Alterungsverhalten in Abhängigkeit von der Modultemperatur

  • Hi zusammen,


    wie sieht es eigentlich allgemein aus mit dem Alterungsverhalten in Abhängigkeit von der Modultemperatur?

    Konkreter: Wenn die Laderegler in einer Insel zu heißesten Mittagszeit, am besten noch mitten in einer Hitzewelle, die Leistung herunterfahren, weil z.B. die Akkus voll sind, müssten sich die Module auf dem Dach ja um die Leistung erhitzen, die sie nicht als elektrische Leistung abführen können. Dann werden sie bestimmt ordentlich heiß. Macht das den Modulen was?


    Danke für Eure Antworten

    und

    viele Grüße

    Karl

  • Servus, mal grob rechnen : z.B 800W/m² Einstrahlung, Modulwirkungsgrad 20%, Außentemperatur 35°C,

    Modultemperatur 65°C bei voller Leistungsabgabe-okay?

    Also 800W*0,2=160W Modulleistung- 16% Leistung (Temp-Koeffizient für p=-0,4%/°C*Temp-delta 40°C zu STC) =135W

    Von den 800W der Sonneneinstrahlung lassen sich also bei oben genannten Bedingungen 135W "ernten".

    Tut man das nicht müßte das Modul ohne elektrische Leistungsabgabe theoretisch ca 17% heißer sein als mit.

    Wären dann also rein rechnerisch 65°C +17% =76°C (was ich aber praktisch nicht glaube...)

    Zulässiger Temperaturbereich der Module liegt meist bei -40°C - 85°C.

    Ob es ihnen was macht - sicher! Was es ihnen macht - hm- keine Ahnung;)

    lg,

    e-zepp

  • Die Module werden bei (einigen) Ladereglern elektronisch frei geschaltet. Dh, es kommt überhaupt nicht zu einer zusätzlichen Erwärmung. Stell dir vor, du legst einfach ein Modul auf's Dach und schließt die Kabel nicht an. Das erwärmt sich jetzt im Sommer auf bis zu 70°C und kühlt sich nachts wieder ab. Eine weitere Erwärmung findet tagsüber nicht statt.

    Die Sonneneinstrahlung generell greift natürlich das Material an, speziell die EVA Folien altern und werden über viele Jahre gesehen brüchig. Auch das Deckglas altert, wird milchiger. Es sind hauptsächlich die UV Anteile im Sonnenlicht, die diese schädlichen Effekte verursachen. Die Solarfirmen versuchen durch viele Tests, die möglichst langlebigsten Materialien zu finden. 30 bis 40 Jahre Betriebszeit sind bei guten Modulen möglich, wenn auch nicht mit voller Leistung.

  • Wären dann also rein rechnerisch 65°C +17% =76°C (was ich aber praktisch nicht glaube...)

    Glaube ich auch nicht, die Module sind ja nicht 65K wärmer wie die Umgebung.

    Die Übertemperatur beträgt vielleicht 35 - 45 K, damit stellt sich dann ein Gleichgewicht ein. Wären also eher 35-45 K * 1,17 + Umgebungstemperatur. Aber auch das wird noch zu hoch sein, denn die Wärmeabgabe (Strahlung gegen Atmosphäre) steigt ja nicht linear sondern exponentiell an.

  • Da ich direkt aus dem Dachfenster messen kann, beträgt die Entfernung zu den ersten Modulen gerade mal 30 cm.

    Vor ein paar Tagen habe ich die höchste Modultemperatur gemessen, das waren 64°C. Der nächste Dachziegel hatte eine Temperatur von 70°C.

  • Stell dir vor, du legst einfach ein Modul auf's Dach und schließt die Kabel nicht an. Das erwärmt sich jetzt im Sommer auf bis zu 70°C und kühlt sich nachts wieder ab. Eine weitere Erwärmung findet tagsüber nicht statt.

    Servus, ja , aber der Karl meinte ja dass es kühler bleibt solange man die elektrische Leistung abführt und das stimmt

    wohl auch. Meine Rechnung stimmt auch sicher nicht wirklich, s. Beitrag von PV Ndh.

    Wie stark sich die Temperaturerhöhung aber letztlich auf die Degradation&Gebrauchsdauer des Moduls auswirkt ist ohne groß angelegte Langzeitstudie wohl kaum zu erfassen, dass sie sich "irgendwie" auswirkt dürfte sicher sein.


    lg,

    e-zepp


    PS: Ich habe bisher auch keine Modultemperatur > 70°C gemessen (A-Temp. 36°C, Windstille, Sonne senkrecht a. Modul)

    Ich werde nachher mal eins abklemmen und eins kurzschließen und dann mit einem billigen IR-Thermometer messen wieviel/ob es sich gegenüber einem ladenden Vergleichsmodul direkt daneben erwärmt.

  • Danke für alle Eure Antworten und für die Berechnungen e-zepp nund PV-Ndh.

    Solche Berechnungen könnte ich im Prinzip auch selbst durchführen, aber erstens werden viele anderen sich diese Frage sicherlich auch schon gestellt haben und auch in Zukunft tun, so dass sie hier eine Quelle haben zum googlen. Soweit ich weiß wächst die Wärmeabfuhr parallel zur Temperaturdifferenz der Luft wobei die Windgeschwindigkeit auch noch eine Rolle spielt, und mit der vierten Potenz mit der Temperaturdifferenz der Strahlungstemperatur der Atmosphäre und der Fläche unter den Modulen.

    Aber eine berechnete und sogar gemessene Temperaturdifferenz sagt aber leider immer noch nicht sehr viel über das Alterungsverhalten bei hohen Temperaturen aus.

    Andererseits: Wenn die Module bis 85°C zugelassen sind, dann müssten die Module ja trotzdem die Garantiezeit auch bei mehreren Stunden85°C aushalten. Könnte ja sein, dass die Module in der Wüste bei Windstille 45°C Lufttemperatur stehen und sogar dort könnten sie aus irgendwelchen Gründen temporär abgeschaltet werden.

    Wenn Module in D nur 70° C bei abgeschalteten Modulen erreichen würden, könnte ich mir vorstellen, dass dabei die Lebensdauer in der Regel über der Garantiezeit der Hersteller liegt.


    Trotzdem lieber E-Zepp bin ich sehr gespannt auf dein Messergebnis. Ich tippe mal auf 10 K Temperaturdifferenz.

    Wäre auch interessant, wie lange die Solarmodule in Spanien oder Nordafrika so in etwa halten, wo die Sonneneinstrahlung noch etwas stärker ist als hier in D und zugleich die Lufttemperaturen teilweise nochmal 10°C höher sind als hier.

  • Also, nix Genaues weiß ich nicht, schuld ist der angenehme aber leider etwas unregelmäßige Wind.

    Bei einer A-Temp. von 30,5°C unter der freistehenden, mit 55° Neigung nach Süd ausgerichteten PV habe ich

    unter Last mit dem IR-Thermometer rückseitig aus 20cm Entfernung eine Modul-Temp. von 58-59°C gemessen.

    Dann habe ich das rechte Modul kurzgeschlossen, das mittlere unter Last gelassen und das linke nur abgeklemmt.

    Temperatur nach 5 min Wartezeit rechts 62°C, Mitte 60°C und links 61°C:roll:

    Weitere 5 min später rechts 60°C, Mitte 59°C und links 59°C:roll:

    Ich denke das kommt eben von dem unregelmäßigen Lüftchen, ein klein bisschen anders und die Modul-Temp.

    geht insgesamt fast sofort um ein paar Grad rauf/runter, sprich die "Messung" ist so für die Tonne

    aber viel tut sich da jedenfalls nicht im Gegensatz zu dem Modul unter Last.

    lg,

    e-zepp

  • Hi.

    Wie soll den ein Modul Verlustleistung generieren, wen gar kein geschloßener stromkreis vorhanden ist.

    Insel mit Schütz Netzumschaltung über BMV702
    3,24kWp O/S, 1,44kW W/N, 0,54Wp S/W an MPPT

    ~1-2kWp Restleistung O 14x250W Hagelschadenmodule an PWM, 1,4kWp W/N Dünnschicht an MPPT

    10-12kWp die noch warten verbaut zu werden....
    PZS 48V 420Ah ~10jahre alt ~360Ah Restkapazität SD 1,21-1,25, 1400kWh runter

    ECTIVE SI 4kW Sinus Wechselrichter.

    6000kWh Jahresverbrauch, Boiler im Sommer.

  • Hi Zeppi,


    das Ergebnis habe ich dir ja vorab bereits mitgeteilt!


    An deinem Ansatz stimmt folgendes nicht:

    Eine Temperaturerhöhung des Moduls müßte von innen heraus kommen.

    Dies würde durch eine Änderung des Modulwiderstandes entstehen, wenn der höchste Strom fließt.

    Offensichtlich ist dieser Einfluß recht gering, so daß es zu keiner signifikanten Temperaturerhöhung kommt.


    Dein Versuch zeigt es ebenfalls, das ist genau richtig angesetzt.


    Habe gerade gemessen - Glasoberfläche 60°C, Ziegel 68°C, Ziegel unterhalb der Module 42°C, Folie Modulrückseite 52°C.