Solarmodule: Ausrichtung, Abschattung und Erwärmung ( rdt )

Solarmodule: Ausrichtung, Abschattung und Erwärmung


Ich habe mal einen kleinen Versuchsaufbau gemacht, um euch die Leistungsverluste bei schlechter Ausrichtung zur Sonne zu zeigen, wie sehr schon eine kleine Teilabschatttung den Wirkungsgrad beeinflussen kann und warum starke Erwärmung die Leistung raubt. Dabei ist es egal, ob ich nun das große Modul unten oder ein sehr kleines nehme. Das Grundprinzip ist immer das gleiche, aber die kleine ist handlicher für den Test.
Der Vereinfachung wegen habe ich nur den Kurzschlussstrom gemessen und nicht den optimalen Lastpunkt. Alle Winkel sind geschätzt. Aber auf ein paar Prozent +/- kommt es mir hier auch gar nicht an.
Dieser Test entspricht nicht einer Labormessung und soll nur die Tendenz aufzeigen.

Ausrichtung zur Sonne und Leistungsunterschiede:
die rote Linie schräge nach oben zeigt exakt zur Sonne.

1) Optimale Ausrichtung exakt 90° zur Sonne



2) Und nun, wenn diese Zelle flach auf dem WoiMo-Dach wäre (Hier also ca. 45° entfernt vom optimalen Winkel):


Da fehlen jetzt 12. August 13:00 Uhr bei voller Sonne und blauem Himmel immerhin schon fast 40% ! (hat mich selbst erstaunt, ich hätte so 25% geschätzt)

3) Und nun, wenn die Sonne sehr fach einscheinen würde, wie sie es früh morgens, abends oder im Herbst/Winter macht (ca. 60° neben Optimum):



Auch wenn die Messreihe nicht exakt aufgebaut wurde sieht man doch die gravierenden Unterschiede, die der Einstahlwinkel ausmacht.

Daraus erklärt sich dann schnell, warum ein gelegentlich nachgeführter Solarkoffer im Frühjahr/Herbst auch das Doppelte und mehr wie eine fix installiertes Modul bringen kann.

Teilabschattung:
Und zum Abschuss noch, wie gravierend eine Abschattung die Leistung einbrechen lassen kann:

Hierbei habe ich eine der Zellen vollbeschattet, was zu einem gewaltigen Einbruch führt.

Zelltemperatur:
Ich habe die Zelle im Gefrierfach auf ca. -10 Grad abgekühlt. Sie brachte 142mA und viel sofort zusehens. Als sie nach 10 Minuten an der Sonne ca. 60 Grad warm war, brachte sie noch ca. 122mA. Ich habe die Temperatur mit einem einfachen Pyrometer gemessen. Sicherlich eine ungenaue Methode der Messung (da die Oberfläch der Zelle für eine solche Messung nicht sehr geeignet ist) , aber die Tendenz ist eindeutig. Gute Hinterkühlung eines Moduls kann 20-30% mehr Strom bringen, sagen die einschlägigen Seiten.

Es grüßt Raidy

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Sehr aufschlussreich, danke für deine mühe.
Dieser große unterschied, rechter winkel zu sonne vs waagerechte montage auf dem womodach überrascht mich schon.
Wenn ich unterwegs bin schaue ich schon mal hier
--> Link
nach der momentanen sonneneinstrahlung, bzw. der aktuell verfügbaren leistung von photovoltaikanlagen.
Dabei entspricht der hier angegebene prozentwert fast immer genau der leistung, die meine solarmodule (waagerecht aufm womodach montiert) dann auch hergeben.
Wenn da also in meinem gebiet 75% solarleistung angezeigt wird, so habe ich auch ca. 75% meiner maximalleistung am solarregler zur verfügung.
Das widerspricht jetzt aber deinen messungen?!
Demnach müsste ich von den 75% nochmal ca. 30-40% abziehen, oder nicht?
Oder sind diese prozentangaben auf der og. website doch recht großzügig angegeben?

Laut Ten-haaft soll eine Nachführung sogar Faktor 3-7 (gegenüber einer flachen Zelle auf dem Dach)bringen : --> Link :? Naja, halte ich für etwas "beschönigt".

Für das Messergebnis spricht:
Eine automatische Nachführung bringt gegenüber einer nicht nachgeführten, aber im Optimal aufgestellten Winkel ausgerichteten Modul in seriösen Quellen ca. +35% Tagesertrag. --> Link
Somit bringt eine Nachführung gegenüber einem flach liegenden Modul auch mind. diese +35% und eher sogar einiges mehr. Dies wiederum bestätigt eher wieder mein Messergebnis.

Aber:
Wie ich selbst geschrieben habe, dachte ich so an -25% zur Maximalleistung. Aber so habe ich es gemessen und zwei mal wiederholt (und glaube trotzdem nicht ganz daran). Anderseits zeigt die dritte Messung (60° Abweichung) ja auch die gleiche Tendenz, womit die zweite Messung so falsch nicht sein kann.
Jetzt können mindestens alle Fachleute hier so richtig spekulieren woran es lag und was nun stimmt. :)
Wie du auf 75% und dann noch -40% kommst, ist mir nicht klar.
Ich hätte Optimum -40% bei flacher Montage = 60% des maximal machbaren gegenüber einer optimalen Ausrichtung veranschlagt.

Wie sagt man so schön: "Wer misst, misst Mist". Allerdings wüsste ich jetzt auch nicht auf die Schnelle, wo der Messfehler liegen sollte.
Trotz allem, ich wollte hauptsächlich die Tendenz aufzeigen und habe auf Ungenauigkeiten hingewiesen. Meine Messung bezieht sich auf Optimal contra nicht Optimal.

raidy hat geschrieben:Wie du auf 75% und dann noch -40% kommst, ist mir nicht klar.
Ich hätte Optimum -40% bei flacher Montage = 60% des maximal machbaren gegenüber einer optimalen Ausrichtung

Ich weiß nicht, ob du die von mir gelinkte seite kennst. Dort kannst du deinen standort in der karte anklicken und es wird die die momentane sonneneinstrahlung in prozent angezeigt.
Momentan sind das bei mir ca. 75% der maximalleistung. Bei meinen 380wp aufm dach habe ich am solarregler ca. 20A anliegen, also die besagten 75% von 380wp (380wp * 75% = 285wp / 14,4V ergibt ca. 20A) und das bei waagerechter montage.
Und da ich mal davon ausgehe, dass diese website für auf den häusern angebrachte solarmodule gedacht ist, müsste ich mit meinen waagerecht liegenden modulen eben nochmals was abziehen, so wie du gemessen hast , also keine 40% wie ich schrieb sondern die 25%.

raidy hat geschrieben:Laut Ten-haaft soll eine Nachführung sogar Faktor 3-7 (gegenüber einer flachen Zelle auf dem Dach)bringen : --> Link :? Naja, halte ich für etwas "beschönigt".

das hatten wir schon mal: --> Link

ich hatte damals nachgerechnet, die Aussage ist richtig................

grüße klaus

nachführen lohnte sich vielleicht mal, bei den heutigen Preisen für Module doch eher nicht mehr. Einfach ein Modul oder auch 2 mehr aufs Dach und gut. Ich hatte in den letzten Tagen bei überwiegend starker Bewölkung und 200W meine Akku's spätestens Mittags wieder voll und der Laptopakku war dann auch wieder voll. Werde jetzt aber noch ein weiteres Modul aufbauen dann sollte es noch besser werden. Halbschattig stehe ich übrigens auch noch.

franz_99 hat geschrieben:nachführen lohnte sich vielleicht mal, bei den heutigen Preisen für Module doch eher nicht mehr. Einfach ein Modul oder auch 2 mehr aufs Dach und gut. Ich hatte in den letzten Tagen bei überwiegend starker Bewölkung und 200W meine Akku's spätestens Mittags wieder voll und der Laptopakku war dann auch wieder voll. Werde jetzt aber noch ein weiteres Modul aufbauen dann sollte es noch besser werden. Halbschattig stehe ich übrigens auch noch.

1 oder 2 Module mehr auf's Dach geht immer dann wenn der Platz da ist. 8)

ich würde ein zweites Modul auf den nach hinten abfallenden Teil des Alkovens positonieren. Wenn ich dann mit dem Heck nach Süden stehe, hab ich einen besseren Winkel.
Dann wird allerdings der Kühlschrank im Heck "beleuchtet", was etwas mehr Gas und Strom für die Ventilatoren erfordert.
Wie gewonnen so zerronnen?

Seid November haben wir 470 W Solar auf den Dach.

Im Winter zu wenig, im Sommer zuviel, weil....

Das größte Problem ist das Wetter.
Keine Sonne, kein Strom.
Auch die nachgeführten Anlagen können die Lage nicht verbessern.

Zwischen 5 Ah und mehr als 175 Ah bringt die Anlage am Tag.

30 Ah im Winter bei -20°C (05.02.2012) und Sonne finde ich toll, leider waren die Akkus voll und der Rest verpuffte als Wärme.

Gestern 61 Ah heiter , aber zwischen Bäumen
:?

Heute Sonne 21°C 155 Ah und die Akkus sind voll, der Küli läuft auf 12 V. :D

Dieser Thread bezog sich eher auf den Solarkoffer. Denn da lohnt sich das ausrichten schon. Die käuflichen Nachführungssysteme halte ich für viel zu teuer.

Hallo raidy,

wer sitzt den denn ganzen Tag vorm Womo und richtet den Koffer nach der Sonne aus :bindagegen:

moin.

Keine Sonne, kein Strom.

mal vorsichtig nachfrag..
geht es hier generell um solarzellen,
oder nur um diese inselanlagen bis 18V ?

ich hab auch im winter bei bedecktem himmel strom..
hab hauszellen auf dem dach.

:?: magda

Hallo Magda,

es geht um PV-Module im allgemeinen und der Wichtigkeit der Ausrichtung.
Natürlich hast du auch im Winter etwas Ertrag, aber nur rund 1/4 des Sommers, siehe hier: --> Link

Wer diese Grafik "versteht" --> Link , kann sehen dass ein 20° steiles gegen Süden ausgerichtetes Modul rund 10% mehr Ertrag hat wie ein flach liegendes. Auch ganz ohne Nachführung.

allerleirauh hat geschrieben:
...ich hab auch im winter bei bedecktem himmel strom..
hab hauszellen auf dem dach.

:?: magda

Hallo Magda,

wenn Du eine MPPT-Solarregler hast ist das kein Problem.
Hier ein Link, da kann man das mal ausrechnen: --> Link

Etwas Strom kommt immer.