Erwärmen sich PV-Module bei Abregelung?
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- Опубликовано: 26 апр 2024
- Erwärmen sich PV-Module wenn die Leistung nicht abgenommen wird?
Diese Frage hatte im letzten Video zu engagiertem Widerspruch geführt. Daher habe ich es nachgemessen. Das Ergebnis hier im Video. 
Наука
Solarzellen /sind/ Dioden und sie werden in Durchlassrichtung betrieben.
Wenn der dort aus Einstrahlung erzeugte Strom nicht über die Leitungen aus dem Modul entnommen wird, dann steigt die Leerlaufspannung genau so lange, bis die Diodenstrecken der Solarzellen exakt die gesamte Strommenge wieder aufnehmen. Das sorgt dann für Eigenerwärmung und etwas LED-Emission (unsichtbar im IR-Bereich).
Der Strom (technische Stromrichtung) fließt in einer Solarzelle vom n-Gebiet zum p-Gebiet. Ist das nicht die Sperrrichtung?
Und: Aus der Sicht einer einzelnen Solarzelle sorgen die Spannungen aller anderen Solarzellen in der Kette für eine Vorspannung in Sperrrichtung (+Pol am n-Gebiet / -Pol am P-Gebiet). Genau diese Situation sorgt ja auch bei teilweiser Abschattung einer einzelnen Zelle für einen hotspot aufgrund der dann enorm ansteigenden Sperrspannung bei nahezu gleichem Strom.
@@charliebe.2082 Hi, nein, wenn eine Solarzelle Strom liefert, dann ist die Zellspannung vom P-Gebiet zum N-Gebiet gemessen positiv. Der Strom (techische Stromrichtung) fließt im Verbraucherkreis ebenfalls vom P-Anschluss durch den äußeren Stromkreis und die Verbraucher zum N-Anschluss. Innerhalb der Zelle selbst gilt jedoch das Erzeugerzählpfeilsystem, hier ist die technische Stromrichtung umgekehrt vom P-Gebiet zum zum N-Gebiet. Die Spannungen der anderen, in Reihe geschalteten Solarzellen haben mit der Stromflussrichtung innerhalb der Zelle nichts zu tun, diese erhöhen nur die Gesamtspannung aus Sicht des Verbrauchers. Nur wenn eine Solarzelle in einer Reihenschaltung verschattet ist, und gerade /keinen/ Strom liefert, ist die Stromflussrichtung dort umgekehrt, dann gilt dort nämlich das Verbraucherzählpfeilsystem und die Spannung kehrt sich um. Damit das nicht zu den erwähnten Hot-Spots oder zur Zerstörung führt, enthalten Solarmodule eine oder mehrere Bypassdioden, die den Strom in Rückwärtsrichtung führen. Es sind dabei immer nur so viele Einzelzellen in Reihe geschaltet, dass die Spannung der unverschatteten Zellen des Reststranges die verschattete Zelle nicht in den Durchbruchsbereich (Lawinendurchbrucheffekt) im 2. Quadranten der Kennline treibt. Die Durchbruchspannung liegt bei typischerweise ca. -10...-15 Volt je Zelle. Bei einem Modul mit 40 Volt sind somit z.B. mindestens drei Bypassdioden insgesamt verbaut.
Bei einer unbelasteten, aber beleuchteten PV-Anlage baut sich die Spannung, bezogen auf eine Zelle, maximal bis zur Leerlaufspannung auf. Diese Spannung entspricht betragsmäßig der Spannung der Raumladungszone, sprich Diffusionsspannung des PN-Überganges. Durch weitere Beleuchtung bzw. den Photonen, die auf die Sperrschicht aufprallen, entstehen innerhalb dieser Schicht Elektron-Loch-Pärchen, die jetzt nicht mehr durch die Diffusionsspannung aufgehalten werden. Es kommt zur Rekombination. Das Spiel beginnt dann wieder von vorne, sodass die Energie bei unbelasteter PV-Zelle durch diese intrinsischen Effekte umgewandelt wird.
Es macht ja einen Unterschied ob das Panel nicht angeschlossen ist und aber angeschlossen und vom WR ignoriert/ abgedrosselt wird oder? Modul nicht angeschlossen bedeutet ja kein geschlossener Stromkreis, wird bei gedrosselten Modulen intern ebenfalls getrennt oder laufen die einfach im Leerlauf mit Leerlaufspannung? Habe bei meinem Ecoflow System eine ähnliche Thematik. 2 Module hängen am WR, 2 hängen an der Powerstation Delta 2 Max (alle 4 also mit separatem MPPT). An schönen Sonnigen Tagen ist die Batterie mittags bzw. um 11 Uhr schon voll und die beiden Module an der Powerstation werden abgedrosselt, der WR speist dann das maximum der beiden am WR angeschlossenen Module wie ein normales BKW ein (zuvor Unterstütz der Überschuss zum eingestellten Grundbedarf die Batterie DC seitig), 2 Module hängen aber nur Sinnlos rum. Ich bin hier noch am herumtesten, gebe dem System bei solchen Konstellationen aber den Befehl 800VA einzuspeisen wenn ich es mitbekommne bzw. in der APP sehe, dann kommt meist auch wieder Leistung von den gedrosselten Modulen in die Batterie wenn diese ca. 3% wieder ausgespeist wurde) da gleichzeitig um die 300-350 Watt von der Batterie gezogen werden (um die 800VA bereitszustellen). 3 Module hängen 90° Senkrecht im Süden, eines an der Batterie angeschlossenen hängt 90° Senkrecht in den Osten ausgerichtet. Maximalen Ertrag bekomme ich dadurch nur im Winter wenn die Sonne tief steht und die kühlen Module die Sonne gut sehen. Sry fürs lange Kommentar, vg
> *Es macht ja einen Unterschied ob das Panel nicht angeschlossen ist und aber angeschlossen und vom WR ignoriert/ abgedrosselt wird oder? *
Nein, das macht keinen Unterschied, höchstens graduell, wenn die Drosselung nicht 100 %ig ist. 100 %ige Drosselung ist identisch zum Leerlauf ist identisch zu nicht angeschlossen.
Früher hatte ich mal bei meiner alten PV-Anlage einen Shunt-Regler, ich war immer der Meinung das würde das Modul eher belastet, der Sache gehe ich mal nach.
⚡Danke für den Versuch, jetzt ist die Frage, wir sieht es aus, wenn die Module auf 10% Nennleistung einfach vom Laderegler gedrosselt werden, da ja im Haus dennoch was verbraucht wird und die Akkus voll sind. Bei Overpaneling wird es ja auch so gemacht, z.B. 4KW an einen 800 Wechselrichter.
Interessant !
Energie bleibt also in den PV Modulen wenn sie nicht entnommen wird ...
=>Gehen dann PV Module schneller kaputt wenn die überhaupt nicht elektrisch genutzt werden (abgeklemmt) und in der Sonne liegen/montiert sind ?
Eine höhere Temperatur beschleunigt die Alterung. Der Effekt ist aber vermutlich gering.
Interessant, daran habe ich garnicht gedacht. Problem sehe ich eher in der haltbarkeit. Die dürfte sich ja dann reduzierten, weil die höher belastet werden. Der Wirkungsgrad verlust wird sicher nicht so eklatant sein. Module, die ständig "abschalten" und der sonne ausgesetzt sind werden sicher brühen, und noch heisser werden als bei abtransport einer gewissen energie
👍Erinnert mich ein wenig an den aufgeschnittenen Bechertransistor als Selbstgebaute Lichtschranke /Sensor
Bisher wurde nur der Unterschied zwischen optimaler (maximaler) Entnahme und Leerlauf betrachtet. Macht es Sinn, nicht benutzte Module kurz zu schließen, um die Erwärmung weiter zu reduzieren ?
Auch im Fall eines Kurzschlusses wird (kaum) keine Leistung entnommen. Der Strom fließt zwar außerhalb des Moduls,, aber der Spannungsabfall, und folglich das Umsetzen der Leitung, erfolgt weiter größten Teils im Modul.
Hat daher vermutlich kaum Vorteile, außer, daßs die Stecker vor Schmutz geschützt sind.
Wenn ein Wechselrichter / MPPT getauscht wird, und die Module auf dem Dach für ein paar Tage ohne Verbindung sind, schadet das den Modulen?
Nein
Der Denkfehler beginnt genau da, in dem man einfach sagt, eine nulleinspeisung würde die Module abschalten. Die werden nur gedrosselt!
Die Hausgrundlast bleibt ja in aller Regel. Man drosselt den Wechselrichter prozentual. In Inselanlagen z.b. ein muß
Energierhaltungssatz macht am schnellsten Sinn erklärts natürlich weniger
Das ist doch kein Quanten-Effekt...
Was denn sonst? Die Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren und was dann geschieht (Diffussion, Trennung in der Raumladungszone, Rekombination, ...) sind ohne Quantenmechanik nicht erklärbar.
Einen Wirkungsgrad bei einem abgeklemmten Modul messen? Interessant, aber nicht sinnvoll !!!
Wieso, er sprach doch von einem erwärmten Modul, was einen niedrigeren Wirkungsgrad habe.
Und genau das hat er doch gezeigt.
Modul abklemmen, warm werden lassen. Wieder anklemmen und Spannung/Strom bei Last messen. Das war gezeigt und ist auch sinnvoll, aber wie dargestellt aufgrund der Versuchsbedingungen nicht offensichtlich darstellbar. Alleine schon dass so ein Versuch Zeit andauert, und die Sonne wandert und der Einfallswinkel sich ändert, sorgt für sich ständig ändernde Randbedingungen. Im Labor mit künstlicher Sonne... aber wer hat sowas im Keller?
@@typxxilpser hat nur die Spannung und nicht die Leistung gemessen. Letztlich aber egal, der Punkt war, dass Abregeln dem Modul schadet weil es sich mehr erwärmt. Das hat er gezeigt. Leider werden eh nur 22% der Sonneneinstrahlung in Strom verwandelt und damit 78% in Wärme. Damit ist der Effekt weniger dramatisch als suggeriert
@@martingerken7094 Naja , mich würde sogar weniger der Leistungs-"Verlust" interessieren. Wenn ich Nulleinspeisung mache , habe ich ja in dem Moment Überschuss , wenn ich die Energie aus dem Panel nicht abnehme, und somit sollte mich der evtl. Leistungsverlust weniger stören, falls mein Wechselrichter doch wieder anspringt . Aber was mich mal mehr interessieren würde, wie sieht das den dann mit der Alterung aus . Hab jetzt noch nicht genau gemessen , aber meine Panel an meinem BKW werden im Sommer sehr heiß und Hitze ist nun mal einer von 2 Hauptalterungsgründen . Wenn also so ein Panel im Sommer 60 Grad wird, dann aber durch nicht Abnahme der Stroms (der 22% Energie) auf 80 Grad hoch geht, dann hat das sicher einen Effekt auf die Alterung. Und in vielen Bereichen ist das halt ne E Funktion(e hoch x) zur Temperatur. Heißt mit jedem Grad geht die Alterung deutlich nach oben . Ja die haben alle ein Garantie, aber wer holt nach 20 oder 30 Jahren schon seine Panel vom Dach, weil die nur noch 60% statt der garantierten 80 % Leistung haben. Mal davon ausgegangen, dass der Hersteller noch existiert.
@@LaposMovies gute Punkt