Für einen sicheren und angepassten Betriebszustand
Der Test vernetzter PV-Wechselrichter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Datenbank enthält Schlüssel-Parameter von PV-Anlagen
Das Testen dieser Wechselrichter (sowohl während der Entwicklung wie auch während der Produktion) erfordert eine spezielle Speisequelle, die mit Blick auf ihre Applikation als Solarpanelfeld-Simulator bezeichnet wird (Solar Array Simulator, SAS) und die alle erforderlichen Leistungswerte zuverlässig nachbilden kann. Da auf dem Markt Hunderte von Solarzellenpanels angeboten werden, kann dies eine entmutigende Anforderung sein. Deshalb hat das US-nationale Labor für erneuerbare Energien (NREL) eine Datenbank namens „Solar Advisor Model, SAM) erarbeitet, die für zahlreiche PV-Produkte die einschlägigen Schlüssel-Parameter katalogisiert hat (Bild 1). Mit dieser Datenbank steht dem Entwickler ein leistungsfähiges Werkzeug zur Verfügung, um die System-Leistungsfähigkeit für mehr oder weniger jeden Füll-Faktor oder Solar-Material vorherzusagen. Ein Solarpanelfeld-Simulator, der auf diese Daten zugreifen kann und diese in einen realistischen, dynamischen und interaktiven Test des Inverters einbringt, kann sich deshalb produktiv auszahlen.
Etliche Solar-Wechselrichter erzeugen auf ihrem DC-Eingang eine AC-Restwelligkeit. Bei Einphasen-Invertern ist die Frequenz dieser Brummspannung doppelt so hoch wie die Netzfrequenz (also 100 Hz in Europa). Wichtig ist nun, dass die Stromversorgung des Simulators im Rahmen der Spannungsregelung diese Welligkeit nicht unterdrücken darf. Denn eine zunehmende Zahl von Wechselrichtern wie auch Mikro-Invertern messen die Amplitude und Phase dieser Brummspannung und des –stromes genau aus, um möglichst rasch den MPP der Solarpanels nachzuführen. Mit dieser Methode kann man den MPP deutlich schneller nachführen als mit den herkömmlichen Abschattungs-Techniken nach dem Prinzip Stören und Beobachten (perturbate-and-observe). Eine schnellere MPP-Nachführung bewirkt einen viel höheren Gesamt-Wirkungsgrad bei wolkigen Situationen, bei denen sich die Strahlung ständig ändert. In Zukunft dürften alle Solar-Wechselrichter nach dieser Methode arbeiten, da die Endverbraucher natürlich einen möglichst hohen Gesamt-Wirkungsgrad ihrer PV-Installationen anstreben. Deshalb müssen PV-Simulatoren in der Lage sein, das Spannungs-/Strom-Verhalten eines Solarpanels bei der Welligkeits-Frequenz zu reproduzieren.
Eine weitere Verfeinerung dieses Prozesses führt zu der Fähigkeit, den MPP für mehrfache Solarpanels zu simulieren, zumal solche Installationen immer häufiger werden bzw. mittlerweile die Regel sind. In Bild 2 ist dieser Fall unter Verwendung des Simulators TerraSAS von Ametek beispielhaft für drei Stränge gezeigt. Dabei ist der MPP des kombinierten Ausgangs der drei Panels als gelber Punkt auf der unteren Kurve dargestellt.
- Der Test vernetzter PV-Wechselrichter
- Datenbank enthält Schlüssel-Parameter von PV-Anlagen
- Last-Simulation und Netz-Interaktion
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