Reihenschaltung, Mikrowechselrichter und Leistungsoptimierer

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Dieser Artikel behandelt verschiedene Entwurfsaspekte von OpenSolar, einschließlich der Wechselrichter-Reihenschaltung, Mikrowechselrichter und Leistungsoptimierer. Behandelt wird jeder dieser Punkte auch in Bezug auf die Solarmodellierungssoftware zur Berechnung der Ausgabeleistung in OpenSolar (PV-Watt- und Systemberater-Modell).

Reihengeschaltete Wechselrichter

• Zwei Modi stehen zur Verfügung: Handbuch und Quickstring
• Beim manuellen Reihenschalten handelt es sich grundsätzlich um die bevorzugte Methode, da es Ihnen die volle Kontrolle über die Gestaltung des Systems gibt. Das herkömmliche Wechselrichter-Modellierungssystem kann in Steuerung > Design > Hardware > Rückschläge & Designeinstellungen > Bearbeitung > Rückschläge & Designeinstellungen geändert werden.

• Wählen Sie für QuickString einen Wechselrichter aus der Dropdown-Liste und anschließend QuickString aus. Nach einer Sekunde wird das System für Sie entsprechend geschaltet.

Um die Reihenschaltung zu entwerfen, klicken Sie einfach auf +Reihenschaltung oder +MPPT und dann auf das erste und danach auf das letzte Paneel einer Reihe, um sie in Reihe zu schalten.

Mikrowechselrichter:

• Wir gehen derzeit von einem Mikrowechselrichter pro Paneel aus.

Optimierer:

• Optimierer werden in Kontrolle > Design > Hardware > Andere Komponenten hinzugefügt. Beim Erstellen dieser Komponente muss der Typ auf „Gleichstrom-Optimierer“ eingestellt sein.
• Sobald Optimierer zur Komponentenliste Ihres Kontos hinzugefügt wurden, klicken Sie im Abschnitt Paneele in Studio auf die Schaltfläche „Gleichstrom-Optimierer verwenden“.

• Die Anzahl der im System verwendeten Optimierer wird bestimmt von den verwendeten Paneelen und den Größenbeschränkungen des Optimierers.
• Anhand der Spezifikationen der Paneele bzw. des Optimierers (auf Basis von Leistung, Strom und Spannung) können wir automatisch bestimmen, ob das Verhältnis von Paneel zu Optimierer 1:1, 2:1 usw. betragen soll.

Wirkung von Optimierern/Mikrowechselrichtern mit PVWatts

Die Verwendung eines Mikrowechselrichters oder Optimierers ändert den Fehlanpassungsverlust zu 0 %

Außerdem wird ein Beschattungsminderungsfaktor (SMF) von 33 % angewendet. Bei angewendeter Beschattung wird also der Verlust aufgrund derselben um 33 % reduziert.

Wirkung der Optimierer/Mikros mit System Advisor Model (SAM)

Dies ändert die Standardverluste:

Wird ein Solarwechselrichter ohne Optimierer verwendet, sind die Verluste:

Modulfehlanpassung = 2 %

Dioden und Anschlüsse = 0,5%

Wechselstrom-Verkabelung = 2 %

Wird ein Optimierer mit einem Solarwechselrichter verwendet, ändert sich die Modulfehlanpassung zu 0 %, die Wechselstrom-Verkabelung zu 1 % und wird die Effizienz des Optimierers verwendet

Wird ein Mikrowechselrichter verwendet, beträgt die Modulfehlanpassung 0 % und die Gleichstromverkabelung 0,1 %.

Für beschattete Solarwechselrichter-Systeme (ohne Optimierer) berücksichtigt das SAM einen validierten Datensatz, um die Ausgabe auf der Grundlage der von OpenSolar 3D berechneten Beschattungswerte nachzuschlagen.

Bei beschatteten Mikro- und Optimiersystemen hängen die Beschattungswerte unmittelbar mit der Ausgabeleistung zusammen. Ist das System also zu x% beschattet, ist folglich auch die Ausgabeleistung um x% reduziert.

Was ist der Schattenminderungsfaktor (SMF) für Mikrowechselrichter?

Mikrowechselrichter und DC-Optimierer eignen sich ideal für Bedingungen, bei denen die Module während der stärksten Sonneneinstrahlung teilweise beschattet sind. Sie können die Verschattungsverluste um einen bestimmten Faktor, den sogenannten Schattenminderungsfaktor (SMF), kompensieren.

Der SMF gibt den jährlichen Prozentsatz der Verschattungsverluste an, der durch den Einsatz von Leistungselektronik auf Modulebene (Mikrowechselrichter oder DC-Optimierer) in teilweise verschatteten PV-Systemen kompensiert werden kann. Der SMF kann zur Berechnung eines aktualisierten Verschattungsverlustterms mit der folgenden Gleichung verwendet werden [1]:

Verschattungsverlust (neu) = Verschattungsverlust (%) x (1 − SMF)

OpenSolar geht basierend auf der hier gegebenen Empfehlung von einem Standard-SMF-Wert von 0,33 aus.

[1] Weitere Informationen hierzu finden Sie auf der NREL-Website: Modellierung von Mikrowechselrichtern und DC-Leistungsoptimierern in PVWatt.