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

Wechselrichtertests
Im Bereich der Wechselrichtertests war auch 2008 relativ wenig Betrieb, da die entsprechenden Ressourcen
vorwiegend für den Bau des neuen Solargenerator-Simulators eingesetzt wurden. Dennoch
wurden einige Arbeiten in diesem Bereich durchgeführt, die im Folgenden kurz erläutert werden.
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. Einer dieser Tests erfolgte mit dem Sunways AT5000 und gemäss Vereinbarung
mit dem Auftraggeber konnte der entsprechende Testbericht auf unserer Homepage www.pvtest.ch
aufgeschaltet werden. Ein analoger Test wurde auch mit einem weiteren Gerät durchgeführt, der entsprechende
Testbericht wurde aber vom Hersteller bisher noch nicht zur Publikation freigegeben.
Der Projektleiter nahm 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. Um auf effektiven Messungen basierende, optimale dynamische Testmuster zu
erhalten, wurden für diese Arbeiten verschiedene Testmuster definiert und damit umfangreiche Messungen
an mehreren bereits im Labor vorhandenen Wechselrichtern durchgeführt. Dank den umfangreichen
Messdaten aus dem Teilprojekt Langzeit-Monitoring kann sehr schön gezeigt werden, dass
dynamische MPP-Tracking Probleme in der Praxis wirklich vorkommen. Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines
solchen Problems, das durch wiederholte Schwankungen der Einstrahlung hervorgerufen wurde.
Fig. 7:
Beispiel eines in der Praxis
gemessenen dynamischen
MPP-Tracking Problems an
einer PV-Anlage am
24.9.2007
Zwischen 14:00 und 14:35 ist
die vom Wechselrichter aufgenommene
Leistung PDC im
Verhältnis zur Einstrahlung
zeitweise zu tief, da die von
ihm eingestellte DC-Spannung
wegen der Schwankungen der
Einstrahlung manchmal deutlich
höher als die MPP-
Spannung UMPP.
Für Labormessungen wurden verschiedene Testmuster mit Rampen verschiedener Steilheit definiert,
die jeweils mehrfach wiederholt werden (siehe Fig. 8). Bei diesen Tests ist UMPP nicht wie bei den statischen
MPP-Tracking Messungen konstant, sondern variiert entsprechend der Einstrahlung.
G Equivalent Normalised Irradiance
GSTC 50%
t1 t2 t3 t4 n Repetitions
10%
Intitial
Setup Time
Shape: e.g.12x (15/5H/15/5L)
t
Fig. 8:
Prinzipieller Aufbau der für dynamische MPP-
Tracking-Tests verwendeten Rampen.
Die Rampen können durch die Angabe der Anzahl der
Repetionen, der Anstiegszeit, der Verweilzeit auf hohem
Niveau, der Abfallzeit und der Verweilzeit auf
tiefem Niveau beschrieben werden. UMPP variiert entsprechend
der gerade eingestellten Einstrahlung G
etwas, entsprechend dem im Simulator verwendeten
Kennlinienmodell (Eindiodenmodell). Es werden Rampen
mit Variation 10% � 50% und 30% � 100% verwendet
(früher auch 50% � 10% und 100% � 30%).
Mit derartigen Rampentests können Wechselrichter mit Rampensteilheiten, auf die der verwendete
MPP-Tracking-Algorithmus empfindlich ist, irritiert und zum Weglaufen veranlasst werden, was den in
der Messperiode gemessenen dynamischen MPP-Tracking-Wirkungsgrad �MPPT natürlich reduziert.
Sehr schön konnte dies mit einem Wechselrichter gezeigt werden, für den eine alte MPP-Tracking-
Firmware und eine neue, verbesserte Firmware vorhanden war. Das dynamische MPP-Tracking-
Verhalten konnte bei diesem Gerät ohne Veränderung der Hardware nur durch den Austausch der
Firmware stark verbessert werden.
Photovoltaik Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI
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