Gossen MetraWatt PROFITEST PV Bedienungsanleitung Seite 31

Performance Ratio
Unter „Performance Ratio" versteht man in der Photovoltaik das
Verhältnis von Nutzertrag und Sollertrag einer Anlage. Die Perfor-
mance Ratio einer Photovoltaikanlage ist der Quotient aus dem
Wechselstromertrag und dem nominalen Ertrag an Generator-
gleichstrom. Sie gibt an, welcher Anteil des vom Generator
erzeugten Stroms real zur Verfügung steht. Leistungsfähige PV-
Anlagen erreichen eine Performance Ratio von über 70%. Die
Performance Ratio wird oft auch als Qualitätsfaktor (Q) bezeich-
net. Solarmodule auf der Basis von kristallinen Zellen erreichen
einen Qualitätsfaktor von 0,85 bis 0,95, netzgekoppelte Anlagen
liegen im Durchschnitt bei 70 bis 75%.
Phox-Sensor
Das Prinzip des Phox (Photovoltaik LuX)-Sensors besteht darin,
dass der Strom einer Photovoltaik-Zelle, der nahezu linear zur Ein-
strahlung auf die Zelle ist, durch einen sogenannten Shunt, einen
genauen Widerstand geleitet wird. Die am Widerstand abfallende
Spannung ist dann wiederum linear abhängig von der Einstrah-
lung und kann mit einfachen Spannungs-Messgeräten erfasst
werden. Nachteil: jeder Sensor muss separat kalibriert werden:
der Kalibrierwert ist die Spannung, die der Sensor abgibt, wenn er
Standard-Test-Bedingungen (STC) ausgesetzt wird.
Serieninnenwiderstand R
s
Dieser Widerstand ergibt sich physikalisch aus dem für die
Modulherstellung verwendeten Material und dem Aufbau des
Moduls sowie seines Kabelanschlusses und hat im Normalfall
einen konstanten Wert. Dieser beträgt z. B. bei kristallinen Modu-
len etwa 1 Ohm, bei Dünnschichtmodulen mehr als 2 Ohm.
Die Messung des Serieninnenwiderstands ist neuerdings mit den
Messgeräten der Serie PROFITEST PV möglich. Dazu muss nur
eine einzelne I-U-Kennlinie des Moduls gemessen werden. Aus
dieser Kennlinie berechnet das Gerät automatisch den R
auch die Peakleistung P und den Parallelwiderstand R
pk
Der theoretisch zu erwartende Wert des Serieninnenwiderstands
R lässt sich berechnen. Dies können Sie z. B. mit der Software
s
PV Analysator ausführen, wenn Sie die STC-Kennwerte U
U und I des Moduls kennen.
Mpp Mpp
Den berechneten R können Sie nun mit dem gemessenen Wert
s
vergleichen, den ein PROFITEST PV-Messgerät nach der Kennli-
nienmessung ausgibt. Ist der gemessene zu hoch, muss die Ver-
kabelung auf Bruch, Korrosion, Verbindungsfehler oder Minderdi-
mensionierung geprüft werden.
Solarkonstante
Bezeichnet die senkrecht auf eine Fläche außerhalb der Atmo-
sphäre treffende Solarstrahlung. s = 1,37 kW/m
die Sonnenstrahlung nahezu konstant; auf der Erde schwankt sie
im Laufe der Tages- und Jahreszeiten und variiert je nach Breiten-
grad und Witterung. Der maximale Wert auf der Erde liegt zwi-
schen etwa 0,8 und 1,2 kW/m
neneinstrahlung in Deutschland je nach Region zwischen ca. 850
2
und 1100 kWh/m
Sonneneinstrahlung
Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus der Strahlung, die direkt
von der Sonne kommt und mehreren indirekten Anteilen zusam-
men. Hierzu zählt die Reflexionsstrahlung der Umgebung. Beson-
ders stark reflektieren z. B. Schneeflächen, die Strahlung des
blauen Himmels und sonstige diffuse Strahlung. Für die genaue
Berechnung der Energie, die auf eine Fläche trifft, ist der Winkel
zwischen Sonnenstrahl und Fläche entscheidend. Dieser ändert
sich je nach Tages- und Jahreszeit. Informationen über die exakte
Berechnung bieten verschiedene Internet-Seiten. Die Einstrahlung
wird durch mehrere Faktoren eingeschränkt; selbst bei strahlend
blauem Himmel kommen nur etwa 90% der gesamten Sonnen-
energie an.
GMC-I Messtechnik GmbH
s
.
p
oc
2
. Im Weltraum ist
2
. Im Jahresmittel beträgt die Son-
Standard-Test-Bedingungen
Standard-Test-Bedingungen oder auch Standard Test Conditions
(STC) liegen nach IEC 60904-3 vor bei einer Einstrahlung von
2
1000 W/m , einem Spektrum entsprechend AM = 1,5 sowie
einer Modultemperatur von 25 °C.
Strom-Spannungs-Kennlinie
Die Strom-Spannungs-Kennlinie eines PV-Generators zeigt ver-
schiedene Eigenschaften und Probleme des Generators und ist
Grundlage einiger wesentlicher Kennwerte. So zeigen sich einer-
seits z. B. Teilabschattung als Diffus- oder Schlagschatten
ebenso in der Kennlinie wie ein hoher Serieninnenwiderstand oder
möglicherweise auch z. B. fehlende oder falsch montierte
Bypass-Dioden. Das Erkennen dieser Einzelheiten setzt zum Teil
etwas Erfahrung in der Interpretation der Kennlinien und grundle-
gendes Wissen über die (Halbleiter-)Physik der PV-Zelle voraus.
Neben dem Kurzschluss-Strom Isc, der Leerlauf-Spannung Uoc,
Strom und Spannung im Punkt maximaler Leistung (MPP) Ipmax
und Upmax ergibt sich aus diesen Daten auch der Füllfaktor als
sowie
Verhältnis von Isc*Uoc/(Ipmax*Upmax).
Darüber hinaus ist die Kennlinie die Grundlage für die Berechnung
der effektiven Solarzellenkennlinie, anhand derer dann die Pea-
kleistung und der Serieninnenwiderstand berechnet werden kön-
, I ,
sc
nen.
Vier-Leiter-Messung (Kelvin-Messung)
Wenn ein elektrischer Leiter von Strom durchflossen wird, fällt
durch den spezifischen Widerstand die Spannung ab. Bekannt ist
dieser Zusammenhang als Ohmsches Gesetzt (R = U/I). Die
Spannung am Ende der Leitung ist nicht mehr so hoch wie am
Anfang der Leitung (dem Messpunkt). Um nun doch die exakte
Spannung am Messpunkt erfassen zu können, greift man zur
Vier-Leiter-Methode: hier fließt der Strom durch zwei Leiter (Plus
und Minus) und eine niederohmige Last, hierbei fällt natürlich
Spannung ab. Es werden nun zwei weitere Leiter am Messpunkt
mit den Stromleitern verbunden und an ein hochohmiges Mess-
gerät angeschlossen. Da hier nahezu kein Strom fließt, fällt im Lei-
ter auch keine Spannung ab: die gemessene Spannung ent-
spricht genau der Spannung am Messpunkt.
Wirkungsgrad
Allg.: Verhältnis der nutzbaren zur eingesetzten Energie. Zur Illust-
ration: Herkömmliche Glühbirnen verwandeln etwa 3 ... 4% der
eingesetzten Energie in Licht, Photovoltaikanlagen bzw. Solarzel-
len erreichen derzeit einen Wirkungsgrad von 11 ... 17%, thermi-
sche Solaranlagen können zwischen 25 und 40% der Sonnen-
strahlung umwandeln.
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