Teilverschattung führt zu großem Leistungsverlust, Bypass-Dioden defekt?

  • Hallo liebe Community,


    ich habe mir vor einem halben Jahr ein Balkonkraftwerk gekauft:

    Solarmodul JAM60S21-370/MR von JA Solar mit 370Wp, 34,2 V bei 10,8 A maximal.

    Wechselrichter Hoymiles HM-300


    Wenn das untere Drittel des Moduls leicht verschattet ist, sinkt die Leistung von 270 W (gemessen) auf ca. 60 W ab. Wenn ich das untere Drittel ganz stark mit einem Karton verschatte, sinkt die Leistung sogar auf nur ca. 10 W. Das ist übrigens auch der Fall, wenn ich das obere Drittel verschatte und der Rest in der Sonne ist.


    So wie ich es verstehe, sollte jedoch im Modul bei einer solchen Teilverschattung die jeweilige Bypass-Diode das Drittel kurzschließen, so dass der Strom nicht mehr durch die verschatteten Solarzellen fließen muss. Daher erwarte ich, dass die Leistung nur um 1/3 abnimmt, also von 270 W auf 180 W. Warum funktioniert das bei meiner Anlage aber nicht? Könnte es sein, dass die Bypass-Dioden defekt sind?


    Über Eure Tipps oder Erfahrungen dazu würde ich mich sehr freuen! :)

  • Verschattung über die lange oder kurze Seite auf dem Modul?


    Auf den Bildern zum Modul ist eine klare Trennlinie in der Mitte zu erkennen, damit handelt es sich vermutlich um ein Halbzellenmodul.In dem Falle gilt:

    Liegt (auch nur ein kleiner) Schatten auf einer der erkennbaren Hälften so sollte die andere Hälfte noch produzieren.

    Liegt allerdings ein (nochso kleiner) Schattenstreifen über die gesamte Länge des Moduls und damit beide Hälften, dann sinkt die Leistung so drastisch wie von Dir beschrieben


    Bezüglich der Bypassdioden: Damit die Bypassdioden aktiviert werden benötigst die einen Wechselrichter mit Schattenmanagement. Das ist bei BKW WR wie dem Hoymiles nicht gegeben.

  • schau mal hier

    2002 - 9.8kWp Süd & SMA Tripower STP9000TL-20, nun im Eigenverbrauch, 2023 - 3x Victron Multiplus 48V/5000, Taico Stromspeicher; 2023 1.2kWp über Mppt direkt auf Speicher; 2009 - Wohnw. mit Victron 1500W & 12V/300Ah; 1989 - WP-Heizung 12kW, 1000l Puffer

  • Der hm300 benötigt mindestens 22V Anlaufspannung und 16V zur Produktion. Wenn ein Streifen ausfällt, sind wir bei Standardbedingungen bei 22,8V. Jetzt etwas Temperatur drauf und etwas weniger Einstrahlung, und schon ist das Abschalten nicht mehr weit weg und ein Einschalten erfolgt dann nicht mehr.

    Schatten am besten vermeiden...

  • Danke für deine Antwort! Ich habe die Verschattung über die lange Seite des Moduls beschrieben.


    Die Teilverschattung über die kurze Seite des Moduls ist so wie von dir geschildert: ist eine der beiden Hälften verschattet, liefert das Modul noch die Hälfte der Leistung.


    Zum Schattenmanagement: ich dachte, das ist das MPP-Tracking, welches beim Hoymiles HM-300 zwischen 16 - 60 V laufen sollte (Betriebsspannungsbereich). Somit sollte der Betrieb mit 40 Zellen bei 22 V doch möglich sein, oder?

  • Zum Schattenmanagement: ich dachte, das ist das MPP-Tracking

    Jein.

    Ja, Schattenmanagement wird über das MPPT geregelt.

    Nein, der Hoymiles kann diese spezielle Form des MPPT nicht.


    WR ohne Schattenmanagement suchen nur nach lokalen Maximum im nahen Umfeld der aktuellen Spannung und stellen diese ein wenn es mehr Leistung ergibt.

    Für Schattenmanagement muss der gesamte Regelbereich bis in tiefste Spannungen abgefahren werden, damit die Bypassdiode aktiviert wird. Dabei werden mehrere lokale Maxima gefunden, von denen das beste rausgesucht wird. Das ist übrigends nicht verlustfrei wenn gerade kein Schatten herrscht weil der WR bei der Suche nicht die max. Leistung erbringt. Es erfordert deshalb eine deutlich ausgeklügeltere Software.


    Und die 16-60 Volt sind auch nur derprinzipielle Arbeitsbereich des HM. Der MPPT Spannungsbereich ist kleiner und liegt bei etwa 34-48 V.

  • Zum Schattenmanagement: ich dachte, das ist das MPP-Tracking

    Ja, Schattenmanagement wird über das MPPT geregelt.

    Nein, der Hoymiles kann diese spezielle Form des MPPT nicht.

    Welcher Wechselrichter kann das Schattenmanagement bis ca. 20 V runter und wäre für mein Modul geeignet?

  • Bezüglich der Bypassdioden: Damit die Bypassdioden aktiviert werden benötigst die einen Wechselrichter mit Schattenmanagement.

    Niemand von "Außen", oder Wechselrichter deaktiviert, oder aktiviert die Dioden. Hat nichts mit Schattenmanagement zu tun


    Die Dioden kommen dann zur Wirkung, wenn der Schatten in den entsprechenden Wirkbereich (Fläche) der entsprechenden Diode kommt. Statt das der Strom durch den Schatten "behintert" wird, fließt er durch die Diode. Mit dem Effekt, dass das Modul weniger Spannung liefert. In einem String mit mehreren seriellen Modulen sinkt daher die Spannung.

    Tritt baulicher Schatten auf, ist bei der Ausrichtung der Module darauf zu achten dass die Dioden ihre vorgesehene Aufgabe verrichten können.


    Bei den großen heutigen Modulen sind auf der Rückseite meistens drei kleine Gehäuse sichtbar. Sind sie horizontal angeordnet (Modul vermutlich senkrecht), ist es für eine Schattenwanderung von links nach rechts bzw umgekehrt. Bei vertikaler Anordnung (Modul vermutlich horizontal) helfen die Dioden für "Schatten" in vertikaler Bewegung,. z.B. abschmelzen von Schnee. Wäre hier das Modul senkrecht montiert, betrifft der Schnee alle drei (Teil-) Flächen der Dioden gleichzeitige, daher wird praktisch das ganze Modul nur "frei", wenn der ganze Schnee abgeschmolzen ist. In der Zwischenzeit fließt der Strom von anderen in Serie geschalteten Modulen durch die Dioden. Spannung und damit Leistung des String sinkt.

    Im Grunde kann man sich jeden Wirkbereich der Diode, als eigenen kleines Modul innerhalb des gr. Moduls vorstellen.


    Früher als sie kleiner waren, bzw jeme Module wo die Leistung im 50W Bereich liegen, gab/gibt es nur eine Diode für das ganze Modul. Bei Teilbeschattung wird dann der Strom am ganzen 50W Modul vorbeigeleitet.

    2002 - 9.8kWp Süd & SMA Tripower STP9000TL-20, nun im Eigenverbrauch, 2023 - 3x Victron Multiplus 48V/5000, Taico Stromspeicher; 2023 1.2kWp über Mppt direkt auf Speicher; 2009 - Wohnw. mit Victron 1500W & 12V/300Ah; 1989 - WP-Heizung 12kW, 1000l Puffer

  • Und die 16-60 Volt sind auch nur derprinzipielle Arbeitsbereich des HM. Der MPPT Spannungsbereich ist kleiner und liegt bei etwa 34-48 V.

    Das ist nicht der Fall. 34-48V (je nach Modell) ist der Bereich in dem die max. Leistung erreicht werden kann. Das ist einfach durch den max. Strom bedingt. Mit kleineren Leistungen läuft der WR auch mit viel kleineren Spannungen noch. Ich habe bei meinem HMS-2000 schon bei Spannungen von 25V noch 50-70W gesehen.


    Allerdings ist man bei Schatten schnell unterhalb von 20V und dann passiert nicht mehr viel-