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Leerlaufspannung / maximale Stringspannung

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  •  didi89
19.1. - 10.5.2024
21 Antworten | 9 Autoren 21
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Hallo Community,
ich brauche bitte eure Hilfe bei der Anlagenerweiterung. Ich möchte meine Bestandsanlage um 2 Module erweitern.

Ausgangslage:
15,5kWp Anlage, Ost-West (18 Platten Ost / 18 West) auf 2 Strings. Flachdach K2 Dome 10° Aufständerung. Modul: Trina TSM-DE09R.08 430Wp. Wechselrichter Solax X3 G4 12kW

Anlagen Erweiterung auf jeweils 19 Platten in Summe somit 38 Stk. => 16,34kWp
Da aktuell die Module sehr günstig sind und ich die Erweiterung mit ca. 200 € realisieren kann würde ich dies gerne machen, jedoch macht mir die Leerlaufspannung bzw. die maximale Stringspannung Sorgen.

Lt. Datenblatt hat der Solax Wechselrichter einen Spannungsbereich von maximal 1000V.
Maximale Stringspannung= 50,3V x 19= 956V @25°C(STC) jedoch betrachtet mit dem Temperaturkoeffizient -0,25%/K, wäre die maximale Stringspannung bei -15°C = 1051V und somit außerhalb der Betriebsspannung des Wechselrichters.
 
Meine Fragen dazu:
  • Wie verändert sich die Leerlaufspannung mit der Einstrahlungsintensität?
  • Im Winter weniger Einstrahlungsintensität als im Sommer?
  • Was passiert, wenn 1050V am String anliegen mit dem Wechselrichter, schaltet er ab?
  • Problematisch wird es vermutlich nur sein, wenn ein schöner Tag ist und der Wechselrichter z.B. nach einem Stromausfall Neustartet im Winter bei voller Sonneneinstrahlung?


_aktuell/20240119289914.png

Bitte um eure Hilfe, besten Dank im Voraus.

  •  Fani
19.1.2024  (#1)
Wie du am Datenblatt erkenne kannst, steigt die Leerlaufspannung mit fallender Temperatur. Die Einstrahlung hat kaum einen Einfluss auf die Spannung. Damit ist in der Regel die Leerlaufspannung im Winter auch höher als im Sommer. Dabei ist es im Winter egal ob volle Sonneneinstrahlung oder nicht.

Zuviel an Leerlaufspannung sind in der Regel das Todesurteil für Wechselrichter

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  •  tempo85
  •   Bronze-Award
20.1.2024  (#2)

zitat..
didi89 schrieb: Meine Fragen dazu:

Wie verändert sich die Leerlaufspannung mit der Einstrahlungsintensität?
Im Winter weniger Einstrahlungsintensität als im Sommer?
Was passiert, wenn 1050V am String anliegen mit dem Wechselrichter, schaltet er ab?
Problematisch wird es vermutlich nur sein, wenn ein schöner Tag ist und der Wechselrichter z.B. nach einem Stromausfall Neustartet im Winter bei voller Sonneneinstrahlung?

Die Spannung ändert sich mit der Einstrahlung sehr wohl zu sehen auch an NOCT vs. STC (auf gleich Temperatur umrechnen)

Mit Winter vs. Sommer muss man aufpassen steile Module können auch im Winter die volle Sonneneinstrahlung abbekommen und es kann auch noch im März sehr kalt werden wo die Sonne auch schon höher steht. Aber bei 10 Grad Modulen könnte man sicher höher gehen (sollte man aber nachrechnen).

Wenn die maximale (theoretisch) Leerlaufspannung 1051V ist, schaltet der WR WR [Wechselrichter] sicher nie ab, weil im Betrieb liegt nicht die Leerlaufspannung an. Aber sollte der WR WR [Wechselrichter] abschalten (z.B. Stromausfall) dann geht die Spannung hoch bis zur Leerlaufspannung und er könnte beschädigt werden, ich vermute bei 1051V wird noch nicht viel kaputt, trotzdem Garantie das er es Aushält gibts keine. Weiters besteht ein anderes Problem, viele WR WR [Wechselrichter] starten nicht mehr solange die Spannung zu hoch ist und funktionieren erst wieder wenn die Lehrlaufspannung gefallen ist.


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  •  gloitom
  •   Gold-Award
20.1.2024  (#3)

zitat..
tempo85 schrieb:

..., weil im Betrieb liegt nicht die Leerlaufspannung an.

Darauf würde ich nicht wetten, wenn der MPPT MPPT [Maximum Power Point Tracker] regelmäßig die gesamte Kennlinie abfährt!


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  •  tempo85
  •   Bronze-Award
20.1.2024  (#4)

zitat..
gloitom schrieb:

Darauf würde ich nicht wetten, wenn der MPPT MPPT [Maximum Power Point Tracker] regelmäßig die gesamte Kennlinie abfährt!

Die gesamte Kennlinie wäre Kurzschluss (0V) bis Leerlaufspannung.

Der WR WR [Wechselrichter] kann nur einen Teil abfahren und das ist maximal der Betriebsspannungsbereich.


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  •  Fani
21.1.2024  (#5)

zitat..
gloitom schrieb:

──────..
tempo85 schrieb:

..., weil im Betrieb liegt nicht die Leerlaufspannung an.
───────────────

Darauf würde ich nicht wetten, wenn der MPPT MPPT [Maximum Power Point Tracker] regelmäßig die gesamte Kennlinie abfährt!

Bitte genau lesen. Ich habe gesagt die Einstrahlung hat kaum Einfluss.

Das kann man auch an der I/U Kennlinie erkennen. 

Einfach zusammengefasst: https://photovoltaikbuero.de/pv-know-how-blog/ist-eine-solarmodulkennlinie/

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  •  tempo85
  •   Bronze-Award
21.1.2024  (#6)

zitat..
Fani schrieb:

──────..
gloitom schrieb:

──────..
tempo85 schrieb:

..., weil im Betrieb liegt nicht die Leerlaufspannung an.
───────────────

Darauf würde ich nicht wetten, wenn der MPPT MPPT [Maximum Power Point Tracker] regelmäßig die gesamte Kennlinie abfährt!
───────────────

Bitte genau lesen. Ich habe gesagt die Einstrahlung hat kaum Einfluss.

Das kann man auch an der I/U Kennlinie erkennen. 

Einfach zusammengefasst: https://photovoltaikbuero.de/pv-know-how-blog/ist-eine-solarmodulkennlinie/


Der Text bezieht sich auf den Vergleich Spannung zu Strom. Die Leerlaufspannung ändert sich kaum, aber der Kurzschlussstrom sehr stark.

Auch sehr schön sieht man 500 zu 1000W/m² macht rund 3,5V Differenz bei 25 Grad.

Beim Vergleich 25 Grad zu -10 Grad (bei 1000W/m²) ergibt dies eine Differenz von ~4,5V

Wenn man dann noch den Vergleich 500 zu 1000 bei -10 Grad macht landen wir noch ein bisschen höher als die 3,5V.

Bei 22 Module und 1051V brauchen wir nur 2,32V weniger damit man unter 1000V rutscht.

Also grob betrachtet könnte es sichbje nach Modul und Ausrichtung auch ausgehen, man müsste aber genau nach rechnen.


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  •  Cyber83
  •   Bronze-Award
21.1.2024  (#7)
Loggt der solax die maximale spannung?

Ich habe es mit einem symo 5.0 so gemacht: gerechnete (lt. Fronius solar crator), es kam als maximum 13 stück meiner wunschtype raus (dah 460w tripple cut module).

Die am display geloggte maximale spannung war immer weit unter den 1000V - also /13 *15 gerechnet - geht sich aus. 😁
Bin noch immer nicht (diesen winter) über 880V gelandet, trotz -12°

Ich weiß, das kann auch in die hose gehen. 🙄

Die gesamte anlage ist jedoch im winter quasi immer verschattet. Ab ca. März/April haben dann module ab dem frühen nachmittag volle sonne, also die wahrscheinlichkeit dass ich bei tiefen Temperaturen die 1000W/m² da zusammenbekomme ist sehr gering.

Was ich aber zB schon bemerkt hab: die 800V Mppt bereich vom symo stehen aktuell oft an den 800V wirklich an. Er probiert also gar nicht mehr als 800V. 

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  •  user_1980
22.1.2024  (#8)
hallo cyber83,
hab bei mir auch 800v mppt spannung anliegen,
bin am überlegen ob ich die module lieber parallel schalten sollte.
ich seh beim nachbarn (gleiche ausrichtung ~10grad mehr dachneigung)
mit 2 strängen aber gleichen modulen/anzahl
eine mpp von ca 460v.
und auch meist ~1A mehr leistung

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  •  didi89
22.1.2024  (#9)

zitat..
Cyber83 schrieb:

Loggt der solax die maximale spannung?

Ich habe es mit einem symo 5.0 so gemacht: gerechnete (lt. Fronius solar crator), es kam als maximum 13 stück meiner wunschtype raus (dah 460w tripple cut module).

Die am display geloggte maximale spannung war immer weit unter den 1000V - also /13 *15 gerechnet - geht sich aus. 😁
Bin noch immer nicht (diesen winter) über 880V gelandet, trotz -12°

Ich weiß, das kann auch in die hose gehen. 🙄

Die gesamte anlage ist jedoch im winter quasi immer verschattet. Ab ca. März/April haben dann module ab dem frühen nachmittag volle sonne, also die wahrscheinlichkeit dass ich bei tiefen Temperaturen die 1000W/m² da zusammenbekomme ist sehr gering.

Was ich aber zB schon bemerkt hab: die 800V Mppt bereich vom symo stehen aktuell oft an den 800V wirklich an. Er probiert also gar nicht mehr als 800V.

Hi,
ja ich habe mir in der Loxone einen Spannungs-logger Baustein integriert. Hab ich jetzt ungefähr seit 3 Wochen am laufen.. Bis dato eine maximalspannung von 878,7V.




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  •  didi89
22.1.2024  (#10)

zitat..
tempo85 schrieb:

──────..
Fani schrieb:

──────..
gloitom schrieb:

──────..
tempo85 schrieb:

..., weil im Betrieb liegt nicht die Leerlaufspannung an.
───────────────

Darauf würde ich nicht wetten, wenn der MPPT MPPT [Maximum Power Point Tracker] regelmäßig die gesamte Kennlinie abfährt!
───────────────

Bitte genau lesen. Ich habe gesagt die Einstrahlung hat kaum Einfluss.

Das kann man auch an der I/U Kennlinie erkennen. 

Einfach zusammengefasst: https://photovoltaikbuero.de/pv-know-how-blog/ist-eine-solarmodulkennlinie/
───────────────

Der Text bezieht sich auf den Vergleich Spannung zu Strom. Die Leerlaufspannung ändert sich kaum, aber der Kurzschlussstrom sehr stark.

Auch sehr schön sieht man 500 zu 1000W/m² macht rund 3,5V Differenz bei 25 Grad.

Beim Vergleich 25 Grad zu -10 Grad (bei 1000W/m²) ergibt dies eine Differenz von ~4,5V

Wenn man dann noch den Vergleich 500 zu 1000 bei -10 Grad macht landen wir noch ein bisschen höher als die 3,5V.

Bei 22 Module und 1051V brauchen wir nur 2,32V weniger damit man unter 1000V rutscht.

Also grob betrachtet könnte es sichbje nach Modul und Ausrichtung auch ausgehen, man müsste aber genau nach rechnen.

ich denke ich werde bei Solax  Nachfragen wie sich die 1051V auswirken. Je nach dem werde ich die zwei Module noch Nachrüsten oder auch nicht....Sobald die Gefahr eines Wechselrichterschadens besteht, werde ich die Aktion lieber bleiben lassen... Aber danke für deine Hilfe.


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  •  didi89
9.5.2024  (#11)
Nachtrag: Habe jeweils 1 Modul Ost + West nachgerüstet weil:
  • Im Winter in Österreich die Einsstrahlungsleistung maximal zw. 300-500 W/m² liegt und dies sehr wohl die Leerlaufspannung beeinflusst, siehe Diagramm nachstehend

_aktuell/20240509997110.png
  • mit 10° Aufständerung die Sonne wiederum in so einen schlechten Winkel auftrifft, dass die Einstrahlungsleistung zusätzlich vermindert wird.

Seit einem Monat montiert, bis Dato noch keine höhere Spannung als 903V gesehen. Bin guter Dinge ;) für den kommenden Winter.

lg

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  •  helyx
  •   Gold-Award
9.5.2024  (#12)
Den mutigen gehört die Welt. 
Du siehst ja auch im Betrieb nur die mppt Spannung. Wenn's man bei richtig kalten Modulen und viel Sonne einen Stromausfall gibt siehst du das erst...

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  •  bfroemel
9.5.2024  (#13)

zitat..
didi89 schrieb: Bin guter Dinge ;) für den kommenden Winter.

Hm.. auch wenn es den kommenden Winter gut gehen mag, könnte es beim nächsten mal -20 (Umax bei 1063V) od. weniger geben... Extremwetterereignisse nehmen halt leider auch zu.

Dein Diagramm zeigt auch nicht die Sitation bei Leerlauf (müßte ja über 50V sein)? Ich vermute die maximale Spannung siehst du im Winter bevor der WR WR [Wechselrichter] mit der Produktion beginnt u. wenn er abends aufhört, u. wenn mal kurz eine Wolke drüber huscht (wie ich im eigenen Verlauf jetzt auch gesehen habe).

Wäre interessant, ob du deine Anlage notfalls in einen sicheren Zustand bringen könntest. Also bsws per Ausschalten des DC Leistungstrennschalters vor besonders kalten Tagen, od. ob du dann besser überhaupt Kabelverbindungen lösen solltest. Oder ist das eh alles eher unkritisch, weil der WR WR [Wechselrichter] bei geringen Überspannungen nur nichts produziert, aber das sonst schadensfrei überlebt? Zumindest bei mir gibt es einen Alarm für DC Überspannungen (der sich zurücksetzen lässt, sobald die Eingansspannung wieder im nominalen Bereich liegt).

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  •  Solarbuddys
  •   Gold-Award
9.5.2024  (#14)
Achtung Stringtechnologiebashing 😀

Wir stecken an was geht, egal welches Modul , Hersteller, Klimaveraenderung hon oder her, Morgen/Abends/Zombienaechte, egal - Fernweh oder Heimweg .. weil die Festringspannung bei Solaredge alles automatisiert regelt und dem WR WR [Wechselrichter] alles optimal aufbereitet schickt und ich im Winterurlaub nicht dran denken muss auf der Fernreise ob ich irgendeinen Schalter ausschalten muss.

Schen Gruas von der Insel - PV laeuft selbstueberwacht durch Optimierer auch ohne mich daheim weiter 😂😂

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  •  didi89
10.5.2024  (#15)

zitat..
Solarbuddys schrieb:

Achtung Stringtechnologiebashing 😀

Wir stecken an was geht, egal welches Modul , Hersteller, Klimaveraenderung hon oder her, Morgen/Abends/Zombienaechte, egal - Fernweh oder Heimweg .. weil die Festringspannung bei Solaredge alles automatisiert regelt und dem WR WR [Wechselrichter] alles optimal aufbereitet schickt und ich im Winterurlaub nicht dran denken muss auf der Fernreise ob ich irgendeinen Schalter ausschalten muss.

Schen Gruas von der Insel - PV laeuft selbstueberwacht durch Optimierer auch ohne mich daheim weiter 😂😂

Danke für den wertvollen Beitrag ;)


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  •  didi89
10.5.2024  (#16)

zitat..
helyx schrieb:

Den mutigen gehört die Welt. 
Du siehst ja auch im Betrieb nur die mppt Spannung. Wenn's man bei richtig kalten Modulen und viel Sonne einen Stromausfall gibt siehst du das erst...

Stimmt, hab aber auch schon den Wechselrichter abgeschaltet und Leerlaufspannung gemessen. Die Strahungsintensität wirkt sich auf die Leerlaufspannung aus. Siehe Spannungskennlinie einer einzelnen Solarzelle => Muss sich daher ausgehen. Des weitern behaupte ich, dass bei kaltem Wintertag, von mir aus -20°C , die schwarze Oberflächer des PV Modus bzw. die Solarzelle sicher keine -20°C hat - Stichwort Lichtabsorption


_aktuell/20240510952558.png

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  •  bfroemel
10.5.2024  (#17)

zitat..
didi89 schrieb: Danke für den wertvollen Beitrag ;)

Ja, das gehört doch sogar belohnt, vl mit Zusatzinfos über ein günstigeres Konkurrenzprodukt? volloptimierte Long Strings bis 35 Module kann Huawei auch. Ist man unter der zulässigen max. Stringspannung sind auch beliebig teiloptimierte Strings möglich... ;)


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  •  didi89
10.5.2024  (#18)

zitat..
bfroemel schrieb:

──────..
didi89 schrieb: Bin guter Dinge ;) für den kommenden Winter.
───────────────

Hm.. auch wenn es den kommenden Winter gut gehen mag, könnte es beim nächsten mal -20 (Umax bei 1063V) od. weniger geben... Extremwetterereignisse nehmen halt leider auch zu.

Dein Diagramm zeigt auch nicht die Sitation bei Leerlauf (müßte ja über 50V sein)? Ich vermute die maximale Spannung siehst du im Winter bevor der WR WR [Wechselrichter] mit der Produktion beginnt u. wenn er abends aufhört, u. wenn mal kurz eine Wolke drüber huscht (wie ich im eigenen Verlauf jetzt auch gesehen habe).

Wäre interessant, ob du deine Anlage notfalls in einen sicheren Zustand bringen könntest. Also bsws per Ausschalten des DC Leistungstrennschalters vor besonders kalten Tagen, od. ob du dann besser überhaupt Kabelverbindungen lösen solltest. Oder ist das eh alles eher unkritisch, weil der WR WR [Wechselrichter] bei geringen Überspannungen nur nichts produziert, aber das sonst schadensfrei überlebt? Zumindest bei mir gibt es einen Alarm für DC Überspannungen (der sich zurücksetzen lässt, sobald die Eingansspannung wieder im nominalen Bereich liegt).

Leerlauf Spannung = Keine Last somit keine Leistung (0W im Diagramm), sobald der String aktiv ist kannst du diese nicht mehr erreichen, auch wenn eine Wolke drüber zieht. Bzw. ist beim Solax WR WR [Wechselrichter] der maximale MPP Spannungsbereich 950V.

Auch der Solax schaltet gem. meinem Solateur in einen Fehlerzustand bei Überspannung und startet nicht.


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  •  didi89
10.5.2024  (#19)

zitat..
bfroemel schrieb:

──────..
didi89 schrieb: Bin guter Dinge ;) für den kommenden Winter.
───────────────

Hm.. auch wenn es den kommenden Winter gut gehen mag, könnte es beim nächsten mal -20 (Umax bei 1063V) od. weniger geben... Extremwetterereignisse nehmen halt leider auch zu.

Dein Diagramm zeigt auch nicht die Sitation bei Leerlauf (müßte ja über 50V sein)? Ich vermute die maximale Spannung siehst du im Winter bevor der WR WR [Wechselrichter] mit der Produktion beginnt u. wenn er abends aufhört, u. wenn mal kurz eine Wolke drüber huscht (wie ich im eigenen Verlauf jetzt auch gesehen habe).

Wäre interessant, ob du deine Anlage notfalls in einen sicheren Zustand bringen könntest. Also bsws per Ausschalten des DC Leistungstrennschalters vor besonders kalten Tagen, od. ob du dann besser überhaupt Kabelverbindungen lösen solltest. Oder ist das eh alles eher unkritisch, weil der WR WR [Wechselrichter] bei geringen Überspannungen nur nichts produziert, aber das sonst schadensfrei überlebt? Zumindest bei mir gibt es einen Alarm für DC Überspannungen (der sich zurücksetzen lässt, sobald die Eingansspannung wieder im nominalen Bereich liegt).


_aktuell/20240510750637.png


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  •  Cyber83
  •   Bronze-Award
10.5.2024  (#20)
Ich hab meinen fronius 5.0 spannungstechnisch stark überbelegt.
Ich weiß dass es ein Risiko ist.
Geeignet wäre er für 13 Module dieser Type bei -20°
Ich habe 15 Module um String, hätte also mit Pech laut Datenblatt bis zu ~1120V und damit mehr als die 1000V

Der WR WR [Wechselrichter] hat noch nie mehr als 909V gemessen (das ist nicht MPP Spannung am Display die da als maximale solarspannung geloggt wird).

"Bemessen" habe ich das mit 13 Modulen, und da mit der geloggt Spannung an einem kalten herbsttag in der früh. Das ÷13 ×15 ....

Ich hab auch mal ein Fronius Dokument gesehen, wo sie auf anderen wechselrichtern (nicht symo, das waren größere, also eventuell spannungsfeatere!) Durchrechnen, warum man da im Normalfall "überbelegen" kann - eben wegen der geringeren Einstrahlung im Winter.

Man muss sich aber trotzdem bewusst sein, dass im Falle des Falles keine Garantie auf den WR WR [Wechselrichter] mehr besteht.

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  •  Solarbuddys
  •   Gold-Award
10.5.2024  (#21)

zitat..
didi89 schrieb:

──────..
Solarbuddys schrieb:

Achtung Stringtechnologiebashing 😀

Wir stecken an was geht, egal welches Modul , Hersteller, Klimaveraenderung hon oder her, Morgen/Abends/Zombienaechte, egal - Fernweh oder Heimweg .. weil die Festringspannung bei Solaredge alles automatisiert regelt und dem WR WR [Wechselrichter] alles optimal aufbereitet schickt und ich im Winterurlaub nicht dran denken muss auf der Fernreise ob ich irgendeinen Schalter ausschalten muss.

Schen Gruas von der Insel - PV laeuft selbstueberwacht durch Optimierer auch ohne mich daheim weiter 😂😂
───────────────

Danke für den wertvollen Beitrag ;)

Is er sicher für einen Großteil die noch keine PV haben :o) 


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