DE102006008178A1 - Verfahren zur Kontrolle von solar betriebenen Kraftwerken - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von solar betriebenen Kraftwerken auf Dächern und Fassaden.

Description

• Durch wirtschaftspolitische Maßnahmen wie das „100.000 Dächer-Programm" hat die Nutzung solarer Strahlung zur Energiegewinnung enorm zugenommen. Photovoltaisch wirkende Solarmodule findet man in großen bodenständigen Solarkraftwerken ebenso wie als kleine Inseln zur Stromversorgung einzelner Verbraucher. Die heute weitverbreitetste Anwendung ist jedoch die Montage an und auf Gebäuden und die Einspeisung ins Netz.
• Um eine Anlage wirtschaftlich betreiben zu können muß sie optimal funktionieren. Bei Solarmodulen gibt es mehrere Variablen die alle auf das Ergebnis einwirken wie beispielsweise die Strahlungsintensität, die Temperatur, die Verschmutzung, der Erntefaktor der Solarzellen, der Wirkungsgrad des Wechselrichters, Abschattungsverluste, etc.. Auch Beschädigungen durch Witterungseinflüsse und Temperaturwechsel bis zu Hagel und Blitzschlag sind möglich. Heute aufgebaute Anlagen werden nach ihrer technischen Abnahme ans Netz angeschlossen und von Zeit zu Zeit durch Inspektion auf offensichtliche Beschädigungen geprüft. Schleichende Veränderungen, die eigentlich immer Verschlechterungen sind, werden dabei nicht erkannt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen die es ermöglichen, die Qualität und Leistung von Solaranlagen kontinuierlich zu überwachen.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur permanenten Leistungskontrolle, die kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann, die elektrische Leistung zumindest einiger, vorzugsweise aller, zu einer Solaranlage zusammengeschalteter Solarmodule kontinuierlich gemessen und miteinander verglichen werden.
• Die Spannungsmessung ist die einfachste und bevorzugte Vergleichsmessung. Dazu wird die Ausgangsspannung des Moduls gemessen und die Eingangsspannung davon subtrahiert. Diese Methode eignet sich für Parallel und Reihenschaltung. Der Meß- und oder Vergleichszyklus kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Außer der elektrischen Spannungs- oder Strom- bzw. Leistungsmessung kann zusätzlich auch die Temperatur der Zellen und oder deren Umgebung gemessen werden. Abhängig von der Art der durchgeführten Messung kann es notwendig sein, daß die Module für die Dauer der Messung nach dem Stand der Technik elektrisch freigeschaltet sind.
• Wird eine Solaranlage mit einem zusätzlichen Referenz-Solarmodul, das vorzugsweise aber nicht ausschließlich die gleichen spezifischen Eigenschaften wie die Module der Anlage besitzt und bevorzugt in deren unmittelbarer Nähe unter gleichen oder nahezu gleichen Bedingungen wie diese solar bestrahlt wird, ausgestattet, können die Module insgesamt, als Gruppen, oder einzeln mit dem Referenzmodul und oder untereinander verglichen werden.
• An Stelle eines zusätzlichen Referenzmoduls kann auch zumindest ein Modul der Anlage elektrisch so geschaltet sein, daß es als Referenz dienen und mit dieser verglichen werden kann. Bevorzugt wird jedoch die periodische Einzelmessung der Solarmodule und der Vergleich ihrer Meßwerte.
• Werden die Meßwerte aufgezeichnet, kann durch ihre graphische Darstellung der Zustand der Solaranlage sehr einfach erkannt und dokumentiert werden. Die Zeitpunkte der Messungen können ebenso wie die mathematische Behandlung und Speicherung der Meßwerte mittels speicherprogrammierbarer Steuerung ausgelöst und verwaltet werden.
• Treten Abweichungen zwischen den Meßwerten auf, ist dies ein Hinweis darauf, daß die Anlage einer Überprüfung bedarf. Dabei ist zu unterscheiden ob es sich um umweltbedingte Störungen wie Verschattungseffekte durch Wolken, Bäume oder Immobilien handelt, oder um irreversible mechanische oder elektrische Schädigungen.
• Es ist von Vorteil wenn das Referenzmodul leicht zugänglich ist, weil es dann einfach inspiziert und beispielsweise gereinigt oder temperiert werden kann. Die optimale Menge, Art und Anwendung von Reinigungsmitteln kann am Referenzmodul ermittelt werden bevor die ganze Anlage damit behandelt wird.
• Durch thermische Manipulationen des Referenzmoduls kann relativ einfach herausgefunden werden welche leistungssteigernde Kühlmethode am effektivsten und wirtschaftlichsten ist, bevor ein Umbau bzw. die Ergänzung der Anlage vorgenommen wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Kontrolle von auf Dächern oder Fassaden montierten Solarstromanlagen zur Wandlung solarer Strahlung in elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, daß zur permanenten Leistungskontrolle, die kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann, Vergleichsmessungen zwischen mindestens einem Teil der Solarmodule durchgeführt werden.
2. Verfahren zur Kontrolle von auf Dächern oder Fassaden montierten Solarstromanlagen zur Wandlung solarer Strahlung in elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, daß zur permanenten Leistungskontrolle, die kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann, Vergleichsmessungen zwischen mindestens einem ortsfesten Referenzmodul und wenigstens einem Teil der Solarmodule durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleichen der Leistung einzelner Module oder Modulgruppen deren Ausgangsspannung gemessen und davon die Eingangsspannung subtrahiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Spannung der Strom oder Strom und Spannung zusammen gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzmodul zur Erprobung leistungssteigernder Kühlverfahren benutzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzmodul zur Erprobung von Reinigungsmitteln benutzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte graphisch darstellbar aufgezeichnet werden.