieser Umgebung quasi nicht zum Einsatz kommen? (außer eben unterschiedliche Verschmutzung, Missmatching, unterschiedliche Degradation ect.)

    Oder reden wir hier von Dimensionen die über Laufzeiten von 20, 30 Jahren nicht der Rede wert sind?

    Mir gefällt das Monitoring auf Modulebene sehr gut, allein schon aus Interesse, jedoch nicht die Abhängigkeit von SE Wechselrichtern oder die eventuelle höhere Fehleranfälligkeit der optimierten Module :juggle:

    Bin Dankbar um jede Erfahrung :)

  • Ich würde annehmen dass die SE Module durch die Optimierer einen gewissen Umwandlungsverlust im Vergleich zu nicht optimierten Modulen haben und so bei z.b zwei schattenfreien 30kwp Anlagen SE einen niedrigeren Gesamtertrag hätte als die Vergleichsanlage

    Vorsicht... SE hat hier einen Vorteil, der den Nachteil aufhebt!


    Ein "normaler" WR enthält einen MPPT, der letztlich ein DCDC-Wandler ist, der die Stringspannung in die Eingangsspannung des eigentlichen Wechselrichters umwandelt. Dessen Wirkungsgrad ist stark von der Stringspannung abhängig und ist meist umso höher, desto näher man an der Spannung ist, die das Ding sowieso haben will. Dahinter kommt dann der wechselrichtende Teil.


    Bei SE sitzen die MPPT in den Optimierern. Der WR läuft mit einer festen Spannung (ich glaube, 750 V bei den dreiphasigen Geräten) und enthält KEINEN MPPT. Darum ist der Wirkungsgrad des reinen WR bei SE auch höher als bei anderen und die Dinger sind auch recht günstig - sie enthalten halt eine Stufe weniger.


    Vermutlich sind die kleinen MPPT in den Modulen etwas ineffizienter als der große im WR, aber dafür kann SE hier davon profitieren, dass jedes Modul einzeln im MPP läuft. Damit kann jegliche Plustoleranz der Module ausgenutzt werden, während ein String-WR hier durch das schwächste Modul bestimmt wird.


    Unter dem Strich glaube ich, dass sich das schattenfrei nicht viel nimmt. Großer Nachteil von SE in dem Setting sind die höheren Kosten und die Tatsache, dass wesentlich mehr kaputt gehen kann, das man nicht ohne weiteres tauschen kann (ein Optimierer mitten im Modulfeld ist nicht mal eben ausgetauscht).

    Oder wäre bei einer schattenfreien SE Anlage im Grunde nur der Wechselrichterwirkungsgrad ausschlaggebend da die Optimierer in dieser Umgebung quasi nicht zum Einsatz kommen?

    Siehe oben. Auch dann kommen sie zwingend zum EInsatz, weil sie zusammen eine Art verteilten MPPT bilden. Je nach Anzahl der Module müssen sie entweder hoch- oder runterkonvertieren. Hochkonvertieren ist nötig, wenn die MPP-Spannung des Moduls kleiner ist als 750/AnzahlModule, Runterkonvertieren ist nötig, wenn es umgekehrt ist.

  • Hat jemand Zahlen zum Gesamtwirkungsgrad von SE Systemen im Vergleich zu einem gleichwertigen un-optimierten System jedoch mit schattenmanagementfähigem Wechselrichter? Oder andersrum gefragt, ab wie viel Schatten lohnt sich SE?

    SE nutzt man, wenn man viele KLEINE Dachflächen belegen möchte, die verschiedene Ausrichtungen haben und für einen normalen WR zu kurze Strings hätten.

    Für normale Dächer, seinen es bspw. zwei oder drei zu belegende Dächer, nimmt man einen normalen String-WR.

    SE ist in der Regel teurer.


    lg

    citystromer

    Sanyo 18 X HIt N 235 SE 10, Sunways WR NT 4200, Westausrichtung, Standort: 3045x

  • Praxisstudie der University of Southern Denmark:


    https://www.sdu.dk/-/media/fil…v+modules+ver11_final.pdf


    Ergebnistabelle von Seite 21:



    SolarEdge SMA String-Inverter SMA + Tigo
    No shading


    Clear sky 99,8% 100% 99,6%
    Overcast 99,3% 100% 98,9%
    Different orientation of single module


    Clear sky 101,4% 100,0% 102,6%
    Overcast 100,3% 100,0% 101,5%
    Shading by pole


    Clear sky 98,7% 100,0% 98,0%
    Cloudy 104,2% 100,0% 103,1%
    Overcast 98,3% 100,0% 99,6%
    Overall


    Data of the year 99,95% 100% 97,55%
  • Genauso wie Tracker sich nicht mehr lohnen, lohnen sich Optimierer nur noch bei hoher Vergütung (kleine Eigenverbrauchsanlage) gepaart mit nicht idealer Einbauposition zusammen mit Platzmangel für zusätzliche Module.

    Oder zusammen mit Wechselrichtern ohne Schattenmanagement.

    Die gibt es immer noch.

    Persönliche Analyse von einem einzelnen Tag.

  • Hallo, ich werde demnächst folgende Konfiguration von Solarmodulen (Senec 375W) gepaart mit einem Senec Home V3 hybrid Wechselrichter auf mein Süddach bekommen:



    Das ganze soll mit zwei Strings aufgebaut werden, die oberen sechs ein String und die unteren 7 einer. Ausrichtung ist praktisch genau nach Süden. DN ist 42°, die Gaube hat ca. 16°, steht also entsprechend nach oben ab und sorgt für Abschattungen am Abend. Außerdem stehen auf der anderen Straßenseite relativ hohe Bäume, die für Abschattungen sorgen könnten (Winter).


    Ich hatte geplant, auf der rechten Seite die unteren drei Module mit Tigo-Optimierern auszustatten, damit die potentielle Abschattung (unteres Modul) durch die Bäume und der Schatten der Gaube (untere 3 Module) nicht zu Leistungsverlusten führt.


    Nachdem ich hier gelesen habe, was die Optimierer alles (nicht) leisten, stellt sich mir die Frage, ob sich diese (ca 200€) überhaupt lohnen oder ich ohne besser fahre.


    WR ist der im Senec Home V3 Hybrid duo integrierte mit 3 unabhängigen MPP-Strings. (duo da die Nordseite an MPP3 kommen wird).