Fehlende Modulstränge an Dünnschicht-Photovoltaikanlagen

Bei Solarmodulen in Dünnschichttechnologie wurde beim Moduldesign oft eine Systemspannung um die 70V, bei relativ kleinen Modulströmen um 1A gewählt. Das hat zur Folge, dass zum Aufbau von Solargeneratoren meist Stränge aus wenigen Modulen (4-6) in Serie verschaltet werden. Um zu größeren Leistungen zu gelangen, werden diese Stränge dann zu sogenannten Strangblöcken bereits auf dem Dach parallel geschaltet. Diese Strangblöcke werden dann zu den Wechselrichtern geführt und dort ebenfalls wieder parallel geschaltet. Nur selten wird diese Parallelschaltung in sogenannten Gleichstromanschlusskästen durchgeführt, wo jeder Strang für spätere Überprüfungen jederzeit zugänglich ist. Wie man an solchen Anlagen trotzdem Fehler finden kann ist Inhalt dieses Artikels.

Y-Verbinder zum Parallelschalten
Y-Verbinder zum Parallelschalten von Solarmodulsträngen

Meist wurden die Parallelschaltungen der einzelnen Modulstränge mit Y-Steckern oder sogenannten Spleisskabeln auf dem Dach direkt vorgenommen, wobei diese Verbindungen sich oft unter den Modulen befinden. Hat man noch dazu auf Wartungsgänge verzichtet, was ebenfalls keine Seltenheit ist, so hat man im Fehlerfall ein echtes Problem. Es ist aus meiner Sicht eine absolute Unart die einzelnen Modulstränge nicht zugänglich zu machen. Durch die Verwendung der Y-Verbindungen spart man zwar Zeit bei der Montage, man benötigt etwas weniger Kabel und spart den Gleichstromanschlusskasten. Erkauft werden diese vermeintlichen Vorteile jedoch durch den gewaltigen Nachteil, dass die Anlagen während des Betriebes viel schlechter gewartet werden können. Messtechnisch erreicht man nur noch ganze Strangblöcke, also eine ganze Reihe von parallel geschalteten Modulsträngen. Wenn nun ein Strang ausfällt oder fehlerhafte Module enthält, ist dieser Fehler nur schwierig zu finden. Mit der Rückstromtechnik lassen sich einige Fehler an solchen Anlagen dennoch mit überschaubarem Aufwand lokalisieren.
Bei der Voruntersuchung geht man am Besten wieder vor, wie ich es in diesem Artikel bereits beschrieben habe. Man misst allerdings nun nicht die einzelnen Stränge, sondern Strangblöcke. Man rechnet nicht nur die Leerlaufspannungen bei verschiedenen Stranglängen auf den Referenzstrang um, sondern rechnet auch noch den Kurzschlussstrom der Strangblöcke, entsprechend der Anzahl parallel geschalteter Stränge, auf den Referenzstrangblock um.  Auf diese Weise kann man sehr schnell herausfinden, ob in einem Strangblock, in dem z.B. 8 Stränge parallel geschaltet sind eventuell einer oder mehrere fehlen könnten. Hat man auf diese Weise auffällige Strangblöcke lokalisiert, geht es weiter und man kann mit Hilfe der Rückstromthermographie oder der Elektrolumineszenz-Methode (z.B. mit unserem pvServe) herausfinden, wo die fehlerhaften Modulstränge auf dem Dach zu finden sind.
Bei parallel geschalteten Solarmodulsträngen ist die Leerlaufspannung im Idealfall nahezu identisch. Das Selbe gilt auch für die Gegenspannung, die der Solargenerator einer äußeren Spannungsquelle bei der Rückbestromung entgegen bringt. Der Strom teilt sich daher beim rückwärts Bestromen relativ gleichmäßig auf die parallel geschalteten Modulstränge auf und erwärmt diese leicht. Wenn ein Strang des Strangblockes unterbrochen ist, kann dort kein Strom fließen und dementsprechend kann dort auch keine Erwärmung auftreten (bzw. tritt dort dann auch keine Elektrolumineszenz auf). Der Strang kann dadurch identifiziert werden.WR 2 - SB 3Hat man den fehlerhaften Modulstrang schließlich lokalisiert, stellt sich noch die Frage, an welcher Stelle genau der Modulstrang unterbrochen ist. Hierbei kann der pvTector wertvolle Dienste leisten. Das Gerät wird mit dem Anfang und dem Ende des Modulstranges verbunden. Das Gerät moduliert zwei verschiedene Signale auf die Plus- und auf die Minusleitung des Solargenerators. Mit einem Empfänger, der an einer Teleskopstange befestigt werden kann, geht man dann die Module ab, bis der eine Ton in den anderen Ton überschlägt. An dieser Stelle ist die Unterbrechung der Leitung zu finden.
In dem nachfolgenden Video, das wir mit einem Prototyp des pvTector aufgenommen haben, erkennt man das Prinzip.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Der pvTector wird bald verfügbar sein und dann auch hier im Blog nochmal ausführlich beschrieben werden.

Schreiben Sie einen Kommentar

Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Bitte geben Sie folgende Zeichen ein: *