Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Wie in jedem anderen technischen System treten auch in Photovoltaik(PV)-Anlagen Fehler und Ausf\u00e4lle von Komponenten auf, die bis zu ihrer Erkennung und Behebung den elektrischen Energieertrag senken. Die Erkennung und Lokalisierung von Fehlern in gro\u00dfen PV-Anlagen oder PV-Fassaden ist bisher aufwendig und zeitintensiv. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Diagnosesystems f\u00fcr PV-Anlagen, das eine schnelle Fehlererkennung sowie eine genaue Ortung des Ausfalls leistet.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu Beginn der Projekts wurden mit einer Literaturrecherche und Untersuchungen am Solargenerator des ISET typische Ausf\u00e4lle von PV-Anlagen ermittelt. Hieraus leiteten sich die Forderungen an ein Fehler-diagnosesystem ab. Eine Analyse des Standes der Technik zeigte Verbesserungs-m\u00f6glichkeiten der bisher verwendeten Diagnoseverfahren auf.
\nBasierend auf diesen Voruntersuchungen entwickelten ISET und der Kooperationspartner f\u00fcr unter-schiedliche Anlagentypen Verfahren zur Fehlererkennung in Photovoltaikanlagen. Der Partner kon-zentrierte sich auf Anlagen mit modulintegrierten Stromrichtern. Das ISET bearbeitete Anlagen mit zentralem Wechselrichter. F\u00fcr beide Anlagetypen wurden Diagnoseverfahren erarbeitet. Die Verfahren und schaltungstechnische L\u00f6sungen wurden mit Hilfe von Simulationen \u00fcberpr\u00fcft. Im Anschlu\u00df an die Simulation wurden zwei Diagnosesysteme entwickelt, aufgebaut und getestet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die entwickelten Ger\u00e4te wurden im Labor und am Solargenerator \u00fcberpr\u00fcft.
\nDie Kommunikation zwischen Wechselrichtern und Zentraleinheit sowie die \u00dcberwachung von Netzspannung und -frequenz des Systems des Partners funktionierten. Die \u00dcberwachung der Netzimpedanz arbeitet trotz Nachbesserungen nach den ersten Laborversuchen nicht zufriedenstellend.<\/p>\n
Das Diagnosesystem des ISET zeigte eine zufriedenstellend arbeitende Kommunikation zwischen modul-integrierten Sensoren und der Zentraleinheit. Die Erdschlu\u00dferkennung funktionierte gleichfalls. Drei Muster der Modulsensoren arbeiteten ca. ein halbes Jahr im Generator und \u00fcberstanden diesen Dauertest ohne Sch\u00e4den.<\/p>\n
Vor einer Fertigung sind noch weitere Detailarbeiten sinnvoll. Eine Erh\u00f6hung der Empfindlichkeit der Erdschlu\u00dferkennung ist durch weitere Verbesserungen des Algorithmus m\u00f6glich. Ein Auswechseln des Prozessors im Modulsensor gegen einen neuen, kleineren Typ kann die Kosten weiter von etwa 10 DM auf 5 DM senken.<\/p>\n
Wegen der Feuchtigkeit in der Modulanschlu\u00dfdose sollte der Modulsensor eingegossen werden. Eine Integration der Bypassdiode in die Sensorschaltung w\u00fcrde den Montageaufwand weiter reduzieren. Die Netzimpedanzmessung der Zentraleinheit unseres Partners ist auf den Stand der aktuellen Normen zu bringen.<\/p>\n
Das Diagnoseverfahren des Kooperationspartners ist sehr preiswert und universell verwendbar, so da\u00df eine Anwendung f\u00fcr weitere Produkte z.B. einen Room-In-Converter (ein kleiner Wechselrichter, der im Kabelkanal angebracht werden soll) zu erwarten ist.<\/p>\n
Das vom ISET entwickelte System f\u00fcr Anlagen mit zentralem Wechselrichter bietet sich f\u00fcr den Einsatz in PV-Fassaden an. Der hohe Anspruch der Kunden in diesem Markt an Me\u00dfwerterfassung und Visualisierung kann sich auf die Markteinf\u00fchrung g\u00fcnstig auswirken. Weitere wissenschaftliche Arbeiten mit dem Diagnosesystem in der PV-Fassade und dem Experimentalgenerator des ISET sind geplant.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Geplante Ver\u00f6ffentlichung auf dem 14. Symposium Photovoltaische Solarenergie in Staffelstein<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die entwickelten Verfahren und Schaltungen zeigten im Labor ihre Funktionsf\u00e4higkeit. Sie lassen sich mit wenigen preiswerten Komponenten realisieren. Ihr Einsatz f\u00fchrt zur schnellen Erkennung und genauen Ortung von Fehlern in PV-Anlagen. Stillstandszeiten mit entsprechenden Ertragseinbu\u00dfen werden verringert, die Verf\u00fcgbarkeit der Anlage erh\u00f6ht sich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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