MPP und der Schatten: Leistungsoptimierer vs Dynamic Peak

 

Jedes PV-Modul besitzt einen sogenannten Maximum Power Point (MPP), jenem Betriebspunkt, bei dem die verwendete Spannung die maximale Leistung erzielt. Die Daten der Module k├Ânnen deren Datenblatt entnommen werden.

 

Typische Werte eines Datenblattes k├Ânnten in etwas so aussehen:

Leistung Pmax Leerlaufspannung (Voc) Strom Impp Spannung Vmpp
400 W 45 V 10 A 40 V

Wo genau liegt der MPP eines PV-Moduls?

Die angef├╝hrte Leerlaufspannung steht auch bei schwachen Lichtverh├Ąltnissen zur Verf├╝gung.┬áWird das Modul durch den Wechselrichter mit einem Widerstand belastet, sinkt die Spannung entsprechend und der Strom steigt. Bei idealen Bedingungen entspricht die Belastung dem MPP-Wert des Moduls, laut Datenblatt: Vmpp, im Beispiel: 40V und dem Strom: Impp, hier 10A. W├╝rde der Wechselrichter das Modul mehr als bis zum Vmpp-Wert belasten, w├╝rde dessen Leistung wieder sinken. Bei maximaler Sonneneinstrahlung und optimaler Umgebungstemperatur liefert das Modul laut dem fiktiven Datenblatt also bei 40V: 10A, was P = U * I: 40*10 = 400 Watt Pmax. Au├čerhalb der optimalen Bedingungen weichen die Spannungs- und Stromwerte von den im Datenblatt angegebenen MPP-Werten (Vmpp und Impp) ab. Die Aufgabe eines MPP-Trackers ist es also den idealen Betriebspunkt, die ideale Spannung f├╝r die maximale Leistung zu ermitteln und das Modul im bestm├Âglichen Bereich zu betreiben.

Soweit so einfach, aber was, wenn mehrere Module in Serie geschaltet werden und der MPP der einzelnen Module durch eine Verschattung oder andere Einfl├╝sse unterschiedlich ist?

Teilbeschattung: Leistungsoptimierer vs. Dynamic Peak Manager vs. Bypass-Dioden vs. Mikrowechselrichter?

Um besser mit einer Teilverschattung umgehen zu k├Ânnen besitzen heutige PV-Panels 3 Bypass-Dioden, welche Teile des Moduls deaktivieren k├Ânnen. Durch das Anpassen der String-Spannung schalten die Dioden durch und umgehen den verschatteten Teilbereich.

Nachdem der Wechselrichter den MPP anhand der Gesamtspannung aller in Serie geschalteten Module optimiert, k├Ânnte ein Panel mit einem unterschiedlichen MPP potenziell den kompletten String beeinflussen.┬á

Beim Optimieren der Strings, speziell bei Verschattung sind mir bei meinen Recherchen unterschiedliche Optimierungsans├Ątze untergekommen. Bestimmte Hersteller, darunter Solar Edge verwenden f├╝r das Optimieren sogenannte Leistungsoptimierer: Kleine Zusatzger├Ąte unter dem jeweiligen Panel, welche den idealen MPP (Maximum Power Point) pro Panel ermitteln und die ausgegebene Spannung anpassen. Neben den zus├Ątzlichen Kosten f├╝r die Optimierer ben├Âtigen die Optimierer selbst auch etwas Strom, wenn auch nicht viel.┬á

Als Alternative wirbt Fronius damit, dass deren "Dynamic Peak Manager" ohne Leistungsoptimierter auskommt. Beschrieben wird das integrierte Verschattungsmanagment mit einem MPP-Tracking Algorithmus, welcher den Ertrag auf String ebene optimiert. Zu finden ist die Einstellung unter Ger├Ątekonfiguration, Wechselrichter PV:

Siehe:  www.fronius.com/de-at/austria/solarenergie/installateure-partner/produkte-loesungen/features/dynamic-peak-manager.

Eine weitere Alternative bietet der Einsatz von sogenannten Mikrowechselrichtern, ├Ąhnlich dem Aufbau mehrerer Balkonkraftwerke. Zum Beispiel k├Ânnte auch bei gr├Â├čeren Anlagen unter jedes PV-Panel ein Mikrowechselrichter geh├Ąngt werden, was zur Folge hat, dass jedes Panel seinen eigenen MPP-Tracker besitzt. Ein zentraler Wechselrichter w├Ąre somit hinf├Ąllig. Neben den bekannten Herstellern von Wechselrichtern f├╝r Balkonkraftwerke hat sich der Hersteller Enphase speziell f├╝r den Einsatz gr├Â├čerer Anlagen auf dieses Konzept konzentriert.

k├Ânnen unterschiedliche PV-Module in einem String verwendet werden?

Zuletzt noch eine ├ťberlegung zum Einsatz von unterschiedlichen Modulen in einem String. Sollten die verwendeten Module in einem String unterschiedliche Str├Âme besitzen: Impp, w├╝rden die Module mit den niedrigeren Stromwerten die Module mit einem potenziell h├Âheren Stromwert ausbremsen. Unterschiedliche Spannungen hingegen k├Ânnten vom MPP-Tracker ausgegelichen werden.

Fazit

Anders als vielfach behauptet, f├╝hrt ein wenig Schatten meist nicht gleich zum Komplettausfall des gesamten Strings. Unabh├Ąngig davon, ob der Wechselrichter in der Lage ist den MPP zu korrigieren, gibt es f├╝r komplexe Setups die M├Âglichkeit von Leistungsoptimierern oder alternativ den Einsatz von Mikrowechselrichtern f├╝r jedes einzelne PV-Panel. Siehe auch: PV - ├ťberlegungen - Planung - Umsetzung.

positive Bewertung({{pro_count}})
Beitrag bewerten:
{{percentage}} % positiv
negative Bewertung({{con_count}})

DANKE f├╝r deine Bewertung!

Fragen / Kommentare


Durch die weitere Nutzung der Seite stimmst du der Verwendung von Cookies zu Mehr Details