3 strings combineren op 1 MPPT

[Eagle2713]

Aangezien de prijs van zonnepanelen laag is overweeg ik om extra panelen op mijn Growatt MOD 15KTL3-X aan te sluiten. Hiervoor wil ik 3 strings combineren op een MPPT:

• 16 panelen ONO, 35 deg
• 32 panelen in 2 parallelle strings WZW, 35 deg

Ik denk dat dit zou moeten kunnen, klopt dit?

De stroom is een functie van de irradiantie, spanning is een functie van de temperatuur (en niet van de irradiantie), dus:

Stroom
Stroom kan gewoon opgeteld worden in een parallel schakeling.
Wat is de maximale irradiantie in omgeving Venray? Kan daar zo snel geen goede data over vinden. Wel gevonden dat hoogste uurgemiddelde in de Bilt ~ 960 W/m2 is. Dus ga voor nu maar even uit van 1000 W/m2.
De maximale korsluitstroom (Isc) van de panelen: 11.4 A bij 1000 W/m2 en 25degC (STC condities) volgens specificatie.
35 deg hoek geeft ~-20%: 11.4 A * 0.8 = 9.2 A
9.2 A * 3 (strings) = 27.6 A kortsluitstroom, ruim onder het maximum van 32 A.

Spanning
Bij 20 degC temperatuurverschil (schatting als 1 kant in de zon ligt) geeft dat:
Gevoeligheid: -0.27 %/degC
20 degC: 5.4 % = ~30 V.
Qua spanning vergelijkbaar met 1 paneel wat in de schaduw ligt en gebypassed zou moeten worden met de diodes. Hieronder wat ik verwacht dat de MPPT tracker gaat ‘zien’. Zou dus verwachten dat de tracker hier niet van in de war raakt en optimale vermogenspunt kan vinden en volgen.





Verlies
Op de koudste string mis ik ~5 % tov de string op een eigen MPPT. Dit is te overzien. Verwacht niet veel clippen door maximaal vermogen 48*370 W (17.8 kW); door de Oost-West opstelling is al snel 1/3 minder actief. Mogelijk dat de maximale MPPT stroom van 26 A clipped, maar verwacht dat ook niet.
Parallelle strings hebben meer last van schaduw. Als 1 paneel in de schaduw ligt kan die string niet meer voldoende spanning leveren om mee te doen met de andere 2. Het MPP zal dus voor alle gecombineerde strings lager liggen terwijl dit voor de andere strings niet zo zou zijn als ze een eigen MPPT hebben. Schaduw zal echter heel weinig voorkomen dus de impact zal klein zijn.

[Ronald]

Kortstondige pieken boven Impp zijn mogelijk! Ik heb 11,4A, 387W gezien op een van mijn optimizers uit een 10,3A Impp, 350Wp paneel

Wat je wil kun je (in de context van een SMA omvormer) simuleren met Sunny Design. Dan kun je de berekende waarden naast de Growatt leggen.

Laat gecombineerde Isc niet boven de maximale Isc van de Growatt gaan. De relais moeten dat veilig onder vollast kunnen afschakelen.

Impp boeit veel minder, ga je er iets boven dan track je de panelen wat suboptimaal...

[Dre]

@Ronald Ik verwacht niet dat deze omvormer relais heeft aan de DC-zijde. Meestal zie je relais alleen aan de AC zijde. Ik begrijp dan niet wat Isc voor factor is in het AC vermogen? Kan je toelichten wat je bedoelt met relais onder vollast in combinatie met Isc.

[ Voor 12% gewijzigd door Dre op 29-03-2024 13:41 ]

[Eagle2713]

@Ronald Kan het inderdaad simuleren in SunnyDesign. Het heet polystrings, zie ook hier. Voor ShineDesign (Growatt) kan ik het (nog) niet vinden.

Welke waarde zou ik kunnen simuleren met Sunny Design? Zowel Shine Design (Growatt) als Sunny Design staan niet meer strings op een MPPT toe dan beschreven in de specificaties. Zelfs als ik een string definieer met Isc van 2 A mogen er daar niet meer dan in de specificatie op een MPPT. De software lijkt dus niet te kijken naar de Isc maar heeft een simpele counter op het aantal strings.

Toch is het wel een onhandige beperking omdat ik me best meerdere scenarios kan voorstellen waarin ook 2 strings op een MPPT zinvol kan zijn. Bijvoorbeeld op een heel schuin Oost-West dak of op de gevel zou het denk ik op 1 MPPT moeten passen.

[ Voor 15% gewijzigd door Eagle2713 op 03-04-2024 17:08 ]

[Hagdos]

Een temperatuurverschil van 20 graden is denk ik flink onderschat. Een zwart paneel in de volle zon kan veel warmer worden dan dat, zeker de cellen in het glas zelf.

Een efficientie-probleem dat kan ontstaan is dat er lokale maxima ontstaan in de vermogen/stroom-grafiek (of vermogen/spanning-grafiek zoals jij ze geplot hebt), en dat de maximum power point tracker op het verkeerde maximum gaat zitten.

Een serieuzer probleem dat kan ontstaan als 1 kant in de zon ligt, en de andere volledig niet, is dat de 2 strings in de zon stroom opwekken die door de string in de schaduw wordt opgenomen. Door de string in de schaduw loopt dan 2x zo veel stroom als het zelf kan opwekken, en daar kan het stuk van gaan. Dit is eenvoudig te voorkomen met serie-diodes (1 per string)

[ Voor 32% gewijzigd door Hagdos op 31-03-2024 12:05 ]

[Dre]

Hagdos schreef op zondag 31 maart 2024 @ 12:02:
Een temperatuurverschil van 20 graden is denk ik flink onderschat. Een zwart paneel in de volle zon kan veel warmer worden dan dat, zeker de cellen in het glas zelf.

Een efficientie-probleem dat kan ontstaan is dat er lokale maxima ontstaan in de vermogen/stroom-grafiek (of vermogen/spanning-grafiek zoals jij ze geplot hebt), en dat de maximum power point tracker op het verkeerde maximum gaat zitten.

Een serieuzer probleem dat kan ontstaan als 1 kant in de zon ligt, en de andere volledig niet, is dat de 2 strings in de zon stroom opwekken die door de string in de schaduw wordt opgenomen. Door de string in de schaduw loopt dan 2x zo veel stroom als het zelf kan opwekken, en daar kan het stuk van gaan. Dit is eenvoudig te voorkomen met serie-diodes (1 per string)

Hoe bedoel je dit? Warme panelen hebben een lagere spanning. Ik zie niet hoe die terug gaan leveren aan panelen in de schaduw. Heb je een rekenvoorbeeld met Vmpp en Voc van west/oost wat je bedoelt?

Weet je dat Vmpp over het algemeen 80% is van Voc. Hoe gaat dat dan terugleveren aan de andere string bij een gelijk aantal panelen

[ Voor 5% gewijzigd door Dre op 31-03-2024 12:18 ]

[Hagdos]

In normaal gebruik zal het niet snel voorkomen inderdaad. Het zou kunnen als je net pech hebt wanneer het paneel nog warm is van instraling maar ineens in de schaduw terechtkomt (harde schaduwlijn van een gebouw bijv).

Het kan ook gebeuren als er iets misgaat. Een cel gaat stuk, of een bypassdiode raakt in kortsluiting, waardoor de spanning lager komt te liggen. Een paneel is (als het goed is) zo ontworpen dat het geen catastrofaal probleem is als er iets stuk gaat. Een enkele cel of een kleine groep cellen kan dan bijvoorbeeld extra opwarmen, maar zonder noemenswaardige problemen. Als de stroom ineens 3x zo hoog ligt kan dat wel ineens problemen opleveren (denk brand).

Een paar serie-diodes is een goedkope verzekering.

Edit: Bovendien gaat het hier om extra panelen bij leggen. Dat vergroot de kans dat de 3 strings niet exact hetzelfde zijn. Er zit variatie in de spanning van zonnecellen, zeker als er verschillende types gemengd worden.

[ Voor 13% gewijzigd door Hagdos op 31-03-2024 12:49 ]

[Eagle2713]

Hagdos schreef op zondag 31 maart 2024 @ 12:46:
Een paar serie-diodes is een goedkope verzekering.

Edit: Bovendien gaat het hier om extra panelen bij leggen. Dat vergroot de kans dat de 3 strings niet exact hetzelfde zijn. Er zit variatie in de spanning van zonnecellen, zeker als er verschillende types gemengd worden.

Heb nu al 2 strings parallel aangesloten zonder verzekering (diodes) terwijl dit dan dus ook al mis kan gaan bij paneel defecten. Zo ver ik online kan vinden worden voor 2 parallelle strings nergens extra diodes voorgesteld om de impact van defecten op te vangen. Kennelijk wordt de soep niet zo heet gegeten?

Na wat verder zoeken het volgende geleerd: meerdere strings op 1 MPPT heet kennelijk polystring. Dit wordt zelfs gepromoot door SMA en kan in SunnyDesign ook geconfigureerd worden. SMA benadrukt de benodigde verschillen in orientatie van de panelen (i.e. ze mogen niet tegelijkertijd vol actief zijn). Er wordt echter nergens gerept over de maximale Isc.

Er worden wel wat ontwerpregels genoemd:

• The open circuit voltage of strings connected in parallel must be within 5%.
• Strings connected in parallel must have the same number of PV modules in series and must be of the same technology.
• It is recommended that PV modules connected to the same MPPT are of the same model.
• The series connected PV modules in a particular string must have the same orientation within 5 (azimuth and tilt angle).

[AUijtdehaag]

Of je neemt er 1 met 3 mppt ingangen
https://www.mg-solar-shop...-stp-15-50-solar-inverter

[Eagle2713]

AUijtdehaag schreef op woensdag 3 april 2024 @ 17:25:
Of je neemt er 1 met 3 mppt ingangen
https://www.mg-solar-shop...-stp-15-50-solar-inverter

Dat ding kost dik 2500 euro, dat is wel erg veel voor een extra MPPT. Zeker aangezien deze maar enkele honderden kWh op jaarbasis gaat opleveren, als het niet minder is.

De opties op een rijtje:
Niets veranderen:
0 euro
17 panelen leggen aan vrijgekomen MPPT van huidige Growatt omvormer:
1500 euro, incl stootbanden ed als balast, zelf installeren.
Opbrengst: ~ 5500 kWh/y (@11.5 ct/y = 630 euro/y)
Nieuwe 3 MPPT omvormer:
Bovenstaande maar dan ~1700 duurder (uitgaande van verkoop huidige omvermer: ~500 euro)

@AUijtdehaag Waarom zou ik zoveel investeren in iets wat vrijwel niets oplevert?

Vind die SMA omvormer wel heel erg duur. Een Growatt met vergelijkbaar vermogen kost de helft. Deze heeft 1 MPPT minder, maar dat hoeft dus niet echt een probleem te zijn