Elektrische Verschaltung von Solarzellen: Kurs Photovoltaik #17
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- Опубліковано 14 жов 2024
- Ein PV-Modul besteht aus mehreren Solarzellen, die zusammengeschaltet sind. Dabei können Solarzellen auf verschiedene Weisen verschaltet werden: parallel oder in Reihe. Allgemein geht die Parallelschaltung mit höheren ohmschen Verlusten einher, während sich in einer Reihenschaltung die Verschattung von einzelnen Zellen als problematisch erweist.
Um die Verschattungsverluste zu minimieren, werden in Solarmodulen heute standardmäßig Bypass-Dioden verbaut.
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Dieses Video ist Teil der Kurses „Netzgekoppelte Photovoltaik“ aus dem Bachelor-Studiengang „Erneuerbare Energien“ an der Technischen Universität Köln.
Noch mehr Kurse zum Thema Photovoltaik gibt es hier:
www.pv-iteach.eu/
Bei der Betrachtung eines Modulstrings bringt es nichts, wenn am unteren Teil also 1b,2b oder 3b von nur einem Modul des Strings verschattungen auftreten, richtig?
Angenommen es sind 4 Module.
Fall1: 1 Modul ist im gesamten unteren Teil verschattet. Dann laufen die drei restlichen Module normaler unter maximaler Leistung und das eine Modul wird über die Bypass-Dioden herausgenommen, da sonst der Gesamtstrom im String sinken würde und damit die Gesamtleistung abfällt.
Fall 2: 2 Module sind im gesamten unteren Teil verschattet. Dann laufen entweder alle 4 Module mit 50% Leistung oder 2 Module werden komplett heraus genommen und 2 Module laufen mit voller Leistung.
Fall 3: 3 Module sind im gesamten unteren Teil verschattet. Alle Module laufen mit 50%. Das eine nicht verschattete Modul wird auf 50% reduziert?
Stimmen diese von mir geschilderten Fälle?
Super erklärt und vor allem korrekt. Leider steht das auf einigen Seiten nicht korrekt. Vielen Dank!
Vielen Dank. Ja, leider gibt es immer mal Dreher oder Fehler in den Folien. Wenn Sie hier schreiben, wenn Ihnen einer auffällt, ändern wir es zumindest in den Folien für unsere Studierenden :-)
Hallo Herr Blieske. Vielen Dank für die gute Erklärung. Eine Frage einer Ebene höher: bei der Verschaltung von Strings gibt es ja die Reihen- und Parallelschaltung. Wie auch auf Zellebene ist auf Modulebene auch eine Mischung vorstellbar. Also beispielsweise eine Parallelschaltung zweier Reihenschaltungen. Das hatte ich bislang auch schon in Beispielen gesehen. Ist es dabei möglich eine unterschiedliche Modulanzahl in die Strings zu hängen? Ich vermute, dass man einen String a) aus 2 Modulen und einen String b) aus 3 Modulen nicht parallelschalten darf, weil die Spanungsunterschiede zu groß sind. Aber was ist, wenn es beispielsweise 13 und 14 Module sind. Das sind dann
Dann hätten Sie einen Zentral-Wechselrichter (siehe Video 23)
Schauen Sie sich vielleicht auch einmal die Vidoes 17 und 18 an, da geht es um die Verschaltung auf Zellebene. Auf Modulebene gelten genau die gleichen Grundsätze wie auf Zellebene.
Der Strom eines Strings wird durch das Modul mit dem kleinsten Strom bestimmt, die Spannung ergibt sich als Summe aller Modulspannungen. Bei zwei parallel geschalteten Strings begrenzt der String mit der geringeren Spannung die Gesamtspannung. Sie könnten das zusätzliche Modul im zweiten Strang in diesem Fall also genauso gut weglassen.
Es stimmt zwar, dass es immer gewisse Abweichungen gibt, die betreffen aber mehr den Strom als die Spannung, da die MPP-Spannung wesentlich weniger von der Bestrahlungsstärke beeinflusst wird. Ich hiffe, ich konnte helfen.
Jetzt ist aber die Verlustleistung P=RI^2=U^2/R=UI (de.wikipedia.org/wiki/Verlustleistung), ist es da nicht einfach egal für die Verlustleistung ob ich meine Zellen in Reihe oder parallel verschalte? Tatsächlich spare ich mir ja sogar Verschattungsverluste wenn ich alle Module parallel verschalte.
bitte weniger mit den Armen fucteln und mit den Fingern aneinander reiben. das nervt
Nehme ich zur Kenntnis