Photovoltaik on fire!
-Leistungsoptimierung bei Solarzellen-
Photovoltaik on fire!
Was uns von anderen Lösungen unterscheidet
Aufgrund der enormen Auswirkungen der Verschattungs-Problematik, gibt es bereits einige Lösungsansätze. Diese wollen wir im folgenden kurz vorstellen, aber auch aufzeigen, was uns von diesen abhebt.
-Modul ohne Unterstützung-
-Parallelschaltung-
-Bypass-Dioden (3 Strings)-
-Modulwechselrichter-
-Bypass-Dioden (pro Solarzelle)-
-Leistungsoptimierer-
Modul, das keine Optimierung besitzt
– Heute nicht mehr üblich
In der Grafik erkennt man zunächst ein Vergleichsmodul, welches weder
Bypass-Dioden, noch sonstige Optimierungen besitzt. Da Zellen verschattet sind, kann das gesamte Modul aufgrund der Reihenschaltung keine Leistung erbringen. Zellen, die keine Leistung zum Solarstrom des Paneels beisteuern, sind orange dargestellt. In den verschatteten Zellen erhöht sich darüber hinaus die Temperatur, da die verschatteten Zellen den Stromfluss blockieren. Sogenannte Hotspots entstehen.
Output für unser Beispiel: 0% an Leistung kann genutzt werden.
Modul, das in drei Schleifen unterteilt wird
(mit Bypass-Dioden)
– übliche Lösung am Markt
Die einfachste Optimierung unterteilt ein Solarmodul in drei Längsteile (hier mit der
roten Umrandung gekennzeichnet). Sobald eine Verschattung innerhalb eines Bereichs auftritt, wird dieser Bereich mit Hilfe von sogenannten Bypass-Dioden vollständig gebrückt – deren Leistung, aber auch das Problem entfällt vollständig. Eine Überhitzung wird ebenfalls vermieden, da der Strom an den betroffenen Zellen vorbeigeleitet wird.
Output für unser Beispiel: Ca 33% an Leistung kann genutzt werden.
Verbesserte Lösung mit Bypass-Dioden auf dem Markt
Hier wird das Modul in 60 kleine Teilbereiche unterteilt (rot umrandet). Sobald eine
Verschattung auf einem der rot umrandeten Bereiche auftritt, wird dieser gebrückt.
Auch hier gilt: wird ein Bereich nur teilweise verschattet, entfällt dessen gesamte
Leistung. Durch die feinere Unterteilung sind hier die Verluste aber kleiner als bei der
Lösung mit nur drei Bereichen.
Output für unser Beispiel: Ca. 76% an Leistung kann genutzt werden, da 14 von 60
Zellen gebrückt werden.
Unsere Lösung mit Unterstützung der verschatteten Submodule
Mit unserer Lösung brücken wir nicht, sondern unterstützen schwache Bereiche/Submodule intelligent. Durch unsere Unterstützung (mithilfe unserer eigens entwickelten Elektronik und der passenden Software) entfällt wirklich nur der effektiv abgeschattete Bereich für die Stromproduktion. So können wir eine optimale Lösung darstellen. Für unser Beispiel gilt: Wenn in Summe 10% des Moduls abgeschattet sind – egal wie und wo – sind mit dieser Lösung auch die restlichen 90% an Leistung nutzbar.
Output für unser Beispiel: Ca. 90% an Leistung kann genutzt werden.
Des Weiteren ist unser System skalierbar. Demnach können wir unsere Lösung in jedes Modul, unabhängig ihrer Anzahl der Submodule, implementieren.