Mit der bevorstehenden Beitragsreihe möchten wir die verschiedenen Arten von Fehlern in Photovoltaik-Modulen genauer erklären. Dabei zielen wir darauf ab, die Fehler zu veranschaulichen, die mit verschiedenen Messmethoden erkannt werden können. Wenn Sie weitere Fragen zu diesen Themen haben, stehen wir Ihnen gerne persönlich zur Verfügung.

Verschattung -1-

Warum kann Verschattung ein Problem sein?

Die Auswirkungen von Verschattung auf Photovoltaiksysteme können zu erheblichen Leistungseinbußen führen. Selbst wenn nur ein kleiner Teil eines Solarmoduls verschattet ist, kann dies die Gesamtleistung des Systems beeinträchtigen.

Bereits eine geringe Beschattung von 10 % eines PV-Systems kann die Gesamtleistung um 50 % oder mehr reduzieren. Dies liegt daran, dass in verschatteten Solarmodulen der Strom nicht gleichmäßig über alle Solarzellen verteilt ist. Die verschatteten Zellen entziehen den funktionsfähigen Zellen Strom. Dieser Leistungsverlust äußert sich als Wärme. Wenn die Sperrspannung die Überschlagspannung der Zelle überschreitet, steigt die Temperatur der Zelle an und beeinflusst die umliegenden Zellen. Daher werden Bypassdioden verwendet, um die Solarzellen vor einem Überschlag zu schützen.

Probleme, die durch Verschattung entstehen:

Wie bereits erwähnt, führt Verschattung zu Leistungsverlusten in der Anlage. Ein noch größeres Problem der Verschattung ist jedoch die Möglichkeit eines Hotspots. Der Hotspot wird im nächsten Newsletter erneut ausführlich erklärt. Man sollte jedoch wissen, dass Hotspots Brände in Photovoltaiksystemen verursachen können. Dies kann bei Hausdachanlagen besonders gefährlich sein. Grundsätzlich treten Hotspots auf, wenn bestimmte Zellen für längere Zeit verschattet sind.

Das Bild zeigt eine mögliche Variante eines verschatteten Strings. Hier handelt es sich um großflächige Langstreckenbeschattung, wie sie beispielsweise durch Wolken verursacht wird. Diese Kennlinie ändert sich je nach Dichte und Ausdehnung der Verschattung. Die grüne Kennlinie beschreibt den idealen Wert der Zuleitung ohne Verschattung. Der Bereich zwischen den beiden Kennlinien beschreibt den verlorenen Strom.

In diesem Bild ist deutlich zu sehen, dass die dargestellte IU-Kennlinie (in Blau) nur bei höheren Spannungen abfällt, während der Strom stärker abfällt als im ersten Bild. Dies liegt an der nahegelegenen Beschattung durch Vegetation, die bestimmte Module im String beeinflusst.

Was kann gegen Verschattung an Photovoltaik-Modulen unternommen werden?

Oftmals kann Verschattung nicht vermieden oder nur schwer vermieden werden. Es gibt jedoch Möglichkeiten, die Wahrscheinlichkeit von Beschattung zu verringern oder ihre Auswirkungen zu mildern.

Bypassdioden: Bypassdioden können verschattete Zellreihen innerhalb eines Moduls "überspringen", um weniger Strom zu verlieren und die Zellen vor Überhitzung und Hotspots zu schützen. Glücklicherweise sind alle modernen Photovoltaikmodule mit Bypassdioden ausgestattet.

Standortwahl: Bei der Auswahl eines Standorts für eine Photovoltaikanlage ist es wichtig, potenzielle Schattierungsquellen wie Gebäude oder Bäume zu berücksichtigen. Dieser proaktive Ansatz hilft, unnötige Verschattung zu minimieren.

Vegetation: Verschattung durch Bäume und Pflanzen kann durch Zurückschneiden oder Umsetzen reduziert werden.

Leistungsoptimierer: Leistungsoptimierer ermöglichen es, den Einfluss von Verschattung auf einzelne Solarzellen oder Module zu minimieren, da sie den Stromfluss individuell regulieren. In stark beschatteten Umgebungen sind Leistungssteigerungen von 2 % bis 5 % möglich. Allerdings können die Optimierer bei nicht oder gering verschatteten Bedingungen die Systemeffizienz verringern und die Systemkosten erhöhen. Daher werden Leistungsoptimierer und Mikroinverter nur an Standorten mit starker Verschattung empfohlen.

PV Master 10 für die Photovoltaikinspektion

Der PV Master 10 verwendet fortschrittliche Time-Sync-Technologie, um bis zu 20 Kanäle oder Strings gleichzeitig zu messen (1 Kanal intern / bis zu 20 Kanäle mit Erweiterungsbox). Er bietet präzise Potenzialmessungen von bis zu 1600V und IU-Kennlinienverfahren bei gleichem Potenzial. Mit einem Stromeingang von bis zu 30 A gewährleistet er genaue Messungen. Zusätzlich stehen zwei Eingänge für Thermoelemente (Typ K) und einer für die Sonneneinstrahlung über BNC zur Verfügung. Das Gerät verfügt über einen Akkupack, der bis zu 4 Stunden kontinuierlichen Betrieb ermöglicht, ergänzt durch ein 11-Zoll-Multi-Touch-Full-HD-Display für eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit. Es kann insbesondere Serien- und Parallelmissmatchverluste erkennen, was es zu einem umfassenden Werkzeug für effiziente Analysen vor Ort macht.

Zum Abschluss

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