DIY Solar - Schatten einplanen

[querys]

Das Allradforum ist ja bekanntlich voll mit Spezialisten, die im Gegensatz zu anderen Foren aber tatsächlich hilfreiche Antworten erstellen. Deshalb eine etwas fachfremde Frage zum Thema Solar.

Auf unserem Dach geht leider kein Solar, da statisch grenzwertig (2. Weltkrieg Flüchtlingsheim-Sparbau). Deshalb das ganze als Freifläche.
Nach den Betonfundamenten hatte ich bereits gefragt und tolle Ideen erhalten, da bin ich also soweit, dass ich das hinbekomme.

Jetzt gehts um die Solarfläche. Das Teil soll an einen Schuppen angebaut werden. Der Schuppen wird zumindest teilweise das Solardach verschatten. Benötigt man da schon ein Schattenmanagement? Als Wechselrichter wird ein FoxEss T8 angeboten, der von den Werten genau zu den Solarpanelen passt, aber kein Schattenmanagement unterstütz. Montiert werden die Module mit 10° Neigung und ca. 35°SW Ausrichtung.
Alternativ ist mir nur der Sungrow SG8.0RT eingefallen. Hier im Vergleich zum FoxEss.

Code: Alles auswählen

					Sungrow	SG8.0RT 	SG10RT		FoxEss T8-G3
DC
Max. empfohlene PV-Eingangsleistung 		12 kWp 		15 kWp		12kwp
Max. PV-Eingangsspannung 				1100 V 			1100 V
Min. PV-Eingangsspannung / Startspannung 		180 V			140 V
Nennspannung 						600 V			600 V
MPP-Spannungsbereich 					160 V – 1000 V		140 V - 1000 V
Anz. unabhängiger MPP-Eingänge 				2			2
Anzahl PV-Strings pro MPPT 				2/1			1+1
Max. PV-Eingangsstrom 				37,5 A (25 A / 12,5 A)		14/14		
Max. DC-Kurzschluss-Strom 			48 A (32 A / 16 A)		18.2/18.2
Max. Strom pro DC-Anschluss 				30 A

Solarzellen:
18x 535W Jinko Tiger Pro 72HC-BDVP Silver Bifacial Datenblatt

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	STC	NOCT
Pmax	535Wp	398Wp
Vmp	40.94V	10.49A
Imp	13.07A	37.94V
Voc	49.54V	46.76V
Isc	13.83A	11.17A

Rein rechnerisch und theoretisch komme ich da bei -20°C auf ca. 1008V (Temperaturkoeffizient = -0,28%/°C) würde also noch gerade zu dem WR passen, wenn man mal davon absieht dass es bei uns quasi nie -20°C kalt wird und auch von +25°C nicht einfach so runtergerechnet werden kann, aber als worst case Annahme passt es ja.

Das ist übrigens das Angebot:
https://allegro.pl/oferta/9-6-kw-fotowo ... 2718417098

Das ist der Schuppen mit dem Schattenwurf. (Bild ist nach Norden ausgerichtet).

Die Verschattung stelle ich mir so auf den Modulen vor, ohne es aber genau zu wissen.

Module.jpg (13.96 KiB) 1070 mal betrachtet

Letzte Frage: Hat jemand bereits hier aus dem Forum so eine Eigenbau Anlage von einem Elektriker ans Netz anschließen lassen? War das schwierig jemanden zu finden?

Herzlichen Dank euch

[Thomas135]

Bezüglich Schattenwurf kannst Du damit damit schauen wie sich das über's Jahr verhält:

https://www.sonnenverlauf.de

Einfach Deine Koordinaten eingeben und z. B. bei 'Objekthöhe' die Firsthöhe vom Schuppen mit eintragen.
Ich habe noch die Erfahrunge gemacht dass es hilfreich ist z.B. auch mal zu schauen wie die umliegenden Gebäude, Bäume etc. eingehen. Da gab es bei mir mach hilfreiche Erkenntnis.

Und noch ein hilfreiches Tool ist hier:

https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/

Mal was echt nutzbares aus Steuergeld

[querys]

Bezüglich Schattenwurf kannst Du damit damit schauen wie sich das über's Jahr verhält:

https://www.sonnenverlauf.de

Einfach Deine Koordinaten eingeben und z. B. bei 'Objekthöhe' die Firsthöhe vom Schuppen mit eintragen.
Ich habe noch die Erfahrunge gemacht dass es hilfreich ist z.B. auch mal zu schauen wie die umliegenden Gebäude, Bäume etc. eingehen. Da gab es bei mir mach hilfreiche Erkenntnis.

Und noch ein hilfreiches Tool ist hier:

https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/

Mal was echt nutzbares aus Steuergeld

Man man man, das ist genau der Grund, wieso ich dieses Forum so liebe. Grade erst die Frage eingestellt, schon eine sehr hilfreiche Antwort. Das mit dem Sonnenverlauf kanne ich nicht und habe ich bisher auch nirgendwo gesehen. Perfekt für mich, um damit herumzuspielen.

Umliegende Gebäude gibt es kaum, Bäume auch wenige. Zwei Fichten, die Schatten hätten werfen können, mussten letzte Woche gefällt werden, genauso wie der Flieder, der auch noch auf dem Bild zu sehen ist.

[querys]

Danke nochmal für die tolle Sonnenseite.
Ich glaube das Schattenmanagement ist überbewertet. Im Winter ist es eh schwierig mit Solar, da liegt der Schattenwurf bei 4m - 7m und überdeckt damit die ganze Anlage (6,8m lang) (20.12.).
Im März bereits nur noch 2m und im Mai nur noch 1m.
Bei 10° Neigung gibt es ja auch noch durchaus aus anderen Richtungen Ertrag.

Sollte also passen.

[Tomduly]

Moin!

Gibt es einen Grund, warum du alle 18 Module in Reihe in einem einzigen Strang zusammenhängst? Außer vereinfachter Verkabelung?

Du könntest 2 Stränge mit je 9 Modulen (würde zu den 2 Eingängen des Wechselrichters passen) verkabeln oder auch 3 Stränge mit 6 Modulen wären denkbar, die Strangspannung läge mit 240V immer noch deutlich über der Startspannung für den MPPT-Regler.
Bei einer 1-Strang-Lösung hast du den Nachteil, dass der Strom durch alle Module hindurchmuss. Sobald ein Modul (teil-)verschattet ist, wirkt sich das wie ein Flaschenhals auf den Stromfluss aus und die Leistung des gesamten Strangs bricht dramatisch ein. Habe ich zwei parallele Stränge und der Schatten fällt nur auf Module eines Strangs, dann arbeitet der andere Strang mit voller Leistung weiter.

Hier ein (englischer) Fachartikel mit ein paar Bildern, die das Problem veranschaulichen.

Nachteilig bei der Aufteilung in mehrere Stränge ist, dass der Strom in der Sammelleitung zum Wechselrichter größer wird und der Leiterquerschnitt entsprechend dicker ausfallen muss.
Wenn deine Module z.B. 13A und 41V liefern, dann ergibt das bei einer 1-Strang-Lösung mit 18 Modulen einen Gesamtstrom von 13A bei einer Strangspannung von 738V. Das kannst Du mit einer Leitung mit 4 oder 6mm² kostengünstig händeln.
Teilst du die 18 Module in drei parallele Stränge mit je 6 Modulen in Reihe auf, dann ergibt sich eine Strangspannung von 246V und ein Strangstrom von 13A, da die drei Stränge aber zusammengeschaltet werden, addieren sich die Ströme in der Sammelleitung auf 39A. Da bist du dann schnell bei einem Leitungsquerschnitt von 16...25mm² je nach Länge der Sammelleitung.

Grüsse
Tom

[querys]

Danke Tom, darüber habe ich auch bereits nachgedacht.
Der WR ist nicht weit entfernt von den Modulen, da kommt es auf den Querschnitt nicht an. Schwieriger wird es, dass die WR eigentlich alle die hohen Ströme nicht können, würde also nur Sinn machen, wenn ich 2x9 Module an beide MPPT Tracker hänge. Dann wäre die rechte Hälfte die schattige und die linke Hälfte die sonnige.
Aber wenn ich zwei Module parallel schalte, komme ich ja im schlimmsten fall auf ca 26A, das überschreitet bei beiden Wechselrichtern den zulässigen max. DC-Strom.

Ist es denn "kritisch", wenn man die Nennspannung so stark unterschreitet? Der FoxEss startet ja bereits bei 140V, da reichen ja grob bereits 4 Module in einem Strang oder man koppelt nur die 6 schattigsten und packt 12 in den anderen Strang.
Aber am Ende kann man da ja auch mit spielen und erstmal alle in einen Strang und wenn es irgendwie nicht läuft, kann man auch nochmal umverkabeln. Ist ja alles frei zugänglich.

[magboehm]

Hallo,

ich weiß nicht ob die Fronius WR in Deutschland bekannt sind - ist ein Oberösterreichisches Produkt und genießt im Immobil und Gewerbebereich eine gute Reputation (neben Schweißgeräten machen die auch hochwertige Ladegeräte):

https://www.fronius.com/de-at/austria/s ... 1B19AE19D8

der Primo Gen24 Plus 6.0 oder der Primo 6.0 könnte schon auch passen für deine Anlage. Oder halt mehrere WR verwenden wäre noch eine Möglichkeit.

Im Gegensatz zum Ex-Mo sind deine Erträge relativ gut vorhersehbar - da wird es durchaus Sinn machen mehrere Strings zu machen. Ev. 2 Strings (mit je gleicher Anzahl an einzelnen Panelen) am MPPT-1 und die paar Verschatteten am MPPT-2. Es ist ja auch so, dass in den Datenblättern der max. nutzbarer Eingangsstrom (Idc max) angegeben wird - das heißt nicht, dass der WR durch zu hohe Ströme zerstört wird.

[TINKA]

>Du könntest 2 Stränge mit je 9 Modulen (würde zu den 2 Eingängen des Wechselrichters passen) verkabeln oder auch 3 Stränge mit 6 Modulen wären denkbar, die Strangspannung läge mit 240V immer noch deutlich über der Startspannung für den >MPPT-Regler.
>Bei einer 1-Strang-Lösung hast du den Nachteil, dass der Strom durch alle Module hindurchmuss. Sobald ein Modul (teil-)verschattet ist, wirkt sich das wie ein Flaschenhals auf den Stromfluss aus und die Leistung des gesamten Strangs bricht >dramatisch ein. Habe ich zwei parallele Stränge und der Schatten fällt nur auf Module eines Strangs, dann arbeitet der andere Strang mit voller Leistung weiter.

Mit der Parallelschaltung handelst Du Dir aber einen gemeinsamen Arbeitspunkt ein. D.h. die Spannung von unverschattetem Strang und verschattetem Strang sind durch die Parallelschaltung ja identisch und keiner der beiden Stränge läuft dann in seinen Maximum-Power-Point.

Wenn der Schattenwurf hauptsächlich die unteren 3 Module betrifft, wäre auch eine Möglichkeit diese separat an einem Mikrowechselrichter (bpsw. Hoymiles HM-1200) zu betreiben.
Nachteil ist dann, dass Du nicht sämtliche Erträge zusammen im Monitoring / App

Gruss
TINKA

[Solarer]

Dem Problem "Verschattung/ Teilverschattung" kannst du auch bequem mit Optimierern ( zb Solaredge) entgegen wirken.
Im Falle der Verschattung wird das betroffene Modul durchgeschleift.
Die Systemspannung begrenzt du und sobald ein Modul ausfällt gleichen die verbliebenen die Spannung aus. Zwei weitere Vorteile, im Leerlauf hadt du nur 1 Volt je Modul und du kannst das ganze System online überwachen.
Gruß Udo

[Maximilian714d]

Das Allradforum ist ja bekanntlich voll mit Spezialisten, die im Gegensatz zu anderen Foren aber tatsächlich hilfreiche Antworten erstellen. Deshalb eine etwas fachfremde Frage zum Thema Solar.

Auf unserem Dach geht leider kein Solar, da statisch grenzwertig (2. Weltkrieg Flüchtlingsheim-Sparbau). Deshalb das ganze als Freifläche.
Nach den Betonfundamenten hatte ich bereits gefragt und tolle Ideen erhalten, da bin ich also soweit, dass ich das hinbekomme.

Jetzt gehts um die Solarfläche. Das Teil soll an einen Schuppen angebaut werden. Der Schuppen wird zumindest teilweise das Solardach verschatten. Benötigt man da schon ein Schattenmanagement? Als Wechselrichter wird ein FoxEss T8 angeboten, der von den Werten genau zu den Solarpanelen passt, aber kein Schattenmanagement unterstütz. Montiert werden die Module mit 10° Neigung und ca. 35°SW Ausrichtung.
Alternativ ist mir nur der Sungrow SG8.0RT eingefallen. Hier im Vergleich zum FoxEss.

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					Sungrow	SG8.0RT 	SG10RT		FoxEss T8-G3
DC
Max. empfohlene PV-Eingangsleistung 		12 kWp 		15 kWp		12kwp
Max. PV-Eingangsspannung 				1100 V 			1100 V
Min. PV-Eingangsspannung / Startspannung 		180 V			140 V
Nennspannung 						600 V			600 V
MPP-Spannungsbereich 					160 V – 1000 V		140 V - 1000 V
Anz. unabhängiger MPP-Eingänge 				2			2
Anzahl PV-Strings pro MPPT 				2/1			1+1
Max. PV-Eingangsstrom 				37,5 A (25 A / 12,5 A)		14/14		
Max. DC-Kurzschluss-Strom 			48 A (32 A / 16 A)		18.2/18.2
Max. Strom pro DC-Anschluss 				30 A

Solarzellen:
18x 535W Jinko Tiger Pro 72HC-BDVP Silver Bifacial Datenblatt

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	STC	NOCT
Pmax	535Wp	398Wp
Vmp	40.94V	10.49A
Imp	13.07A	37.94V
Voc	49.54V	46.76V
Isc	13.83A	11.17A

Rein rechnerisch und theoretisch komme ich da bei -20°C auf ca. 1008V (Temperaturkoeffizient = -0,28%/°C) würde also noch gerade zu dem WR passen, wenn man mal davon absieht dass es bei uns quasi nie -20°C kalt wird und auch von +25°C nicht einfach so runtergerechnet werden kann, aber als worst case Annahme passt es ja.

Das ist übrigens das Angebot:
https://allegro.pl/oferta/9-6-kw-fotowo ... 2718417098

Das ist der Schuppen mit dem Schattenwurf. (Bild ist nach Norden ausgerichtet).
carport2.jpg

Die Verschattung stelle ich mir so auf den Modulen vor, ohne es aber genau zu wissen.
Module.jpg

Letzte Frage: Hat jemand bereits hier aus dem Forum so eine Eigenbau Anlage von einem Elektriker ans Netz anschließen lassen? War das schwierig jemanden zu finden?

Herzlichen Dank euch

Sehr effektiv ist die Lösung mit einem Mikro-Wechselrichter pro Panel und dann nur 230vac Verkabelung... Wie z.b Enphase anbietet.
Über Preise kann ich nichts sagen, ist aber gut durchdacht.

https://enphase.com/de-de

Grüße

[Tomduly]

Mit der Parallelschaltung handelst Du Dir aber einen gemeinsamen Arbeitspunkt ein. D.h. die Spannung von unverschattetem Strang und verschattetem Strang sind durch die Parallelschaltung ja identisch und keiner der beiden Stränge läuft dann in seinen Maximum-Power-Point.

Das sollte bei einer annähernd gleichen Lage und Ausrichtung der Module in beiden Strängen eigentlich kein großer Unterschied sein. Ich weiss nicht, ob es Simulationsprogramme dafür gibt, ob der Verlust durch Teilverschattung eines Einzelstrangs schwerwiegender ist, als der nicht optimale Arbeitspunkt zweier zusammengeschalteter Stränge, die dafür unempfindlicher auf Teilverschattung reagieren.

In dem von mir verlinkten Fachartikel wurde eine Ertragsprognose für eine teilverschattete 1-Strang-Anlage mit 4,8kWp Leistung im Vergleich mit der gleichen Anlage als 2-Strang-Variante berechnet. Dabei summiert sich der Ertragsverlust über 25 Jahre Lebensdauer auf immerhin 4.275kWh den man bei der 1-Strang-Lösung in Kauf nehmen muss. Wenn man da 30 Cent/kWh ansetzen würde, entspräche der Verlust 1.282€ bzw. 51€/Jahr (für eine 4,8kWp-Anlage - bei einer doppelt so großen Anlage, wie im Eingangspost mit 9,6kWp skizziert, würde der jährliche Verlust durch Teilverschattung schon 102€ betragen).

Das MPPT-Problem bei zwei Strängen kann man lösen: man führt die beiden Stränge getrennt bis zum Wechselrichter. Der im Eingangspost erwähnte Wechselrichter hat zwei MPPT-Eingänge, regelt also für jeden Strang einen eigenen optimalen Arbeitspunkt aus.

[TINKA]

Naja, wenn Du zwei unabhängige Stränge hast und ein Modul komplett verschattet ist, dann springt die Diode im Modul ein und du hast auf einem Strang 8*U und auf dem anderen 9*U - mit gleichem Strom I im MPP. (U ist die Spannung des voll beschienenem Modul.)
Wenn Du die parallel schaltest, dann irgendwas zwischen 8U und 8.5 U bei einem Strom der im vollbeschienenem Strang etwas höher ist als I und im anderen etwas kleiner als I. Die Leistung ist aber in den Strängen auf jeden Fall kleiner als 8*U*I bzw. kleiner als 9*U*I also in Summer kleiner als 17*U*I.
Wenn Du einen Strang hast, dann sind das genau 17*U*I.

Bei Teilbeschattung wird es deutlich komplizierter und dann fangen die Diskussionen wie Apple vs. Android oder Mac vs. Microsoft an. Ähnlich auch der Diskussion Parallel- oder Reihenschaltung bei Modulen. Daher der Rat die fraglichen Module auf einen Einzel-Tracker eines Modul-WR zu legen. 2 Tracker mit je 600Wp kosten zusammen 300 Euro.

Wenn der WR aber zwei echte Tracker hat, dann ist es eh ein No-Brainer bei der Anzahl Module - also genügender Spannung - zwei Stränge zu bilden.

Der von tomduly genannte "Fachartikel" mit Analogie-Bildern einer Wasserleitung schaltet 10 Module und 6 Module parallel. Wenn das irgendwie Sinn machen soll, dann kommen hier 2 getrennte MPPT zum Einsatz und keine einfache Parallelschaltung.

[querys]

Danke euch allen für den wervollen Input!
Ich habe es dann nicht ausgehalten und mal eine Simulation mit pvsol gemacht. Dort kann man sich den Schatten anzeigen lassen. Auch kann man ausrechnen lassen, ob die Konfiguration 2x9 oder 1x18 besser ist.
1x18 ist leicht besser als 2x9. Ich glaube ich habe mir zu viele Gedanken gemacht.

Anbei ein paar Bilder zum ansehen.

[TINKA]

Sorry, aber dass der Ertrag im Einzelstrang in der Simu höher ist als mit 2 getrennten Strings ist, zeigt aus meiner Sicht, dass das Modell die Abschattungsverluste nicht berücksichtigt und nur die Leistungen der Einzelmodule im betrachtet und nicht den verschobenen Arbeitspunkt und sonstiger Effekte. Die Simulation würde dann einer Anlage mit Modul-Optimieren entsprechen.
Dann wären die ohmschen Verluste in der Zuleitung zum WR bei 2 Strängen mit halber Spannung und gleichem Strom eben doppelt so gross wie bei einer Anlage mit einem Strang.

[querys]

Sorry, aber dass der Ertrag im Einzelstrang in der Simu höher ist als mit 2 getrennten Strings ist, zeigt aus meiner Sicht, dass das Modell die Abschattungsverluste nicht berücksichtigt und nur die Leistungen der Einzelmodule im betrachtet und nicht den verschobenen Arbeitspunkt und sonstiger Effekte. Die Simulation würde dann einer Anlage mit Modul-Optimieren entsprechen.
Dann wären die ohmschen Verluste in der Zuleitung zum WR bei 2 Strängen mit halber Spannung und gleichem Strom eben doppelt so gross wie bei einer Anlage mit einem Strang.

Die Software PVsol Premium hat ja alle Daten zum Wechselrichter und den Modulen integriert. Könnte mir vorstellen, dass die auch Effizienzverluste durch mehr Kabel und Aktivierung 2ten MPPT berücksichtigen. Die Abweichung lag bei nur wenigen Prozent. Die nennen das "Güte der Verschaltung" 94,67 zu 93%.
In der finalen Simulation (inkl. Verschattung) komme ich dann auf 9083 kwh/Jahr für einen Strang und auf 9062 kwh/Jahr. Ist also sehr eng beieinander. Wäre dann mal ne Sache zum Ausprobieren.

Ich muss mir jetzt erstmal einen anderen Händler suchen, der mit diesem Angebot will komplett Vorkasse.

[querys]

Dem Problem "Verschattung/ Teilverschattung" kannst du auch bequem mit Optimierern ( zb Solaredge) entgegen wirken.
Im Falle der Verschattung wird das betroffene Modul durchgeschleift.
Die Systemspannung begrenzt du und sobald ein Modul ausfällt gleichen die verbliebenen die Spannung aus. Zwei weitere Vorteile, im Leerlauf hadt du nur 1 Volt je Modul und du kannst das ganze System online überwachen.
Gruß Udo

Hey Udo,
blöde Frage, kann ich auch einen einzigen bzw. zwei Optimierer einsetzen. Bei mir zwei Module kritisch, der Rest passt, denke ich.

[Solarer]

es gibt keine blöden Fragen , aber zu deiner.
Bei Solaredge geht es nicht bei huawei kannst du es machen
Gruß Udo

[TINKA]

Die Alternative zum Optimierer ist halt, dass man einen Optimierer+Wechselrichter nimmt - also einen Modulwechselrichter (Balkonkraftwerk) - und die entsprechenden Module aus dem String rausnimmt.
Klappt aber nur, wenn genügend Modul übrig bleiben für den grossen Wechselrichter, so dass die notwendige Spannung noch immer kommt.
Das ist aus meiner Sicht die Lösung schlechthin, wenn man kleine Flächen mit unterschiedlicher Verschattung und/oder unterschiedliche Ausrichtung hat.