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SI/502247
EFFPVSHADE – Effizienzanalyse von dezentraler Photovoltaik Leistungselektronik bei Teilbeschattung
Résumé
Hersteller von neuester dezentraler Photovoltaik Leistungselektronik für jedes Solarmodul versprechen deutlichen Mehrertrag. Forschungsergebnisse fehlen allerdings, um den Endkunden, Photovoltaik (PV) Installateuren aber auch erfahrenen PV Planern zuverlässige Informationen zum erwartenden Ertrag, bei typischen Verschattungsobjekten auf dem Dach zu liefern. Gängige Planungstools sind aktuell nicht in der Lage dies zufriedenstellend abzubilden, da der Zeitaufwand des Planers für Detailvermessung und Simulation zu gross ist. Der hier vorgeschlagene Lösungsansatz zielt auf Ergänzungen der Datenblätter der Hersteller von PV Leistungselektronik in Form eines Schattenwirkungsgrads ab. Er erlaubt für eine typische Verschattungssituation, den Vergleich unterschiedlicher dezentraler und zentraler Systeme. Die Entwicklung und Verifikation der Methode mit eigener Simulation und Labormessung ist der Kern des Forschungsprojekt.
Textes supplémentaires
Publikationen / Ergebnisse
Damit Photovoltaik (PV)-Anlagen ein Maximum an Solarstrom produzieren, werden sie mit sogenannten Maximum Power Point (MPP)-Trackern ausgerüstet. Sind MPP-Tracker dezentral an den einzelnen PV-Modulen montiert, werden sie als ‹Optimizer› (dt. Leistungsoptimierer) bezeichnet. Wissenschaftler der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Winterthur haben Empfehlungen erarbeitet, in welchen Fällen der Verbau von Optimizern in PV-Anlagen wirklich einen Mehrertrag an Energie bringt.
Schlussbericht
In den letzten Jahren haben Hersteller von Power Optimizer Systemen deutlich an Marktanteil gewonnen. Dafür gibt es verschiedene Gründe, wie Verschattungssituationen, Einzelmodulüberwachung, Brandschutz und einfachere Planung. Im Gegenzug zahlt der Endkunde durch die zusätzliche Elektronik einen höheren Preis für die Photovoltaikanlage. Den Kunden wird in der Regel vermittelt, dass der Optimierer immer die technisch effizienteste Lösung ist. Für Kunden, Planer, Installateure und Wissenschaftler ist es von zentraler Bedeutung, wann genau mit welchem System, String-Wechselrichter oder Optimierer im Jahresdurchschnitt Mehrerträge erzielt werden. Um diese Frage zu beantworten, gibt es hingegen kaum Studien und Untersuchungen, die reproduzierbar sind. Die Expertengruppe für Photovoltaikanlagen an der ZHAW IEFE untersucht deshalb in diesem vom BFE geförderten Projekt diese Fragen, unter anderem mit dem Ziel, quantitativ fundierte Aussagen und Empfehlungen für die Praxis abzuleiten. Die Simulationen unter verschiedenen Verschattungs-bedingungen werden wiederum mit Labormessungen verifiziert. Der Schlussbericht 2023 finalisiert die Projektergebnisse, wobei die Projekt-Meilensteine der Periode 2023 im Detail beschrieben werden. Zunächst werden die finalen Ergebnisse der Power Optimizer Wirkungsgradmessungen präsentiert, welche das Fundament für alle weiteren Untersuchungen darstellten. Anschliessend werden neue, praxisrelevante Verschattungssituationen visualisiert und beschrieben. Anders als bisher und wie in den Zwischenberichten 2021 und 2022 zu finden ist, wurden nicht neue Verschattungsobjekte untersucht, sondern die Auswirkungen von bekannten Verschattungsobjekten auf unterschiedliche Photovoltaikmodultypen analysiert. Weiter wird im Schlussbericht die neue Definition der Gewichtungsfaktoren für die Berechnung der «Shading Adaption Efficiency» unterschiedlicher Verschattungsobjekte vorgestellt, wobei eine Reduktion von sechs auf fünf Faktoren vorgenommen wurde. Als letztes Ergebnis werden die Messresultate der DC/AC-Wirkungsgrade von fünf verschiedenen Modulwechselrichtermodellen präsentiert und ein Vergleich mit Power Optimizer gezogen. Zum Schluss findet sich eine Übersicht aller Publikationen die als Teil des Projekts umgesetzt wurden und in welchen die detaillierten Ergebnisse und Analysen zu finden sind.
Détails du projet
- Office de recherche
- BFE
- Statut du projet
- Abgeschlossen
- Type de projet
- Forschungsprojekt
- Date de début
- 2021-06-30
- Date de fin
- 2024-03-30
- Coûts totaux approuvés
- CHF 200000.00
- Section
- Photovoltaik
- Domaine politique NABS
- Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie