Sperrspannung Schottkys für PV-Modul

Aug 15, 2024 Last reply: vor 1 Jahr 27 Replies

Hallo!



Ich habe vor, an einen WR mit zwei MPPT Eingängen 4 Solarmodule anzuschließen. Grund ist einfach, dass ich sie recht billig bekomme und die Hälfte der Module in eine komplett andere Himmelsrichtung zeigt, so dass nie alle gleichzeitig signifikant Leistung liefern. Bei diffusem Licht allerdings würde sich der Ertrag durchaus verdoppeln.



In der Sache hängen dann an jedem Eingang zwei Module _parallel_. Der WR kann je 22,5A Kurzschluss und die Module haben irgendwas um die 11A Kurzschluss STC, was in unseren Breiten sowieso nie erreicht wird, und da nicht beide Module unter voller Sonne stehen können, schon zweimal nicht. Damit jetzt das weitgehend unbeleuchtete Module nicht zu viel Strom vom gerade beleuchteten wegzieht, wollte ich je eine 2*16A Doppel-Schottky dazwischen hängen.



Man könnte die Dioden jetzt auf die Leerlaufspannung der Module dimensionieren. Aber ist das wirklich notwendig? Ich würde lieber Dioden mit weniger Sperrspannung nehmen, zumal die auch weniger Spannungsverlust haben. Es scheint mir unplausibel, dass jemals die Leerlaufspannung auch nur annähernd erreicht wird. Schließlich genügt auch geringe Beleuchtung, um die Leerlaufspannung des anderen Moduls schon hoch zu treiben. Naja, und selbst der Leckstrom der Schottkys dürfte auf der logarithmischen Diodenkennlinie einiges bewirken.



Man könnte natürlich auch ganz anders argumentieren. Ein beleuchtetes PV-Modul erwärmt sich und hat damit eher eine _kleinere_ Spannung als ein schwach beleuchtetes Modul. Sogesehen könnte man die Module auch einfach so parallel schalten und sich den Verlust in den Dioden sparen.



Hat da jemand Erfahrungen?


Marcel


Am 15.08.2024 um 23:13 schrieb Marcel Mueller:

WR mit MPPT-Eingängen sind so preiswert, dass ich 2 nehmen würde.

Ja und das lohnt sich ziemlich, das mit 4PV zu machen statt nur 2 :)))

Da der Inverter die Leistungsaufnahme optimiert, brauchst du keine Dioden. (vorrausgesetzt beide Pannels haben die gleiche Anzahl Zellen in Serie).

Ich mache das so, auf dem Garagendach - allerdings mit Modulen zur Entkopplung, die aber keinen Reverse bei unterschiedlicher Beleuchtung anzeigen.

Solange also nicht von einer totalen Verschattung, Abdeckung bzw. Nacht auszugehen ist - brauchst du keine Dioden. Pannels also auch immer schön sauber halten (Laub?).

Es gibt auf YT so ein paar Schlaumeiervideos, die Pannels parallel auf einem gemeinsamen rein ohmschen Lastwiderstand. z.B. zum Heizen schalten, da würdest du hingegen die Dioden benötigen, da dann Querströme auftreten!

VG Jörg

Um die 80 Euro sind so wenig nicht. Wenn die Sonne scheint, ist kein Modul wirklich dunkel. Zudem zieht der MPP die Spannung des aktiven Moduls deutlich nach unten. Ich würde erwarten, die Leerlaufspannung des Verschatteten erreicht diesen Wert oder liegt sogar darüber.

Natürlich verschlechtert die nackte Parallelschaltung die Regelung (minimal), aber kaputtgehen dürfte nichts und wenn die zusätzlichen Module wirklich billig bis umsonst ankommen, ist das wohl die günstigste Methode ihrer Nutzung.

Wie das? Ich behaupte das Gegenteil. Es sei denn, der Widerstand ist (für Schwachlastzeiten optimiert) so groß, daß ein stark besonntes Modul nahezu die Leerlaufspannung behält. Dann sind die Querstöme aber egal. Dioden in Fließrichtung braucht man eigentlich nur nachts mit Akku.

Ich hab gelesen, dass hier die Sinnhaftigkeit bezweifelt wurde. Davon verstehe ich nichts.

Du könntest Mosfets nehmen. Und wenn der Minusanschluss erstmal mit nichts verbunden ist, geht N-Kanal.

MfG hjs

Hallo Marcel,

Du schriebst am Thu, 15 Aug 2024 23:13:16 +0200:

Was kann denn der Wechselrichter an Eingangs-spannung_ verarbeiten? Ist das ein billiger China-Apparat speziell für "Balkon-Kraftwerke" und deshalb speziell für Einzelmodule, oder schon ein ernsthaftes Gerät? "Richtige" Wechselrichter können oft Spannungen bis zu mehreren hundert Volt verarbeiten, übliche Module liefern aber nur was in der Gegend um bisserl über 30V bis knapp über 40V. Dann sind 2 Module _in Reihe_ die richtige Anschlußart, für die sie auch vorgesehen sind.

Eine Schaltung, bei der _parallele_ Module ungleich beleuchtet sind, braucht Schutdioden, weil die Zellen bei Stromumkehr allmählich unumkehrbar beschädigt werden. Gute Module haben sogar solche Dioden bereits eingebaut, auch wenn die übliche Schaltung die einsträngige Reihenschaltung ist, wo sowas eigentlich nicht passieren kann. Dann geht allerdings der Ertrag bei Teilverschttung recht schnell "in den Keller". Das Video hier:

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(Besser als die Konkurrenz? DIY-Lösung mit Maysun-Modulen, Speicher & dynamischer Trucki-Einspeisung!)

- "bisserl" werbebelastet - zeigt aber die Verhältnisse bei Verschattung (ab ca. 9:00) ganz gut, und das für zwei unterschiedliche Bauarten von Modulen. Vielleicht nicht ganz uninteressant, trotz Werbung.

Marcel Mueller schrieb:

Das sollte jedenfalls dann keinerlei Problem sein, wenn die jeweils parallel geschalteten Module auch beide in die gleiche Richtung sehen. Und wenn die Module alle vom selben Typ sind, insbesondere dieselbe Leerlaufspannung aufweisen, dann macht es im Regelbetrieb auch nichts aus, wenn eines der beiden mehr oder weniger verschattet ist - die Leistung sinkt bei Parallelschaltung dann weniger als bei Serienschaltung

Dem Wechselrichter wird der Kurzschlussstrom der Module herzlich egal sein, weil ihm selbiger in keinem Fall schaden kann. Er zieht stets nur den Strom aus den Modulen, welchen er auch verarbeiten kann. Bedeutsam ist dagegen die Leerlaufspannung der Module. Wenn diese in irgendeiner Betriebssituation, sei es allein oder durch Serienschaltung mehrerer Module die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters übersteigt, dann braucht es bei den Spielzeugwechselrichtern für "Balkonkraftwerke" regelmäßig einen neuen solchen.

Auch eine Schottky-Diode mindert die Effizienz durch die an ihr verbratene Leistung

In der Realität scheint es keinerlei Probleme zu geben, solange die Module gleiche Parameter haben und weitgehend gleich beleuchtet werden. Meine persönlichen Erfahrungen beschränken sich allerdings auf die Parallelschaltung jeweils zweier Strings mit jeweils etlichen Modulen in Serie. Die vor 18 Jahren verbauten Wechselrichter mochten nur recht geringe Maximalspannung von 450Volt und arbeiteten mit Systemspannungen von weniger als 300Volt. Alle Teilstrings funktionieren nach wie vor (fast) perfekt, obgleich natürlich ein geringer Leistungsverlust (ca. 4,5%, deutlich weniger als vom Lieferanten damals prognostiziert) eingetreten ist. Inzwischen laufen sie aber in Serienschaltung, weil ich nach einem Defekt eines der Wechselrichter deutlich höhere Spannungen für den neuen brauche.

Ich würde bei einer Anlage mit vier Modulen in die vier Himmelsrichtungen oder so aber, auch der Effizienz wegen, einen Wechselrichter mit 4 MPP-Trackern verwenden wollen. Die kosten auch nicht viel mehr als die mit nur zwei MPP-Trackern. Oder man nimmt zwei Wechselrichter... Die Dioden mit wetterfestem Gehäuse und dem nötigen drumrum gibts ja auch nicht ganz umsonst

MfG Rupert

Ja hab ich.

Ich habe die Erfahrung, daß die Leute hier allesamt keine Ahnung von nichts haben.

Module sind DIODEN, du kannst sie unbedenklich parallel schalten. Nur für den Fall eines Fehlers, muß ich verhindern daß die anderen Module den defekten aufheizen und abbrennen lassen. Dafür gibt es auf Aliexpress und anderen Chinesen die fertigen Sperrdioden in MC4 Gehäuse. Nimm die stärksten, 30A.

Ferner geht der Wechselrichter besser wenn du seine Eingänge mitsamt allen Modulen die du hast einfach parallelschaltest. Das gilt für Anlagen mit stark wechselhafter Beleuchtung, typisch OST-WEST Kleinanlagen.

Alle jene, die glauben daß sowas nicht geht, die haben keine Ahnung. Die große Mehrheit hier.

w.

Am 16.08.24 um 00:25 schrieb Leo Baumann:

Du vergisst die Gesetzeslage. Maximal 800W WR pro Wohnung.

Marcel

Am 16.08.24 um 21:35 schrieb Sieghard Schicktanz:

Das ist ein billiger Chinaapparat, der mutmaßlich für Flachdächer o.ä. mit immer wieder vorkommender Verschattung entwickelt wurde, um jedem Modul gleich seinen eigenen MPPT zu verpassen. Er verwendet eben extern keine DC Zwischenspannung wie bei richtig schicken Anlagen, sondern speist gleich ins AC Netz ein. Er eignet sich aber eben auch für Balkonkraftwerke, wenn er per Firmware korrekt begrenzt wird, weshalb er jetzt für Balkonkraftwerke verkauft wird.

Wen's Interessiert: das sind AP-Systems DS3. Die Hardware kann AFAIK knapp 1kW und kann per Firmware auf Werte ab 600W runter geregelt werden. Meine hatten zuerst 600W und wurden dann im Frühjahr nach der Gesetzesänderung auf 800W umgestellt. Das bringen aber zwei 1,70m-Module in unseren Breiten selbst dann nicht, wenn sie unter voller Sonne stehen.

Zwei in Reihe sind so ziemlich das dämlichste, was man machen kann, wenn man teilweise Verschattung hat. Ein Photon kann maximal ein Elektron in einer Zelle freisetzen. Man bekommt dann durch das schwächer beleuchtete Modul nicht mehr als seinen Kurzschussstrom bei schwachem Licht durch, es sein denn, es klemmt sich per Bypassdiode komplett ab und der MPPT Tracker kommt mit dieser Nichtlinearität gut klar.

Genau das meine ich. Interne Bypassdioden haben eigentlich alle. 3 oder 4 unabhängige Segmente pro Modul sind üblich und haben meine Module auch.

Das ist aber weitgehend egal, da die MPPT-Spannung nur geringfügig von der Beleuchtungsstärke abhängt und der Effekt nach einigen Sekunden sogar noch von der sich daraus ergebenden Erwärmung überkompensiert wird.

Marcel

Rechte sind in Deutschland handelbar und viele Nachbarn haben selbst kein Interesse. Die zweite Grenze ist allerdings eine technische. Es sind auch 600 (800) W pro Sicherungskreis und das sollte man tunlichst einhalten.

In der deutschen Rechtspraxis ist übrigens ein Recht mehrmals verkäuflich. Der Nachbar, der sich Deine zweite Anlage zurechnen läßt, hat danach ja sichtbar immer noch keine. Er kann dasselbe Recht also nacheinander noch an fünf andere übertragen.

Klingt seltsam? Ja, für Naturwissenschaftler und Ingenieure schon. Juristen haben Cum-Ex erfunden und das war im Gesetz ausdrücklich so erlaubt. Die Banken sind *nicht* verurteilt worden, weil sie ein Gesetz übertreten haben, sondern "weil sie hätten erkennen müssen, daß das falsch und unmoralisch ist". Eine imho sehr seltsame und unjuristische Wieselei.

E-Auto Fahrer erhalten für die (angebliche) CO2-Ersparnis erhebliche Privilegien. Unter anderem (nicht immer und nicht überall) achttausend Euro bar auf die Hand, Vergünstigung in der Fahrzeugsteuer, Sonderparkplätze, Sonderrechte für staufreie Fahrzeugspuren und mehr. Mineralölfirmen kaufen ihnen diese nominelle Einsparung für nicht unerhebliche Summen ab, es gibt Handelsbörsen dafür. Wer etwas verkauft hat, der besitzt es danach selbst nicht mehr. Auf alle die oben aufgezählten Sonderrechte muß dann also verzichtet werden resp. die Summen zurückerstattet. Juristen sehen das nicht so.

Übrigens, wenn sich in hochverschuldeten Millionenstädten wie Köln und Berlin ein Teil der reichsten und wohlhabendsten Bürger eine (Balkon-)Solaranlage installieren und für erhebliche Teile des Preises einen städtischen Zuschuß annehmen, ist das zwar von der Stadt ausdrücklich so vorgesehen und wird von der Verwaltung sogar beworben, es greift in meinen Augen aber ohne den geringsten Zweifel die Begündung aus dem Cum-Ex-Urteil.

Am 17.08.24 um 00:10 schrieb Rupert Haselbeck:

Das ist gerade _nicht_ der Fall. Sonst würde ich nicht fragen.

Das natürlich schon. Baugleich, gleiche Charge.

Das dachte ich auch immer, wurde aber irgendwann vom Gegenteil überzeugt.

  1. steht bei jedem WR der maximale Kurzschlusstrom dabei. (warum?)
  2. Dauert es bei plötzlich stark steigender Beleuchtung einen Moment, bis der MPPT reagiert. Zumindest kurzzeitig muss er den Strom also abkönnen.

Das ist logisch. Aber da habe ich noch etwa 10V Luft, was selbst bei sehr niedrigen Temperaturen ausreichen sollte.

Ja, kostet knapp eine Zelle. Das wären <1%.

Dann ist die gleiche Beleuchtung tatsächlich ein Problem. Wenn in einem der Strings ein Modul per Bypass ausfällt, unterscheiden sich die Spannungen stark.

Das ist für größere WR tatsächlich wenig. Ich kenne eher die Größenordnung 1kV. Wobei die sich daraus ergebenden, langen Reihenschaltungen bei Teilverschattung übelst einbrechen.

Der letzte Schrei sind wohl größere Module mit ca. 3m² die ihren eigenen MPPT gleich eingebaut haben und dann alle parallel geschaltet werden. Der WR ist dann wirklich nur noch ein WR ohne MPPT.

Geht bei Mini-PV halt faktisch nicht. Die WR dürfen in Summe nicht mehr als 800W haben. Ein einzelner maximal

400W. Damit bekomme ich die 700W des gerade beleuchten Modulpaars nicht annähernd weg. Bei 400W + vllt. 100W aus dem diffus beleuchteten Paar wäre das Maximum. Klemme ich hingegen alle an einen 800W WR, regelt der halt einfach bei 800W ab.

Da habe ich noch Zeug in der Grabbelkiste. Die hätte ich eiskalt isoliert auf ein Stück Alublech geschraubt, Leitungen dran gelötet und fertig. Bei den 40V (Differenzspannung eher 5V) stört es mich auch nicht sonderlich, ob da mal was nass wird. Etwas Silikon über die offenen Anschlüsse und gut.

Marcel

Am 17.08.24 um 08:07 schrieb Helmut Wabnig:

Dass das technisch geht, weiß ich. Ich habe halt kein Gefühl dafür, wie viel Strom durch die Diodenkennlinie des jeweils nur schwach beleuchteten Moduls abfließen kann.

Du meinst, weil sie dann 16A aushalten? ;-)

Aber nichts anderes hätte ich inhaltlich vor gehabt, nur ohne die zusätzlichen Steckverbinder. Allerdings war die Idee dahinter nicht Komponentenschutz.

Letzteres halte ich bei exakt zwei Modulen Parallel auch eher für theoretisch. Schließlich kann ein ausgefallenes oder unbeleuchtetes Modul auch nur mit den ~20% Wirkungsgrad des anderen geheizt werden. Bei mehr Modulen parallel wäre das freilich anders.

Interessanter Punkt. Das wäre vor allem für einen Bekannten interessant, der so etwas ähnliches hat und dessen WR (glaube Hoymiles) wirklich jeden einzelnen Kanal auf 300W abregelt.

Kommen wirklich alle WR damit klar, dass die beiden Eingänge nicht mehr potentialfrei sind? Einen Defekt halte ich für abwegig. Aber ich weiß zumindest, dass es da automatische Erdschluss-Erkennungen gibt. Könnten die nicht evtl. zicken?

Marcel

Nein, es sind 800Watt pro Zähler erlaubt, genau ein "Balkonkraftwerk". Wer mehr möchte, kann das aber natürlich in Form einer fest installierten Anlage tun

Das ist falsch

Blödsinn

Für jeden anderen auch, sofern er zumindest rudimentäre Kenntnis von der Sache hat

Das ist natürlich auch falsch

Sie sind verurteilt worden, weil sie (in großem Umfang) Steuerbetrug begingen. Das Gesetz war insoweit dem Wortlaut nach zu weit gefasst, was das Gericht aber nicht daran hinderte, den Angeklagten vorzuwerfen, dass dies eine unabsichtliche Lücke des Gesetzes und ihr Handeln damit illegal und strafbar war

Wo und wann gabs/gibts denn diese achttausend Euro bar auf die Hand?

Ist das so? Was ist denn "und mehr" genau?

Natürlich sehen Juristen das nicht so. Es ist ja auch falsch

Du solltest dich besser mit Dingen befassen, von welchen du zumindest ein klein wenig verstehst...

MfG Rupert

um dann in anderen Worten genau meine Aussage zu wiederholen:

Und jetzt wird er auf einmal ganz wörtlich.

Also ich spare einmal CO2 ein und erhalte dafür etliche Vergünstigungen. Dann verkaufe ich diese Einsparungen an einen anderen und der erhält auf dieselbe, einmalige Einsparung auch noch einmal eine Vergünstigung. Für Juristen ist das so korrekt. Danke für Deine ausdrückliche Bestätigung.

Und das

steht dann nicht unter einer Sachaussage sondern einer klar als solche gekennzeichneten subjektiven Meinungsäußerung resp. persönlichen Werturteil.

Das bedeutet nunmal aber etwas völlig anderes als das, was du behauptet hast

Du hast also keine Antwort?

Nein, deine Behauptung und/oder dein Verständnis der diversen gesetzlichen Regelungen ist stark verbesserungsfähig, was deren Inhalt betrifft. Dies gilt auch dann, wenn du tatsächlich fälschlich glauben solltest, was du schreibst

Es nervt halt einfach, wenn man, immer wieder von denselben Autoren, absurd falsche Behauptungen zur Kenntnis nehmen darf, welche dann sogar noch nach Hinweis darauf wiederholt werden. Da kommen dann schon auch Gedanken über den Verfasser solcher Werke auf :-( Warum machst du sowas denn? Verstehst du es wirklich nicht? Willst du nur Hetze betreiben? Warum?

MfG Rupert

Doch natürlich und ich unterstelle Dir, Dich hier vorsätzlich und bewußt dumm zu stellen. Beim Kauf eines Batterieautos gab es auf den Kaufpreis

8000 Euro Prämie. Um so viel wurde es für den Käufer also billiger und nur dadurch rechnete es sich für die meisten, wenn überhaupt. "Bar auf die Hand" ist eine bildliche Übertreibung aber im Effekt dasselbe.

Wenn ich es also falsch verstehe, dann erkläre es mir bitte. Die Anzeigen, die anbieten Elektroaufahrern für das Überschreiben der Kohlendioxideinsparung eine jährliche Summe zu zahlen, gibt es, und Portale, die anbieten, das beste dieser Angebote zu finden, auch. Was also wird da verkauft und wofür bezahlt der Käufer, der ja ziemlich sicher für sein Geld einen geldwerten Vorteil erhält?

Offensichtlich. Und solange von Dir keine sachlichen Korrekturen kommen sondern nur ad hominem, daß ich keine Ahnung hätte (was durchaus stimmen kann), sind meine Chancen, es besser zu verstehen, gering.

Am 17.08.2024 um 10:36 schrieb Marcel Mueller:

...

Dann eben mehr als zwei Module nehmen. Ich habe in einem String 19 Module in Reihe. Ein Schornstein wirft die erste Zeit (ca. 1h) einen wandernden Schatten, aber...

...das mit den Bypassdioden klappt tatsächlich. Ich habe bei diesen Modulen 3 Bypassdioden je Modul, 108 Halbzellen, damit sind es 6x jeweils 18 Halbzellen. Paarweise parallel und mit Bypassdioen 3 der Paare in Serie, also ganz normale Standardtechnik.

Man sollte sich in so einem Setup mit weniger Modulen Minimalspannung, Startspannung und unteren Regelbereich des MPPT im Kontext mit den möglichen Verschattungen (x/6 je Modul bei Halbzellenmodulen mit 3 Bypassdioden) ansehen und ggf. Module mit z.B. 144 Halbzellen und damit höheren Spannungen verwenden.

Der für diesen o.a. String zuständige MPP Tracker des SMA WR kommt damit sehr gut klar, ohne aufwändige Meßreihen kann man die o.a. Teilverschattung in der Leistungskurve nicht mal erkennen.

Solange die Module gleich ausgerichtet sind, würde ich eine Reihenschaltung bevorzugen, es gibt auch kleine Wechselrichter (z.B. Growatt, Solax) die Stringspannungen mit mehr als 1 Modul zulassen. Ja, ich erinnere mich, dass du mal erwähnt hast, dass dein Dach sehr zerklüftet ist.

Axel Berger schrieb:

Da geht es nicht um angebliche "Sonderparkplätze", Barprämien von 8000€, staufreie Fahrspuren und ähnlichen Blödsinn. Es geht schlicht und einfach darum, dass ein E-Fahrzeug weniger Benzin oder Diesel verbrennt als ein Verbrennerfahrzeug und damit dann auch weniger CO2 produziert. Vor zwei, drei Jahren war das noch sehr lukrativ, bekam man doch für das Nichttanken von fossilen Kraftstoffen und an deren Stelle die Verwendung von PV- und/oder Windstrom an die 250€ bis 300€ dieser sog. THG-Prämie ausbezahlt! Schon letztes Jahr ist das rapide gefallen, es gibt zumeist um die 60€ bis 70€, manch Anbieter verspricht gar "bis zu" 100€ und mehr. Allerdings sind diese Versprechen recht unrealistisch, wie die Praxis zeigt. Seit unsere famose Bundesregierung die CO2-freien Großkraftwerke abgeschaltet hat und dafür eine Reihe alter Kohlekraftwerke und sonstiger Dreckschleudern (z.B. Schwerölkraftwerke) wieder ans Netz schaltete, ist nach der Berechnung des Umweltbundesamtes die CO2-Ersparnis eines E-Autos drastisch geschrumpft. Und damit eben auch die THG-Quote. Offiziell wird das allerdings mit angeblichem massenhaftem Betrug durch den Import falsch deklarierter chinesischer Biokraftstoffe verteidigt. Allerdings unternimmt man offenbar auch nichts, um diese angeblichen Betrügereien zu unterbinden...

MfG Rupert

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