Starke Degradation bei Solibro Solar CIGS, niedrige Erträge

  • Zusammenfassung (9/2014):
    In der Vergangenheit war bei Solibro Solar keine Erdung des negativen Pols vorgeschrieben, und es kam in Verbindung mit trafolosen Wechselrichtern zu Degradationserscheinungen (v.a. die Spannung und damit die Erträge lassen nach, während der Strom nicht betroffen ist).
    Module, die direkt von Solibro Solar verkauft wurden, wurden im Rahmen der Gewährleistung ausgetauscht (es wurden Module aus der gleichen Produktionscharge geliefert wie die degradierten, aber mit negativer Erdung laufen sie jetzt einwandfrei).
    Für Solibro-Module, die damals über Q-cells bezogen wurden (= Modulbezeichnung Q.smart auf dem Typenschild), gibt es jedoch KEINEN Ersatz, weil Q-cells zwischenzeitlich insolvent war.


    Die Regeneration mit der SMA-Offsetbox (Anlegen einer positiven Spannung bei Nacht am Modul-Minuspol) zeigte keinen Erfolg (und erst recht nicht die bloße Erdung des Modul-Minuspols). Möglicherweise lassen sich die Module jedoch mit höherer Spannung und durch Einwickeln in geerdeten Draht regenerieren, Versuche hierzu laufen.


    Seit 2012 schreibt Solibro eine Erdung des negativen String-Pols vor. Wenn diese Vorgabe eingehalten wird, ist keine Degradation zu erwarten (geerdete Anlagen laufen bislang einwandfrei).


    Die hier beschriebene Degradation bezieht sich ausschließlich auf die Verwendung der Module mit trafolosen, heute von Solibro nicht mehr zugelassenen Wechselrichtern!












    Hallo zusammen,


    hier ein Vergleich einer Solibro-Anlage (9x4 Solibro SL1-65Wp an SB 2100TL) mit einer Suntech-Anlage direkt daneben (2x10 Suntech Poly STP280 an SB5000TL-20).
    Laut Flashlisten wurde jeweils exakt die Nennleistung geliefert (im Durchschnitt), Module wurden nach Strom sortiert.


    Die Solibro-Module liegen auf einem Schuppendach hinter dem Haus, und sind im Winter komplett verschattet, aber zumindest im Hochsommer den ganzen Tag besonnt (bis auf gelegentliche Sträucher, die aber gestutzt werden und im Sommer kaum Schatten werfen, deshalb die kurzen Strings a 4 Modulen), und auch im September ist mittags noch volle Sonne drauf.
    Die Suntech liegen dagegen ganzjährig in der Sonne, Dachneigung und Ausrichtung sind identisch (30 Grad, Süd, Mittelbayern), Baujahr: Frühjahr 2010 (die Solibro waren ein Restposten, wohl aus 2009?).


    Edit: wie ich inzwischen erfahren habe, wurden die Module vor Dezember 2008 hergestellt!


    Jahreserträge in kWh/kWp:
    Suntech 2011: 1170 , 2012 bis heute: 1009 (86% im Vergleich zu Suntech)
    Solibro 2011: 1000 , 2012 bis heute: 768 ... (77% im Vergleich zu Suntech)


    Im Folgenden Diagramm der Minderertrag der Solibro gegenüber den Suntech (die WR-Wirkungsgraddifferenz von wenigen % spielt inzwischen keine Rolle mehr...).
    Für die Tages- und Maximal-Leistungs-Werte hab ich jeweils einen möglichst sonnigen Tag des Monats zu einer bestimmten Uhrzeit herausgesucht. Dabei sind die Werte von Juni/Juli 2010 (jeweils -4%) nur geschätzt, erst ab September liegen Messwerte vor. Es ist also klar zu sehen, dass die Minderleistung gegenüber den Suntech rapide zunimmt:




    Die Solibor-Strings laufen alle identisch, Stringausfall kann also ausgeschlossen werden. Die Stringspannung bewegte sich von Anfang an im Bereich 150 bis 200 V (schwankend durch Trackingprobleme, der 2100TL hat leider kein OTGP...), UMPP bei STC wäre 200V.
    Seit August 2012 kommt die MPP-Spannung aber kaum noch über 150V hinaus, obwohl der String mittags völlig unverschattet war! Kann das ein Trackingproblem sein, was erst nach 2 Jahren Betrieb auftaucht? Lohnt es sich, wenn ich aus den CVS-Files mal die MPP-Spannung der Solibro mit denen der Suntech vergleiche?
    Leerlaufspannung werd ich nächste Woche auch mal wieder messen.




    Nun zur Erdung:
    hier Auszüge aus der aktuellen Solibro Installationsanleitung 7/2011:

    Zitat

    • Beachten Sie bei der Systemauslegung den relativen UOC und UMPP Leistungszuwachs (Additional
    Power Boost) von typischerweise 5 % durch die Positivsortierung und nach 215 kWh/m²
    Light Soaking.


    Das ist aber nur ein Zuwachs, und keine Degradation?


    Details zur Erdung finden sich auf S.13, demzufolge:

    Zitat

    Installieren Sie am Solarsystem auf der DC-Seite eine Funktionserdung, wenn:
    • Sie in einem Land installieren, in dem nach Tabelle 1 eine Funktionserdung notwendig ist. [laut Tabelle ist in Mittel- und Nord-Europa keine Erdung nötig, aber in Italien, Griechenland, Spanien und auf dem Balkan schon.]
    • Sie innerhalb von 500 m zur Küstenlinie installieren.


    die Erdungsvorschrift für diese genannten Länder wäre dann:


    Meint ihr, dass der Minderertrag am trafolosen WR liegen kann?
    Wenn es an diesem Problem liegt, sinkt dann nur der Strom, oder auch die Spannung?


    Die sehr geringe MPP-Spannung sollte sich da günstig auswirken (?), aber leider habe ich damals die Schletter-Erdungsbleche installiert, die zumindest dort, wo sie richtig sitzen, den Modulrahmen leitend mit dem Gestell verbinden... kann das ein Nachteil sein? oder gehts hier um so geringe Ableitströme, dass die auch bei nicht geerdeten Rahmen ihren Weg finden?


    Hat sonst jemand eine Idee, woran es liegen könnte?


    Wer hat Solibro-Anlagen aus 2009/2010 mit ähnlichen Problemen?


    Wenn Solibro noch bei Qcells wäre, und in guter finanzieller Verfassung, würde ich mich mal an die wenden... aber bei der jetzigen Lage und bei nur 2,3 kWp lohnen sich wohl nichtmal die Briefmarken nach China ;-) Daher möchte ich gern eine preiswerte Lösung finden, wie sich die Leistung evtl. retten lässt!

  • Hallo,
    dazu mal ein paar kurze Mutmaßungen von mir.


    Zu allererst, du bist mit deiner Degradation bestimmt nicht alleine. Man hört das eben von vielen (nicht allen) Betreibern von Anlagen in Dünnschichttechnik. Manche sind kurz nach der Inbetriebnahme schon unzufrieden mit den Erträgen, bei manchen kommt das mit den Jahren.
    Zum Thema negative Erdung am Generator. wenn der Hersteller das so vorgibt sollte man sich auch daran halten. manche geben es auch nicht vor und man sollte sich trotzdem besser daran halten. :D
    Zum Thema Erdung des Generatorgestelles und der Modulrahmen. Ich glaube nicht dass das irgend etwas negativ beinflussen könnte.
    Wie ja bekannt ist ist die Erdung der Modulrahmen die normalerweise elektrisch isoliert von den Zellen sein sollten etwas ganz Anderes als die Erdung eines Generatorpoles.


    Viele Grüße:


    Klaus

    "Ich hatte nie zuvor ein Produkt um das ich so betteln musste um es zu bekommen um später so kämpfen zu müssen und alles zu versuchen um es nur behalten zu dürfen"
    Peter Horton 2003 über sein GM EV1 in"Who killed the electric car"

  • Das Problem dürfte ganz einfach in der Degradation der Module liegen (meine Vermutung / Behauptung :( ).
    Wie sehen die Module optisch aus, keine Auffälligkeiten? Ist ein Foto möglich?
    Am besten wäre ein nachflashen, dürfte aber zu teuer sein.
    Die Spannungsmessungen bringen sicher einiges an Erkenntnis + Vergleich mit dem Datenblatt.
    Wichtig wäre auch der Strom.
    Und die Briefmarken (wo klebt man die im e-mail hin?) sollte einem eine Nachfrage schon wert sein. :D

  • Wie groß ist denn Dein Bastel-bzw. Experimentier-Wille?
    Evtl. wäre es ja interessant, wenn Du die Module am Abend vor einem regnerischen/wolkenverhangenen Tag (wo eh nicht viel runter kommt) einmal mittels DC-Trenner vom WR trennst (nachdem Du die AC-Sicherung gezogen hast...) und dann einen vollen Tag über (und die darauffolgende Nacht) nur den negativen Generatorpol hart an einen Erdleiter anschließt. Am nächsten sonnigen Tag könntest Du dann einmal wieder die Vergleiche anstellen (natürlich nach Entfernen des Erdschlusses). Wenn Du Glück hast, war der Effekt reversibel, sprich am darauffolgenden Tag sollte - relativ gesehen - wieder mehr vom Dach kommen. Hilft das, könntest Du Dir überlegen, extern am WR einen 1,1 bis 2 MOhm großen Widerstand permanent von Generator-Minus auf Erde zu legen oder Du holst Dir dann eine Erdungs-Box (wars von Sovello mady by SMA?, die das automatisiert erledigt). Alternativ dann natürlich auch ein WR-Tausch gegen eine Trafo-Version, bei der dann PV- geerdet wird.
    Bringt es anscheinened überhaupt nichts, wird es wohl nicht reversibel sein und Du hast wohl Pech gehabt. Wobei für den Anfang wohl auch eine Briefmarke nach Berlin reichen sollte.


    Ciao


    Retrerni

  • Danke für die Antworten :D

    Zitat von kalle bond

    Das Problem dürfte ganz einfach in der Degradation der Module liegen (meine Vermutung / Behauptung :( ).
    Wie sehen die Module optisch aus, keine Auffälligkeiten? Ist ein Foto möglich?


    Wenn es sich wirklich um irreversible Degradation handelt, muss ich aber die Ausnahme sein! Es sind doch auch 2009 schon einige MW Solibro-Module verkauft/verbaut worden, und ein so massiver Leistungsabfall wäre sicher jemandem aufgefallen, und hätte auch Hanergy vor dem Verkauf genannt werden müssen... wenn es Degradation im größeren Stil gäbe (vgl. First Solar), hätten die doch kein Geld in Solibro gesteckt (die suchen im Moment sogar 13 Ingenieure etc., scheinen also weiter investieren zu wollen! Das ist ja schonmal etwas.)
    Optisch gibts keinerlei Auffälligkeiten an den Modulen, perfekte schwarze Nadelstreifen. Keinerlei Einschlüsse o.ä.


    Zitat von Retrerni

    Wie groß ist denn Dein Bastel-bzw. Experimentier-Wille?


    Groß! :D Allerdings wirds schwierig, diesen Herbst noch ein paar sonnige Tage zu finden, an denen ich vor Ort bin :juggle: sonst wird das nächstes Frühjahr mal ausgiebig getestet.


    Verstehe ich das richtig, dass die Leerlaufspannung genügt, um die mutmaßlich verschobenen Ladungsträger wieder "zurechtzurücken"? Eine externe Spannungsversorgung braucht man also nur, wenn man die Regenerationsphase nur auf die Nacht legt, wo die Module von sich aus nichts liefern?
    Und hast du Anhaltspunkte, ob da ein Tag überhaupt schon was bewirken kann, oder kann das auch Wochen und Monate dauern, bevor man einen Unterschied sieht?


    Das mit dem 1-2 MOhm-Widerstand ginge auch beim 2100TL? Kann der tatsächlich den ganzen String in den positiven Bereich gegenüber Erde ziehen, ich dachte der WR prägt da die Netzspannung auf, also auch negativ? Oder ist der Widerstand nur für die Nacht gedacht?
    Was sind denn typische Fehlerströme (im Tagesbetrieb), denn der Widerstand müsste ja nachts mindestens das ableiten können, was Tags an Ladungsträgern an die falschen Stellen geleitet wird (bei sagen wir mal 100V negativer Spannung gegen Erde am einen Stringende), hat man da mit 1 MOhm und 0V nachts überhaupt eine Chance, dass wieder was zurückfließt?


    Wenn es was bringt, würde ich mal einen (gebrauchten) Trafo-WR mit Erdungskit verwenden (oder eine Erdungsbox)... aber mich wundert, dass Solibro die Erdung immer noch nicht vorschreibt! Also kann es doch eigentlich daran nicht liegen? Oder falls doch, wieso ausgerechnet bei diesen Modulen? Bei niediger Spannung, weitab vom nächsten Meer?


    Wie heißt dieser Effekt eigentlich, damit ich mich mal schlau machen kann? Hab noch nicht ganz kapiert, was da wohin wandert, und wieso das bei tropischem Klima schlimmer ist...

    sonnige Grüße,
    -Weidemann-

  • Tja, das ist ja der springende Punkt. Es ist IMHO unklar, ob der Effekt wirklich (100%) Reversibel ist. Eine Positive Spannung an den Minus-Pol des Generators zu legen könnte helfen, nur woher nehmen? Daher erst einmal der "harte Erdschluß". Ob da schon ein Tag genügt, darf bezweifelt werden. Evtl. hilft hier aber der u.U. vorhandene Regen.
    Über 1 MOhm daher, weil der WR noch der alten Norm entsprechen dürfte und daher bei Unterschreitung dieses Wertes nicht mehr zuschalten dürfte. Je größer der Wert wird, desto unwahrscheinlicher ist ein bleibender Effekt. Bei neueren WR mit 150 kOhm Grenze könnte man auch 200 kOhm nehmen, das wäre sicherlich besser. Nur müsste der ja schon etwas mehr können, denn da fallen ja bis zu 0,75 W Spitzenverlustleistung ab, da sollte der Widerstand mindestens 1 W können. Es wäre ja nicht nur nachts sondern auch abends/morgends während der Dämmerung.
    Wenn Du günstig an einen Trafo-WR kommst, hänge den erst einmal für längere Zeit (mit Erdung) hin, da siehst Du dann u.U. gleich, ob sich überhaupt etwas tut. Zumindest sollte sich der aktuelle Stand damit einfrieren lassen und nicht noch weiter verschlimmern.


    Ciao


    Retrerni

  • So, heute hab ich einen Suntech-String vom WR abgenommen, den Minuspol auf Erde gelegt und den Pluspol auf den Minuspol des Solibro-Strings gelegt (Solibro natürlich auch vom WR abgeklemmt). Damit liegen ca. 400V positive Spannung gegenüber Erde an den Solibro, und den nötigen Nebel haben wir hier auch ;-)


    Morgen werde ich schauen, obs was gebracht hat. Falls sich ein Effekt feststellen lässt, werde ich die Solibro für den Winter außer Betrieb nehmen und einen Trafo-WR suchen.


    Dazu nochmal eine Frage:
    Macht es Sinn, vom (normal laufenden) Suntech-String am Pluspol die Spannung abzuzweigen und auf den Minuspol der Solibro anzuklemmen? Der Pluspol der Suntech hat ja gegenüber Erde eine Sinusspannung, die je nach Temperaturen auch mal die Null-Linie schneidet, aber meistens volständig über der Nullinie liegt (Stringspannung größer als die 322V Scheitelspannung, die aufgeprägt werden).
    Oder kann die aufgeprägte Spannung auch so gegenüber der Nullinie verschoben sein, dass der Pluspol öfter negativ ist?


    Macht es also Sinn, das so anzuklemmen (durchschnittlich +160V mit gelegentlichen negativen Spitzen), oder soll ich den Minuspol der Suntech lieber erden (konstant 0V), oder ein kleines Trafo-Netzteil hinhängen falls ich ein galvanisch getrenntes Finde (konstant +12V)?

    sonnige Grüße,
    -Weidemann-

  • So, inzwischen gibts eine neue Installationsvorgabe, und wer hätte es gedacht, ab jetzt ist die Erdung des negativen Pols überall verpflichtend :!:
    http://solibro-solarpower.com/…_Europe_EN_2012_09_26.pdf


    Ich werde mal ein paar Module direkt mit den Suntech vergleichen, wenn da nochmal richtig Sonne draufkommt :juggle: und dann bei Solibro nachfragen.
    Leider kann ich im Moment auch nicht erkennen, was das vorübergehende Erden gebracht hat, da ist einfach zuviel Schatten bzw. Schneereste auf der Anlage... zur Not muss ich das auf nächstes Frühjahr verschieben.


    Jetzt aber nochmal die Frage an die Dünnschicht- und Elektrik-Experten:


    Wie kann ich herausfinden, ob es sich um irreversible oder reversible Degradation handelt, und ob eine einfache Offset-Box für die Nacht genügt, oder ob nur der Tausch des WR etwas bringen kann?
    (Habe da an einen einfachen Brückengleichrichter mit Schmelzsicherung und 1MOhm-Widerstand gedacht, +230V auf den negativen Pol, den Widerstand gerade so niedrig einstellen, dass der WR nicht meckert... oder müssen da so viele Ladungsträger verschoben werden, dass ein nennenswerter Strom fließt und man einen deutlich niedrigeren Widerstand benötigt?)


    Ist irreversibel und reversibel scharf voneinander abgegrenzt, oder geht das fließend ineinander über?


    Gesetzt den Fall, die Degression ist reversibel (nur dann machen ja weitere Investitionen Sinn), kann ich sie dann mit einer Offset-Box stoppen (also die Module nachts regenerieren und tags wieder degradieren ;-) ), das schein ja bei PID bei kristallinen Modulen (Sovello, auch Sanyo, und wohl auch Sunpower) gut zu funktionieren?


    Ich habe Hinweise auf eine vergleichbar alte Anlage mit ebenfalls CIGS-Modulen, die sich nach negativer Erdung innerhalb eines halben Jahres wieder komplett erholt hat... wäre in so einem Fall die Offset-Box mutmaßlich ausreichend gewesen, oder passiert da tagsüber trotzdem immer ein bisschen irreversible Veränderung, die sich über die Jahre aufsummiert?

    sonnige Grüße,
    -Weidemann-

  • Wenn Du eine positive Spannung zwischen Erde und Generator-Minus anlegst, mußt Du aufpassen, daß der positive Generator-Pol gegenüber Erde nicht über 1 kV kommt. Denn für mehr dürften weder die Module noch die trafobasierten WR nicht ausgelegt sein. Wünschen wir Dir Glück, daß der Effekt reversibel ist. Vielleicht reicht es ja, wenn Du Dir über das Winterhalbjahr ein Trafogerät leihst oder günstig auf EBay schießt.


    Ciao


    Retrerni

  • heute mittag hatte ich dank Sonne nochmal eine Vergleichsgelegenheit:


    Nach großzügigem Abzug der teilverschatten Module haben die Solibro immernoch einen Minderertrag von 25% gegenüber den Suntech... die positive Spannung über einen Tag hat also keine erkennbare Verbesserung gebracht.


    Wie ist das zu deuten? Hoffentlich dauert die Regeneration einfach nur viel, viel länger...


    jetzt bin ich am überlegen, mal eine Offset-Box auszuprobieren, dort auch weiteres zu den technischen Daten, Widerständen etc:
    http://www.photovoltaikforum.c…co-degradatio-t84576.html

    sonnige Grüße,
    -Weidemann-