Bitte verzeih meine vereinfachten Worte.
Technisch ist deine Ausführung korrekt.
Das Ergebnis ist jedoch das gleiche, einzelne Panels fallen bei einem String aus der Produktion komplett raus, während sie bei einem µWR noch mit einem Teil der Leistung weiterproduzieren können.
Ich habe heute wieder Frust mit meiner Anlage.
Auf einem Panel in jedem der beiden Strings liegt noch etwas Schnee, dann würde ich nach der theoretischen Darstellung davon ausgehen, dass der jeweilige String 1/15 bzw. 1/16 weniger Leistung bringen würde als bei dem vollen 15er oder 16er String.
Tatsächlich bringt jeder String aber nur ca. die Hälfte der erwarteten Leistung.
Schattenmanagement etc. ist aktiv.
Ich hoffe, dass der restliche Schnee auch bald abtaut und die Anlage wieder voll produziert.
Nein. So einfach ist das nicht. Und für den Normalfall ist es falsch. Keine Ahnung, wo du das her hast.. ich habs doch erklärt?
Es fallen im String ja nicht immer gleich ganze Panels aus.
Ein Panel besteht aus drei gleichen Paneldritteln, von denen jedes eine Bypassdiode parallel hat. Ein Drittel fallt dann aus, wenn mindestens eine Zelle eines Drittels zu 20 % abgedeckt ist . Das reicht. Aber die nicht betroffenen drittel KöNNEN weiterarbeiten. Im String tun sie das dann wenn der WR Schattenmanagement hat. Was string WR haben.
Also fallt im String NICHT sofort das ganze Panel aus. Das panel tragt so mit 66 % weiter zum ertrag bei.
Beim Mikro WR ist das anders. Fällt ein Drittel aus, so braucht der WR zumindest Schattenmanagement, um der Betriebspunkt der verbliebenen 2 drittel zu finden. Ein Mikro hat aber in der regel garkein Schattenmanagement. Also arbeitet er mit dem Arbeitspunkt des abgeschatteten drittels für das ganze Panel weiter. Das sind grob 20 % der Nominellen Panelleistung.
Fallen 2 druttel aus, ist idr die Startspannung ders WR unterschritten, so dass er garnichts mehr liefert… oder eben die 20 % aus allen drei panels, egal ob abgeschattet oder nicht
Somit ist das Gegenteil von deiner Aussage richtig.
Dafür gibt es auch einen guten Grund. Die Strahlungsleistung im Winter ist geringer. Damit ist die mogliche Stringleistung heringer als im Sommer. Und schaut man auf den Ertrag, sinds die fehlenden Sonnenstunden der kurzen Tage. Hast du das berücksichtigt?
Ja, habe ich berücksichtigt, habe ja die "erwartete" Leistung geschrieben.
Ich habe ja andere Panels, die eis- und schneefrei sind und kann da die prozentuale Leistung im Verhältnis zur Maximalleistung ablesen.
Mit diesem Prozentwert habe ich dann die erwartete Leistung der anderen Panels im Verhältnis zu ihrer Maximalleistung berechnet.
Noch zu der anderen Antwort.
Das ist mir bewusst, dass sie nicht sofort komplett ausfallen sondern nur im Verhaltnis zu den Dioden, die gerade sperren.
Wenn alle drei Dioden eines Panels sperren um den jeweiligen Teil des Panels schützen, ist das ganze Panel raus aus dem String und damit aus der Produktion. Ist das soweit richtig?
Das wäre der Fall, wenn die Spannung des Panels unter den unteren MPPT Punkt des WR fallen würde, deshalb ist es wichtig Module mit vielen Zellen (144er) zu nehmen, da hier selbst bei zu nur einem Drittel funktionierenden Panel, die Spannung nicht zu tief absinkt.
Der MPP-Tracker des µWR hat hier einen Vorteil, weil er die Dioden nicht zum Sperren bringen muss, er kann ja durch die Wahl des entsprechenden Widerstands zu jeder Zeit den passenden Arbeitspunkt für die Maximalleistung eines teilverschattenden Panels finden. In einem String kann der WR nicht auf jedes Panel eingehen, daher muss er sich auf die Sperrdioden verlassen.
Diesen Umstand machen sich ja die Leistungsoptimierer zu Nutze, dass sie den Arbeitspunkt panelindividuell einstellen können und damit auch voll verschattete Panels im String halten können.
Ein Missverständnis. Das war der Fall des MikrovWR. Und es geht nicht um den mppt punkt, sondern die Startspannung. Ich schau nochmal, ob ichs oben falsch geschrieben habe.
Update: oben stand es richtig: MikrovWR für ein panel haben kein Schattenmanagement.
Ein mikrowr hat kein schattenmanagement.
(Das ist nicht das gleiche wie ein Mpp Tracker)
Und ohne schattenmanagement findet er nicht die spannungsmassig tiefer liegenden Arbeitspunke der unverschatteten drittel. Insofern ist das, was man den NikroWR nachsagt (perfekte ausnutzung eines panels) glatt falsch.
Doch, genau das macht das Schattenmanagement. Und bitte sage Bypassdioden, nicht Sperrdioden. Das ist ein Unterschied.
Bitte schau dir doch mal den folgenden faden . Ist ganz viel Info drin.
Das war auch auf die vorige Aussage von dir bezogen, dass der µWR dann gar nichts mehr produziert wegen des Unterschreitens der Startspannung. Mein Argument hier, die Startspannung ist nicht entscheidend sondern die niedrigste MPPT Spannung. Diese ist meistens verschieden von der Startspannung. Daher ist es wichtig, dass die Panelspannung auch bei Teilverschattung nie unter die untere MPPT Spannung fällt, unter die Startspannung darf sie fallen.
Die Startspannung meines µWR ist 22V, die untere MPPT Spannung ist 16V, das bedeutet, dass sobald die 22V vom Panel einmal überschritten wurden, fängt er an zu arbeiten und tut dies solange, bis an allen Panels die 16V unterschritten werden, was bei Tageslicht (auch verschattetem) bisher nie der Fall war, weil die Modulspannung nie unter diesen Wert fällt.
In der Abenddämmerung hatte ich den Fall schon ab und zu, dass der WR wieder angesprungen ist, nachdem er die Produktion schon eingestellt hatte, das ist aber hier nebensächlich.
Auch das ist mir bewusst, näheres dazu in meinem Resümee zu dem Erklärfaden.
Das braucht er aber auch nicht in dem Maße wie ein String WR, da das lokale Maximum bei einem einzelnen einzustellenden Panel nicht so sehr vom globalen Maximum abweicht, wie bei einem String mit evtl. mehreren per Bypass-Diode deaktivierten Feldern oder evtl. sogar parallel anschlossenen Strings.
Es sind natürlich Bypassdioden, die in ihrer Funktion das Panel von der Produktion im String aussperren, ich versuche da genauer zu sein.
Das Schattenmanagement ist nur eine Erweiterung des MPP-Tracking, das ist auch in dem Erklärfaden und den verlinkten Erklärvideos deutlich zu sehen.
Ich habe mir den Faden schon früher angeschaut und jetzt nochmal, damit ich nichts vergessen oder übersehen habe.
Meine Schlußfolgerungen:
Schattenmanagement ist "nur" ein MPPT-Suchlauf über den gesamten Spannungsbereich des Strings, der innerhalb einer einstellbaren Zeit wiederkehrend durch den WR durchgeführt wird. Dabei hat der WR die Möglichkeit globale Produktionsmaxima zu finden.
In der Zeit des "Schattenmanagements" kann der WR nichts produzieren, da er mit Messen beschäftigt ist. (So ein Durchlauf dauert zwischen 3 und 10s).
Die Bypass Dioden lösen aus (werden leitend), wenn eine bestimmte Leistung bzw. Leistungsabfall überschritten wird und sperren wieder und lassen den Strom durch die Solarzellen, wenn diese sich wieder an der Produktion beteiligen können.
Wann genau, bei welcher Leistung/Leistungsabfall die Dioden auslösen ist nicht zu erkennen.
Hast du zu 4 nähere Erkenntnisse?
Liegt die Auslösekondition ggf. oberhalb der Modulspannung oder -leistung oder -kurzschlußstrom?
Die grundlegende Wirkungsweise von Dioden ist mir bewusst und auch, wie sie das Panel schützen und welchen Einfluss sie auf die Stringspannnung haben.
Ob diese Schutzfunktion oder der Einfluss auch bei Einzelpanels, die mit Mikro-WR angesteuert werden, sich so entfaltet, dazu habe ich bisher keine Belege gesehen.
Du hast nicht unrecht, aber das ist tricky. ein Wandler kann oberhalb des Mpp arbeiten, wenn die Minimalspannung darüber liegt. Ist halt nicht optimal.
Und ich gebe dir recht: es macht sinn, dass eine Startspannung 20 % oberhalb des niedrigsten Mpp liegt.
Noch mehr sinn macht es aber, wenn min mpp und startspannung gleich sind.
Ein bisschen schwierig, und für den Normalbetrieb ziemlich wurst. Ich habe keine Wandlerdaten im Kopf, und fürs nachschauen ist es mir zu unwichtig.
Ja, eine sehr weite Erweiterung zu niedriger Spannung
1. Richtig
Falsch. Natürlich produziert er. Aber nicht mit der Mpp leistung, sindern dem, was im Spannungspunkt an strom fliesst. Irgendwo muss die Leistung ja hin.
Nein. Die bypassdioden werden leitend, wenn die Spannung am drittelfeld negativ wird. Das wird ausschließlich durch den Strom bestimmt: dazu habe ich Erläuterungen in dem Faden
Denke mal an die Zellenkennlinie. Ein panel / eine Zelle hat einen mpp strom und einen kurzschlussstrom. Jetzt stell dir im nomalbetrieb eines panels einer Zelle eine winzige Abschattung vor. Dadurch wird deren kurzschlussstrom kleiner. In dem moment, in dem die etwas verschattete Zelle im kurzschlusstromgleich dem mpp Strom der anderen ist ist, ist die Spannung der Zelle: null. Noch eine winzigkeit mehr abschattung, und es gibt kein halten mehr. Die spannung fällt ins negativ bodenlose. Solange bis die negative Zellspannung gleich der Spannung der unverschatteten zellen des zugehörigen drittelfeldes ist: das ist der moment, wo null volt an der diode stehen. Noch ein bischen und die diode wird leitend. Nun dran denken: der strom aller anderen panels fliesst durch die bypassdiode. Der Strom der arbeitenden zellen im drittel der Abschattung fliesst durch die abgeschattete zelle und verkleinert den bypassdiodenstrom.
Und wenn du den Knoten im Hirn überwunden hast und das verstehst, hast du die 1 % frage der PV gemeistert.
Ich will auch mal versuchen, die Funktion der Bypassdioden ein wenig zu verdeutlichen. Vielleicht kannst du es dir dann einfacher vorstellen. Ich hoffe mal, ich erzähle jetzt keinen Mist - bin PV-Grünling, aber weiß wie Elektro funktioniert
Ich habe mal ein bisschen freihand skizziert. So ganz maßstabsgetreu ist das nicht, sonst wäre der Effekt noch deutlicher. Aber das Prinzip sieht man hoffentlich.
Stell dir vor, du schaltest zwei Module in Reihe, linkes Diagramm. Das blaue Modul ist sonnig, das grüne Modul verschattet. Es wird sich am MPPT vielleicht der rote Arbeitspunkt einstellen, denn der Strom muss ja in beiden Modulen gleich sein (Reihenschaltung). Man sieht deutlich, dass das blaue Modul nun nicht mehr viel Leistung bringt. Die erzeugte Leistung ergibt sich aus dem Produkt des Stroms mit der Gesamt-/Stringspannung, welche wiederum die Summe der beiden Modulspannungen ist. Weil der Strom aber so klein ist, ist diese Leistung sehr gering.
Der globale MPPT reduziert nun die Gesamtspannung (rechtes Diagramm). Dabei wandert die rot gestrichelte Horizontale, der Strom, nach oben - ergibt sich einfach aus den Kennlinien. Das geht beim blauen Modul sehr gut. Beim grünen verschatteten Modul wird aber sehr bald der Arbeitspunkt nach links schnellen in den negativen Spannungsbereich hinein. Dort kommt die Bypassdiode zunehmend ins leiten, was erlaubt, den Strom sehr stark zu erhöhen. So kann ein neuer Arbeitspunkt mit höherem Strom eingestellt werden. Die Spannung ist nun zwar ein klein wenig niedriger, aber der Strom viel höher. Das Produkt (die gelbe Fläche) ist größer als im linken Fall (das ist hier grafisch leider nur bedingt gelungen, weil die Größenverhältnisse der Diodenkennlinien nicht passen).
Deswegen wichtig: die Dioden werden in Leitrichtung betrieben, nicht in Sperrrichtung. Das Schattenmanagement bringt sie also nicht zum Sperren sondern zum Leiten Du hast sicherlich das richtige gemeint, zumindest entnehme ich das den restlichen Erklärungen.
Nachträgliche Anmerkung: “Modulspannung” bezieht sich hier auf die Reihenschaltung aller Zellen, die parallel zur Bypassdiode angeordnet sind. Das ist in der Regel 1/3 des Moduls. Die komplette Modulspannung wäre es nur, wenn nur eine Bypassdiode verbaut wäre. Habe es ein wenig vereinfacht.
Ja, ich kann mir schon vorstellen, worum es da ging. Anordnung der “Zellgruppen” auf dem Modul.
Wobei es etwas seltsam ist, dass die waagerecht montiert waren, der Schatten von unten kam und trotzdem die Leistung so abfiel - eigentlich sollte das meiner Erinnerung nach ja der eher günstige Fall sein. Analogie: Aufständerung im Landschaftsmodus (also auch waagerecht) und Restschnee auf dem unteren Rand.
Aber es hängt ja auf jeden Fall davon ab, von wo sich der Schatten reinschiebt. Ich habe auch Stellen, wo er eher seitlich reinkommt.
Mir ging es vor allem erstmal darum, dass die Hochkant-Montage irgendwie fast immer in Frickelei auszuarten scheint. Fertige UK kaufen und aufbauen vs. individuelle Anpassungen für jedes einzelne Modul, um dann evtl. 1-2 Module mehr drauf zu bekommen, muss man schon wollen. Habe da für mich aber auch noch keine Entscheidung getroffen.
Dafür gibt's keine Antwort. Das hängt davon ab, wieviele Zellen in Reihe geschaltet sind, wieviele wie stark verschattet werden und wie die Kennlinien der PV-Zellen und Bypassdioden aussehen. Entsprechend stellt sich einfach ein Arbeitspunkt ein.
Aber eins kann man vielleicht sagen: die Bypassdioden werden leitend, wenn der Kurzschlussstrom bei der jeweiligen Strahlungsintensität überschritten wird. Das gilt also nicht pauschal für den Kurzschlussstrom bei STC, denn gerade bei weit unter dieser Bestrahlung wird es ja erst interessant.
Es ging in dem Fall um Halbzellenpanels, der fall im link passt also nicht. Vollkommen richtig ist: das ganze hängt von der Anordnung der Zellen des jeweiligen drittel- oder sechstelfeldes ab.
Sorry, komplett falsch. Aber wirklich komplett. Ein teil der Antwort steht schon oben.
Zusammengefasst: wenn eine Zelle soweit abgeschattet ist, dass ihr dadurch verringerter Kurzschlussstrom kleiner ist als der aktuell fliessende Strom im modul: dann kriegt die bypassdiode arbeit. Und dazu genügt eine Abschattung von rund 20 % der Zellfläche. Mehrere Zellen abgeschattet pro Feld ändern nur, welche zelle die Verlustleistung in Sperrichting der Zelle abkriegt. Für den wandler ändert nix.
Es genügt, wenn eine einzige Zelle pro Feld verschattet wird, um fas auszulösen.
Die Kennlinien der Zellen sind ziemlich genau durchlasskennlinien von Dioden. Im Mpp fliest genau fast kein Strom durch die Dioden.
Die Kennlinie der Bypassdioden ändert : garnichts. Aber sowas von garnichts. Man nimmt Schottky wegen der Verlustleistung, aber normale tun es auch. Die Mehrverlustleistung würde dem Ertrag verloren gehen, zum Verständnis.
Das ist, wenn ichs wohlwollend interpretiere, gut gemeint. Wenn du den Kurzschlusstrom der abgeschatteten Zelle meinst und Den Strom resultierend aus Strahlungsintensität nicht abgeschatteter Zellen.
Richtig!!
Das gilt angepasst für jede (!!) Bestrahlung. Immer geht es um eine Zelle, deren Kurzschlussstrom niedriger ist als der aktuelle (!!) Strom im Gesamtstromkreis.
Dann dieser Link. Das Prinzip bleibt aber das gleiche. Nur dass statt 1/3 bestenfalls nur 1/6 rausfällt. Vertikal kann es die Hälfte sein.
Das verwirrt mich ehrlich gesagt. Mag sein, dass ich mich unsauber oder missverständlich ausgedrückt habe (auch wenn ich noch nicht weiß, wo genau). Aber das was du danach schreibst klingt für mich ziemlich genau nach dem, was ich geschrieben habe - oder zumindest was ich im Kopf hatte. Das “komplett falsch” kann ich also irgendwie gerade nicht nachvollziehen, tut mir leid.
Auf welche Zellen beziehst du dich hier? Die Solarzellen? Also eine Durchlasskennlinie einer Diode sieht aber anders aus… Ich würde behaupten, das sieht eher aus wie der Sperrbereich einer Diode. Siehe dazu auch dieses Dokument der TU Dresden, Seite 19.
Die “Dioden” im zweiten Satz sollen dann aber die Bypassdioden sein, oder? Dann stimmts, auch wenn mir das etwas zu durcheinander aufgeschrieben wirkt.
Hab ich auch nicht behauptet, oder? An welcher Stelle ist das bei mir missverständlich gewesen? Die Kennlinie der Bypassdioden ist insofern relevant, als dass deren Widerstand sehr stark abfällt, sobald die Durchlassspannung überschritten ist. Nicht mehr, aber auch nicht weniger. Auch hier sind wir doch auf einer Linie, von “komplett falsch” sehe ich immer noch nichts
Sicher. Genau so habe ich es oben in meinen Diagrammen ja auch gezeichnet und so habe ich es auch im Folgesatz noch geschrieben (“Das gilt also nicht pauschal für den Kurzschlussstrom bei STC“). Vielleicht nicht ganz wasserdicht formuliert, aber nur “gut gemeint”? Also entweder reden wir hier maßlos aneinander vorbei oder ich habe ein Verständnis von den Mechanismen, das falsch ist, aber trotzdem zu allen deinen Erklärungen passt
Und all das habe ich in den oben verlinkten Faden detailliert bin schritten erklärt. Nicht zusammen gesucht aus links, sondern aus eigenem erarbeiteten Wissen.
Das der Widerstand stark abfallt ist der Durchlassbereich der Diodenkennlinie. Da st nichts mystisches dran.
Falsch ist, dass die Kennlinie irgendeine relevante Auswirkung im Verhalten fes panels hat: den Unterschied von Schottky zu normaldiode kannst du beziffern auf 0,3 V unterschied im Panelstromkreis, und damit der zur Verfügung stehenden Leistung. Bezüglich fes Verhaltens bei Abschattung sehe ich überhaupt keinen Unterschied.
Auf den etsten blick verhält sich das genauso wie ich das erwarte: 1 bis 4 ist das verhalten d panels bei Abschaltung, 5 und 6 ist der Wandler beteiligt.
Du musst mir die Funktion der Bypassdioden nicht verdeutlichen. Ich sehe das Thema auf der Basis von 65 Jahren Elektronikerfahrung, und die oben verlinkten Fäden erklären das verhalten (von Panels, Mpp, Bypassdiode, Sperrdiode, Wandkervethalten….) auf der Basis meines eigenen vorhandenen und in diesem fall eigens durchdachten Wissens.
Zum Zeitpunkt, als ich das schrieb, kannte ich keinen Link, der das so ausführlich erklärt. Danach habe ich einen gefunden, die 3 teilige Erklärung des PV Büro, wenn ich mich recht erinnere. Nicht so detailliert wie bei mir, aber passend.
Dabei habe ich festgestellt, dass ich noch einen kleinen Fehler drin habe. Ich habe den dringelassen, um zu schauen, ob den jemand findet. Bisher hat sich in den vergangenen 3 Jahren noch keiner gemeldet.
