Solarmodul Leistungsanpassung

Der Widerstand des Netzes?
Wie ist das zu verstehen?

Es wird nämlich für elektrotechnische Laien immer so erklärt dass es 
hier um eine Leistungsanpassung geht.

Vielen Dank für die Antwort!

Zum Beispiel schreibt der Führende deutsche Wechselrichterhersteller 
SMA:
"Bei dem sogenannten MPP-Tracking wird in
bestimmten Zeiträumen der Innenwiderstand des
Wechselrichters minimal geändert, wodurch sich
gleichzeitig sowohl der Spannungs- als auch der
Stromwert des Generators ändert. Die Veränderung
dieser beiden Parameter hat unmittelbar Einfluss
auf die abgegebene Leistung des Generators.
Erhöht sich diese, behält der Wechselrichter die
neuen Spannungs- und Stromwerte bei"
Quelle: http://files.sma.de/dl/3491/WEB_TECHOPTITRAC_ADE082113.pdf

Meine Frag ist nun wieviel Leistung am PV Modul vorhanden ist wenn der 
maximale Leistungspunkt eingestellt wurde.

wenn dem so waere waeren solarzellen mit einem wirkungsgrad von ueber 50 
prozent unmoeglich...

Hinswe schrieb:
> Meine Frag ist nun wieviel Leistung am PV Modul vorhanden ist wenn der
> maximale Leistungspunkt eingestellt wurde.

Guckst du Kennlinie UI-Diagramm. Der MPP ist der Punkt auf der Kurve, 
bei dem die Leistung (Fläche I*U) maximal wird.
https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking#/media/File:MPP_Eigenschaften.png
Die aktuelle Kennlinie hängt von der Beleuchtung und der Temperatur ab.

und vom Spektrum, dem Alter (Verschmutzung (Algen...), Trübung der 
Abdeckung), den Übergangswiderständen, Leitungsimpedanz, Alterung des 
Wechselrichters (ESR der Eingangs-Cs).
Es ist keine Leistungsanpassung im klassischen Sinn, da der 
Innenwiderstand nicht konstant ist. Es handelt sich um eine nichtlineare 
Diodenkennlinie.

Hier aus Wiki:

Bei der Methode der Lastsprünge (englisch Perturb and observe) ändert 
der Regler periodisch die Belastung der Solarzelle in kleinen Schritten 
(Lastsprung) in eine bestimmte Richtung und misst anschließend die von 
der Solarzelle abgegebene Leistung.
Quelle:https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking#Methode_der_Spannungserh.C3.B6hung



>>wenn dem so waere waeren solarzellen mit einem wirkungsgrad von ueber >>50
>>prozent unmoeglich...


Über die Leistungsanpassung in Wiki:
[...]In diesem Fall tritt am Außenwiderstand die gleiche Leistung wie im 
Innenwiderstand der Quelle auf.
Ein erwünschter Nebeneffekt dabei ist, dass die Ausgangsspannung fast 
unabhängig von der Belastung ist und auch bei Volllast nur wenig 
absinkt.

Ausnahme stellen unter anderem Solarzellen dar, welche bei vielen 
Solarwechselrichtern mit Leistungsanpassung am Maximum Power Point 
betrieben werden.
Solarzellen sind allerdings keine Quellen mit linearem Innenwiderstand, 
der Punkt der maximalen Leistung liegt bei ihnen aufgrund der 
nichtlinearen Strom-Spannungs-Kennlinie nicht bei der halben 
Leerlaufspannung, sondern darüber.
Quelle:https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung

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Jetzt ist meine Frage wie viel Leistung denn
in dem PV Modul auftritt
wenn es im MPP betrieben wird :D
Mit welche Größenordnung wäre dass z.B. bei 250 W  engestellter MPP 
Leistung.

Vielen Dank dafür dass ihr mich auf diese Tatsache aufmerksam gemacht 
habt!

Hinswe schrieb:
> Mit welche Größenordnung wäre dass z.B. bei 250 W  engestellter MPP
> Leistung.

Die Leistung, die am MPP rauskommt, ist nicht fest und du kannst sie dir 
nicht aussuchen, sondern sie hängt von der Beleuchtungsstärke u.s.w. ab.

MPP ist ein Punkt auf der Kennlinie und kein Wunschkonzert.

Wenn du einen konkreten Wert wissen möchtest, musst du eine konkrete 
Kennlinie zeigen.

p.s.
Angenommen, deine Solarzelle hat einen Wirkungsgrad von 20%, was schon 
recht gut wäre, und am MPP kommen da 250W elektrisch raus, dann tritt am 
Solarmodul eine Leistung von 1000W auf.

Harald W. schrieb:
> Normalerweise überhaupt keine, da das PV-Modul die
> Eingangsleistung 1:1 an den Ausgang durchreicht.

Warum geben Hersteller dann einen Wirkungsgrad von oft weniger als 20% 
an. Bis auf die Reflektionsverluste werden die anderen 80% zum Heizen 
vom Modul verwendet.

Interessant ist ja, dass beim MPP die Verlustleistung des Moduls am 
kleinsten ist.
An allen anderen Punkten der Kurve liegt eine Fehlanpassung vor, welche 
eine höhere Erwärmung bedeutet. In den Extremfällen I=0 (offener 
Ausgang) und U=0 (kurzgeschlossener Ausgang) wird das Modul am 
heißesten.

Wurde hier im Forum schon x-mal besprochen.

>>Wenn du einen konkreten Wert wissen möchtest, musst du eine konkrete
>>Kennlinie zeigen
https://us.sunpower.com/sites/sunpower/files/media-library/data-sheets/ds-e20-series-435-solar-panel-datasheet.pdf

nehmen wird die bei 1000 W /m²

Am MPP unter STC:
P = 435 W

Wieviel Leistung tritt im Modul selber auf?
Etwa gar keine ?

Hinswe schrieb:
> Wenn ein MPP Regler den Punkt gefunden hat, wo die maximale Leistung an
> ihm   verbraucht wird, dann ist doch der Widerstand des MPP Reglers
> gleich dem des Innenwiderstands des PV Moduls.
> Wird dann nicht gleich viel Leistung im PV Modul verbraucht?

Diese Behauptung ist so grundsätzlich ganz einfach falsch! Sind Innen- 
und äußerer Widerstand gleich groß, dann sinkt die Spannung des 
PV-Moduls um 50% gegenüber der Leerlaufspannung. Dieser Arbeitspunkt ist 
aber im allgemeinen weit vom mpp entfernt.
"Normalerweise" liegen am mpp etwa 90% der Leerlaufspannung am 
Modulausgang.

"Normal" bedeutet in diesem Fall ein gleichmäßig beleuchtetes Modul.
Bei Teilverschattung und in Reihe geschalteten Zellen ohne Beipassdioden 
fällt in der Tat ein signifikanter Teil der Modulspannung an den 
hochohmigen dunklen Zellen ab.

In diesem Fall ist das Modul aber ohnehin sehr weit von seiner 
Maximalleistung entfernt. Deshalb im Herbst immer schön das Laub 
beseitigen...

eProfi schrieb:
> An allen anderen Punkten der Kurve liegt eine Fehlanpassung vor, welche
> eine höhere Erwärmung bedeutet. In den Extremfällen I=0 (offener
> Ausgang)...
>  wird das Modul am
> heißesten.
>
> Wurde hier im Forum schon x-mal besprochen.

Ja, wurde hier schon oft behauptet. Wird davon aber nicht richtiger.
Bist du einer der Urheber dieses Gerüchts oder plapperst du nur das 
falsch vorgesagte nach?

Hinswe schrieb:
> Am MPP unter STC:
> P = 435 W
>
> Wieviel Leistung tritt im Modul selber auf?
> Etwa gar keine ?

Bei einer Panel Efficiency von 20.1% brauchst du für diese Leistung eine 
eingestrahlte Leistung von 2164 W. Es bleibt also für das Modul eine 
Leistung von 1729 W abzgl. Reflektionsverlusten.

Harald W. schrieb:
> Durch die Stromentnahme wird das Modul ja
> sozusagen gekühlt.

Ja genau, das ist die Argumentation, der man hier schon häufiger 
beiwohnen durfte..;-))) Auch wegen dem Energieerhaltungssatz, wenn da 
wenig Strom raus kommt, dann muß ja mehr Wärme rauskommen...

Und weil das so eine schöne, wenn auch sachlich total falsche, "von 
hinten durch die Brust ins Auge" Kausalkette ist, ist jeder Streit mit 
den gläubigen Anhängern dieser These sinnlos.

Es ist schon richtig, dass eine Solarzelle die am MPP betrieben wird 
kälter ist als eine, welche abseits vom MPP liegt.

Ist ja auch absolut logisch, denn die Strahlungsleistung wird beim MPP 
mit maximal möglicher Effizienz abtransportiert (vom Modul weg) und am 
Verbraucher dann erst in Wärme umgesetzt.

liegen die Strippen offen oder sind kurzgeschlossen, wird das Modul am 
wärmsten, denn die komplette Strahlungsleistung wird im Modul in Wärme 
umgesetzt (es findet kein Transport von Energie zum Verbraucher statt).

Wurstmann schrieb:


> liegen die Strippen offen oder sind kurzgeschlossen, wird das Modul am
> wärmsten, denn die komplette Strahlungsleistung wird im Modul in Wärme
> umgesetzt (es findet kein Transport von Energie zum Verbraucher statt).


Hmmm... Nehmen wir einmal an das Modul und seine Umgebung wird von 
reinem, kalten UV Kunstlicht bestrahlt.
Erwärmen durch Strahlung wird sich also zunächst einmal überhaupt 
nichts, weder das Modul noch sein Umfeld, da das dafür zuständige 
Infrarot fehlt.

Wie schaut es jetzt mit der Erwärmung bei Kurzschluss, MPP und Leerlauf 
aus?

Eismann schrieb:
> Nehmen wir einmal an das Modul und seine Umgebung wird von
> reinem, kalten UV Kunstlicht bestrahlt.

Du hast wohl noch nie einen Sonnenbrand von UV-Licht bekommen. Sonst 
wüßtest du, das gerade UV-Licht ordenlich Energie transportiert.

Jobst Q. schrieb:
> Im Prinzip genauso wie bei gemischtem Sonnenlicht. Nur der Wirkungsgrad
> könnte anders sein.

So ist es: da die Photonenenergie in dem Fall deutlich größer ist als 
die Bandlücke, erfolgt die Anregung des Elektrons "weiter oben" ins 
Leitungsband. Diese überschüssige Energie kann nicht genutzt werden, da 
das Elektron sofort an die Unterkante des Leitungsbands relaxiert. Die 
Überschussenergie landet als Wärme im Kristallgitter, deshalb wird der 
Wirkungsgrad bei "unnötig hoher" Photonenenergie schlechter, als wenn 
die Photonenenergie grade zur Anregung ausreicht. Und deswegen erreichen 
Mehrfachsolarzellen, bei denen Materialien mit unterschiedlichen 
Bandabständen kombiniert werden um grade den jeweils passenden Bereich 
des Sonnenspektrums zu absorbieren, die höchsten Wirkungsgrade.
https://de.wikipedia.org/wiki/Tandem-Solarzelle


Ist das Elektron erst an die Bandkante relaxiert, macht die Wellenlänge 
der absorbierten Strahlung keinen weiteren Unterschied mehr: man kann 
die Energie des angeregten Ladungsträgers entweder großteils für einen 
externen Verbraucher nutzen (MPP). Oder man kann sie in der Solarzelle 
belassen, wo sie letztlich zu weiterer Erwärmung führt (Freilauf, 
Kurzschluss).

Wolfgang schrieb:
> Du hast wohl noch nie einen Sonnenbrand von UV-Licht bekommen. Sonst
> wüßtest du, das gerade UV-Licht ordenlich Energie transportiert.

Geht insbesondere bei eisigen Temperaturen im Hochgebirge sehr schnell.
Ich kann dir allerdings versichern daß der Sonnenbrand NICHT auf 
thermische Effekte, Erwärmung der Hautoberfläche, zurückzuführen ist!
Gerade weil die Erwärmung ausbleibt ist er dort so gefährlich/bleibt 
zunächst unbemerkt.

Eismann schrieb:
> Wurstmann schrieb:
>
>> liegen die Strippen offen oder sind kurzgeschlossen, wird das Modul am
>> wärmsten, denn die komplette Strahlungsleistung wird im Modul in Wärme
>> umgesetzt (es findet kein Transport von Energie zum Verbraucher statt).
>
> Hmmm... Nehmen wir einmal an das Modul und seine Umgebung wird von
> reinem, kalten UV Kunstlicht bestrahlt.
> Erwärmen durch Strahlung wird sich also zunächst einmal überhaupt
> nichts, weder das Modul noch sein Umfeld, da das dafür zuständige
> Infrarot fehlt.
>
> Wie schaut es jetzt mit der Erwärmung bei Kurzschluss, MPP und Leerlauf
> aus?

Die Erwärmung hängt nur vom Absorptionsgrad der Fläche ab. Ob die 
Lichtquelle 500W UV oder 500W Infrarot abstrahlt ist irrelevant. Die 
erzeugte Wärmemenge ist identisch.

Nachtrag:

Achso noch für dein Verständnis: Man spricht bei Infrarotstrahlung nur 
deshalb von Wärmestrahlung, weil Warme Objekte (mit handelsüblichen 
Temperaturen wie man sie so im Alltag hat) Infrarotlicht abstrahlen.

Gut möglich, dass du deshalb durch den Begriff "Wärmestrahlung" aufs 
Glatteis geführt wurdest.

:-)

Eismann schrieb:
> Gerade weil die Erwärmung ausbleibt

Das ist Unfug, die haut wird trotzdem durch die Sonne erwärmt und auch 
durch die UV-Strahlung, nur nimmt man das wegen der kühleren Luft nicht 
so wahr.

Eismann schrieb:
> kalten UV Kunstlicht

Definiere mal was das sein soll.

sularion schrieb:
> Und weil das so eine schöne, wenn auch sachlich total falsche, "von
> hinten durch die Brust ins Auge" Kausalkette ist, ist jeder Streit mit
> den gläubigen Anhängern dieser These sinnlos.

Und du bist gläubiger Anhänger der freien Energie? Oder des Perpetuum 
Mobile?
Oder beides?

Eismann schrieb:
> Ich kann dir allerdings versichern daß der Sonnenbrand NICHT auf
> thermische Effekte, Erwärmung der Hautoberfläche, zurückzuführen ist!
> Gerade weil die Erwärmung ausbleibt ist er dort so gefährlich/bleibt
> zunächst unbemerkt.

Meine Vermutung geht hier in 2 Richtungen:

a.)

Der Andere schrieb:
> nur nimmt man das wegen der kühleren Luft nicht so wahr.

b.)

"Erwärmung der Hautoberfläche" - deren teilweises Ausbleiben könnte auch 
daran liegen, daß die kurzwelligere und damit energiereichere Strahlung 
etwas tiefer in die Haut einzudringen vermag, bevor sie immer mehr 
absorbiert wird. Haut ist ja teiltransparent. Die 
Wärmeerkennungs-Nervenenden aber liegen doch m.W. ganz außen?

(Oder ist die These völliger Quatsch?

Interessanter Thread übrigens - aus den letzten 10 Beiträgen läßt sich 
sehr viel an mir zuvor teils völlig unbekannten Zusammenhängen z. Thema 
Solarzelle(n) verinnerlichen - danke! ;-)

Der Andere schrieb:
> Eismann schrieb:
>> Gerade weil die Erwärmung ausbleibt
>
> Das ist Unfug, die haut wird trotzdem durch die Sonne erwärmt und auch
> durch die UV-Strahlung, nur nimmt man das wegen der kühleren Luft nicht
> so wahr.

Du möchtest jetzt nicht wirklich erzählen daß Sonnenbrand durch Wärme 
entsteht? In diesem Fall empfehle ich dringend die Auffrischung 
medizinisch biologischer Grundkenntnisse.

Der Schnee im Gebirge ist übrigens meiner Meinung und nimmt die wärmende 
Wirkung der UV-Strahlung auch nicht so recht wahr. Offensichtlich 
besitzt auch er noch nicht deinen Kenntnisstand.

Der Andere schrieb:
> Eismann schrieb:
>> kalten UV Kunstlicht
>
> Definiere mal was das sein soll.

In der kühlen Jahreszeit kann man im Straßenkaffee draußen sitzen, weil 
dort Infrarot Terrassenheizstrahler montiert sind. Das kann ganz 
gemütlich sein.

Extra für so Kandidaten wie dich und Wurstmann würde ich Sitzplätze 
unter UV-Schwarzlichtlampen bereitstellen. Dort könnt ihr mit kühlem 
Köpfchen noch einmal über die identische Wärmewirkung von IR und UV 
Strahlung nachdenken...

Wurstmann schrieb:
> Gut möglich, dass du deshalb durch den Begriff "Wärmestrahlung" aufs
> Glatteis geführt wurdest.

Ich bin der Eismann, deshalb kann man mich grundsätzlich nicht aufs 
Glatteis führen!

> Extra für so Kandidaten wie dich und Wurstmann würde ich Sitzplätze
> unter UV-Schwarzlichtlampen bereitstellen. Dort könnt ihr mit kühlem
> Köpfchen noch einmal über die identische Wärmewirkung von IR und UV
> Strahlung nachdenken...

Du unterliegst da einem Denkfehler. Ein sog. Wärmestrahler liefert 
mehrere Kilowatt(üblicherweise um die 12KW) an Leistung. Eine 
UV-Schwarzlichtlampe liefert hingegen nur wenige Watt. Ein Wärmestrahler 
mit wenigen Watt Leistung macht genauso wenig warm wie eine UV-Lampe mit 
wenigen Watt Leistung.

Der Grund warum man für die Wärmestrahler Infrarotlicht nimmt, ist eher 
praktischer Natur. Zum einen wäre UV-Licht dieser Leistungsklasse 
potenziell tödlich (Bei 12KW zerlegt es deine DNA wie Popkorn in der 
Mikrowelle) und zum anderen wäre die nächste Alternative (Licht im 
sichtbaren Spektrum) höchst unangenehm. Niemand hat Lust sich von einem 
Suchscheinwerfer anstrahlen zu lassen. Darüberhinaus lässt sich 
Infrarotstrahlung sehr einfach herstellen. Man muss einen Körper nur 
mäßig erhitzen, dann strahlt er es entsprechend ab. :-)

Es ist wirklich ganz einfach: Die Wellenlänge ist egal. Nur(!) der 
Absorbtionsgrad und die Strahlungsleistung ist für die Wärmeentwicklung 
von belang. Zu Beachten ist allerdings, dass der Absorbtionsgrad 
durchaus von der Wellenlänge abhängen kann. Es gibt Körper die wirken im 
Infraroten wie ein Spiegel und im Sichtbaren nicht und umgekehrt... :-)

Hoffe ich konnte weiterhelfen... :-)

Eismann schrieb:
> In diesem Fall empfehle ich dringend die Auffrischung
> medizinisch biologischer Grundkenntnisse.

Und dir rate dir mal deine physikalischen Grundlagen aufzufrischen. 
Jegliche absorbierte Strahlung wird im Endeffekt größtenteils in Wärme 
umgewandelt. Das bischen Energie, das in die Aufspaltung der Eiweise 
geht was im Endeffekt die Hautzerstörung hervorruft ist energetisch 
gesehen nur ein kleiner Bruchteil.

Das nur Infrarotstrahlung wärmt ist ein Fehler, den du spätestens ab 
Klasse 9 in Physik erkannt haben solltest.