Programm Photovoltaik Ausgabe 2009 ... - Bundesamt für Energie BFE

Projektziele für 2008
� Fortführung des Langzeit-Monitorings an den Anlagen des Projektes (mit kristallinen und Dünnschichtzellen-Modulen)
und Integration neuer Anlagen mit innovativen Technologien.
� Erweiterung der vorhandenen Test-Software für die Steuerung halbautomatischer Wechselrichtertests
für vollautomatische Wechselrichtertests. Erweiterung der dynamischen MPP-Tracking-
Tests auf Rampen mit definierter Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeit statt nur Schrittfunktionen.
� Fertigstellung und Inbetriebnahme des grossen Solargenerator-Simulators von 100 kW
(VOC � 810 V / ISC � 156 A) für automatische Tests von Netzverbund-Wechselrichtern bis 100 kW.
� Weitere Untersuchung der Blitzstromempfindlichkeit von Bypassdioden.
� Weitere Tests von Netzverbund-Wechselrichtern, sofern zeitlich neben andern Arbeiten möglich.
Kurzbeschreibung der 2008 durchgeführten Arbeiten
Die teilweise seit 1992 ohne Unterbruch durchgeführten Langzeitmessungen an nun 70 PV-Anlagen
wurden auch 2008 unterbruchsfrei durchgeführt. In Zusammenarbeit mit der ADEV Burgdorf wurde die
2007 realisierte Modulvergleichs-Anlage beim APH Burgdorf mit vier weiteren kristallinen Modultechnologien
erweitert und ins Monitoringprojekt eingeschlossen (5 Wechselrichter SB3800, verwendete
Modultypen Kyocera KC175, Schott Poly 170, Sunpower SPR215WHT und Solarworld SW220 Poly,
total 20,26 kWp), so dass dort nun 6 verschiedene Modultechnologien unter praktisch identischen
Bedingungen im Einsatz sind. In der Anlage �Stade de Suisse� hatten die von den Erstellern eingesetzten
AC-Leistungssensoren leider wiederholt Probleme, so dass mehrmals unvollständige Messungen
registriert werden mussten. Die weitergeführte Ausfallstatistik der Wechselrichter zeigte auch
im vergangenen Jahr wieder eine erfreulich tiefe Anzahl der registrierten Ausfälle.
Zur Reduktion des relativ hohen Zeitaufwandes für halbautomatische Wechselrichtertests wurde die
Test-Software für den 20 kW-Solargenerator-Simulator auf vollautomatische Tests umgebaut.
Ein grosser Teil der Projektaktivitäten war der Entwicklung und Inbetriebnahme des neuen linearen
Solargenerator-Simulators von 100 kW gewidmet [2], [6]. Wegen der grossen Leistung und der erforderlichen
Sicherheitsmassnahmen war ein wesentlich höherer Aufwand erforderlich als ursprünglich
angenommen. Bis Anfang Dezember war die Inbetriebnahme sehr weit gediehen und es zeigte sich,
dass das gewählte Konzept funktioniert. Bisher konnten an einem 100 kW-Wechselrichter Wirkungsgradkennlinien
auf drei verschiedenen Spannungsstufen bis zu einer Leistung von maximal 92,2 kW
aufgenommen werden. Allerdings erwies sich der Antriebsmotor des kleineren DC-Generators für einen
längeren Betrieb auf der Generator-Nennleistung als etwas zu schwach, so dass bisher im Maximum
während einigen Minuten eine Simulator-Ausgangsleistung von gut 90 kW erreichbar war. Da
der kleinere der beiden verwendeten DC-Generatoren noch eine gewisse Leistungsreserve hat, wird
das Problem durch einen stärkeren Antriebsmotor (bereits bestellt) gelöst werden können, so dass
mindestens während einiger Minuten die volle Leistung des Solargenerator-Simulators von 100 kW
erreicht werden kann.
Wegen des grossen zeitlichen Aufwandes für den Bau des 100 kW-Solargenerator-Simulators wurden
2008 nur relativ wenige vertrauliche Tests an Netzwechselrichtern im Auftrag von Wechselrichter-
Herstellern durchgeführt. Deshalb konnten daneben auch keine systematischen vollständigen Wechselrichter-Tests
durchgeführt werden. Der Projektleiter nahm dafür aktiv an 4 Tagungen der DKE-Ad-
Hoc-Arbeitsgruppe AK373.0.3 teil, die einen Normentwurf für die Messung des am PV-Labor entwickelten
totalen oder Gesamtwirkungsgrades von Wechselrichtern enthält und sowohl Messungen des
statischen als auch des dynamischen MPP-Trackings umfasst. Die Übernahme dieses Begriffes 2007
durch Photon und nun durch diese Arbeitsgruppe stellt einen schönen Erfolg dar. Um optimale dynamische
Testmuster zu definieren, wurden für diese Arbeiten auch umfangreiche Messungen an mehreren
bereits im Labor vorhandenen Wechselrichtern mit verschiedenen Testmustern durchgeführt.
Die im Jahr 2006 begonnenen Untersuchungen bezüglich Blitzstromverhalten von Bypassdioden wurden
auch 2008 weiter geführt und die theoretische Analyse weiter ausgebaut. Nach dem erfolgreichen
Umbau des Stossstromgenerators auf einigermassen normgerechte Stossströme 10/350�s (resp. als
Kombi-Test 6/350�s) konnten auch verschiedene Bypassdioden in Modulen praktisch getestet werden.
Die erarbeiteten Erkenntnisse wurden in Staffelstein und in Valencia präsentiert [3], [7].
Nach den verschiedenen Publikationen und Veranstaltungen zum Thema Lichtbogendetektor wurde
2007 unter einem Non-Disclosure-Agreement auch eine erste dreitägige Schulung von drei Ingenieuren
eines bekannten Wechselrichterherstellers über Aufbau und Funktionsprinzip des am PV-Labor
entwickelten Lichtbogendetektors durchgeführt. Wegen der hohen Auslastung der Entwicklungsabteilung
dank des guten Geschäftsgangs hat sich der Hersteller bisher noch nicht entschieden, ob er diesen
sicherheitsmässig sehr sinnvollen Zusatz in künftige Geräte einbauen will.
Photovoltaik Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI
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