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

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7/8 �MPPTdyn in % �MPPTdyn in % 100 95 90 85 Dyn. MPP-Tracking-Wirkungsgrad � MPPTdyn für WR3 (alte FW) (Test 1) (U MPP high = 290V) 80 75 70 0 10 20 30 40 50 Rampensteilheit in W/m 2 10% --> 50% 30% --> 100% 50% --> 10% 100% --> 30% /s Dyn. MPP-Tracking-Wirkungsgrad �MPPTdyn für WR3 (neue FW) (Test 1; UMPP high = 295V (100%) ) 100.0 99.5 99.0 98.5 98.0 97.5 Massstab stark gedehnt! 10% --> 50% 30% --> 100% 50% --> 10% 100% --> 30% 97.0 0 10 20 30 40 50 Rampensteilheit in W/m 2 /s Fig. 9: Rampentest beim erwähnten Wechselrichter mit alter Firmware Solange die Leistung steigt, nimmt der MPPT-Algorithmus an, dass die Leistungssteigerung auf Grund der vorher vorgenommenen Änderung von UDC erfolgt ist und dass deshalb in der gleichen Richtung weiter gesucht werden soll. Bei P-Abnahme wird UDC ungefähr konstant gehalten. Das Beobachtungsintervall beträgt 5s. Fig. 10: Rampentest beim gleichen Wechselrichter mit neuer Firmware Hier zieht der MPPT-Algorithmus auch bei steigendem PDC in Betracht, dass die Leistungssteigerung auch andere Ursachen (Zunahme der Einstrahlung) haben könnte, sucht ab und zu in die Gegenrichtung und bleibt ggf. auf der Spannung stehen. Bei P-Abnahme wird die Spannung in die andere Richtung verändert. Das Beobachtungsintervall beträgt hier nur etwa 2s. Fig. 11: Ergebnisse eines Rampentest mit verschiedenen Steilheiten beim gleichen Wechselrichter mit alter Firmware Bei einigen kritischen Steilheiten ist das Gerät ziemlich empfindlich ("Resonanzstellen") und weist deutlich reduzierte Werte des dynamischen MPP-Tracking- Wirkungsgrades �MPPTdyn auf. Fig. 12: Ergebnisse eines Rampentest mit verschiedenen Steilheiten beim gleichen Wechselrichter mit neuer Firmware Hier ist der dynamische MPP-Tracking- Wirkungsgrad �MPPTdyn praktisch unabhängig von der Rampensteilheit und liegt überall im Bereich 99% bis 100%, d.h. das Verhalten des gleichen Gerätes ist nunmehr sehr gut. Tests der Empfindlichkeit von Bypassdioden gegen nahe gelegene Blitzströme Nach dem erfolgreichen Umbau des Stossstromgenerators auf Langstösse (Fig. 13) wurden viele Tests mit in realen Modulen eingebauten Bypassdioden durchgeführt (siehe Tabelle 2). Photovoltaik Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI 223/290 Fig. 13: Typischer für die Tests verwendeter Stossstrom (1 A = 1 kA!). Links: ganzer Strom mit Rückenhalbwertszeit von 350�s (250�s/Div) Rechts: Front gedehnt (5 �s/Div).
Stress limits for bypass diodes for tests performed at BFH's PV laboratory 1.2007 to 8.2008 Type State F/ Module nC d b imax di/dtmax Mb Mi LL* VOCmax VDmax iDmax EA (after) R [mm] [mm] [kA] [kA|�s] [nH] [nH] [�H] [V] [V] [A] [mJ] 80SQ045 ok R KC-60L 18 150 160 46 8 100 100 1.5 800 90 165 61 def R KC-60L 18 150 160 54 9.2 100 100 1.5 920 100 350 ok R KC-60L 18 400 160 70 16.9 43.6 43.6 1.5 737 85 130 42 def R KC-60L 18 400 160 86 21 43.6 43.6 1.5 916 110 360 ok R KC-60 18 250 160 98 25.2 64 32 1.5 806 84 185 49 def R KC-60 18 250 160 106 27.1 64 32 1.5 867 85 280 ok R BP7175N 12 250 128 104 27 56.5 21 1.2 567 85 190 48 80SQ045 ok F KC-60L 18 400 160 94 24 43.6 43.6 1.5 1046 2400 ok F KC-60 18 250 160 106 26.5 64 32 1.5 848 1600 ok F BP7175N 12 250 128 100 26.4 56.5 21 1.2 554 1650 def F KC-60L 18 400 160 105 27 43.6 43.6 1.5 1177 2700 SBM1040 ok R KC-60L 18 400 160 64 16.2 43.6 43.6 1.5 706 75 110 30 def R KC-60L 18 400 160 67 16.8 43.6 43.6 1.5 732 80 160 ok R KC-60 18 250 160 86 21.9 64 32 1.5 701 75 120 29 def R KC-60 18 250 160 92 23.7 64 32 1.5 758 80 150 ok R BP7175N 12 250 128 98 25.2 56.5 21 1.2 529 75 160 37 def R BP7175N 12 250 128 104 27.2 56.5 21 1.2 571 75 200 SBM1040 ok F KC-60L 18 400 160 37 9.5 43.6 43.6 1.5 414 850 ok F BP7175N 12 250 128 60 17 56.5 21 1.2 357 1000 def F KC-60L 18 400 160 52 13 43.6 43.6 1.5 567 1200 def F BP7175N 12 250 128 76 20.1 56.5 21 1.2 422 1200 P1000M ok R KC-60L 18 250 160 86 21 64 64 1.5 1344 1300 40 � def R KC-60L 18 250 160 94 22.7 64 64 1.5 1453 900 1080 P1000M ok F KC-60L 18 250 160 108 25.7 64 64 1.5 1645 4000 LOW VF+TVS ok R KC-60L 18 300 160 85 21.4 55.4 55.4 1.5 1186 280 460 440 def R KC-60L 18 300 160 92 23.2 55.4 55.4 1.5 1285 320 540 LOW VF+TVS ok F KC-60L 18 250 160 108 25.7 64 64 1.5 1645 4000 P6KE24+SB1240 ok R KC-60L 18 300 160 68 16.8 55.4 55.4 1.5 931 40 400 60 def R KC-60L 18 300 160 86 21.5 55.4 55.4 1.5 1191 55 700 P6KE24+SB1240 ok F KC-60L 18 250 160 108 25.8 64 64 1.5 1651 4000 Tabelle 2: Übersicht und ermittelte Belastungsgrenzen der am PV-Labor der BFH durchgeführten Tests an Bypassdioden in realen Modulen (Details siehe [3], downloadbar unter www.pvtest.ch > Publikationen). Nationale / internationale Zusammenarbeit � Austausch über Wechselrichter-Testverfahren mit Arsenal Research, ISET und anderen Mitgliedern der DKE AK373.0.3 im Rahmen der Mitarbeit im Normenausschuss DKE AK373.0.3 zur Entwicklung einer Testnorm zur Messung des Gesamtwirkungsgrades von Wechselrichtern. � Messdaten aus Langzeitmessungen an IEA PVPS Task 2. � Gemeinsame Publikation über Gesamtwirkungsgrad mit Arsenal, Fraunhofer ISE, ISET, ZHAW [1]. � Wöchentliche Rapporte an die GMS (Diagramme von PV-Anlage Wankdorf und Mont Soleil). � Untersuchung von Bypassdioden verschiedener Hersteller in Modulen KC60 mit und ohne Rahmen und in speziell präparierten Modulen von BP Solar. Ausblick 2009 � Realisierung vollautomatischer Tests mit dem PV-Generator-Simulator von 100 kW (VOC � 810 V / ISC � 156 A). � Entwicklung einer neuen, frei programmierbaren Kennlinienerzeugung für die vorhandenen Simulatoren (mittelfristiger Trend in internationaler Normierung). Eventuell Umbau des ältesten Simulators für 25 kW auf neuesten Stand (mit Elementar-Stromquellen von 1 A statt 0,4 A) und Leistungserhöhung auf 35 kW. � Durchführung von vollautomatischen Wechselrichtertests (Wirkungsgrad- und Oberschwingungsmessungen) an zwei voll ausgebauten Solargenerator-Simulator-Testplätzen von 20 kW und 100 kW. � Weitere Stresstests an Solarmodulen von heute üblicher Grösse (Bypassdioden und Solarzellen). � Weiterverfolgung der Möglichkeit zum Aufbau gemeinsamer Angebote für zertifizierte Wechselrichtertests (z.B. mit TÜV Rheinland) und Durchführung derartiger Tests als Dienstleistung für interessierte Hersteller. Referenzen / Publikationen (meist als PDFs auf www.pvtest.ch herunterladbar) [1] B. Bletterie, R. Bründlinger, H. Häberlin, F. Baumgartner, H. Schmidt, B. Burger, G. Klein, M. Abella: "Redefinition of the European Efficiency - Finding the Compromise Between Simplicity and Accuracy". 23 rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Valencia, Spain, September 2008. [2] H. Häberlin, L. Borgna, D. Gfeller, Ph. Schärf, U. Zwahlen: "Development of a fully Automated PV Array Simulator of 100 kW". 23 rd European PV Solar Energy Conference, Valencia, Spain, September 2008. [3] H. Häberlin und M. Kämpfer: "Measurements of Damages at Bypass Diodes by Induced Voltages and Currents in PV Modules Caused by Nearby Lightning Currents with Standard Waveform". 23 rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Valencia, Spain, September 2008. [4] H. Häberlin: "Langzeiterfahrung in der PV-Systemtechnik". Photovoltaik aktuell, Supplement der Fachzeitschrift Elektropraktiker 5/6 2008, Berlin (ISSN 0013-5569). [5] H. Häberlin: "Langzeiterfahrung in der Photovoltaik". Elektrotechnik 4/2008. [6] H. Häberlin: "Bau eines Solargenerator-Simulators von 100 kW". 23. Symp. PV Solarenergie, Staffelstein, 2008. [7] H. Häberlin und M. Kämpfer: "Schäden an Bypassdioden in PV-Modulen durch Spannungen und Ströme, die durch nahe gelegene Blitzströme verursacht werden". 23. Symp. PV Solarenergie, Staffelstein / D, 2008. Photovoltaik Systemtechnik 2007-2010, H. Häberlin, BFH-TI 224/290 8/8
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International Cooperation According
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