Beiträge von Da Mihe im Thema „Anlagenplanung, speziell Auslegung Sungrow SH25T mit TIGO Moduloptimierer“

    Leider werden in Bezug auf Optimierer oft eher Mutmaßungen geschrieben, deshalb muss ich hier mal meine Praxiserfahrungen berichten und mit einigen falschen Aussagen aufräumen. Bitte entschuldigt, falls mein Beitrag teilweise offtopic sein sollte (Der TE bezieht sich ja auf einen SH25T).


    Disclaimer: Ich kenne/nutze die Tigo TS4-A-O-700 Optimierer ausschließlich in Verbindung mit dem Sungrow SH10RT, daher kann ich nicht für andere Optimierer-Wechselrichter-Kombinationen sprechen. Aber ich denke, dass meine Grundaussagen auch für andere Kombinationen zutreffend sind.



    Generelle Funktion der Tigo TS4-A-O-Optimierer:


    Verschattungen auf einem Modul im String ohne Optimierer behindern den Stromfluss des gesamten Strings und reduzieren damit die Leistung des Strings. Um das zu verhindern bilden die (Tigo-)Optimierer eine Art Bypass, der den Stromfluss des Strings trotz verschatteten Modulen ungehindert zulässt.


    Damit das verschattete Modul aber seinen Anteil nicht komplett verschenkt und zur Leistung weiterhin (etwas) beitragen kann, muss der Optimierer etwas "tricksen": Er reduziert die Spannung vom Ausgang der PV-Module im Optimierer über einen DC-DC-Stepdown-Konverter, der Strom am Ausgang des Optimierers steigt entsprechend an (ähnlich der Funktionsweise eines Trafos im AC-Bereich, nur hier halt mit Gleichstrom). Bei der Konvertierung wird keine Energie unnötig „verheizt“ — die Gesamtleistung am Eingang und am Ausgang des Optimierers bleibt identisch, von geringen Wandlungsverlusten mal abgesehen. Er reduziert also die Ausgangsspannung soweit, dass der (konvertierte/erhöhte) Strom dieses Moduls zum Strom im restlichen String passt und kann so die geringere Leistung des betroffenen Moduls trotzdem in den String mit einfliessen lassen.


    Normalerweise erhöht sich mit jedem Modul im String die Spannung um einen Wert x, den dieses Modul bei der abgenommenen Leistung noch halten kann (Leerlaufspannung bei keiner Last, Vmpp bei „idealer“ Last, fast 0 Volt bei Kurzschluss). Bei Modulen mit Optimierern dagegen wird nur ein reduzierter Anteil der Modulspannung Vmpp dem String hinzuaddiert. Lediglich der Teil, der nach der DC-DC-Wandlung (Stromanpassung) noch übrig bleibt — ein Drittel der Spannung Vmpp beispielsweise, wenn der Strom um den Faktor drei erhöht werden musste.


    Tritt eine Verschattung auf, passiert folgendes:

    Aus Sicht des Wechselrichters sinkt Spannung des Strings langsam ab.

    Die anderen Module im String bemerken vom verschatteten Modul überhaupt nichts, denn die laufen weiterhin mit ihrer optimalen Leistung.

    Das verschattete Modul steuert auch noch etwas bei, natürlich nur einen kleinen Anteil dessen optimaler Leistung.



    Optimierer werden bei Parallelschaltung wenig bringen, da der verschattete den unverschatteten Parallelstring „herunterzieht“, oder?


    Das Gegenteil ist der Fall — aber aber nur, wenn beide Strings komplett mit Optimierern bestückt sind.


    Angenommen ein String ist etwas verschattet, der zweite parallel geschaltete nicht. Beide sind mit Optimierern vollbestückt. Am verschatteten String reduziert sich die Spannung aufgrund der Optimierer (siehe oben). Was passiert am zweiten String? Die Tigos dort reduzieren ebenfalls die Spannung, gleichmäßig über alle Optimierer hinweg, der Stringstrom steigt dadurch etwas. Es wird also einfach die Gesamtspannung des „guten“ String an die des verschatteten Strings angepasst. Aufgrund der somit wieder gleichen Stringspannungen addieren sich die möglicherweise unterschiedlichen Ströme der beiden Strings, aber es entstehen keine Rückströme, die Leistung kostet oder Module aufheizen lässt.


    Das klappt natürlich nicht unbegrenzt, denn der Strom im guten String kann ja von den Tigos nicht unbegrenzt angehoben werden. Hier mal ein Beispiel eines unverschatteten Strings („Cx“) parallel verschalten mit einem teilverschatteten String („Dx)“. Man sieht sehr gut, dass bei allen Optimieren im String C die Ausgangsspannung im Vergleich zur Eingangsspannung leicht reduziert wird. In Summe entspricht dann die gesamte Spannung des String C genau der des String D, bei dem die Module D1, D13 und D14 gerade stark verschattet sind.


    Bei Modul D14 beispielsweise sieht man auch, dass die Eingangsspannung von 35,85 Volt auf 13,20 Volt um den Faktor 2,7 reduziert wird. Der Eingangsstrom von 0,41 A erhöht sich dadurch um den Faktor 2,7 auf 1,11 Ampere, was dem Strom der unverschatteten Module aus String D entspricht.




    Optimierer müssen durch Wechselrichter gesteuert werden?


    Nein, zumindest bei den Tigos scheint das auch ohne Wechselrichterkommunikation perfekt zu klappen. Allerdings nutze ich auch den CCA, der das Controlling der Optimierer durchführt (keine Verbindung zum Wechselrichter!). Ob der CCA als Gehirn für die einzelnen Optimierer dient oder diese selbst eine Art Schwarmintelligenz bilden, habe ich bislang nicht getestet.



    Tigo-Optimierer müssen programmiert werden, damit sie wissen, wie ihre Strings verschalten sind?


    Nein, bei mir waren die Strings einige Monate einzeln an jeweils einem eigenen MPPT angeschlossen. Nun sind jeweils zwei ähnliche Strings parallel am MPPT2 jedes SH10RT, was ohne jegliche Konfigurationsänderungen auf Anhieb perfekt funktioniert hat.



    Tigo-Optimierer funktionieren an Sungrow Wechselrichtern nicht?


    Das kann ich so nicht bestätigen. Meine Anlage läuft absolut fehlerfrei in Verbindung mit den beiden SH10RT. Von irgendwelchen Inkompatibilitäten oder Problemen habe ich noch nie etwas bemerkt. Zudem gibt es von Tigo eine offizielle Kompatibiitätsliste, die die korrekte Funktion der SHxxRT, der SGxxRT und einiger anderer Modelle mit den TS4-A-O bescheinigt, unterzeichnet Sungrow und Tigo im April 2022. Das Dokument gilt allerdings nur für die Region APAC und nicht für Europa beispielsweise. Warum dem so ist, ist mir schleierhaft.


    Sungrow selbst empfahl bis vor kurzem „maximal x Optimierer pro String“ — ich habe alle Strings komplett bestückt und keinerlei Probleme damit.



    Warum schreibst du so positiv über die Tigo-Optimierer? Bezahlt dich Tigo?


    Weil es mich nervt, dass offenbar aus mangelnder Praxiserfahrung oft negatives oder falsches über Optimierer geschrieben wird. Und nein, ich arbeite nicht für Tigo und wurde auch nicht für irgendwas hier gekauft — ganz im Gegenteil: Ich habe ordentlich viel Geld für meine Optimierer bezahlt.



    Lohnt sich der Einsatz von Optimierern?


    • Finanziell: Keine Ahnung, muss jeder selbst für sich ausrechnen.
    • Ausfallsicherheit: Mir ist bislang noch kein Optimierer kaputt gegangen. Aber ich werde den Tag verfluchen, an dem das vielleicht mal passiert. Zumindest sollte ich dann aber ziemlich genau (=Modulgenau) wissen, wo der Fehler liegt. Bei einem Optimiererausfall soll der String lauf Tigo — abgesehen vom betroffenen Modul — normal weiter funktionieren.
    • Mehrertrag: Hält sich vermutlich im Vergleich zu modernem Schattenmanagement in Grenzen und muss ja immer mit den zusätzlichen Kosten verrechnet werden.
    • Sicherheit: Ja, das Dach komplett spannungsfrei schalten zu können, hat auch was.
    • Monitoring: Definitiv ja. Ich kann den Status jedes einzelnen Moduls perfekt überwachen und würde seltsames Verhalten eines Moduls eindeutig lokalisieren können. Man sieht beispielsweise auch Schatten im Tagesverlauf über die Module wandern — das ist genial.