PV-Versuchsanlage

Übersicht

Seit einigen Jahren rücken erneuerbare Energiequellen immer weiter in den Fokus der Öffentlichkeit. Spätestens seit dem beschlossenen Ausstieg aus der Atomkraft und dem absehbaren Ausstieg aus der Kohle, werden Solar- und Windenergie immer wichtiger für die Stromversorgung in Deutschland. Nicht nur für große Energieversorger, sondern gerade auch für private Haushalte ist eine eigene Energieversorgung mit Hilfe von Photovoltaikanlagen interessant. Auf dem Markt gibt es verschiedenste Solarmodule mit den unterschiedlichsten Leistungsprofilen und Bauarten. Diese Informationsseite des Institutes EIT7.2 - Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung soll Ihnen einen kleinen Überblick über eine Auswahl an Solarmodulen geben.

Die gesamte Anlage

Leistung der gesamten Anlage

Derzeit erzeugt die Anlage in Spitzenzeiten über 3500 Watt. Seit dem 03.09.2018 gibt es verlässliche Aufzeichnungen, die in diesem Sommerzeitraum eine Leistung der Anlage zwischen ca. 2500 und 3250 Watt zeigen. Dieser Spitzenwert liegt unter den Spitzenwerten im Winterzeitraum, da zu diesem Zeitpunkt mehrere Module noch nicht angeschlossen waren. Weitere Informationen zur Gesamtleistung der Anlage, sowie eine Darstellung der Leistungszusammensetzung der neuen und alten Anlage finden Sie weiter unten.

Die "Alte Anlage"

Die erste Photovoltaikanlage des Institutes wurde vor ca. 31 Jahren auf dem Dach des Gebäudes 35 errichtet. Diese Anlage ist immer noch im Betrieb, allerdings wurde die Anzahl der Module im Laufe der Zeit von 24 auf 72 Module angehoben. Im Jahr 2018 wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit der Ist-Zustand der Anlage fest gestellt. Ergebnisse dieser Feststellung sowie weitere Informationen zu dieser Anlage finden Sie weiter unten, wenn Sie auf den Link SM55x72 klicken.

Vergleich zwischen der "Alten Anlage" und der gesamten "Neuen Anlage"

Nachfolgend wird dargestellt, wie sich die gesamte Leistung zusammensetzt. Weitere Informationen zu den einzelnen Modulen der neuen Anlage und zur "Alten Anlage" erhalten Sie auf den jeweiligen Seiten der Module.

Die "neue Anlage"

Neben der seit 31 Jahren bestehenden "Alten Anlage" existiert seit 2017 eine weitere Versuchsanlage. In dieser Versuchsanlage sind seit Beginn insgesamt 7 verschiedene PV-Modul-Typen verbaut worden. Von jedem Typ sind jeweils zwei Module verbaut, um auch so einen Vergleich zwischen den Modulen eines Types ziehen. Hierdurch kann auch eine Aussagen über die Qualität getroffen werden, da zu sehen ist ob die Module eines Modultyps eine ähnliche Leistung erbringen. Alle Module, außer die Simon-Module sind, an jeweils einen Letrika-Wechselrichter angeschlossen. Da diese Wechselrichter jedoch mehrfach ausgefallen sind, existieren aktuell größtenteils nur Messdaten für jeweils eins der PV-Module pro Typ. Insgesamt verfügt die Anlage über eine angegebene Nennleistung von 3,54kW. Genaue Informationen zu den einzelnen Modul-Typen sind auf den entsprechenden Seiten (Links weiter unten) zu finden.

Vergleich der maximalen Leistung und maximalen Ausnutzung der einzelnen Module der neuen Anlage

Auf diesen Diagrammen sind sämtliche Module der neuen Anlage verzeichnet. Hier ist zu erkennen, dass die maximal erzeugte Leistung der verschiedenen Module sehr ähnlich ist. Die erzeugte Leistung des Moduls "Drehanlage" (Solarnachführsystem)weißt derzeit so geringe Werte auf, da das System noch nicht voll funktionsfähig ist. Weitere Informationen über die einzelnen Module erhalten Sie auf den jeweiligen Seiten.

Vergleich: monokristallines und polykristallines Silizium

Auf dem ersten Bild ist bereits zu erkennen, dass der Unterschied zwischen dem monokristallinen Modul SW290MONO (grüne Linie) und dem polykristallinen Modul SW260POLY (gelbe Linie) sehr ähnlich ist, wobei die maximale Leistung des SW260POLY-Moduls höher ist. Die höchste Maximalleistung pro Tag hat jedoch das Modul SW280DUO erbringt. Im Vergleich zu diesem Sommerzeitraum ist der Unterschied zwischen den verschiedenen Modulen im Winterzeitraum (zweites Bild) sehr gering. Auch bei den Modulen von YingLi ist nur ein leichter Unterschied zu erkennen. Hier hat das monokristalline YL275D-30b-Modul zum Teil höhere maximale Leistungsspitzen gegenüber dem polykristallinen YL250P-29b-Modul.

Maximale Leistung in Watt Aug-Sep SolarWorld

Maximale Leistung in Watt Dez-Jan SolarWorld

Maximale Leistung in Watt YingLi Dez-Jan

Visualisierung der Daten

Um einen Überblick über die erzeugte Leistung der Anlage zu bekommen, wird im Institut EIT7.2 das Programm Emoncms verwendet. Mit diesem Programm, welches lokal gehostet wird, werden die Daten der Wechselrichter und vor allem die erzeugte Leistung in Echtzeit visualisiert. Über einen Computer im Labor ist es möglich, die verschiedenen Daten wie aktuelle Leistung, maximale Leistung des Tages, Ausnutzung der Anlage und maximale Ausnutzung der Anlage an diesem Tag, abzurufen. In Grafiken dargestellt kann man diese Werte vergleichen. Dies ist in verschiedensten Zeiträumen, bis hin zu Jahresbilanzen, möglich. Zu jeder hier angegebenen Anlage werden die aufgezeichneten Daten aus zwei Zeiträumen auf den jeweiligen Seiten dargestellt. Ebenfalls ist eine Grafik, in der die verschiedenen Anlagen vergleichbar sind, unter dem Link "Vergleich" zu finden. Eine direkte Verlinkung von Emoncms auf diese Seite ist aufgrund von Sicherheitsvorkehrungen innerhalb des Universitätsnetzwerks nicht möglich.
Aufgezeichnet werden die Daten für Emoncms von Letrika-Wechselrichtern. Diese senden ihre Daten direkt auf ein Programm von Letrika selber. Dort werden die Daten bearbeitet und dann in Emoncms eingespeist. Derzeit sind einige dieser Wechselrichter aus unterschiedlichsten Gründen defekt.

Übersicht und Module der PV-Versuchsanlage

SM55x72

YL250P-29b

YL275D-30b

Solarnachführsystem

M265 Arres

SW260 POLY

SW280 DUO

SW290 MONO

SIMON 150

Quelle: Masterarbeit "Planung, Aufbau und Inbetriebnahme einer Demonstrations-Photovoltaik-Anlage" - 31.08.2017 Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung
Quelle: Bachelorarbeit "Ertüchtigung einer PV-Anlage und Langzeitvergleich" - 02.05.2018 Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung
Quelle: Masterarbeit " Bau und Inbetriebnahme eines zweiachsigen Solarnachführsystems für PV-Anlagen mittels Raspberry Pi" - 27.08.2018 Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung.
Bilder der Messdaten von Emoncms©