Prüfstand für Multistring Solarwechselrichter

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/500900

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Ziel des Projekts sind Entwicklung und Bau eines EMV armen Prüfstands zur Erforschung und zum Test von Multistring Solarwechselrichtern. Dieser soll in der Lage sein, drei unabhängige Teilsolargeneratoren mit einer Leerlaufspannung von bis zu 1‘000V und einer maximalen Leistung von je 11.52kW zu simulieren. Die thermische Stabilität der erzeugten Kennlinien soll hoch genug sein, damit Messungen der Trackinggenauigkeit des Prüflings möglich sind.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The goal of this project is the development and construction of a low EMI test bench for research and testing of multistring PV inverters. The test bench shall be able to simulate three independent sub arrays with open circuit voltages of up 1’000V and maximum power of 11.52kW each. The thermal stability of the generated I/V characteristics shall be sufficiently high to allow measurements of the inverter’s MPP tracking accuracy.

Schlussbericht (Deutsch)

In den vergangenen Jahren sind Multistring-Solarwechselrichter zum Marktstandard geworden. Diese Wechselrichter verfügen über mehrere voneinander unabhängige MPP-Tracker. Dadurch können Verluste durch inhomogene Bestrahlung, Teilbeschattung und Mismatch des Solargenerators minimiert werden. Die Prüfung von solchen Wechselrichtern stellt Prüfinstitute vor neue Herausforderungen, denn für die notwendigen Messungen muss jeder MPP-Tracker an einen eigenen Solargenerator-Simulator angeschlossen werden. Im Rahmen dieses Projekts wurde ein dafür geeigneter Prüfstand aufgebaut. Herz dieses Prüfstandes ist ein Solargenerator-Simulator, welche drei voneinander unabhängige Teilsolargeneratoren simulieren kann. Da kommerziell erhältliche SolargeneratorSimulatoren nicht die gewünschten Eigenschaften (Spannungsbereich und Geschwindigkeit) aufwiesen, wurde der benötigte Simulator im Eigenbau gefertigt. Dabei ist ein Gerät entstanden, welches sowohl über eine sehr gute thermische Stabilität als auch über herausragende dynamische Eigenschaften verfügt. Der Prüfstand eignet sich nicht nur für realitätsnahe, reproduzierbare Messungen von Solarwechselrichtern, sondern auch als Forschungsplattform. So zum Beispiel für die Entwicklung von neuen Solarwechselrichtern und Ladereglern, dem Auffinden von Schwachstellen in bestehenden Geräten, aber auch für die Erarbeitung von derzeit noch fehlenden Testprozeduren für MultistringSolarwechselrichter.

Zugehörige Dokumente

• Prüfstand für Multistring Solarwechselrichter - Schlussbericht [PDF] 2'722 kB

Schlussbericht (Englisch)

In the past few years, multistring solar inverters have become a standard on the market. These inverters have multiple mutually independent MPP trackers. By this, losses caused by inhomogeneous irradiation, partial shading and mismatch of the PV array can be minimized. Testing of such devices is a new challenge for testing institutes, because for the required measurements each MPP tracker must be connected to its own PV array simulator. In this project, a test stand suited for this purpose has been built. The core of this test stand is a multistring PV array simulator, which is able to simulate three mutually independent sub arrays. As commercially available PV array simulators did not have the desired qualities (voltage range and speed), the required simulator has been self-constructed. The outcome is a device with both very good thermal stability and outstanding dynamic characteristics. The test stand is not only adequate for realistic and reproducible measurements of PV inverters, but also as a research platform. As an example for the development of new PV inverters and charge controllers, locating of flaws in existing devices and the preparation of at this time non-existent test procedures for multistring PV inverters.

Schlussbericht (Französisch)

Ces dernières années, les onduleurs solaires multistring sont devenus un standard sur le marché. Ces onduleurs sont équipés de plusieurs régulateurs MPP indépendants les uns des autres, ce qui permet de minimiser les pertes du générateur solaire par radiation non-homogène, ombrage partiel et mismatch. La vérification de tels onduleurs place les instituts de contrôle face à de nouveaux défis, car les mesures nécessaires exigent que chaque régulateur MPP soit relié à son propre simulateur de générateur solaire. Dans ce projet, un banc d‘essai approprié a été construit. Un simulateur de générateur solaire, capable de simuler trois générateurs solaires partiels indépendants constitue le cœur de ce banc d’essai. Comme les simulateurs de générateurs solaires disponibles sur le marché ne présentent pas les caractéristiques souhaitées (tension et vitesse), nous avons nous-mêmes fabriqué le simulateur indispensable. Un appareil disposant d’une très bonne stabilité thermique et d’excellentes caractéristiques dynamiques en est le résultat. Le banc d‘essai ne convient pas seulement pour les mesurages reproductibles proches de la réalité, mais aussi comme plateforme de recherche, par exemple pour développer de nouveaux onduleurs solaires et régulateurs de charge, pour détecter les points faibles des appareils existants et même pour élaborer des procédures de test pour onduleurs multistring, actuellement inexistantes.