Verschattung bei Strings, Optimierern und Mikro-Wechselrichtern
Verstehe, warum der Schatten auf einem einzigen Modul den String ausbremst, was Bypassdioden tun und wann sich Optimierer und Mikro-Wechselrichter lohnen.
Warum ein verschattetes Modul den String ausbremst
In einem String liegen die Module in Reihe, und derselbe Strom fließt durch alle. Ein verschattetes Modul erzeugt weniger Strom und begrenzt ohne weitere Maßnahme den ganzen String. Es ist wie ein an einer Stelle abgeklemmter Schlauch: Der Durchfluss sinkt in der ganzen Leitung.
Normaler String
Ein Strom für alle Module
- Das schwächste Modul begrenzt die anderen
- Ein kleiner Schatten kann viel kosten
- Keine Elektronik auf dem Dach
Modulebene
Jedes Modul für sich
- Jedes Modul liefert, was es kann
- Schatten wirkt sich meist vor allem auf das verschattete Modul aus
- Ein zusätzliches Gerät je Modul
Was die Bypassdiode tut
Jedes Modul hat Bypassdioden, die den Strom um einen verschatteten Abschnitt herumleiten. Sie verhindern Überhitzung und machen den Verlust milder, aber der überbrückte Abschnitt erzeugt nichts mehr.
- 1Leichter Schatten
Das verschattete Modul erzeugt noch etwas. Der Stringstrom sinkt auf seinen Wert, und alle Module verlieren.
- 2Starker Schatten
Die Bypassdiode leitet: Der verschattete Abschnitt wird übergangen, und der String läuft mit dem Rest weiter. Die Spannung sinkt, der Strom bleibt.
- 3Der Wechselrichter passt sich an
Der MPPT sucht den neuen Punkt maximaler Leistung. Mit der niedrigeren Spannung muss der String weiter im MPPT-Bereich bleiben.
Drei Lösungen
String mit Bypass
übliche LösungOhne Mehrkosten. Funktioniert gut, wenn Schatten selten ist oder wenige Module trifft. Teile Strings nach Dachfläche, um das Problem zu isolieren.
Optimierer
am Modul, DCSie sitzen hinter jedem Modul und regeln dessen Strom. Der String-Wechselrichter bleibt ein einziges Gerät, dazu gibt es Überwachung je Modul.
Mikro-Wechselrichter
am Modul, ACSie wandeln schon am Modul in AC um. Jedes Modul ist unabhängig, und es gibt keine Hochvolt-DC auf dem Dach. Sie kosten mehr je Modul.
Sieh den Unterschied
Ein String aus 10 Modulen, einige davon verschattet. Wähle, wie viele und wie stark der Schatten den Strom kappt, und vergleiche den normalen String mit der Lösung auf Modulebene.
Zahlen zu einem verschatteten Modul
Beachte: In diesem vereinfachten Modell ist der Unterschied bei leichtem Schatten riesig: Der String verliert 10% wegen eines Moduls, das nur 10% seines Stroms verlor. Bei starkem Schatten isoliert der Bypass das Modul, und der Unterschied sinkt in diesem Beispiel auf 1 Prozentpunkt (10% gegenüber 9%).
Wann sich Elektronik am Modul lohnt
| Normaler String | Optimierer | Mikro-Wechselrichter | |
|---|---|---|---|
| Kosten | Am niedrigsten | Mittel | Am höchsten |
| Teilverschattung | Verliert tendenziell mehr | Verliert tendenziell weniger | Verliert tendenziell weniger |
| Überwachung je Modul | Nur des Strings | Ja | Ja |
| Teile auf dem Dach | Nur Module | Eins mehr je Modul | Eins mehr je Modul |
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Ausprobieren: Markiere im Diagramm, welche Module Schatten bekommen und zu welcher Uhrzeit. Notiere dann, ob sich das Problem durch Umsetzen der Module lösen lässt.
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