Theorie van zonnepanelen
Piet stelde deze vraag op 09 april 2013 om 00:27.
Wie kan mij het fijne van de werking en theorie van zonnepanelen uitleggen? De globale werking van zonnepanelen weet ik wel, maar ik zoek het dieper.
Ik heb al paar jaar voor ca. 2,63kw aan panelen op het dak staan. Hoofdzakelijk van het merk Isofoton type I-110 met omvormers SWE 900 pro. (ca. 2003-2004). En ben nu bezig met voorbereiding op een uitbreiding met nog eens ca. 2250Wp. Ik denk dan aan ET solar panelen van 255 Wp. Zie bijlage. Is dit merk bekend bij iemand? Met nu een SMA omvormer.
Maar ik zit nog steeds met wat theoretische problemen. Te weten:
Bij 7 à 8 zonnepanelen parallel geschakeld op een omvormer, zoals gebruikt in mijn geval met de I-110 panelen, kan je de panelen dus zien als 7-8 afzonderlijke stroom/spanningsbronnen. Wat gebeurt er nu exact als de panelen niet allemaal gelijkmatig belicht worden. Dus dat elk van de panelen een ander vermogen opwekt? Gaan de panelen met de meeste opbrengst dan eerst aan de panelen leveren die minder opbrengen? Hoe reageert een paneel als de aangelegde spanning (bv. van een ander paneel wat een hogere spanning opwekt) hoger is dan de zelf opgewekte spanning? Doet dat paneel nog wat mee? Er zitten dus wel in elk aansluitkastje van een paneel 3 diodes maar die staan met de plus ook richting plus van het paneel. Dus blokkeren als de aangelegde spanning hoger is. Maar wat doen de PV cellen dan? Reageren die ook als een weerstand of diode? Dus blokkeren ze een hogere aangelegde spanning? Wat gebeurt er nu exact bij het opgeleverde vermogen bij parallel schakeling als de panelen verschillende belichtingen krijgen? Bijkomende vraag is dan of het niet beter is om elk paneel te voorzien van een (bv. scotty 10Amp.?) diode in de plus en richting centrale kabel naar de omvormer? Daarmee voorkom ik dat het ene paneel gaat leveren aan een ander??? Temeer omdat ik al een paar defecte panelen ben tegengekomen. In die gevallen was de open- en belaste spanning van dat paneel stukken lager tot soms ca. 28 volt ipv. de normale open spanning van ca. 43 volt? Oorzaak>>> meestal een defecte inwendige diode in het aansluitkastje. Maar ging dat dan gepaard met levering van de andere panelen aan de defecte? Ook al een paneel gehad wat inwendige onderbreking had. Dat was aan voorzijde te zien. Toen via achterkant weer kunnen solderenJ. Wat is een zonnepaneel in het donker? Is dat een (oneindig hoge?)weerstand? Of een diode? Of?? Nog een vraag is of het paneel wat een gedeeltelijke schaduw heeft nu doet. Dat komt natuurlijk elke morgen voor als de zon begint over het dak te komen. Neemt de inwendige weerstand dan toe? Zo ja, lijkt me dat dus een nadeel bij serieschakeling? Dan beter parallel te schakelen?
Zelfde vragen gelden voor serieschakeling van panelen. Wat doen de afzonderlijke panelen dan bij verschillende belichtingen. Mag ik dan het opgewekte vermogen, wat dan verschillend is, wel bij elkaar optellen ? Of? Ik zie hier in jullie opleidingsmap, welke ik hier heb, diverse oplossingen met aparte diodes over delen van een string maar wat is de functie nu werkelijk daarvan? Overigens ben ik met pensioen en oa ook nog HTS electro(nica), een ras doehetzelver op heel breed gebied en nog goed op de hoogte met diverse theorieën.
Andere vraag is of ik in een seriestring panelen met verschillende uitgang spanning / stroom kan gebruiken? Waarom zo ja of zo nee?
Ik heb net wat metingen gedaan een kwakkelend paneel. Een 150Wp paneel. Voc ca. 42 volt (open spanning) En ca. 6 jaar oud. Die geeft te weinig vermogen /spanning.Ik heb van alle 22 panelen (totaal ca. 2630Wp) de aansluitingen per paneel direct door het schuurdak naar binnen gebracht en alle doorverbindingen dus op de zolder van de schuur gemaakt. Dit heeft als voordeel dat ik elk moment elk paneel afzonderlijk kan meten. En dat doe ik dan ook zo 1x per jaar. Daaruit kwam dit defecte paneel naar voren. Gaf te weinig spanning - vermogen. Bleek een van de paneel strings lagere spanning te geven dan de andere 2. Diodes doorgemeten. Die zijn goed. Paneel van dak gehaald en wat gaan meten. En tijdens het meten, in volle zon, ook de temperatuur van de afzonderlijke cellen gevoeld. Hieruit kwam naar voren datéén cel van de 72heter werd. Toen het paneel kortgesloten. (Isc is de kortsluitstroom)ca. 4,5 Amp. De bewuste cel werd toen echt bloedheet! Gauw kortsluiting uitgezet voordat de boel te heet werd. Dus er iswat aan de hand met die cel, maar wat? Je zou zeggen dat de rest dus energie gaat leveren aan die defecte cel? Maar kan ook zo zijn dat aansluitsolderingen niet dik genoeg zijn maar dan zou niet hele cel bloedheet worden alleen op de aansluitpunten??? Ik heb nog geen idee.
Tevens wat zitten spelen en het blijkt dat als ik slechts één cel van de 72 bedek het vermogen en spanning al drastisch terugloopt. Vandaar dat ik echt wil weten wat doet een cel nu echt bij schaduw? Het lijkt me dat de inwendige weerstand sterk toeneemt bij een schaduw??? Dus een conclusie denk ik is dat als er dus één cel schaduw krijgt die hele paneel string nauwelijks nog meedoet. Maar wat is nu beter? De hele boel in serie zetten of parallel???? Ook in het donker de weerstand van het paneel gemeten. Is dan oneindig hoog. Dus ....spanningsbron met variabele inwendige weerstand???? Ander punt lijkt me dat bij serieschakeling van bv. 10 panelen je dus 30 diodesin serie hebt staan. En je hebt het dan al gauw over enige honderden volts. (veiligheid?)
Wie o wie weet er het fijne van?
Reacties:
Dag Piet,
Het spijt me, maar met dit soort elektrotechnische details gaan we je hier niet ver kunnen helpen. Ik kan je aanbevelen naar www.wetenschapsforum.nl te gaan, daar heb je een veel betere kans op een redelijk antwoord op de meeste van deze vragen.
Sorry, Jan
Beste Piet,
Je hebt een heleboel vragen en volgens mij weet je sommige antwoorden ook al.
Je installaatie is al (wat) ouder, en de componenten herken ik niet.
Mijn advies zou zijn om een nieuwe extra set aan te schaffen. Deze kan een hogere spanning aan en daardoor kun je de panelen in serie leggen. Voordeel is dat je minder stroom in de kabels hebt wat minder verleis veroorzaakt. Tevens kun je daardoor de individuele opbrengsten bij elkaar optellen. De meeste moderne inverters kunnen een ingangsspanning van zo'n 400V aan, en de panelen leveren per stuk meestal rond de 35V. Parallel geschakeld zal de spanning waarschijnlijk gemiddeld worden. dat betekent dat het ene paneel idd minder zal leveren dan hij kan als het andere een lagere spanning heeft.
Overigens vermoed ik dat je panelen wel degelijk in serie liggen, ook toen was dat al gebruikelijk.
Je kunt in principe verschillende soorten panelen in serie leggen mits de eindspanning niet boven die van de inverter uit komt. De stromen moeten dan wel ongeveer gelijk zijn, anders kan het paneel de stroom van de andere niet verwerken (en als straalkacheltje gaan werken).
In de panelen zitten by-pass diodes die de lagere opbrengst van een enkele cel uit een sting overbruggen, waardoor het verlies meevalt. In deze link wordt dat aardigg uitgelegd.
http://www.solaredge.com/files/pdfs/se_technical_bypass_diode_effect_in_shading.pdf
Zoals je zien staan de by-pass diodes in serie met de string, er valt nooit meer spanning over dan van die string zelf. De gemiddelde diodes van tegenwoordig kunnen meestal wel 400V aan, maar dat is hier niet nodig, zolang ze niet tussen de uiteinden zitten.
Ook in het donker werkt een zonnecel nog steeds, al heeft hij heel weinig opbrengst. Bij mij gebeurt het wel eens bij heldere maan, dat de inverter inschakelt en terug levert.
Ik heb niet al je vragen beantwoord, maar ik denk dat je handig genoeg bent om zelf verder te zoeken hier of op andere fora.
Groeten DADzz