Ströme und Spannungen in einer Photovoltaikanlage

[Neon325]

Hi,

leider ist mir kein bessere Betreff eingefallen, aber ich hoffe er ist einigermaßen zutreffend.
Zu meinem Problem: Ich arbeite aktuell daran eine Photovoltaikanlage simulieren zu wollen. Unter optimalen Bedingungen (ohne Verschattung, selben Module im System) kann meine Formelsammlung (noch ist sie nicht programmiert) mir eine Strom-Spannungskennlinie berechnen, nur stehe ich aktuell vor dem Problem nicht zu wissen wie ich bei nicht optimalen Bedingungen rechnen muss.
Ich versuche es mal an einem Beispiel zu erklären:
Man stelle sich vor man hat eine Photovoltaikanlage, in der 4 Stränge parallel verschaltet sind. Pro Strang sind 4 Solarmodule in Reihe geschaltet, wodurch man insgesamt 16 Module hat.
Sind alle Identisch ist es einfach alles zu berechnen (In den Strängen die Spannungen der Module addieren, der niedrigste Strom innerhalb des Strangs ergibt den Strangstrom (da alle gleich einfach) und danach die Ströme der einzelnen Stränge addieren und die Spannungen sind gleich).
Nur ist das in der Wirklichkeit nicht so gegeben. In der Wirklichkeit kann ein Modul verschattet werden, wodurch Strom und Spannung sich verändern. Nun hat man (wenn wir beim Beispiel bleiben) 15 Module mit der gleich I-U-Kennlinie und ein Modul mit einer weitaus niedrigeren.
Jetzt endlich meine Frage:
Wie muss ich vorgehen und alles zusammen rechnen, dass ich am Ende eine möglichst richtige I-U-Kennlinie bekomme?
Da das ganze eine Simulation wird, kann ich keine Messungen durchführen und ich bräuchte eine Allgemein gültige Berechnung/Methode, nicht nur etwas, das auf dieses spezielle Beispiel beschränkt ist.

Hat jemand passende Literatur, bzw. Webseiten auf denen ich etwas finden kann?
Für jeden Hinweis wäre ich dankbar.

Schöne Grüße
Neon325

[Peter Stephan]

Whow ist 'ne interessante Frage !!!!
Ich versuch mal danach zu recherchieren, weil es mich auch interessiert.

Auch deine simulation wuerde mich interessieren...
Was machst du da genau und auf welcher Plattform.

Ich melde mich nochmal mit Recherche Ergebnissen

Ciao,

Peter

P.S.: OK Recherchiert... schau mal hier
http://www.et-inf.fho-emden.de/~elmalab/...olar_2.pdf
Das ist eine Studie der FH Oldenburg (zumindest ein Teil davon)
Generell gehts da um detailierte Charakteristiken von Solarmodulen und Solargeneratoren (Anlagen). Die sind schnell beim Thema Array in allen Variationen und dein Beispiel Fall aus der Reihenschaltung mit verschatteten Modulen wird auf seite 7 des PDF Dokuments behandelt.

Ausserdem hab ich zufaellig noch das hier gefunden
http://ethesis.nitrkl.ac.in/2469/1/deba_don.pdf
Das ist vom National Insititute of Technology Rourkela (ich sag mal Indien dazu) und beinhaltet die Beschreibung einer kompletten simulation. Vieleicht hilft dir das ja beim Quercheck deiner Simulation

[Neon325]

Vielen Dank für deine Recherche.

Die erste Quelle hat zwar auf Seite 7 nicht das gebracht, was ich brauchte, aber auf Seite 12 hat es meine Frage beantwortet.

Das Indische Programm ist leider recht strikt und ungenau. Außerdem habe ich einen groben Fehler in eine ihrer Grafiken gefunden.
Es setzt auf dem Dioden-Ersatzschaltbild auf und rechnet mit festen Werten. Somit können sie nur 1 spezielles Solarmodul (Mehrfachverwendung dieses Moduls ist möglich) simulieren. Werte wie der Photostrom sind aus Werten berechnet, die nur für dieses Solarmodul gelten und messtechnisch bestimmt wurden, bzw. aus einer Tabelle mit circa-Werten entnommen wurden.
Diesen Ansatz an sich hatte ich auch schon im Kopf, jedoch ist dann das Programm für den Standard-Anwender nicht praktikabel.


Der Grund warum ich diese Simulation entwickle ist, dass ich darüber meine Diplomarbeit schreibe. Das Programm soll innerhalb eines größeren Projektes eingesetzt werden und dann auch von Leuten, die nie mit den technischen Hintergründen, den physikalischen Grundkenntnissen und den elektrischen Schaltungen von Photovoltaikanlagen zu tun hatten, verwendet werden. Damit brauchte ich einen simplen Ansatz und der sah aus, dass der Anwender einfach eine Datenblatt eines Solarmoduls zur Hand nimmt, die Daten in die Simulation (mit grafischer Oberfläche zur besseren Verwendung) eingibt und dann ein simuliertes PV-Modul hat. Dieses kann er dann mit anderen PV-Modulen verbinden und hat eine Solaranlage, die dann auch mehr oder minder korrekt simulativ Werte generiert.

Ich werde es in C# auf Windows schreiben, da ich damit am besten zurecht komme und das ganze Projekt darin geschrieben ist.

Nochmal vielen Dank

Gruß
Neon325

[Peter Stephan]

Hi Neon,

ich wuerde gerne im Hintergrund mein Ohr in deine Diplomarbeit rein halten. Ich sitze hier in der Karibik und habe schon fuer so einige Projekte Vorkalkulationen fuer PV anlagen gemacht (als Freelancer). Allerdings leider nie mehr als Vorplanungen. Schwer zu erklaeren warum, aber die Leute hier vertrauen bis heute mehr auf dicke Diesel- Generatoren als auf alternative Energie gewinnung.

Anyway ich denk auch hier wird das Thema irgendwann aufkommen und ehrlich gesagt wuerde ich mich fuer so eine simulation schwer interessieren. Erstmal aus privatem interesse (bin Elektro Ingenieur) aber um's auch gleich deutlich zu sagen... ev. in zukunft auch fuer potentielle Projekte hier.

Also wenn es dich nicht stoert... halt mich doch mal GROB auf dem laufenden was aus deiner Simulation wird.

Viele Gruesse,

Peter