Was passiert, wenn Solarzellen in Reihe geschaltet sind und einige im Schatten liegen?

Michael M. schrieb:
> Heute geht man dazu über, immer kleinere
> Solarzellengruppen mit einem eigenen Wechselrichter auszustatten.

Und selbst dort kann es immer vorkommen, dass eizelne Zellen aus so 
einer Gruppe im Schatten sind.
Wie kann ich mir das mit "eigenem Wechselrichter" vorstellen? Da müsste 
dann (im Extremfalle) jede Zelle einen Wechselrichter haben. Und die 
Ausgänge aller Wechselrichter müssten auch synchronisiert werden. Kann 
ich mir im Augenblick nicht vorstellen, da bin ich ehrlich.

> Wie kann ich mir das mit "eigenem Wechselrichter" vorstellen?

Z.B. einer pro Panel - such mal nach "micro-inverter".

Falls dein englisch gut ist, kann ich dir diesen Beitrag von Dave 
empfehlen. Darin erklärt er das anhand einem konkreten Beispiel sehr gut
https://www.youtube.com/watch?v=AbxHoQF4ADk

Vielleicht vorab noch eine Verständnisfrage :

Eine Solarzelle verhält sich wie eine (Si-)Diode, die unter 
Lichteinstrahlung Elektronen abgibt.


       Licht
        VVV

GND O---|>|---O +0,5V
    A         K

Also wenn man die photovoltaische Zelle als einfache Diode betrachtet, 
liegt unter Lichteinfall an der Katode (Unterseite) eine Spannung von 
etwa +0,5V gegenüber der Anode (Oberseite/Lichteinfallseite) an.
Ist das so korrekt?

Armin schrieb:
> Ist das so korrekt?

nö, andersrum. die positivere Spannung ist an der Anode. wo die Anode 
bei deinem Modul ist, kann ich dir nicht sagen (lässt sich aber durch 
die Polarität der Spannung leicht messen)

Joachim B. schrieb:
> der Strom durch die Reihenschaltung sinkt weil eine dann weniger Strom
> liefert.

Ach?
Und der Strom aus den anderen macht dann einen Bogen um die beschattete 
Zelle?

W.S.

W.S. schrieb:
> Ach?
> Und der Strom aus den anderen macht dann einen Bogen um die beschattete
> Zelle?

Bitte, könntet ihr einfach mal Grundlagen der Photovoltaik lernen bevor 
ihr euch empört ?

MaWin schrieb:
> Bitte, könntet ihr einfach mal Grundlagen der Photovoltaik lernen bevor
> ihr euch empört ?

Da meldet sich wieder der Chefpöbler.

Vor den Grundlagen  der Photovoltaik sollten die Grundlagen elektrischer 
Kreise gelernt werden. Bei Reihenschaltung fliesst durch alle Elemente 
derselbe Strom. Für einen MaWin ist das natürlich zu hoch (egal für 
welchen der vielen, die sind alle gleich übel).

Georg

Joachim B. schrieb:
> der Strom durch die Reihenschaltung sinkt weil eine dann weniger Strom
> liefert.

Das ist käse. Wennschon sinkt die spannung.

Wie das genau ist kann uns vielleicht der MaWin erläutern?

Joachim B. schrieb:
> nein der Ri steigt, die Quellspannung bleibt nur ist sie nicht mehr
> belastbar.

Quatsch.
Oder ist jede solarzelle im telegram chat und sagt den anderen "ich kann 
z.z. nur 10ma"?
Blödsinn. Die spanung sackt ein bis da 10A durchgehen. Und wenn das halt 
erst bei minus 0.7V ist dann ist das eben so.

Martin, der mit die kriese schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> nein der Ri steigt, die Quellspannung bleibt nur ist sie nicht mehr
>> belastbar.
>
> Quatsch.
> Oder ist jede solarzelle im telegram chat und sagt den anderen "ich kann
> z.z. nur 10ma"?
> Blödsinn. Die spanung sackt ein bis da 10A durchgehen. Und wenn das halt
> erst bei minus 0.7V ist dann ist das eben so.

Du vermischst da was. Der Strom sinkt tatsächlich. Die minus 0.7V / 10 A 
kannst du nur durchdrücken,  wenn der Rest des Strings diese Konditionen 
hergibt.

Klaus S. schrieb:
> Und das ist mehr, als ich bisher hier gelesen habe.

es gab hier schon auch eine Menge richtiger Antworten. Nur halt 
vermischt mit anderslautenden falschen ;-)

Martin, der mit die kriese schrieb:
> Blödsinn. Die spanung sackt ein bis da 10A durchgehen. Und wenn das halt
> erst bei minus 0.7V ist dann ist das eben so.

Der Strom muss dann in Sperrichtung durch die beschattete Zelle - da 
reichen minus 0,7 V leider nicht aus - außer es ist eine Bypassdiode 
vorhanden.

Vielleicht helfen ein paar Simulationen. Der erste Anhang zeigt das 
übliche Ersatzschaltbild einer einzelnen Solarzelle. Deren Beleuchtung 
ist so, dass sich ein Kurzschlussstrom vom 200mA ergibt.

Der zweite Anhang zeigt eine Serienschaltung von 8 solcher Zellen, die 
alle die gleiche Beleuchtung haben. Links sieht man die Kennline die 
aufgezeichnet wurde, indem die externe Stromquelle I9 (links) von 0 bis 
200mA durchgestimmt wurde.

Ist eine der Zellen teilverschattet, dann ergibt sich ein geringerer 
Fotostrom. Im dritten Anhang ist das für die unterste Solarzelle der 
Fall (sie hat nur einen Kurzschlussstrom von 50mA, während alle 
unbeschatteten Zelen weiter die volle Bestrahlung sehen und damit die 
vollen 200mA liefern könnten.

Leider muss der Strom aber auch durch die unterste Zelle, deren 
Fotostrom nur 50mA beträgt. Natürlich ist auch in der Reihenschaltung 
der Zellen damit Schluss bei 50mA. Wir ein höherer Strom aufgezwungen, 
dann steigt die Sperrspannung an der teilverschatteten Diode an: in der 
Simu, die diesbezüglich nicht realistisch ist, auf beliebig große Werte. 
In der Realität würde sie bis auf die Sperrspannung der 
teilverschatteten Zelle ansteigen. Die würde in den Durchbruch gehen und 
stark aufgeheizt werden. Bei einer Reihenschaltung von vielen Zellen 
kann genau das passieren, und es kann zu einem echten 
(Temperatur-)Problem für die teilverschattete Zelle werden.

Deswegen gibt es Bypassdioden. In der letzten Simu ist die Kennlinie 
gezeigt, wenn der untersten Zelle eine Bypassdiode parallel geschaltet 
wäre. (Das geschieht in der Realität meist nicht bei jeder einzelnen 
Zelle, aber eine Bypassdiode über jeweils eine Reihenschaltung von 
mehreren Zellen). In der Kennlinie ergeben sich zwei lokale Maxima der 
Leistung, und wenn es dumm läuft sucht sich der MPP-Tracker das falsche 
aus. Ein Maximum ergibt sich bei 50mA und praktisch der vollen Spannung 
aller Zellen. Das zweite Maximum ergibt sich bei 200mA und einer 
reduzierten Spannung (es fehlt die Spannung der untersten Zelle und es 
fehlen zusätzlich 0,7V, die an der Bypassdiode abfallen).

Ich muss dem Chef-Pöbler zustimmen - hier wird viel Falsches 
geschrieben.
Armin schrieb:
> Solarzellen in Reihe geschaltet hat und auf einige Zellen Licht fällt
Die Zellen in einem normalen Panel sind alle in Reihe geschaltet, es 
gibt keine Verpolungs-Schutzdioden. Die Zelle, die am wenigsten Strom 
liefert, wird durch den höheren Strom der anderen Zellen umgepolt, so 
dass sie im Kurzschlussfall die fast gesamte Spannung der anderen Zellen 
als Sperrspannung bekommt. Es fließt dann nur noch so viel Strom im 
Stromkreis, wie diese schwächste Zelle liefert. Ein MPPT würde die 
abgenommene Leistung so einstellen, dass das gesamte Panel noch die fast 
volle Spannung, aber nur noch mit dem geringen Strom der schwächsten 
Zelle liefert.

Ein normales Panel hat eine Verpolungs-Schutzdiode, andernfalls könnten 
im Fall eines Kurzschlusses mehrere 100 V an der schwächsten Zelle in 
einem String (= viele Panels in Reihe) entstehen. Diese 
Verpolungs-Schutzdioden bewirken auch, dass bei einer verschatteten 
Zelle zwar das eine Panel komplett ausfällt, aber alle anderen Panels 
noch die volle Leistung bringen.

Moderne Panels sind mit sog. Halbzellen (Half-Cut) oder sogar 
Drittelzellen ausgestattet. Soviel ich weiß, läuft das darauf hinaus, 
dass sich ein solches Panel wie zwei bzw. drei in Reihe geschaltete 
normale Panels mit je der Hälfte (bzw. 1/3) der Anzahl der normalen 
Panels verhält. Genaues werde ich in wenigen Tagen erfahren, denn zwei 
solcher 1/3-Cut Zellen sind auf dem Weg zu mir. Ich bin auch gespannt.

Noch ein Hinweis: Eine Solarzelle verhält sich genauso, wie eine 
Silizium-Diode, die von einer Konstantstromquelle "gespeist" wird. Der 
Strom entspricht der Bestrahlung. Damit kann man sich das Verhalten, 
dass ich hier beschrieben habe, auch selber erklären - wenn man genug 
von Elektronik versteht.

Klaus S. schrieb:
> Und da ist der erste Anhaltspunkt immer der Ton: Je höher der
> Pöbelfaktor, desto geringer die Wahrheitswahrscheinlichkeit.

Das ist generell ein gutes Kriterium ;-) Leider gibt es hier auch 
Ausnahmen von der Regel: eigentlich kompetente Leute, die nicht immer 
den richtigen Ton treffen.

Mir ist aufgefallen, dass ich bei meinen Simus der Kennlinien U(I) 
aufgetragen habe. Üblich ist eigentlich die umgekehrte Auftragung I(U). 
Die Abbildungen oben sind deswegen nicht falsch, aber sie könnten 
verwirren. Deswegen reiche ich hier noch die Kennlinien der drei 
Szenarien in der gewohnten Auftragung nach.

Nachtrag, ich hätte noch etwas länger und kritischer nachdenken sollen:
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Soviel ich weiß, läuft das darauf hinaus,
> dass sich ein solches Panel wie zwei bzw. drei in Reihe geschaltete
> normale Panels mit je der Hälfte (bzw. 1/3) der Anzahl der normalen
> Panels verhält.
Das ist nicht plausibel, denn dasselbe Verhalten würde man auch bei 
Panels mit ganzen Zellen erreichen können.

Zwei bzw. drei Reihenschaltungen mit je der Anzahl der normalen Panels 
parallel geschaltet hilft aber auch wenig, denn wenn nur eine Halb- bzw. 
Drittelzelle verschattet ist, liefert die ganze Reihenschaltung nur 
wenig Strom und damit ist das gesamte Panel wieder das schwächste Glied 
und wird zum Erreichen des MPP kurzgeschlossen... (Es sei denn, es sind 
nur 2 Panels in Reihe im String.) Wie gesagt, ich bin gespannt...

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Noch ein Hinweis: Eine Solarzelle verhält sich genauso, wie eine
> Silizium-Diode, die von einer Konstantstromquelle "gespeist" wird.
Das hat Achim sehr schön gezeigt!

Noch ein Nachtrag:

Es geht ja nicht nur um das Verhalten eines einzelnen Panels, sondern um 
das der gesamten PV-Anlage. Die Wandler haben die MPP-Tracker, aber bei 
Verschattung von Zellen kommt es leicht dazu, dass sich lokale Maxima 
ergeben. Die Gefahr ist, dass ein MPPT einem lokalen Maximum folgt und 
nicht erkennt, dass es nicht das globale Maximum ist. Das kann in der 
Praxis zu völlig blödsinnigem Verhalten führen. Leider habe ich in 
bisherigen Angaben für Wandler noch nie Angaben zum verhalten bei 
Multi-Maxima gefunden.

Hier die Simulation mit 11 Panels je 5 Zellen, basierend auf demselben 
Schaltungsprinzip, das Armin gezeigt hat:

Bei 100%, also wenn alle 11 Panels 100% Bestrahlung bekommen, ergibt 
sich nur ein Maximum bei ca. 930 mA (38,5 W). Jetzt beginnt die 
Verschattung eines Panels:
Bei 95%,  also wenn eins der 11 Panels nur 95% bekommt, gibt es 
ebenfalls nur ein Maximum, das der MPPT auch einstellen wird.
Bei 90% bei einem Panel gibt es zwar zwei Maxima, aber der MPPT wird 
weiter dem höheren bei ca. 900 mA folgen.
Bei 80% gibt es zwei fast gleich hohe Maxima, der MPPT folgt dem bei 0,8 
A.
Bei 70% wird es kritisch: Ein nicht Multimaxima-fähiger MPPT folgt 
weiter dem lokalen Maximum bei 0,7 A (31,5 W) und erkennt das globale 
Maximum (34 W) bei ca. 930 mA nicht.
Bei 40% würden nur 19 W statt den möglichen 34 W den Panels entnommen.
Bei 10%, das vielleicht in der Praxis noch ein realistischer Wert ist 
(?), wären 34 W möglich, aber der einfache MPPT stellt sich auf 5 W ein.

Achim S. schrieb:
> Vielleicht helfen ein paar Simulationen.

Das ist schon nahe dran. Noch näher an dem Verhalten wärest Du, wenn Du 
statt Dioden jeweils ZD 15V verwenden würdest.

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Die Zelle, die am wenigsten Strom
> liefert, wird durch den höheren Strom der anderen Zellen umgepolt, so
> dass sie im Kurzschlussfall die fast gesamte Spannung der anderen Zellen
> als Sperrspannung bekommt.

Ich denke das ist falsch.

Die verschattete zelle bekommt den strom der anderen zellen in 
durchlassrichtung ab, nicht in sperrichtung.

Maartin schrieb:
> Ich denke das ist falsch.
>
> Die verschattete zelle bekommt den strom der anderen zellen in
> durchlassrichtung ab, nicht in sperrichtung.
Ich bin sicher, dass das falsch ist. (Nicht nur bzgl. der konsequenten 
Kleinschreibung der Substantive.) Schau dir mal die Schaltbilder an und 
denk richtig nach.

Dieter schrieb:
> Das ist schon nahe dran. Noch näher an dem Verhalten wärest Du, wenn Du
> statt Dioden jeweils ZD 15V verwenden würdest.
... um die höhere Spannung einer Reihenschaltung von Zellen 
nachzubilden.

Das finde ich nun wieder noch weiter entfernt, denn die ZD hat einen 
wesentlich schärfen bzw. abrupteren Übergang von Konstant-U zu 
Konstant-I, als eine normale Diode. Das gesamte Panel besteht nun mal 
aus vielen einzelnen "Dioden", und nur durch viele Dioden würde man auch 
quantitativ die höhere Spannung einer Reihenschaltung vernünftig 
abbilden. Das Strom/Spannungsdiagram sieht dann qualitativ identisch zu 
Einzel-Dioden aus, lediglich bei einem umgepolten Panel in einem String 
gibt es einen signifikanten Unterschied.

Den U/I-Verlauf hat Achim S. qualitativ schon absolut korrekt 
dargestellt.

Und Achim - Entschuldigung, dass ich dich zwischendurch in Armin 
umgetauft hatte...😞 Und ja, die technische Kompetenz einiger Leute hier 
ist - vorsichtig und positiv ausgedrückt - weit, weit höher als deren 
soziale Kompetenz. Sehr schade. Ob die sich auch in einem Gespräch unter 
4 Augen so verhalten?

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Sehr schade.
Wer fachlich superkompetent ist, läßt halt soziales bla hinten runter 
fallen. Auf irgendwas muß man die Denkfähigkeit halt spezialisieren. Als 
Kind wollte ich Universalgelehrter werden, bis mir auffiel, daß ich 
sämtliches gleichzeitig niemals lernen werde.. :-)

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Schau dir mal die Schaltbilder an und
> denk richtig nach.

Da kann ja jeder kommen und sowas behaupten. Deshalb hab ich das 
getestet.
Jetzt hab ich eine solarzelle weniger (zerbrochen) und du hast recht 
behalten. Ich meine nicht wegen der überall ausser im deutschen 
gebräuchlichen kleinschreibung, sondern die polung der diode in der 
solarzelle hab ich mir falsch ausgedacht.

Das bedeute ja dass nur eine abgeschattete zelle den ganzen string bis 
zur nächsten diode lahmlegt? Krass!

W.S. schrieb:
> Ach?
> Und der Strom aus den anderen macht dann einen Bogen um die beschattete
> Zelle?

Was passiert, wenn du einen Schalter in einer stromführenden Leitung 
öffnest?
Da muss die (Leerlauf-) Spannung schon sehr hoch sein, damit der Strom 
einen Bogen drumrum macht.

@Armin
Beschäftige dich mal mit dem Stichwort Solar Edge Leistungsoptimierer. 
Die haben nämlich kein MPPT im Wechselrichter sondern machen MPPT auf 
Modulebene. Du kannst jedes einzelne Modul beobachten und über die 
Historie entsprechende Probleme diagnostizieren, Da spielt 
Teilverschattung usw. nur noch die begrenzte lokale Rolle und legt nicht 
gleich den ganzen String lahm. Sehr empfehlenswert für Flächen mit 
Verschattungsproblemen.

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Das ist schon nahe dran. Noch näher an dem Verhalten wärest Du, wenn Du
>> statt Dioden jeweils ZD 15V verwenden würdest.
> ... um die höhere Spannung einer Reihenschaltung von Zellen
> nachzubilden.
>
> Das finde ich nun wieder noch weiter entfernt, denn die ZD hat einen
> wesentlich schärfen bzw. abrupteren Übergang von Konstant-U zu
> Konstant-I, als eine normale Diode.

Nein, die ZD trifft es genau. Die ZD muss genau so gepolt in die 
Schaltung wie die Dioden. Also Schaltbild unverändert lassen und nur den 
kurzen Strich am Diodensymbol ergänzen, so dass es eine ZD wird. Dann 
passt es genau. Siehe Bild.

Wenn alle Stromqullen 10mA liefern und eine nur 5mA, dann fällt an einer 
der Zellen ab überschreiten der 5mA die gesamte Spannung der Säule ab, 
bis die Zelle durchbricht.


https://www.falstad.com/circuit/index.html
$ 1 0.000005 10.20027730826997 50 5 43 5e-11
z 160 80 160 128 2 default-zener
z 160 128 160 176 2 default-zener
z 160 176 160 224 2 default-zener
z 160 224 160 272 2 default-zener
i 96 128 160 80 0 0.01
i 96 176 160 128 0 0.01
i 96 224 160 176 0 0.01
i 96 272 160 224 0 0.01
w 96 128 160 128 0
w 96 176 160 176 0
w 96 224 160 224 0
w 96 272 160 272 0
w 160 80 304 80 0
w 160 272 304 272 0

Maartin schrieb:
> Das bedeute ja dass nur eine abgeschattete zelle den ganzen string bis
> zur nächsten diode lahmlegt? Krass!
Du hast die vollständige Antwort auf die ursprüngliche Frage kurz und 
prägnant formuliert. denortthographischenrevoluzzerignoriereichjetzmal.

Dieter schrieb:
> Nein, die ZD trifft es genau. Die ZD muss genau so gepolt in die
> Schaltung wie die Dioden.
Das hatte ich nicht so verstanden. Aber ok. Du nimmst also an, dass die 
Zellen einen Zener-Efekt haben? Ich bin überzeugt, dass das nicht der 
Fall ist, also dass eine Zelle die (fast) gesamte Leerlaufspannung eines 
Panel sperren kann, kann es aber nicht belegen. Kannst du es belegen? 
Das wäre interessant.

Peter S. schrieb:
> - jedes Modul bekommt einen MPP-Tracker als Stromgenerator, deren
> Ausgänge alle parallel auf einen Zwischenstromkreis geschaltet sind -
> und das völlig unabhängig vom Modul, dessen Leistung, Ausrichtung usw.
> Vom Zwischenstromkreis wird der eigentliche Wechselrichter gespeist, der
> die Leistung ins Netz abgibt.
Es gibt die Grid-Tied-Micro-Inverter. Die kenne ich mit 1 oder 2 
Eingängen für ein bzw. zwei Panels, und für jedes Panel dürften sie 
einen eigenen MPPT haben. 40 Panels - 20 Grid-Tied-Micro-Inverter, 
direkt hinter jedem 2. Panel einer. Es gibt keinen Zwischenstromkreis, 
die Netzspannung wird durch alle Inverter durgeschleift. Ich weiß 
allerdings nicht, ob bzw. wie oft die auch in der Praxis in diesem Sinne 
eingesetzt werden. Ich habe so einen bestellt und werde Erfahrungen 
damit sammeln.

Nachtrag, ich denke etwas arg langsam:
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Du nimmst also an, dass die
> Zellen einen Zener-Efekt haben? Ich bin überzeugt, dass das nicht der
> Fall ist, also dass eine Zelle die (fast) gesamte Leerlaufspannung eines
> Panel sperren kann, kann es aber nicht belegen.
Sie darf gar keinen Zener-Effekt haben. Nehmen wir an, es wären die 
von dir genannten 15 V: Wenn das Panel dann per MPPT mit maximaler 
Ausgangsleistung betrieben wird, würden (bei einem ~1.70 x 1.0 m² Panel) 
ca. 10 A über die 15 V-ZD bzw. Zelle abfallen. Das wäre eine 
Verlustleistung von 150 W in einer einzigen Zelle!

Selbst die anti-parallelen (Schottky-?)Dioden in den Anschlusskästen 
müssen schon größenordnungsmäßig 10 W bei etwas mehr als 10 A verbraten 
können, sind aber sogar für max. 20 A spezifiziert. (Es gibt sicherlich 
Schottkys mit geringen Schwellspannungen, bei denen der höhere Reststrom 
bei geringen Spannungen keine Rolle spielt.)

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> dass eine Zelle die (fast) gesamte Leerlaufspannung eines
> Panel sperren kann, kann es aber nicht belegen. Kannst du es belegen?
> Das wäre interessant.

Hier ist die Quelle:
https://photovoltaikbuero.de/pv-know-how-blog/die-unbekannten-bereiche-der-solarzellenkennlinie/

Aus diesem Grunde sollen Solarzellen auch nicht länger kurzgeschlossen 
werden, z.B. durch einen Laderegler. In der Regel werden bei Solarpanels 
so wenig Bypass-Dioden wie nur möglich verwendet, wenn diese verbaut 
wurden. Was anderes wäre das, wenn großzügig alle zehn bis zwölf Zellen 
eine Bypassdiode verbaut wurde.

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Wenn das Panel dann per MPPT mit maximaler
> Ausgangsleistung betrieben wird, würden (bei einem ~1.70 x 1.0 m² Panel)
> ca. 10 A über die 15 V-ZD bzw. Zelle abfallen. Das wäre eine
> Verlustleistung von 150 W in einer einzigen Zelle!

Nehmen wir an, alle anderen Zellen könnten 20A. Die verschattete Zelle 
aber nur 10A. Die Nennspannung des Panels läge bei 20V und bei halber 
Belastung wäre die Spannung 22V, Leerlauf 25V. Das Panel würde 
kurzgeschlossen. Dann fällt an der verschatteten Zelle 15V 10A ab, d.h. 
150W Verlustleistung.

Der MPP-Regler würde in diesem Falle das Panel so belasten, dass 
ungefähr 9,5A abgefordert würden. Es würde sich eine Spannung von 
ungefähr 18V einstellen. In dem Falle würde am verschatteten Panel 
(22V-18V) 4V 9,5A abfallen. Das wären fast 40W. Problem hierbei ist der 
negative Temperaturkoeffizient des Halbleiters, der zu einen 
Hitze-Hotspot durch thermisches Davonlaufen auf der Zelle führt.

Es ist nicht leicht, Argumentationen zu folgen, bei denen schon Begriffe 
verwechselt werden. Das habe ich bei dir, Dieter, nicht gesehen, aber in 
anderen Antworten und auch im verlinkten Artikel.
Zelle: Eine Solarzelle, liefert ~0,5 - 0,6 V und mehrere A.
Panel: Mehrere Zellen in Reihenschaltung, mind. mit einer Diode gegen 
Verpolung  geschützt, ggf. auch mehrere Diode für je einen Teil der 
Reihenschaltung. Zusammengeschaltet hinter einer Glasscheibe in einem 
Alu-Rahmen. 2 MC4-Steckverbinder.
String: Mehrere Panels in Reihenschaltung über MC4-Steckverbinder, kann 
viele 100 V liefern und geht zum Wechselrichter.

Widersprechen tue ich bei:
Dieter schrieb:
> Das Panel würde
> kurzgeschlossen. Dann fällt an der verschatteten Zelle 15V 10A ab, d.h.
> 150W Verlustleistung.
Die verschattete Zelle würde in Sperrrichtung betrieben und nur noch so 
viel Strom liefern, wie Licht ist. Eine voll verschattete Zelle würde 
einfach nur sperren, allgemein würde das Panel nicht mehr Strom liefern, 
als die verschattete Zelle hergibt.

Die gesamte Spannung aller voll beleuchteten Zellen würde bei 
Kurzschluss an der verschatteten Zelle in Sperrrichtung abfallen. Diese 
Spannung mal dem Strom, den die verschattete Zelle vorgibt, ist die 
Verlustleistung der verschatteten Zelle. Die kann allerdings sehr hoch 
sein. (Ich hatte bisher gedacht, es gäbe dort keine Verlustleistung - 
ich lerne auch hinzu.) Der MPPT müsste jetzt als Arbeitspunkt die 
Spannung aller voll beleuchteten Zellen (die pro Zelle hoch ist) plus 
der geringeren Spannung der verschatten Zelle einstellen. Also kein 
Verlust an der verschatteten Zelle.

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Widersprechen tue ich bei:
> Dieter schrieb: ...

Du solltest versuchen den Zusammenhang zu ergründen. Stichwort wäre auch 
die krichhoffschen Gesetze.

Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Die verschattete Zelle würde in Sperrrichtung betrieben und nur noch so
> viel Strom liefern, wie Licht ist.

Verlustleistung ist U*I, welche dort in den Zustand abfällt.

> Eine voll verschattete Zelle würde einfach nur sperren,

Aber irgenwo zwischen 12,5....15V durchbrechen. Dann fällt dort P=U*I 
als Verlustleistung an.

> allgemein würde das Panel nicht mehr Strom liefern,
> als die verschattete Zelle hergibt.

Nur solange die die verschattete Zelle in Sperrichtung nicht 
durchbricht. In meinem Rechenbeispiel bin ich davon ausgegangen, dass 
die 15V Spannungsabfall noch ausreichend sind, dass der Strom noch die 
10A nicht nennenswert übersteigt, weil ich nur noch 5V als treibende 
Überspannung habe. Wenn das Panel eine um 5V höhere Nennspannung hätte, 
würde es im Krzschlussfall kritischer, weil es dann die 20A durch die 
abgeschattete Zelle durchdrücken würde. In dem Falle wären es dann 300W 
Verlustleistung in der verschatteten Zelle. Weil das noch schwieriger zu 
verstehen ist, habe ich den Fall ausgelassen.








Und bricht bei 12,5V gemäß dem Artikel durch. Ich habe im Beispiel 15V 
im winterkalten Zustand der Zelle verwendet um einfacher Rechnen zu 
können.

Klaus S. schrieb:

> Joachim B. schrieb:
>> Deswegen macht man ja parallel Schaltung von Strings!
>
> Ja danke, das wußte ich eben vorher nicht. Aber langsam
> wird es bei mir heller im Hirn. Eine Solarzelle war
> bisher für mich bisher einfach ein Zweipol mit
> Stromquelleneigenschaften.

Ja, sicher...?!

Genau deswegen ist ja Parallelschalung auch unkritisch,
während Reihenschaltung genau dann zu Ärger führt, wenn
sich die Ströme der Stromquellen unterscheiden...

Joachim B. schrieb:
> Klaus S. schrieb:
>> war bisher für mich bisher einfach ein
>> Zweipol mit Stromquelleneigenschaften.
>
> wer hat dir das beigebracht?

???


> Bei einer Stromquelle ist die Spannung variabel im
> Idealfall (den es nie gibt) bis unendlich!

Genau das ist bei der Solarzelle auch der Fall...
Zumindest in der Nähe des üblichen Betriebspunktes.


Und übrigens ist bei einer einstellbaren Stromquelle
auch der Strom durch äußere Einwirkung veränderlich...

Vielleicht kannst Du das mit dem Phänomen variabler
Lichteinstrahlung in Zusammenhang bringen...

Grummler schrieb:
> Genau deswegen ist ja Parallelschalung auch unkritisch,
> während Reihenschaltung genau dann zu Ärger führt, wenn
> sich die Ströme der Stromquellen unterscheiden...

Da frag ich mich warum bei "professionellen" hausinstallationen strings 
von 500V verschaltet werden. Und das auch bei dächern die 
teilabschattungen durch kamine und gauben haben.

Ich nehme an die schlechten firmen kennen einen typ WR, und der wird 
dann verbaut, ob das sinn macht oder nicht. So kommen die signifikanten 
diskrepanzen zwischen installierten WP und real erzielter leisung 
zusammen. Wenn häuslebauer dann reklamiert kommt das angebot nochmals 
einige tausender in "optimierer" zu investieren.

Am schluss steht häuslebauer mit einer ROI von >> 25 jahren da.

TUX 4eva and eva schrieb:

> Grummler schrieb:
>> Genau deswegen ist ja Parallelschalung auch unkritisch,
>> während Reihenschaltung genau dann zu Ärger führt, wenn
>> sich die Ströme der Stromquellen unterscheiden...
>
> Da frag ich mich warum bei "professionellen"
> hausinstallationen strings von 500V verschaltet werden.

Weil niemand etwas mit 0.5V und 8'000A anfangen könnte...
500V und 8A ist das schon wesentlich handlicher.


> Und das auch bei dächern die teilabschattungen durch
> kamine und gauben haben.

Dafür gibt es die Bypassdioden in den Modulen...


> Am schluss steht häuslebauer mit einer ROI von >> 25 jahren
> da.

Nutzlose Polemik.
Durch falsche Auslegung kann man jede Anlage in den Zustand
der Unbenutzbarkeit bringen.

Es ging hier im Thread aber um die Frage, was bei
Teilverschattung elektrotechnisch passiert, und wie das
korrekt zu modellieren ist.

Grummler schrieb:
>> Am schluss steht häuslebauer mit einer ROI von >> 25 jahren
>> da.
>
> Nutzlose Polemik

Nicht wirklich.

Leistung wird gern übertrieben, damit sich die saftigen Preisaufschläge 
doch irgendwie rechnen.

Realistisch amortisieren sich viele Angebote nämlich nicht. Da wird vom 
Solateuer gerne abkassiert, was für den Kunden übrig bleibt ist dem 
Solateuer doch egal

Bei Heizungen und Wärmedämmung sieht es aber nicht besser aus.

Grummler schrieb:
> Es ging hier im Thread aber um die Frage

Biste jetzt hier der oberBabbo der die anderen zurechtweist?
GAL tard.

TUX 4ever schrieb:

> Grummler schrieb:
>> Es ging hier im Thread aber um die Frage
>
> Biste jetzt hier der oberBabbo der die anderen
> zurechtweist?

Wenn mich jemand sinnentstellend zitiert, um mich vor
seinen Karren zu spannen, dann weise ich den zurecht.
Ja.

Grummler schrieb:
> Wenn mich jemand sinnentstellend zitiert

Um hier ein "sinnentstellendes zitat" zu konstruieren muss man um 13 
ecken denken. Get a life, tard.

Einfach die Finger still halten.

MaWin schrieb:

> Grummler schrieb:
>>> Am schluss steht häuslebauer mit einer ROI von >> 25 jahren
>>> da.
>>
>> Nutzlose Polemik
>
> Nicht wirklich.
>
> Leistung wird gern übertrieben, damit sich die saftigen
> Preisaufschläge doch irgendwie rechnen.

Du sagst es: PreisAUFSCHLÄGE.

Das hat also nichts mit den Komponenten und ihren
Herstellungspreisen zu tun -- und schon gar nicht mit der
elektrotechnischen Funktionsweise der Anlagen.

H. H. schrieb:
> Einfach die Finger still halten.

K

Freilaufdiode bei Modulen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Solarmodul#Die_Freilauf-_oder_Bypass-Diode

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Solarcell_bypass_diode.svg

Achtung: "Ein Schwachpunkt besteht darin, dass eine mangelhaft 
kontaktierte Freilaufdiode im Normalbetrieb nicht auffällt. Dies war die 
Ursache für den Brand der Photovoltaikanlage Bürstadt.[2][3]"

Lutz V. schrieb:
> und nicht - wie hier oft erwähnt - als Stromquelle

Stromquelle ist korrekt, wenn die Solarzelle als Reihenschaltung mehrere 
Zellen parallel zu einer umgedrehten ZD dargestellt wird.

Bei einer Reihenschaltung in einen Stromkreis ist der Strom
überall gleich groß, da gibt es erstmal nichts drann zu
rütteln. Also ist der Strom bei einer Reihenschaltung von
einem total beleuchteten Panel und einem total dunklen
Panel auch gleich groß. Aber wie verhält sich denn nun das
dunkle Panel? Es gibt da nur zwei möglichkeiten, wie eine
Diode in Durchlaßrichtung oder in Sperrrichtung. Bei wie
"Durchlaßrichtung" haben wir dann ein Spannungsabfall von
0,7V und der Verbraucher bekommt dann, wenn das beleuchtete
Panel 20V liefert, 19,3V. Oder wie "Diode in Sperrrichtung",
bekommt der Verbraucher 0V weil die gesammten 20V die das
beleuchtete Panel liefert dann am unbeleuchteten Panel
abfallen.

Also was ist nun richtig?

Günter Lenz schrieb:
> Also was ist nun richtig?

immer noch dieselbe Antwort wie letzten Monat:

Beitrag "Re: Was passiert, wenn Solarzellen in Reihe geschaltet sind und einige im Schatten liegen?"

Bei nicht diesen beiden Extremfällen und nicht gleichstarker
Beleuchtung werden die Panele einfach nur unterschiedliche
Spannungen liefern und gleichstarken Strom, weil es ist ja
eine Reihenschaltung und da ist unterschiedlicher Strom
unmöglich. Da liefert ein Panel dann vielleicht 20V
und das andere vielleicht 5V, der Verbraucher sieht
dann 25V.

Lutz V. schrieb:
> Ich hoffe, der link funktioniert auch für Nicht-Mitglieder von
> Research_Gate.

Funktioniert auch fü Nichtmitglieder beim ersten mal.
Kapitel 5.3 (Page 38) enthält die Erklärung zu den Hotspots.