ich hätte gerne eine zweite Meinung ob die Leistungseinbußen bei Verschattung meiner Anlage korrekt sind. Ich kann es mir nicht so Recht vorstellen.
Der Teil der Anlage ist folgender String:
16 x Trina TSM-390DE09.05 in Reihe geschaltet (genaue Verschaltung siehe Anhang)
Die Module liegen in 2 parallelen Reihen mit Ostausrichtung
Verschattung ab Nachmittag in der oberen Reihe (8 Module über die kurze Seite)
Der Wechselrichter ist in Symo GEN24 10.0 und sollte ein Verschattungsmanagement haben.
Bild: Ohne Verschattung liegt der String bei ca. 4,5 kWp
Bild: Sobald die ersten 5-8cm einer kompletten Reihe verschattet ist halbiert sich bereits die Leistung des Strings.
Sieht so aus als wären somit 8 Module so gut wie weg. Sollten hier nicht die Bypass Dioden wirken und zumindest noch die Hälfte der 8 Module (also 75% der String Leistung) vorhanden sein?
Bild: Bei 50% Verschattung einer Reihe fällt die Leistung weiter ab und ist bereits bei 70% Verschattung nahezu komplett weg, obwohl die 2 Reihe weiterhin zu 100% in der Sonne ist.
Kann sich das jemand erklären? Für mich sieht das nicht plausibel aus.
Wenn man annimmt, dass die Panels halbzellenmodule sind, obere Hälfte und untere Hälfte, und unter der annahme, das das Verschattungsnanagement des WR den bei halber Spannung liegenden zweiten mpp Punkt nicht findet: ja. Dann passt das.
Kennst du die vom wr angezeigte Stringspannung für die 5 Beispiele?
Anders: Flaschenhalsprinzip beachten. Die verschatteten Module limitieren auf 50%, womit auch die nicht verschatteten nicht mehr liefern können.
In dem Fall müsste der WR einen neuen MPP suchen, wo die verschatteten Module komplett überbrückt werden durch die Bypassdiode und der Rest der Module dann wieder voll liefern kann. Macht er das nicht, hat der WR ein Problem oder die Stringspannung ist unterhalb der Spezifikation. Der Symo sollte aber 80-800 V können, daran kanns dann nicht lliegen.
Wobei: Bei Nennleistung ist der MPP zwischen 278-800 V angegeben. Da bist du mit 8 Modulen evtl. drunter.
Du formulierst hier etwas, was mir vor vielleicht 4 Wochen zum erstenmal aufgefallen ist: im String bringt die Aufteilung in halbzellen eigentlich garnichts. Oder zumindest nur für einen Teil der möglichen Vetschattung. Die wirklich Vorteile kommen nur beim parallelbetrieb heraus.
Im Falle des OP kommt aber noch etwas anderes hinzu: Die Abschattung verläuft für die halbe Panelzahl genau gleich. Der Zweite MMP ist damit nicht nur etwas niedriger , sondern bei der halben Spannung. Mir fällt das srichwort "deep search" dazu ein.... Die Diskussion daruber ist aus der mode gekommen.
Wenn der OP die Stringspannung liefert, und sich das als richtig herausstellt, hätte ich eine Idee, was man probieren könnte.
Vielen Dank für eure Rückmeldungen.
An der Spannung kann es m.E. nicht liegen, die steigt sogar etwas an sobald die erste Reihe leicht verschattet wird. Zum Ende hin bei 70% Verschattung erreicht die Spannung ihren Höhepunkt.
Mit 500-550V liegt die Spannung jedoch immer im Bereich der MPP Spannung der Module (33,8V).
Ich habe den Spannungsverlauf des MPP angehängt und ergänze sie hier nochmal in der Bildbeschreibung:
Bild: Ohne Verschattung liegt der String bei ca. 4,5 kWp 510V
Bild: Sobald die ersten 5-8cm einer kompletten Reihe verschattet ist halbiert sich bereits die Leistung des Strings. 543V
Sieht so aus als wären somit 8 Module so gut wie weg. Sollten hier nicht die Bypass Dioden wirken und zumindest noch die Hälfte der 8 Module (also 75% der String Leistung) vorhanden sein?
Bild: Bei 50% Verschattung einer Reihe fällt die Leistung weiter ab und ist bereits bei 70% Verschattung nahezu komplett weg, obwohl die 2 Reihe weiterhin zu 100% in der Sonne ist. 540V
Bild 560V
Das Flaschenhalsprinzip habe ich noch nicht so Recht verstanden.
Eigentlich würde ich erwarten, dass bei mehr als 50% Verschattung der ersten Reihe die Bypass Dioden die Module vollständig überbrücken und demnach nur noch die halbe Stringspannung anliegt dafür aber auch noch die halbe Leistung. Im schlimmsten Fall könnte das Modul bereits bei wenigen Prozent Verschattung an der kurzen Seite komplett ausfallen. Aber in jedem Fall muss doch die halbe Leistung vorhanden sein, solange die 2. Reihe nicht verschattet ist?
Wäre es ggf. möglich dass eine Bypass Diode defekt ist und sich daher am defekten Modul ein Flaschenhals bildet?
Genau das ist doch das Problem. Der bessere MPP liegt doch irgendwann genau dort, wo die komplette rechte Reihe über Bypass-Dioden überbrückt wird. Also muss die Stringspannung ungefähr auf die Hälfte runter, damit du die höchste Leistung bekommst. Stichwort "globaler MPP"
Genau. Dann muss dein WR aber diesen neuen MPP suchen und das scheint er nicht zu tun. Der WR kann aber auch nicht permanent nach bessere MPPs suchen, dass macht der nur in gewissen Zeitabständen. Lässt sich vielleicht auch konfigurieren.
Wenn der WR an seinem Ursprungs MPP festhält, wo alle Module eingeschlossen sind, dann nicht. Denn auch dort gibt es ja noch ein Maximum, was er finden kann. Da ist nur die Leistung dann sehr gering.
Um den globalen MPP zu finden (also den besseren MPP von mehreren), müsste er den ganzen MPP-Bereich durchscannen.
Es kann sein, dass die Hälfte der Stringspannung schon außerhalb des MPP-Scanbereichs liegt und er deshalb nie den MPP mit der kleineren Spannung anfährt.
Bei deinem Verschattungsfall wäre es eh deutlich besser, jede Reihe hätte einen eigenen MPP. Damit würdest du deutlich mehr Ertrag haben.
Bei einem Wechselrichter für Photovoltaik versteht man unter globaler MPP (Maximum Power Point) die Fähigkeit, den tatsächlich höchsten Leistungspunkt einer Solaranlage zu finden und zu nutzen, insbesondere wenn Teile der Anlage verschattet sind.
Um das zu verstehen, zunächst eine kurze Erklärung des MPP (Maximum Power Point) und des MPPT (Maximum Power Point Tracking):
MPP (Maximum Power Point): Jedes Solarmodul bzw. jeder Solargenerator hat eine sogenannte Strom-Spannungs-Kennlinie (I-U-Kennlinie). Auf dieser Kennlinie gibt es einen spezifischen Punkt, an dem das Produkt aus Strom (I) und Spannung (U) am höchsten ist – also die maximale elektrische Leistung (P = U * I) abgegeben wird. Dieser Punkt ist der Maximum Power Point (MPP) und er verändert sich ständig je nach Sonneneinstrahlung, Temperatur und anderen Umwelteinflüssen.
MPPT (Maximum Power Point Tracking): Der Wechselrichter ist dafür zuständig, diesen MPP kontinuierlich zu finden und die Module so zu betreiben, dass sie immer die maximale Leistung liefern. Dafür nutzt er einen Algorithmus, der die Spannung und den Strom der Module so anpasst, dass die Leistung maximiert wird. Dies wird als MPP-Tracking bezeichnet.
Das Problem bei Teilverschattung und die Lösung "Globaler MPP":
Stellen Sie sich vor, ein Teil Ihrer Solaranlage ist verschattet, zum Beispiel durch einen Baum, ein Gebäude oder Schmutz. In diesem Fall kann die I-U-Kennlinie der gesamten Anlage komplexer werden und mehrere "Gipfel" oder lokale Maxima aufweisen.
Ein herkömmlicher MPP-Tracker könnte sich in einem dieser "lokalen" Maxima "festfahren" und würde dann nur eine suboptimale Leistung aus der Anlage herausholen, obwohl ein höherer Leistungspunkt (der globale MPP) existieren würde. Das liegt daran, dass der Tracker bei einer sinkenden Leistung, während er die Kennlinie abtastet, annimmt, dass er das Maximum erreicht hat und seine Suche einstellt.
Die Funktion des globalen MPP-Trackings (oft auch als "Global Peak" oder "Schattenmanagement" bezeichnet) wurde entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Dabei "scannt" der Wechselrichter periodisch die gesamte Strom-Spannungs-Kurve der PV-Anlage, um nicht nur ein lokales, sondern das tatsächlich höchste Leistungspunkt (den globalen MPP) zu identifizieren. Auch wenn während dieses Scans kurzzeitig die Leistung sinken kann, da der Wechselrichter verschiedene Betriebspunkte testet, stellt er nach Abschluss des Scans sicher, dass die Anlage am bestmöglichen Punkt arbeitet.
Zusammenfassend bedeutet "globaler MPP" bei einem PV-Wechselrichter:
Es ist die erweiterte Fähigkeit des Wechselrichters, auch unter schwierigen Bedingungen wie Teilverschattung den absolut höchsten Leistungspunkt der gesamten Solaranlage zu finden und anzufahren, um den maximal möglichen Energieertrag zu gewährleisten. Dies ist entscheidend, um Ertragseinbußen durch Schatteneffekte zu minimieren.
Genau das passiert bei dir, in einem ziemlich üblen spezialfall, wo das 2 . Maximum bei der halben spannumg entsteht: die Hälfte aller Module wird genau gleich verschattet.
Der WR muss dieses 2. Maximum suchen. Das ist nicht so einfach. Du musst dir klarmachen: ein solches Bild erklärt alle möglichen Betriebspunkte der panels in einer Kurve. Der Wr arbeitet aber nur in einem davon: und er "sieht" die anderen nicht. Er kann nur vom aktuellen punkt (hohe Spannung) durch Belastung der Panels herumprobieren.
Stell dir einen Blinden vor, der eine Strasse kreuzen soll. Der sieht die borfsteinkante nach unten erst,wenn er weit genug gelaufen ist, und findet den Bordstein der anderen seite nur, wenn er nochmal weit genug läuft.
In der Praxis sollte das aber heißen: Das sollte der WR können. Fronius ist ja eine solide Marke. Kann nur etwas dauern, bis er über einen Scan einen anderen MPP findet. Und es klappt auch nur innerhalb des MPP-Scanbereichs, welcher evtl. unterschritten ist.
