WR-Dimensionierung bei unterschiedlicher Ausrichtung

  • Zum Thema Wechselrichterdimensionierung bewegt mich folgende Frage zur WR-Dimensionierung:


    Meine Anlage besteht aus 3 Strings auf verschiedenen Dächern mit unterschiedlicher Ausrichtung:


    String 1: Ausrichtung Südost, Dachneigung 32°, Module: MF130EALF Mitsubishi 22* 130 W = 2,86 kW
    String 2: Ausrichtung Südost, Dachneigung 17°, Module: MF130EALF Mitsubishi 10* 130 W = 1,30 kW
    String 3: Ausrichtung Südwest, Dachneigung 32°, Module: KC 120 Kyocera 18* 120 W = 2,16 kW
    Wechselrichter: Sunny Boy 500 TL.


    Auf der Dachfläche von String 3 habe ich noch Platz und möchte den String erweitern –ohne jedoch den WR zu ändern. Mir fehlt aber das richtige Dimensionierungs-Tool für den Wechselrichter. Das SMA-Programm GenAu gibt ein minimales Nennleistungsverhältnis von 89% an. Aber das gilt nur bei gleicher Ausrichtung der Strings.


    Wäre für praktische Hinweise dankbar. Insbesondere der Einfluss der diffusen Strahlung würde mich interessieren.


    Gruß


    Holger

  • Hallo Holger,
    sieht so aus, als wenn sich im Augenblick an dieses Problem keiner ran traut oder noch keiner Zeit hatte.
    Du kannst ja mal deine Frage gleichzeitig im SMA-Forum stellen. Das ist das hier:http://www.sma.de/forum/
    Ansonsten habe bitte ein bisschen Geduld.


    Tschüss
    Doris

    Ein positiv denkender Mensch weigert sich nicht, das Negative zur Kenntnis zu nehmen. Er weigert sich lediglich, sich ihm zu unterwerfen. (Norman-Vincent Peale 1898-1993)

  • Doris
    Keine Zeit ;)


    @ Holger
    Also wenn du den Wechselrichter nicht ändern willst, dann kannst du eh nurnoch 280W installieren, danach ist das maximum von 6600W überschritten.
    Die 2 KC 120 müsstest du dann einfach in Reihe dazuschalten

    2x Sunways NT 6000, 52x Sanyo HIP 190 BE3, 9,88kWp


    WR1: 3 Strings a` 8 Module, 1 Temperatur- und Einstrahlungssensor, Neigung 30°, Azimut 180°
    WR2: 1 String a` 10 Module, 2 Strings a` 9 Module, Neigung 40°, Azimut 180°

  • Ich würd sagen, der SB5000TL ist schon an seiner Grenze. Die max. empfohlene Generatorleistung ist 6000Wp. Steht jedenfalls in meiner Anleitung. Und da bist du schon drüber. Oder spekulierst du drau, dass nie alle gleichzeitig die max-Leistung bringen wegen der SO und SW-Ausrichtung? Aber Mittags könnte se schon sein, dass mal alle Strings im Peak sind, wie war das denn in der Vergangenheit? Oder wurde die Spitzenleistung nie erreicht?





    Gruß Kato


    Doris auch keine Zeit zur Zeit :-)

    15,54 Kwp
    2xSB5000 mit je 32 Stück Suntechnics STM185
    1xSB3300 mit 20 Stück Suntechnics STM185
    SunnyBoyControl mit Netzleitungsmodem

  • Hallo blalba, hallo kato,


    die Herausforderung bei diesem Thema ist genau wie kato schreibt die unterschiedliche Ausrichtung der Dachflächen, weshalb nie alle Strings maximale Einstrahlung gleichzeitig erhalten.


    Mein naiver Ansatz ist, das ganze auf eine Geometerieaufgabe abzubilden. Ich bin mir aber nicht sicher ob der Ansatz wirklich zum Ziel führt.


    Schließlich gibt es noch diffuse Strahlung und, und, und.....


    Zur Frage von kato, wie hoch die WR-Leistung in der Vergangenheit war:
    Ich habe keinen Datenlogger und bin daher nur spordisch an schönen Sommertagen mittags im Keller, um die WR-Leistung abzulesen.


    Die höchste bisher abgelesene Leistung betrug 4,9 kW. Ich fürchte jedoch, dass dieser Wert nicht viel aussagt, da der WR einfach nicht mehr leistet egal ob 5 KW anliegen (was völlig okay wäre) oder 8 kW (unterdimensioniert).


    Gruß


    Holger

  • Hallo Holger,
    das interessiert mich nun auch wieder.
    Kennst du die mittlere Globalstrahlung von dem Anlagenstandort? Kriegst du auf Walters Hompage raus oder aus der PHOTON. Ich glaube, dass man da durchaus was rechnen kann. ;-)
    Nach meiner ersten Überlegung müsste man für Juni, Juli, August die Einstrahlungsbedingungen über den Tag auf der jeweiligen Fläche feststellen und die dazugehörige P(AC) ermitteln. Jede Fläche sollte dabei zunächst als eine eigene Anlage betrachtet werden. Ich habe letztens hier einen Link eingestellt, (war was mit Stuttgart und Umweltamt ) da gab es es Diagramme, mit denen konnte man die Sonnenstände stundengenau feststellen. (Den Link habe ich leider verbummelt :oops:).
    Zusammen mit den Globalstrahlungsdaten müsste man die theoretische tageszeitliche Verteilung auf die Anlage eigentlich rauskriegen. Wenn man die Einzelergebnisse dann übereinanderlegt sollte sich eigentlich ergeben, was da noch geht. Oder?


    Tschüss
    Doris

    Ein positiv denkender Mensch weigert sich nicht, das Negative zur Kenntnis zu nehmen. Er weigert sich lediglich, sich ihm zu unterwerfen. (Norman-Vincent Peale 1898-1993)

  • Hallo Holger,


    mit der diffusen Strahlung wirst du den Wr nicht an seine Grenzen bringen. Und wenn diffus, dann trifft das ja für alle 3 Strings zu. Das Problem ist die Mittagszeit. Ich glaube 5300W ist die Spitzenleistung. Obwohl ich war mit meiner Anlage schon nahe an der max. Generatorleistung, was laut Wechselrichter-max-Daten gar nicht gehen sollte. Warscheinlich bringen die in der kurzzeitigen Spitze dann doch ein bischen mehr.


    Die Frage ist, was es für Auswirkungen auf die Einspeisevergütung hat, wen du zwei Module nachrüstest. Ob sich die Rechnerei dann lohnt.


    Ansonsten würde ich die 3 Strings getrennt rechen mit der unterschiedlichen Ausrichtung, egal was jetzt für ein Wechselrichter rauskommt und die Werte dann auf deinen 5000er übertragen. Wann aber wo die Spitzenleistung anliegt, wirst du damit nicht ermitteln.


    Ein Datenlogger wäre nicht schlecht.


    Kato

    15,54 Kwp
    2xSB5000 mit je 32 Stück Suntechnics STM185
    1xSB3300 mit 20 Stück Suntechnics STM185
    SunnyBoyControl mit Netzleitungsmodem

  • Hallo Holger,


    ich mal ein bisschen gerechnet, wie die Wechselrichterbelastung unter verschiedenen Einstrahlungsbedingungen aussieht. Wenn meine Überlegungen stimmen sollten, hast du noch eine ganze Menge Reserven.


    String 1 Orientierung 135° (SO) 2,86 kW, Neigung 32°
    String 3 Orientierung 225° (SW) 2,16 kW, Neigung 32°

    Die Neigung von 32° ist optimal für einen Sonnenstandswinkel von 58° den wir bei 52° nördl. Breite im Mai und im Juli haben. Diese Neigung bewirkt zwischen 9.00 Uhr und 15.00 Uhr einen Verlust von 0% um 11.00 Uhr/13.00 Uhr und max. 17 % um 9.00 Uhr/ 15.00 Uhr
    Im Juni beschert diese Neigung zwischen 9.00 Uhr und 15.00 Uhr einen Verlust von min. 2% um 11.00 Uhr/13.00 Uhr und max. 14 % um 9.00 Uhr/ 15.00 Uhr.
    Der größte Verlust aus der Neigung, tritt also zu der Zeit auf, zu der die Modulebene rechtwinkling zur jeweiligen Strahlungsebene liegt.
    Für die maximale Wechselrichterbelastung ist das aber ohne Bedeutung. Da um 9.00 Uhr oder um 15 Uhr entweder die Fläche des String 1 ODER die Fläche des String 3 betroffen ist und das Leistungsmaximum aus der Orientierung nur bei einem String auftritt.
    Zwischen 11.00 Uhr und 13.00 Uhr werden jedoch beide Modulflächen mit einer Abweichung von ca. 45° aus der Strahlungsebene bestrahlt und sollten dabei das relevante Leistungsmaximum erreichen, das aber wesentlich geringer sein muss, als die Summe der Leistungen der beiden Strings.


    Wenn meine Überlegung so stimmt, kann von Mai bis Juli die höchste auftretende Leistung der jeweiligen Fläche um 12.00 Uhr mit F = cos 45° = 0,707, also maximal 71 % der Generatorleistung betragen. Das wären (2,86 kW + 2,16 kW) * 71 % = rd. 3,6 kW.
    Nach 12 Uhr nimmt diese Leistung durch die unterschiedlichen Einstrahlungsbedingungen von String 1 und 3 sukzessive ab. Sogar schneller, als sie vor 12.00 Uhr zunimmt, weil String 3 eine geringere Leistung hat und String 2 ebenfalls einen ungünstigeren Winkel in der Strahlungsebene erhält.
    String 1 F = cos 60° = 0,50 = 50% von 2,86 kWp = 1,43 kWp
    String 3 F = cos 30° = 0,86 = 86 % von 2,16 kWp = 1,86 kWp
    String 1 + String 2 = 1,43 kWp + 1,86 kWp = 3,29 kWp


    String 2 Orientierung 135 ° (SO) 1,30 kW Neigung 17°
    Die Neigung von 17° ist eigentlich zu keinem Zeitpunkt optimal. Im Juni haben wir einen Sonnenstandswinkel von ca. 62°. Optimal wären demnach 28° Neigung bei Südorientierung. Die Differenz ist also 11°. Das bedeutet, minimal ist aus Neigung ein Verlust V = 1 - cos 11° = 0,02 also 2 % um 12.00 Uhr zu erwarten.
    Nach der Orientierung liegt das Maximum um 9.00 Uhr. Der Sonnenstandswinkel für dies Zeit wäre 48°, die optimale Neigung zu dieser Zeit 42°.
    Daraus ergibt sich ein Verlust von V = 1 – cos (42° - 17°)= 0,09 also 9 % . Insgesamt nicht so schlimm.
    Bei String 2 kann folglich von der Generatorleistung von rd. 1,30 kWp als höchste auftretende Leistung ausgegangen werden, die zu String 1 und 3 einfach hinzu addiert werden kann, weil sie ebenfalls gegen 12.00 Uhr auftritt.


    Die Gesamtbelastung des WR erfolgt also im Extremfall mit einer Generatorleistung von 4,9 kWp.
    Bis zur max. Generatorleistung von 6 kWp ist es noch ein Stück Weg.
    Wenn meine Rechnung richtig ist, kann man dem SB5000TL noch Module für mindestens 1.500 Wp mit SO/SW-Orientierung und 32° Neigung verpassen, ehe die maximale Generatorleistung erreicht wird (1,5 kWp * 71% + 4,9 kWp = 5,97 kWp)!


    Aber Vorsicht! Anteile der Solarstrahlung, die unabhäbgig von der Strahlungsebene auftreten, durch Streuung, Beugung, Reflexion sind bei dieser Betrachtung nicht berücksichtigt! Das ist die Energie, die vom PV-Generator erzeugt wird, wenn sich die Modulebene gleichwinkling oder mit negativen Winkel zur Strahlungsebene befindet. Das sind sicherlich nochmal 10 %. Keine Ahnung, ob die bei der Maximalbelastung des Wechselrichters um die Mittagszeit eine Rolle spielen. Ich denke eher nicht.


    Kann bitte jemand meine Überlegungen mal nachprüfen?


    Tschüss
    Doris

    Ein positiv denkender Mensch weigert sich nicht, das Negative zur Kenntnis zu nehmen. Er weigert sich lediglich, sich ihm zu unterwerfen. (Norman-Vincent Peale 1898-1993)

  • Hallo Doris,


    prima, dass Du ein bisschen gerechnet hast.


    Auch wenn ich nicht alles verstanden habe, denke ich, dass ich dieselben Überlegungen angestellt habe - und auf ein ähnliches Ergebnis komme:


    Voraussetzung:
    Optimale WR-Dimensionierung bedeutet, dass die PV-Anlage maximal 6 kW Leistung erzeugt. Wegen der unterschiedlichen Ausrichtung der einzelnen Strings läßt sich die maximale Leistung nicht sofort ermitteln.


    Ich habe mich auch mit Sinus und Cosinus beschäftigt und bin zu folgendem Ergebnis gekommen:


    Die maximale Leistung wird erzeugt, wenn die Sonne unter einem Winkel von 37° aus Süd-Süd-Ost scheint (19°-Abweichung von Süd).


    Die dann erzeugte Leistung liegt bei 80% der installierten Leistung: (80% von 6,32 kW = 5,06 kW.


    Das ist in etwa dasselbe Ergebnis, wie es Du es errechnet hat (4,9 kW).


    So gesehen kann ich noch "locker" 1 kW auf dem Süd-West-Dach installieren. (Aber ganz sicher bin ich mir nicht)


    Außen vor blieb die diffuse Strahlung, deren Einfluß weder Du noch ich bewertet haben.


    Gibt es "Praktiker", die - im Gegensatz zu den "Theoretikern" - echte Meßwerte haben?


    Ich bin mal gespannt!


    Gruß


    Holger