Wie funktioniert ein "Solar Power Optimzer"?

[Harry (Gast)]

Hallo Leute,

ich habe das Probleme, das ich nicht verstehe, wie ein "Solar Power 
Optimizer" funktioniert.
Sie werden genutzt um n*Solarpanels, jeweils mit eigenen DC/DC Wandler 
auf eine DC-Zwischenspannung zu heben aus der dann wiederum ein großer 
DC/AC gespeist wird. Vorteil soll sein, das jedes Panel seinen optimalen 
Arbeitspunkt findet, was bei Teilverschattungen der Anlage seinen Anreiz 
hat.

Wie stellen oder finden diese Solar Power Optimizer den optimalen 
Arbeitspunkt des jeweiligen Panels, wenn die Ausgangsspannung konstant 
ist und diverse dieser Optimierer parallel auf einen DC-Bus hängen?

Könnt ihr mir das vielleicht erklären, wie das funktioniert?

[Simon D. (jamen)]

https://en.wikipedia.org/wiki/Power_optimizer

[Harry (Gast)]

Zitat aus dem Wiki-Artikel
"...Some power optimizers are designed to work in conjunction with a 
central inverter from the same manufacturer, which allows the inverter 
to communicate with the optimizers to ensure that the inverter always 
receives the same total voltage from the panel string.[9] In this 
situation, if there is a string of panels in series and a single panel's 
output drops due to shade, its voltage will drop so that it can deliver 
the same amount of current (amps). This would cause the string voltage 
to drop as well, except that the central inverter adjusts all the other 
optimizers so that their output voltage increases slightly, maintaining 
the fixed string voltage required at the inverter (just at reduced 
available amperage while the single panel is shaded..."

Ich verstehe es so, das es gar keine MPPT gibt sondern der DC/AC Wandler 
einfach "in die Menge brüllt" das er mehr Spannung braucht?

[GEKU (Gast)]

Man braucht sich nur die Strom/Spannungskurve einer Solarzelle ansehen:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Solar-Cell-IV-curve-with-MPP.png

Leistung = Strom x Spannung

Man braucht nur das Produkt entlang der Kurve bilden.

Die Eckpunkte bilden:

Leerlauf (maximale Spannung, kein Strom) und
Kurzschluss (maximaler Strom, keine Spannung),

dazwischen befindest sich das Maximum von Strom x Spannung

[Willi S. (ws1955)]

Der Chart zeigt es besser als tausend Worte:
Je nach Belichtung gibt es jeweils einen Arbeitspunkt mit maximal 
erreichbarer elektrischer Leistung. Aus diesem Chart nicht ersichtlich 
ist ausserdem noch der Einfluss der Panel-Temperatur.

Einfache Systeme erlauben das Setzen einer bestimmten Spannung (Vmp), 
dazu auch noch Kompensation des Temperaturgangs. Perfekt ist das 
natürlich nicht, es ist nur eine Annäherung mit "Stellen" (statt 
"Regeln").

Ideal sind Systeme, welche die maximal erreichbare Leistung "regeln". 
Die Ausgangsleistung des Wandlers wird "gemessen" und die Belastung des 
Panels wird sukzessive so nachgesteuert, dass die maximale Leistung 
erreicht wird.

Dazu braucht es nicht unbedingt Software, es geht auch fest verdrahtet, 
siehe zB LT8490.

Aber auch die einfachen Systeme sind ihr Geld wert, für kleinere 
Leistungen bis ca 100W reicht das völlig aus und ist die Funktion 
simpel: Die lineare Strombegrenzung des Wandlers wird einfach so 
gesteuert, dass die Panelspannung der Vmp entspricht (vereinfacht 
gesagt). Dazu noch eine Temperaturkompensation.

Wie man im Chart sieht, ist der Verlauf von Vmp nicht so wahnsinnig 
schräg, wenn man sich die Linie senkrecht denkt, kommt es fast genauso 
gut. Da spielen durchziehende Schleierwolken eine viel größere Rolle 
(...)