Programm Photovoltaik Ausgabe 2008 ... - Bundesamt für Energie BFE
Programm Photovoltaik Ausgabe 2008 ... - Bundesamt für Energie BFE Programm Photovoltaik Ausgabe 2008 ... - Bundesamt für Energie BFE
5/8 Fig. 5: Normierte Monatsdarstellung der Anlage Schlossmatt 8. Nach der Reinigung der Anlage am 12. April 2007 ist eine markante Steigerung der PR zu erkennen. Am 12.4.2007, dem Tag der Reinigung, bei der die Anlage temporär abgeschaltet war, ist ein Anstieg von LCM und eine entsprechende Reduktion der PR zu erkennen. Wechselrichter-Ausfallstatistik Die seit 1992 geführte Ausfallstatistik wurde auch 2007 weitergeführt. Im Jahr 2007 liegt die Ausfallrate auf einem Wert von 0,11 Wechselrichter-Defekten pro Wechselrichter-Betriebsjahr (Stand November 07, hochgerechnet auf Ende Jahr). Sie liegt damit nur knapp unter dem langjährigen Mittelwert in den Jahren 1997 – 2006. Die Gesamtstatistik Fig. 6 zeigt, dass trotz einiger Defekte im Jahr 2007 die Ausfallrate immer noch auf einem tiefen Stand ist. Die Statistik in welcher die Wechselrichterausfälle nach galvanisch getrennten und nicht galvanisch getrennten Geräten aufgeteilt sind (Fig. 7), zeigt, dass im Jahr 2007 erneut mehr Defekte bei trafolosen Geräten als bei Trafogeräten aufgetreten sind. Eine Aussage über die weitere Tendenz ist schwer zu machen. Unbestritten ist, dass viele der überwachten Wechselrichter allmählich in ein hohes Betriebsalter kommen. Die kommenden Jahre werden interessante Erkenntnisse über die Lebensdauer der Geräte bringen. WR-Defekte pro WR-Betriebsjahr 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Wechselrichter-Defekte (gesamt) WR-Defekte WR-Anzahl Durchschnittliches WR-Alter 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Betriebsjahr 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Durchschn. WR-Alter (in Monaten) und durchschn. Anzahl WR Fig 6: Wechselrichter-Defekte pro Wechselrichter-Betriebsjahr und durchschnittliche Anzahl von der BFH-TI Burgdorf überwachter Wechselrichter (Hochrechnung vom Stand Ende November 2007). Photovoltaik Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI I Seite 193 von 288
WR-Defekte pro WR-Betriebsjahr 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1996 1997 Wechselrichter-Defekte (aufgeteilt) WR-Defekte (ohne galv. Trennung) WR-Defekte (mit galv. Trennung) Anzahl WR (ohne galv. Trennung) Anzahl WR (mit galv. Trennung) 1998 1999 2000 mit galvanischer Trennung 2001 2002 Betriebsjahr ohne galvanische Trennung 2003 2004 2005 2006 2007 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Durchschnittliche Anzahl überwachter WR Fig 7: Wechselrichter-Defekte pro Wechselrichter-Betriebsjahr aufgeteilt nach Wechselrichtern mit und ohne galvanische Kopplung (Hochrechnung vom Stand Ende November 2007). Internet-Auftritt (www.pvtest.ch) Der Internetauftritt des PV-Labors der BFH-TI enthält neben den monatlich aktualisierten Ergebnissen der diversen Feinmessungen auch Informationen über Tagungen im Bereich der Photovoltaik und Publikationen zu Themen der Photovoltaik. Die Online-Darstellung, wie sie bereits für die Meteo- Messung an der Schule besteht, soll in naher Zukunft erweitert werden mit einigen Anlagen, die über eine Feinmessung verfügen. Für diese Erweiterung vorgesehen sind vorerst die Anlagen Stade de Suisse, Jungfraujoch und Mont Soleil. Die Realisierung dieser Onlinedarstellungen erfolgt im Jahr 2008. Planung und Bau des Solargenerator-Simulators von 100 kW Zum Test von Solarwechselrichtern verfügt das PV-Labor der BFH-TI nebst einer Testanlage von 60 kWp auf dem Dach auch über zwei hochstabile, computergesteuerte Solargenerator-Simulatoren von 20 kW bzw. 25 kW Leistung, welche jederzeit eine beliebig einstellbare Solargeneratorkennlinie nachbilden können. Zum Test von grösseren Zentralwechselrichtern, die oftmals über eine Nennleistung von etwa 100 kW verfügen, reicht die vorhandene Testinfrastruktur aber nicht mehr aus. Um auch diese modernen Wechselrichter mit voller Leistung ausmessen zu können, hat das Bundesamt für Energie die BFH damit beauftragt, einen neuen Solargenerator-Simulator mit einer Nennleistung von 100 kW zu bauen. Mit der Planung und dem Bau wurde Anfang 2007 begonnen. Fig.8: Blockschaltbild des 100kW Simulators. Zwei bereits vorhandene Maschinengruppen bestehend aus je einem Asynchronmotor und einem DC Generator speisen über eine Zusammenschaltung aus Entkopplungsdioden den linearen Solargenerator-Simulator aus 155 Elementarstromquellen zu 1 A. Das Gerät basiert auf 155 linearen, steuerbaren Stromquellen, welche jeweils 1 A liefern können. Lineare Quellen erreichen eine sehr hohe Dynamik ohne die störenden EMV-Emissionen, wie sie bei getakteten Systemen auftreten. Die Quellen können blockweise zugeschaltet werden, was eine gute Skalierbarkeit der Leistung bei sehr geringer parasitärer Parallelkapazität ermöglicht. Die Erzeugung der Solargenerator-Kennlinie geschieht auf dem Weg der direkten digitalen Synthese. Um eine hohe Flexibilität zu erreichen, werden mehrere verschiedene Kennlinien vorprogrammiert, darunter auch solche von teilbeschatteten Solargeneratoren. Die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der jeweiligen Kennlinie können durch die PC-Steuerung in weiten Bereichen frei vorgegeben werden. Die Simulatorsteuerung umfasst neben der Schnittstelle zur Kommunikation mit dem PC auch verschiedene Sicherheitsschaltungen, darunter einen Watchdog, welcher bei einem Computerabsturz den Simulator in einen definierten Stopp-Zustand versetzt. Seite 194 von 288 Photovoltaik Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI 6/8
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WR-Defekte pro WR-Betriebsjahr<br />
0.8<br />
0.7<br />
0.6<br />
0.5<br />
0.4<br />
0.3<br />
0.2<br />
0.1<br />
0.0<br />
1996<br />
1997<br />
Wechselrichter-Defekte (aufgeteilt)<br />
WR-Defekte (ohne galv. Trennung)<br />
WR-Defekte (mit galv. Trennung)<br />
Anzahl WR (ohne galv. Trennung)<br />
Anzahl WR (mit galv. Trennung)<br />
1998<br />
1999<br />
2000<br />
mit galvanischer Trennung<br />
2001<br />
2002<br />
Betriebsjahr<br />
ohne galvanische Trennung<br />
2003<br />
2004<br />
2005<br />
2006<br />
2007<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Durchschnittliche Anzahl<br />
überwachter WR<br />
Fig 7:<br />
Wechselrichter-Defekte<br />
pro Wechselrichter-Betriebsjahr<br />
aufgeteilt nach<br />
Wechselrichtern mit und<br />
ohne galvanische Kopplung<br />
(Hochrechnung<br />
vom Stand Ende November<br />
2007).<br />
Internet-Auftritt (www.pvtest.ch)<br />
Der Internetauftritt des PV-Labors der BFH-TI enthält neben den monatlich aktualisierten Ergebnissen<br />
der diversen Feinmessungen auch Informationen über Tagungen im Bereich der <strong>Photovoltaik</strong> und<br />
Publikationen zu Themen der <strong>Photovoltaik</strong>. Die Online-Darstellung, wie sie bereits <strong>für</strong> die Meteo-<br />
Messung an der Schule besteht, soll in naher Zukunft erweitert werden mit einigen Anlagen, die über<br />
eine Feinmessung verfügen. Für diese Erweiterung vorgesehen sind vorerst die Anlagen Stade de<br />
Suisse, Jungfraujoch und Mont Soleil. Die Realisierung dieser Onlinedarstellungen erfolgt im Jahr<br />
<strong>2008</strong>.<br />
Planung und Bau des Solargenerator-Simulators von 100 kW<br />
Zum Test von Solarwechselrichtern verfügt das PV-Labor der BFH-TI nebst einer Testanlage von<br />
60 kWp auf dem Dach auch über zwei hochstabile, computergesteuerte Solargenerator-Simulatoren<br />
von 20 kW bzw. 25 kW Leistung, welche jederzeit eine beliebig einstellbare Solargeneratorkennlinie<br />
nachbilden können. Zum Test von grösseren Zentralwechselrichtern, die oftmals über eine Nennleistung<br />
von etwa 100 kW verfügen, reicht die vorhandene Testinfrastruktur aber nicht mehr aus. Um<br />
auch diese modernen Wechselrichter mit voller Leistung ausmessen zu können, hat das <strong>Bundesamt</strong><br />
<strong>für</strong> <strong>Energie</strong> die BFH damit beauftragt, einen neuen Solargenerator-Simulator mit einer Nennleistung<br />
von 100 kW zu bauen. Mit der Planung und dem Bau wurde Anfang 2007 begonnen.<br />
Fig.8:<br />
Blockschaltbild des 100kW Simulators.<br />
Zwei bereits vorhandene Maschinengruppen<br />
bestehend aus je einem Asynchronmotor<br />
und einem DC Generator speisen<br />
über eine Zusammenschaltung aus Entkopplungsdioden<br />
den linearen Solargenerator-Simulator<br />
aus 155 Elementarstromquellen<br />
zu 1 A.<br />
Das Gerät basiert auf 155 linearen, steuerbaren Stromquellen, welche jeweils 1 A liefern können. Lineare<br />
Quellen erreichen eine sehr hohe Dynamik ohne die störenden EMV-Emissionen, wie sie bei<br />
getakteten Systemen auftreten. Die Quellen können blockweise zugeschaltet werden, was eine gute<br />
Skalierbarkeit der Leistung bei sehr geringer parasitärer Parallelkapazität ermöglicht. Die Erzeugung<br />
der Solargenerator-Kennlinie geschieht auf dem Weg der direkten digitalen Synthese. Um eine hohe<br />
Flexibilität zu erreichen, werden mehrere verschiedene Kennlinien vorprogrammiert, darunter auch<br />
solche von teilbeschatteten Solargeneratoren. Die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der<br />
jeweiligen Kennlinie können durch die PC-Steuerung in weiten Bereichen frei vorgegeben werden. Die<br />
Simulatorsteuerung umfasst neben der Schnittstelle zur Kommunikation mit dem PC auch verschiedene<br />
Sicherheitsschaltungen, darunter einen Watchdog, welcher bei einem Computerabsturz den<br />
Simulator in einen definierten Stopp-Zustand versetzt.<br />
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<strong>Photovoltaik</strong> Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI<br />
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