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Durchgebrannte Sperrdioden (MC4)

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(@paegi)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 7
Themenstarter  

Hallo,

kann mir jemand von euch sagen, was ich bei der Verwendung meiner MC4-Sperrdioden falsch mache?

Ich habe auf meinem Flachdach 12 Module (Trina Vertex S TSM-405, Werte s.u.) in 3 Reihen aufgeständert und zu
einem 3S 4P String mit 4,8 KW Peak zusammengeschaltet. Das ganze ist an einen Victron MPPT 150/70 angeschlossen.
Damit mir Schattenwurf im Winter bei der Parallelverschaltung keinen Stress macht, habe ich in den Minusleitungen Sperrdioden verbaut.

Jetzt habe ich das Problem, dass mir sowohl 15 Ampere als auch 20 Ampere Sperrdioden (MC4 Stecker) abgeraucht sind.
Sie wurden sogar, obwohl keinerlei Verschattung der Module vorlag, teils über 100 Grad heiß und sind dann Stück für Stück ausgestiegen.

Im Moment läuft die Anlage ohne Sperrdioden.

So habe ich das ganze verschaltet.

String 1 (Modul 1-3 seriell) + Diode
String 2 (Modul 4-6 seriell) + Diode
String 3 (Modul 7-9 seriell) + Diode
String 4 (Modul 10-12 seriell) + Diode

String 1 und 2 über zweifach Y-Adapter parallel geschaltet.
String 3 und 4 über zweifach Y-Adapter parallel geschaltet.

Danach die daraus resultierenden Strings ebenfalls über Y-Stecker parallel geschaltet.

Das alles geht auf einen Geräteanschlusskasten und dann zum MPPT.

Nominalleistung-PMAX: 405 Wp
Spannung im MPP-UMPP: 34,4 V
Strom im MPP-IMPP: 11,77 A
Leerlaufspannung-UOC: 41,4 V
Kurzschlusstrom-ISC: 12,34 A

 

Ich weiß, manche schreiben man solle Sperrdioden in die Plusleitung stecken, doch eigentlich sollte das doch egal sein.

Vielen Dank für eure Tipps

 

 


   
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Win
 Win
(@win)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 5318
 

Veröffentlicht von: @paegi

Jetzt habe ich das Problem, dass mir sowohl 15 Ampere als auch 20 Ampere Sperrdioden (MC4 Stecker) abgeraucht sind.

Egal wieviel Strom die abkönnen: Die Verlustleistung muss abgeführt werden. Und bei Dioden, die in einem MC4 Stecker verbaut sind, ist das kaum vorstellbar. Wenn da z.b. 0,5V abfallen und 20 A, bist du bei 0,5 * 20 = 10 Watt. Dafür braucht man schon einen ordentlichen Kühlkörper, wenn die nicht abrauchen soll. Noch dazu bei Umgebungstemperaturen bis vielleicht 40 Grad. 

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Mitsubishi Heavy SRC/SRK20-ZS-W (SCOP 4,6)
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6197
 

Veröffentlicht von: @paegi

Sie wurden sogar, obwohl keinerlei Verschattung der Module vorlag, teils über 100 Grad heiß

Sie wurden heiß, weil keine Verschattung vorlag. 

Aber ansonsten, keine Ahnung.

Kühlbedingungen, Drahtquerschnitt?

 

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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 wsm
(@wsm)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 60
 

Fertige mal eine Skizze an, aus der die Position der Panels und Dioden hervor geht.

Bei Standarddioden liegt die Spannung bei Volllast über 1V => die Verlustleistung bei über 20Watt. Das geht nie gut.

In solchen Fällen sind Schottkydioden wie MBR 20200CT (2x10A), TO220 erforderlich. (Pollin.de)
Diese müssen zur Kühlung isoliert auf einen Kühlkörper geschraubt werden.

Welche Dioden hast du verwendet?

Die Dioden werden im normalen Betrieb immer heiß. Nur wenn eine Verschattung die Spannung eines Strings vermindert, dann sperrt die Dioden den Rückfluss und wird nicht heiß.

 

 

 

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 10 Monaten von wsm

   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 6616
 

Veröffentlicht von: @win

Egal wieviel Strom die abkönnen: Die Verlustleistung muss abgeführt werden. Und bei Dioden, die in einem MC4 Stecker verbaut sind, ist das kaum vorstellbar.

So sehe ich das auch.

Aus diesem Grund habe ich an jedem string ne träge 16a Sicherung damit der rückstrom in den string 20A nicht überschreitet.

Projekt 48kWh / 12kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
-- Sammelthread PV Anlagen Beispiele Umsetzung --
Die "Energiewende" kostet eine Kugel Eis..... pro kWh.


   
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(@paegi)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 7
Themenstarter  

Hallo,

erst einmal danke für die bisherigen Antworten.

Ich habe ein Bild gezeichnet, aber anscheinend „darf“ ich noch keine Anhänge anfügen. Wenn ich meinen Post bearbeitet steht rechts unten „ No more attachments are allowed today“

Ich habe die Sperrdioden über Amazon gekauft (siehe Link). Ein guter Freund hat ebenfalls solche Dioden verbaut und hat damit keine Probleme.
Kann es ggf. daran liegen, dass meine Module verschattungsresistent sind und schon je Modul 3 Bypass-Dioden verbaut haben?

MC-D 2 Stück 1000-V-Solar-PV-Steckverbinderteile mit Eingebauter Anti-Rückfluss-Diode IP68 Wasserdicht für Den Anschluss von Solarmodulen(20A) Link entfernt

 


   
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(@paegi)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 7
Themenstarter  

Anbei die Zeichnung. Die Module befinden sich aufgeständert auf einem Flachdach mit genügend Abstand zwischen den Reihen, so dass sie sich möglichst lange nicht gegenseitig verschatten.


   
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(@paddy72)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 460
 

Was genau sind das für Dioden, Bezeichnung, am besten datasheet?

Im Extremfall müßten sie 12A aushalten! Bei Si-Dioden wäre der Spannungsabfall in Flußrichtung mind. 0,7V bei Belastung geht das hoch auf 1,5V oder mehr!

Das sind also bis zu 20W Verlustleistung pro Diode! Da braucht es einen recht ordentlichen Kühlkörper - mind handflächengroß mit ordentlichen Kühlrippen! Der muß dann von Luft umströmt werden, also nicht in irgendwelchen Teilen verbaut, schon gar nicht in einem kleinen Stecker!

Was soll das überhaupt bringen? Die Dioden sind in normaler Flußrichtung geschaltet? Meinst Du nicht eher Bypassdioden?

Es gibt gute 2-fach Schottkydioden, die haben weniger Spannungsabfall - brauchen aber auch einen Kühlkörper!


   
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Win
 Win
(@win)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 5318
 

Miss mal den Spannungsabfall und den Strom, möglichst wenn ordentlich die Sonne draufscheint. Daran kann man die Verlustleistung berechnen. Oder bestrome die mal an einem Labornetzteil mit 3-5 A und schau mal, was da dann für eine Spannung abfällt. Das gibt schon erste Hinweise. 

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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6197
 

Veröffentlicht von: @voltmeter

Veröffentlicht von: @win

Egal wieviel Strom die abkönnen: Die Verlustleistung muss abgeführt werden. Und bei Dioden, die in einem MC4 Stecker verbaut sind, ist das kaum vorstellbar.

So sehe ich das auch.

Aus diesem Grund habe ich an jedem string ne träge 16a Sicherung damit der rückstrom in den string 20A nicht überschreitet.

Halte dich an den Rat von Voltmeter.

Im Normalfall brauchst du garkeine Dioden, selbst bei 4 parallelen Strings geht das noch, wenn auch knapp. Die Dioden brauchst du auch nicht wegen Verschattung, sondern nur wegen Kurzschlusss zwischen den Panelleitungen.

Für den Fall reichen bei 4 Strings  auch Sicherungen. Und du bist die völlig nutzlose Verlustleistung in Dioden auch los.

 

 

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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 wsm
(@wsm)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 60
 

Veröffentlicht von: @carolus

Die Dioden brauchst du auch nicht wegen Verschattung, sondern nur wegen Kurzschlusss zwischen den Panelleitungen.

Oh nein !

Die Dioden dienen nur als Schutz für die Panele in Reihe. Bei einer Verschattung bricht der Strom an einem Panel ein, die Spannung geht gegen null.
Liefert das andere Panel Strom, dann entsteht am ersten Panel eine umgekehrt gepolte Spannung und die Zellen werden beschädigt.

Genau das verhindert diese Schutzdiode die normal zu jedem Panel gehört..

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 10 Monaten 2 mal von wsm

   
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 wsm
(@wsm)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 60
 

Ein anderes Thema sind Sperrdioden.

Die hast du (Paegi) auch richtig eingebaut. 

Diese verhindern den Stromfluss über eine hier senkrechte Reihe von Panels, wenn diese wegen einer Verschattung eine geringere Spannung liefern als die senkrechte Nachbarreihe.

Zu beachten ist, dass Sperrspannung der Dioden größer sein muss als die Stringspannung.
In diesem Fall ist eine Sperrspannung von mindestens 120V erforderlich.
Ist diese Spannung nicht ausreichend, dann rauchen die Dioden auch ab.

Hier sind die Schottkydioden MBR 20200CT genau richtig! (Sperrspannung 200V, Strom bis 20A)

 

 


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6197
 

Veröffentlicht von: @wsm

Veröffentlicht von: @carolus

Die Dioden brauchst du auch nicht wegen Verschattung, sondern nur wegen Kurzschlusss zwischen den Panelleitungen.

Oh nein !

Die Dioden dienen nur als Schutz für die Panele in Reihe. Bei einer Verschattung bricht der Strom an einem Panel ein, die Spannung geht gegen null.
Liefert das andere Panel Strom, dann entsteht am ersten Panel eine umgekehrt gepolte Spannung und die Zellen werden beschädigt.

Genau das verhindert diese Schutzdiode die normal zu jedem Panel gehört..

Das siehst du komplett falsch. Es beginnt damit, dass die Spannung eines Panels bei Verschattung nicht zu null geht.

Und der Strom übrigens auch nicht....

Die komplette Erklärung findest du im Wiki.

 

 

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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6197
 

Veröffentlicht von: @wsm

Ein anderes Thema sind Sperrdioden.

Die hast du (Paegi) auch richtig eingebaut. 

Diese verhindern den Stromfluss über eine hier senkrechte Reihe von Panels, wenn diese wegen einer Verschattung eine geringere Spannung liefern als die senkrechte Nachbarreihe.

Zu beachten ist, dass Sperrspannung der Dioden größer sein muss als die Stringspannung.
In diesem Fall ist eine Sperrspannung von mindestens 120V erforderlich.
Ist diese Spannung nicht ausreichend, dann rauchen die Dioden auch ab.

Hier sind die Schottkydioden MBR 20200CT genau richtig! (Sperrspannung 200V, Strom bis 20A)

 

 

Und das ist deswegen auch komplett falsch. Weil ein Panel bei null Volt anliegend nicht niederohmig ist.

 

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(@paegi)
Vorsichtiger Stromfühler
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Beiträge: 7
Themenstarter  

@carolus Danke für den Tipp und danke an alle für die bisherigen Antworten und Kommentare.

Ich habe auch einmal direkt bei Trina Solar angefragt, doch da hat man mich auf die Montageanleitung (User Manual) verwiesen. In dieser werden Sperrdioden bei paralleler Verschaltung in den positiven Strang gebaut. Ich habe noch ein paar 15A 1000V MC4 Sperrdioden und werde die dann bei Gelegenheit an eben dieser Stelle installieren.

Sollte es dann immer noch Probleme geben, lasse ich sie wohl besser ganz weg, oder installiere wie hier empfohlen, eine träge Sicherung.

Als MPPT nutze ich übrigens einen 150/70 TR von Victron.

 


   
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Durchgebrannte Sper...
 
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