Wechselrichter-Algorithmen für eine bestmögliche Solaranlagen-Leistung
Die simulierte Kennlinie in Abbildung zwei gehört zum gleichen PV-String, wie die simulierte Kennlinie in Abbildung eins. Allerdings wurden hier 25 Prozent der Fläche des PV-Strings mit einem Verschattungsgrad von 70 Prozent verschattet. Neben dem globalen Maximum (linker Gipfel auf der Kennlinie) hat sich auch ein weiteres lokales Maximum (rechter Nebengipfel auf der Kennlinie) gebildet.
Die in Abbildung zwei simulierte Kennlinie zeigt allerdings nur einen vereinfachten Sonderfall. Bei realen Verschattungen oder Verschmutzungen, wie sie häufig in der Praxis auftreten, können zahlreiche weitere lokale Maxima entstehen. Das globale Maximum bleibt dabei aber stets jener MPP, der die höchste Leistung bereitstellt und vom MPP-Tracker des Wechselrichters gefunden werden soll.
Herkömmliche Wechselrichter sind jedoch nur eingeschränkt in der Lage, dieses globale Maximum finden oder benötigen dabei die Unterstützung durch zusätzliche „PV-Leistungsoptimierer“, die separat erworben werden müssen. Die Folge: es wird merklich weniger Solarstrom erzeugt als eigentlich möglich.
Scan-Algorithmen finden das globale Leistungsmaximum
Damit Wechselrichter aus den verschiedenen Maxima den bestmöglichen Arbeitspunkt auswählen können, hat Katek separate Algorithmen für seine Steca-Wechselrichter entwickelt. Mit Hilfe des „Shadingscan“-Algorithmus prüft der Wechselrichter in regelmäßigen Abständen, ob der aktuelle MPP tatsächlich das Leistungsmaximum erreicht oder ob nicht ein höherer Leistungswert erreicht werden kann.
Der „Modulscan“-Algorithmus kann zusätzlich zur Fehlersuche und zur Diagnose verwendet werden. Auf Grund seiner großen Genauigkeit ist er jedoch vergleichsweise zeitaufwendig und sollte daher – anders als der schnellere und permanent im Hintergrund aktive ShadingScan – individuell vom Betreiber gestartet werden.
Der Modulscan fährt nach seiner Aktivierung jeweils den kompletten Arbeitsbereich der vorliegenden PV-Kennlinie ab und bestimmt dadurch ihr globales Maximum. Darüber hinaus können Betreiber sowie Installateure die erfassten Kennliniendaten über das Wechselrichter-Display oder ein Web-Interface auslesen und für weitere Analysen nutzen.
Nach der Erstinbetriebnahme einer PV-Anlage mit Hilfe des Modulscan-Verfahrens beispielsweise überprüft werden, ob die montierten PV-Module von Verschattungen oder Verschmutzungen betroffen sind. Diese Beeinträchtigungen lassen sich dann leicht anhand ihrer speziellen Kennlinienform, wie sie zum Beispiel in Abbildung zwei dargestellt wurde, erkennen.
Ist dem Betreiber oder dem Installateur bekannt, dass die Anlage verschattungs- und verschmutzungsfrei ist, kann er über den Modulscan ebenfalls prüfen, ob die verbauten PV-Module beschädigt sind und etwa defekte Zellen aufweisen. Derartige Schäden können ebenso anhand der Form der vom Modulscan ermittelten PV-Kennlinie (siehe vergleichsweise Abbildung zwei) sichtbar gemacht werden.
Beide Algorithmen erlauben die gezielte Optimierung und Fehleranalyse einer PV-Anlage auf Basis von Kennlinienscans. Sie machen es so möglich, den solaren Stromertrag zu erhöhen, ohne dabei zusätzliche Hardwarekomponenten oder Messgeräte einsetzen zu müssen.
Weitere Informationen: https://www.steca.com
