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● photovoltaik
Ost/West-Alternative
Mit Ost/West-ausgerichteten Photovoltaikanlagen können mittlerweile beträchtliche Erträge
erzielt werden. Aus Sicht der Verteilnetze sind derartige Anlagen gegenüber südausgerichteten
Anlagen ebenfalls wünschenswert, da die Energie gleichmäßiger über den Tag eingespeist
wird. Bislang geht man davon aus, dass für Ost/West ausgerichtete Generatoren
getrennte Wechselrichter jeweils für Ost- und West-Dach benötigt werden oder zumindest
ein Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern erforderlich ist. Dietmar Staudacher zeigt,
dass die Installation eines gemeinsamen Wechselrichters mit nur einem MPP-Tracker eine
wirtschaftliche Alternative sein kann.
Projektvorstellung
Anhand einer theoretischen Analyse wurde
das MPP-Verhalten (Maximum Power Point)
einer Ost/West-Anlage untersucht und
anschließend durch Vergleichsmessungen
in der Praxis überprüft. Für die praktischen
Ergebnisse stand eine Ost/West-Anlage mit
a-Si Dünnschichtmodulen zur Verfügung,
die teilweise mit getrennten Wechselrichtern
(je ein Wechselrichter für den Ost- und
West-Generator) und mit einem gemeinsamen
Wechselrichter (mit einem MPP-
Tracker) in Betrieb genommen wurde. Die
Module wurden mit einem Neigungswinkel
von 30° und einer exakten Ausrichtung von
–67,5° Ost und 112,5° West installiert. Um
möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen
wurden Kennlinienmessungen durchgeführt.
Dietmar Staudacher ist seit 1 ½
Jahren für das österreichische Unternehmen
Fronius tätig. Im Bereich PV Systemtechnik
beschäftigt er sich vor allem mit der Charakteristik
verschiedener Modultechnologien und
Anlagendesign.
Eventuelle Wechselrichterabweichungen
wurden durch die Installation von Wirkenergiezählern
berücksichtigt.
Problematik - Mismatching
Auf den ersten Blick werden große
Mismatching Verluste erwartet, vorausgesetzt
die Ost/West-Anlage wäre mit einem
gemeinsamen Wechselrichter installiert.
Bedingt durch die unterschiedlichen Ausrichtungen
bei einer Ost/West-Anlage,
ergeben sich ungleiche Einstrahlungswerte
auf die Solarmodule, wodurch je nach
Tageszeit verschiedene Ströme zwischen
den Ost-Strängen und den West-Strängen
auftreten. Im Gegensatz zu relativ großen
Stromdifferenzen zwischen Ost- und West-
Generator sind die Spannungen der beiden
Generatoren im MPP jedoch nahezu
identisch. Nachdem die Gesamtspannung
am Ost-Generator ähnlich groß ist wie am
West-Generator, ist bei Parallelschaltung
dieser Stränge auf einem MPP-Tracker
mit nur sehr geringem Mismatching zu
rechnen.
Die minimalen Mismatching Verluste
sind je nach Modultechnologie unterschiedlich.
Entscheidend für die Höhe der Verluste
sind der Füllfaktor und die Änderung
der MPP-Spannung in Abhängigkeit der
Einstrahlung. Der Füllfaktor, welcher in
der Regel bei kristallinen Modulen höher
ist als bei Dünnschichtmodulen, ist ausschlaggebend
dafür, wie stark die Leistungskennlinie
vor und nach dem MPP sinkt.
Abbildung 1 zeigt die typischen Kennlinien
eines kristallinen Moduls und eines Dünn-
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