Messung der Photovoltaikdegradierung

Knick-Messumformer über einem Photovoltaik-Panel in einem braunen Feld mit blauem, sonnigem Himmel im Hintergrund

Die Degradierung von Photovoltaikanlagen (PV) ist ein wichtiger Aspekt, der beim Design und bei der Installation des Systems berücksichtigt werden muss. Im Laufe der Zeit tragen Faktoren wie Wetter und UV-Bestrahlung zum Leistungsabfall der Solarzellen bei. Durch ein besseres Verständnis der Degradierungseffekte können Schutzmaßnahmen und technologische Verbesserungen möglicherweise für Leistungsverbesserungen in Betracht gezogen werden.

Zwei Schlüsselkomponenten, die überwacht werden müssen, um die Degradierung effektiv zu verstehen, sind die DC-Eingangsspannung und der Gleichstrom für die Wechselrichter. Dies muss aus zwei Gründen gemessen werden. Erstens ermöglicht das Verständnis der Gleichstromleistung, dass der Effekt der Wechselrichtereffizienz aus den Degradierungsdaten entfernt wird. Zweitens kann die Wechselrichtertechnologie selbst besser bewertet werden, da die Gleichstrommessungen die Charakterisierung und das Verständnis der Wechselrichtereffizienz ermöglichen, die für die Gesamtsystemleistung von entscheidender Bedeutung ist.

colourful graphic showing the set-up of a photovoltaic array including modules, sub generators, junction boxes and inverters

Welche Lösungen gibt es?

Elektrische Messlösungen von Knick Interface, wie der Hochspannungs-Trennvertärker P29000 von Knick, sind gute Lösungen für die Überwachung der DC-Eingangsspannung und des Gleichstroms von PV-Wechselrichtern. Sie haben bewiesen, dass sie bei PV-Anwendungen weltweit einen vielfachen Mehrwert bringen.

Der P29000 misst Gleichspannung bis 1000 V. Bei einer typischen PV-Anlage mit 30 kW können Spannungssignale zwischen 0 und 500 VDC schwanken, wobei im Normalbetrieb ein Pegel von beispielsweise 320 VDC auftritt. Dadurch ist der Eingangsbereich des P29000 mehr als genug, um die Anforderungen der Anwendung zu erfüllen. Sein Messfehler von nicht mehr als 0,2 % stellt sicher, dass die Genauigkeit der PV-Eingangsspannungsdaten erhalten bleibt. Diese Genauigkeit übertrifft die Anforderungen der IEC 61724-1:2017, in der Normen für PV-Überwachungssysteme festgelegt sind. (Die Genauigkeit der Klasse A gemäß IEC 61724-1:2017 erfordert die Aufrechterhaltung einer Messunsicherheit von <= 2 %.) Der P29000 erfüllt nicht nur die IEC-Norm, sondern ist auch UL-gelistet. Dies ist in der Regel eine Anforderung, die Hersteller und Eigentümer von PV-Anlagen mit integrierten Komponenten benötigen oder bevorzugen.

Einfache Integration dank vieler Ausgangsoptionen

Mit seiner Flexibilität und den Optionen für die Auswahl der Ausgänge erleichtert der P29000 die Integration in vorhandene Steuerungs- oder Datenerfassungssysteme. Spannungseingangsbereiche können zusätzlich zu den gewünschten Ausgängen wie 4-20 mA und 0-10 VDC über DIP-Schalter am Gerät ausgewählt werden. Zusätzliche Flexibilität bietet das integrierte universelle Netzteil mit 20 – 253 VAC/DC und das an der Hutschiene montierbare 17,5-mm-Gehäuse.

Zur Messung des Gleichstroms führt der P29000 dies über die Shunt-Spannung durch. Ein Shunt-Widerstand wird in Verbindung mit dem Wandler verwendet und so dimensioniert, dass er einen Standard-mV-Ausgang mit dem in der Anwendung angegebenen Stromstärkepegel liefert, d. h. 0-50 mV bei 0-100 A. Dieser mV-Shunt wird dann als Eingang in den P29000 eingespeist, wo er dann verwendet werden kann, um den Strom einfach zu berechnen, da die Beziehung linear ist. Die gleiche Qualität, Zulassungsstufen und Flexibilität bietet der P29000, der sowohl für Gleichspannungs- als auch für Strommessungen ausgelegt sind.

Die Sicherheit des elektrischen Systems ist auch bei der P29000-Serie durch vollständige galvanische Trennung, auch als Arbeitsspannung bekannt, bei 1000 VAC/DC vorhanden. Dies bedeutet, dass die Eingangs-, Ausgangs- und Stromversorgungskanäle über Transformatoren elektrisch isoliert sind. Die Testspannungsisolation für den P29000 ist sogar noch höher und liegt bei 5,4 kVAC über Eingang und Ausgang/Stromversorgung. Durch diese Isolierung können Bedenken hinsichtlich des Geräteschutzes im Zusammenhang mit Spannungsspitzen minimiert werden.

Return on Investment

Hohe Betriebssicherheit und Genauigkeit durch Messung und galvanische Trennung bis 1000 V AC/DC und Prüfspannung bis 5,4 kVAC
Erfüllt wichtige Anforderungen der Solarindustrie, einschließlich UL-Produktzertifizierung und Präzision der Klasse A gemäß IEC 61724-1:2017
Wert zeigt sich durch Flexibilität mit kalibrierter Bereichsauswahl, integriertem Universalnetzteil und an der Hutschiene montierbarem 17,5-mm-Gehäuse.