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Verhalten bei Verschattung von PV-Modulen

Bedingt durch den Aufbau und der internen Verschaltung der Solarzellen in jedem Solarmodul kann bereits eine Teilverschattung eines Moduls den Ertrag einer gesamten Anlage stark beeinträchtigen. Wird ein Modul in einer Reihenschaltung verschattet, sinkt der Strom sehr stark ab. Da der Strom durch alle anderen in Reihe geschalteten Module fließen muss, bremst die Verschattung die anderen Module aus. Dlle anderen Module arbeiten nicht mehr in ihrem MPP.


Bei einer geplanten 4,8 kWp PV-Anlage sollte die gesamte Dachhälfte sinnvoll ausgenutzt werden. Durch den hohen Seitengiebel entsteht bei einer Südausrichtung der Anlage morgens ein Schatten über die unteren Modulfelder (Sept bis April).

Umsetzung:  Die Anlage wurde mit 2 Gleichstromkreisen und einem WR mit 2 Eingängen mit eigenem MPP-Tracking ausgelegt. Bei gegebener Verschattung der  3 rechten Module wird der gesamte Strangs 2 (gelb) über einen angepaßten Arbeitspunkt (MPP) gesteuert.

Beispiel einer geschickten Verschaltung

Bildquelle: © WERNER ENGINEERING

Bild: © WERNER ENGINEERING

Abb. Kennlinie eines Solargenerators aus 16 Modulen unverschattet (gelb), bei Verschattung von 3 Modulen ohne Bypass (rot) und bei Verschattung mit Bypass (blau).

Die Abbildung zeigt die Kennlinie einer unverschatteten PV-Anlage aus mehreren Modulen (gelbe Kennlinie). Werden 3 Module verschattet, sinkt der Strom (rote Kennlinie). Die verschatteten Module entsprechend nun einem Widerstand, der den Strom begrenzt. Um mögliche starke Wärmeentwicklung die zur Zerstörung einzelner Zellen führen können, zu verhindern, werden im Modul Bypass-Dioden eingesetzt. Diese Dioden leiten den Strom am Modul vorbei. Tritt die Bypass-Diode in Aktion, trägt das Modul nicht mehr zur Leistung des Generators bei. Die Kennlinie unter Verschattung mit aktiver Bypassdiode ist in Abbildung 2 blau zu sehen.


Modulwechselrichter bei komplexer Verschaltung

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