DE102014224486A1

DE102014224486A1 - Method and device for detecting a type of shading of a photovoltaic system

Info

Publication number: DE102014224486A1
Application number: DE102014224486.2A
Authority: DE
Inventors: Marcus Flohr; Martin Weiss; Kathrin Klee
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-06-02
Also published as: ITUB20155968A1; AU2015264790A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (440) zum Erkennen einer Abschattungsart (132) eines Fotovoltaiksystems (100). Das Verfahren umfasst zumindest einen Schritt des Ermittelns (442) zumindest einer ersten Knickstelle (124; 224; 324) in einer dem Fotovoltaiksystem (100) zugeordneten ersten Kennlinie (118; 218; 318) zu einem ersten Zeitpunkt und zumindest einer zweiten Knickstelle (126; 224; 324) in einer dem Fotovoltaiksystem (100) zugeordneten zweiten Kennlinie (120; 218; 318) zu einem zweiten Zeitpunkt sowie einen Schritt des Bestimmens (444) der Abschattungsart des Fotovoltaiksystems (100) zur Erkennung einer Verschattung und/oder einer Verschmutzung unter Verwendung der ersten Knickstelle (124; 224; 324) und der zweiten Knickstelle (126; 224; 324). Dabei repräsentieren die erste Kennlinie (118; 218; 318) und die zweite Kennlinie (120; 218; 318) eine Kennlinie (118, 120; 218; 318), die unter Verwendung eines durch den Betrieb des Fotovoltaiksystems (100) erzeugten Stroms und Spannung bestimmt wird.The invention relates to a method (440) for detecting a type of shading (132) of a photovoltaic system (100). The method comprises at least one step of determining (442) at least one first kink (124; 224; 324) in a first characteristic (118; 218; 318) associated with the photovoltaic system (100) at a first time and at least one second kink (126 224; 324) in a second characteristic (120; 218; 318) associated with the photovoltaic system (100) at a second time and a step of determining (444) the shading type of the photovoltaic system (100) to detect shading and / or fouling using the first kink (124; 224; 324) and the second kink (126; 224; 324). In this case, the first characteristic curve (118, 218, 318) and the second characteristic curve (120, 218, 318) represent a characteristic curve (118, 120, 218, 318) which is generated using a current generated by the operation of the photovoltaic system (100) Tension is determined.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems, auf eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.The present invention relates to a method for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system, to a corresponding device for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system and to a corresponding computer program.

Eine lokale Abschattung eines Fotovoltaikgenerators hat teils einen erheblichen Ertragsverlust zur Folge. Es bestehen unterschiedliche Möglichkeiten, einen solchen Ertragsverlust zu detektieren. Zurzeit werden Systeme eingesetzt, die über modellbasierte Ansätze einen Sollertrag des Fotovoltaikgenerators ermitteln und diesen dann mit den Ertragsmessungen des eigentlichen Systems vergleichen. Zur Ermittlung des Sollertrags werden entweder Wetterdaten von Satelliten ausgewertet oder direkt Einstrahlungswerte am Fotovoltaikgenerator mit gemessen. Auf Basis der Abweichung (kumulativ oder zeitlich aufgelöst) wird für jeden Fehler in einer vorgegebenen Liste die Wahrscheinlichkeit abgeschätzt, dass dieser Fehler vorliegt. Eine eindeutige Differenzierung der Fehlerfälle ist nicht möglich. Aufgrund der Messunsicherheiten sind Verschattungen nur bei Leistungsminderungen von etwa größer 5% erkennbar. Voraussetzung für diese Methoden ist ein Online-Zugang für den Satelliten-basierten Ansatz oder ein zusätzlicher Einstrahlungssensor für Offline-Geräte.A local shading of a photovoltaic generator partly results in a significant loss of revenue. There are different ways to detect such a loss of revenue. At present, systems are used which determine a desired yield of the photovoltaic generator via model-based approaches and then compare this with the yield measurements of the actual system. To determine the target yield, either weather data from satellites are evaluated or direct irradiation values at the photovoltaic generator are measured. Based on the deviation (cumulative or temporally resolved), the probability of this error being estimated is estimated for each error in a given list. A clear differentiation of the error cases is not possible. Due to the uncertainties of the measurement, shading is only noticeable if the performance is reduced by more than 5%. These methods require online access for the satellite-based approach or an additional insolation sensor for offline devices.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2012 217 878 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen zumindest einer schaltenden Bypassdiode in einem Fotovoltaiksystem.The publication DE 10 2012 217 878 A1 describes a method and an apparatus for detecting at least one switching bypass diode in a photovoltaic system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems, weiterhin eine Vorrichtung zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems, wobei die Vorrichtung dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the approach presented here, a method for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system, a device for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system, wherein the device uses this method and finally presented a corresponding computer program according to the main claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Eine Ursachen-Identifizierung von Abschattungen kann über eine Auswertung von Kennlinien eines Fotovoltaikgenerators erfolgen. In einem Fotovoltaiksystem können Zellstränge zur Vermeidung von durch eine Abschattung verursachten Hotspots oder anderer Fehler überbrückt werden, beispielsweise mittels einer Bypassdiode. Jede schaltende Bypassdiode in einem Fotovoltaiksystem bedeutet einen abgekoppelten Zellstrang beziehungsweise einen Zellstrang, der keinen Ertrag liefert. Im Wechselrichter des Fotovoltaiksystems kann eine Kennlinie des Fotovoltaiksystems aufgezeichnet werden, die in aktuellen Fotovoltaiksystemen beispielsweise verwendet wird, um einen Arbeitspunkt für den gesamten Modulstrang zu bestimmen, in dem das jeweilige Fotovoltaik-Modul die höchstmögliche Leistung abgeben kann. Die Kennlinie kann entsprechend aufbereitet und ausgewertet werden, um hieraus auf eine Abschattungsart zu schließen. Dabei kann bei der Abschattungsart zumindest zwischen einer Verschmutzung und einer lokalen Verschattung unterschieden werden.A cause identification of shadowing can be done via an evaluation of characteristics of a photovoltaic generator. In a photovoltaic system, cell strings can be bridged to avoid hot spots or other errors caused by shadowing, for example by means of a bypass diode. Each switching bypass diode in a photovoltaic system means a decoupled cell strand or a cell strand, which provides no yield. In the inverter of the photovoltaic system, a characteristic of the photovoltaic system can be recorded, which is used in current photovoltaic systems, for example, to determine an operating point for the entire module strand in which the respective photovoltaic module can deliver the highest possible performance. The characteristic curve can be prepared and evaluated accordingly, in order to conclude from this a shading type. It can be distinguished in the Abschattungsart at least between a pollution and a local shading.

Es wird ein Verfahren zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen einer ersten Kennlinie und einer zweiten Kennlinie, wobei die erste und zweite je eine Kennlinie repräsentieren, die unter Verwendung eines durch den Betrieb des Fotovoltaiksystems erzeugten Stroms und Spannung bestimmt wird;
Ermitteln zumindest einer ersten Knickstelle in einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten ersten Kennlinie zu einem ersten Zeitpunkt und zumindest einer zweiten Knickstelle in einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten zweiten Kennlinie zu einem zweiten Zeitpunkt;
Bestimmen der Abschattungsart des Fotovoltaiksystems zur Erkennung einer Verschattung und/oder einer Verschmutzung unter Verwendung der ersten Knickstelle und der zweiten Knickstelle; und
Ausgeben eines die Abschattungsart repräsentierenden Abschattungssignals.A method for detecting a type of shading of a photovoltaic system is presented, the method comprising the following steps:
Detecting a first characteristic and a second characteristic, the first and second each representing a characteristic determined using a current and voltage generated by the operation of the photovoltaic system;
Determining at least a first kink in a photovoltaic system associated with the first characteristic at a first time and at least a second kink in a photovoltaic system associated second characteristic at a second time;
Determining the shading type of the photovoltaic system to detect shading and / or fouling using the first kink and the second kink; and
Outputting a shading signal representing the shading type.

Unter einem Fotovoltaiksystem kann eine Fotovoltaikanlage, auch PV-Anlage genannt, oder ein Teil einer Fotovoltaikanlage verstanden werden. Ein Fotovoltaiksystem kann einen Teil der Sonnenstrahlung mittels Solarzellen in elektrische Energie umwandeln. Die direkte Art der Energiewandlung in einem Fotovoltaiksystem kann als Fotovoltaik bezeichnet werden. In einem Fotovoltaiksystem können einzelne Solarmodule in Reihe zu einem sogenannten String verschaltet werden. Die Solarmodule eines Fotovoltaiksystems können als Solargenerator bezeichnet werden. Das Fotovoltaiksystem kann einen Wechselrichter aufweisen, wobei in dem Wechselrichter der in den Solarmodulen entstehende Gleichstrom in Wechselstrom gewandelt werden kann. Der Wechselrichter kann ausgebildet sein, eine Kennlinie des Fotovoltaiksystems beziehungsweise eine Kennlinie eines Solarmoduls und/oder Zellstrangs aufzuzeichnen beziehungsweise zu vermessen. Diese Kennlinie ist dann dem Fotovoltaikmodul (für eine bestimme Zeitspanne) zugeordnet. Bei der Kennlinie kann es sich um eine Strom-Spannungs-Kennlinie oder um eine Leistungs-Spannungs-Kennlinie und gleichzeitig oder alternativ um eine von den genannten Kennlinien abgeleitete Kennlinie handeln. Eine Strom-Spannungs-Kennlinie kann als eine I-U-Kennlinie bezeichnet werden. Eine Leistungs-Spannungs-Kennlinie kann als eine P-U-Kennlinie bezeichnet werden. In einer Leistungs-Spannungs-Kennlinie kann die erzeugte Systemleistung in Abhängigkeit von der Systemspannung aufgetragen werden. Bei der Kennlinie kann es sich um ein Strom-Spannungs-Diagramm handeln. Bei der Kennlinie kann es sich um ein Leistungs-Spannungs-Diagramm handeln. Bei der Kennlinie kann es sich auch um einen Teil beziehungsweise einen Teilabschnitt einer Kennlinie handeln. A photovoltaic system can be understood as meaning a photovoltaic system, also called a PV system, or a part of a photovoltaic system. A photovoltaic system can convert part of the solar radiation into electrical energy by means of solar cells. The direct type of energy conversion in a photovoltaic system can be referred to as photovoltaic. In a photovoltaic system, individual solar modules can be connected in series to form a so-called string. The solar modules of a photovoltaic system can be called a solar generator. The photovoltaic system may comprise an inverter, wherein in the inverter, the direct current produced in the solar modules can be converted into alternating current. The inverter can be designed to record or measure a characteristic curve of the photovoltaic system or a characteristic of a solar module and / or cell string. This characteristic is then assigned to the photovoltaic module (for a certain period of time). The characteristic may be a current-voltage characteristic or a power-voltage characteristic. Characteristic and at the same time or alternatively act around a characteristic derived from said characteristics curve. A current-voltage characteristic may be referred to as an IU characteristic. A power-voltage characteristic may be referred to as a PU characteristic. In a power-voltage characteristic, the generated system power can be plotted as a function of the system voltage. The characteristic can be a current-voltage diagram. The characteristic can be a power-voltage diagram. The characteristic curve can also be a part or a subsection of a characteristic curve.

Ein Solarmodul und/oder ein Zellstrang kann in Serie beziehungsweise in Reihe und gleichzeitig oder alternativ parallel geschaltete Solarzellen aufweisen. Ein Solarmodul und/oder ein Zellstrang kann durch zumindest eine elektrische Kennlinie charakterisiert werden. Bei einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Solarmodulen und/oder Zellsträngen kann antiparallel zu jedem Solarmodul und/oder Zellstrang eine Bypassdiode geschaltet sein. Eine Bypassdiode kann als eine Freilaufdiode bezeichnet werden. Ein maximaler Strom und eine Sperrspannung der Bypassdiode können den Stromwerten und Spannungswerten des Solarmoduls und/oder Zellstrangs gleichen. Eine Bypassdiode kann als eine aktive Bypassdiode bezeichnet werden, wenn der Strom bei in Reihe geschalteten Solarmodulen und/oder Zellsträngen durch die Bypassdiode eines Solarmoduls und/oder Zellstrangs fließt. A solar module and / or a cell strand may have in series or in series and simultaneously or alternatively parallel-connected solar cells. A solar module and / or a cell string can be characterized by at least one electrical characteristic. In the case of a plurality of solar modules and / or cell strings connected in series, a bypass diode may be connected in antiparallel to each solar module and / or cell string. A bypass diode may be referred to as a freewheeling diode. A maximum current and a blocking voltage of the bypass diode can be equal to the current values and voltage values of the solar module and / or cell strand. A bypass diode may be referred to as an active bypass diode when the current flows through the bypass diode of a solar module and / or cell string in series connected solar modules and / or cell strings.

Im Schritt des Ermittelns kann eine von der Kennlinie abgeleitete (Ableit-)Kennlinie bestimmt werden, um unter Verwendung der abgeleiteten Kennlinie die Knickstelle zu bestimmen. Dabei kann es sich bei der abgeleiteten Kennlinie um eine Ableitung, Integration oder Transformation der Strom-Spannungs-Kennlinie und gleichzeitig oder alternativ der Leistungs-Spannungs-Kennlinie handeln. Bei der (Ableitkennlinie (d. h. der von der erfassten Kennlinie abgeleiteten Kennlinie) kann es sich um eine von der Leistungs-Spannungs-Kennlinie abgeleitete Kennlinie handeln. Unter einer abgeleiteten Kennlinie kann eine Kennlinie verstanden werden, die einer Differenzialrechnung unterzogen wurde. Hierzu kann eine Ableitung beziehungsweise ein Differenzialquotient der Kennlinie gebildet werden. Bei der Ableitung kann es sich um eine erste Ableitung oder alternativ um eine höhere wie beispielsweise eine zweite Ableitung handeln. Bei der darauf abgeleiteten Kennlinie (d. h. der Ableitkennlinie) kann es sich um eine in einen anderen Parameterraum transformierte Strom-Spannungs-Kennlinie und/oder Leistungs-Spannungs-Kennlinie handeln. Bei einer in einen anderen Parameterraum transformierten Kennlinie kann es sich beispielsweise um eine fouriertransformierte Kennlinie handeln. Eine transformierte Kennlinie kann einfach und effizient ausgewertet werden. Unter einer Knickstelle kann es sich vorliegend um eine Stelle der Kennlinie oder der abgeleiteten Kennlinie handeln, an der ein Sprung oder zumindest eine Diskontinuität der Steigung vorliegt. Beispielsweise kann innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereichs um die Knickstelle das Vorzeichen der Steigung der Kennlinie oder der abgeleiteten Kennlinie wechseln und/oder die Steigung der Kennlinie oder der abgeleiteten Kennlinie ihren Betrag um mehr als das Doppelte verändern.In the step of determining, a characteristic derived from the characteristic can be determined to determine the kink using the derived characteristic. In this case, the derived characteristic may be a derivative, integration or transformation of the current-voltage characteristic and, simultaneously or alternatively, the power-voltage characteristic. The derivative characteristic (that is, the characteristic derived from the detected characteristic) may be a characteristic derived from the power-voltage characteristic, and a derivative characteristic may be a characteristic that has been subjected to a differential calculation The derivative can be a first derivative or, alternatively, a higher derivative, such as a second derivative, and the characteristic derived therefrom (ie, the derivative characteristic) can be transformed into another parameter space For example, a characteristic curve transformed into another parameter space can be a Fourier-transformed characteristic curve, and a transformed characteristic curve can be evaluated simply and efficiently In this case, h is a position of the characteristic curve or the derived characteristic curve at which there is a jump or at least a discontinuity of the gradient. For example, within a predefined tolerance range around the kink, the sign of the gradient of the characteristic curve or of the derived characteristic curve can change and / or the slope of the characteristic curve or the derived characteristic curve can change its magnitude by more than twice.

Ferner kann im Schritt des Ausgebens ein die Abschattungsart repräsentierendes Abschattungssignal an einen Nutzer oder eine Steuer- bzw. Informationseinheit ausgegeben werden, beispielsweise um ein Nachführen des Solarmoduls zu einer Ausrichtung mit einer besseren Einstrahlung pro Flächeneinheit oder eine Information an einen Reinigungsdienst zur Reinigung des Solarmoduls zu veranlassen. Further, in the step of outputting, a shading signal representing the shading type may be output to a user or an information unit, for example, for guiding the solar module to an orientation with a better irradiation per unit area or an information to a cleaning service for cleaning the solar module cause.

Im Schritt des Bestimmens kann eine Beziehung eines Parameters der zweiten Knickstelle zu einem Parameter der ersten Knickstelle bestimmt werden, um die Verschattung und ergänzend oder alternativ die Verschmutzung des Fotovoltaiksystems zu bestimmen. Unter einer solchen Beziehung kann eine Veränderung der Lage (bzw. eines Parameters) der Knickstelle in der zweiten Kennlinie gegenüber der Lage (bzw. eines Parameters) der Knickstelle in der ersten Kennlinie verstanden werden. Beispielsweise kann hierzu als Parameter ein Strom-/Spannungs- oder Leistungswert, den das Fotovoltaiksystem an der ersten Knickstelle aufweist, in Beziehung zu einem Strom-/Spannungs- oder Leistungswert gesetzt werden, den das Fotovoltaiksystem an der zweiten Knickstelle aufweist. Ein solches In-Beziehung-Setzen kann auch als ein Bestimmen eines zeitlich dynamischen Verhaltens verstanden werden, obwohl lediglich zwei separat erfasste Parameter miteinander vergleichen werden. So kann ein über einen Betrachtungszeitraum erkennbares dynamisches Verhalten der Knickstelle auf eine lokale Verschattung hinweisen. Eine Verschmutzung kann durch kein oder ein geringes dynamisches Verhalten der Knickstelle über die Zeit charakterisiert sein.In the determining step, a relationship of a parameter of the second kink to a parameter of the first kink may be determined to determine the shading and, additionally, or alternatively, the fouling of the photovoltaic system. Such a relationship can be understood to mean a change in the position (or a parameter) of the kink in the second characteristic curve relative to the position (or a parameter) of the kink in the first characteristic curve. For example, as a parameter, a current / voltage or power value that the photovoltaic system has at the first kink may be related to a current / voltage or power value that the photovoltaic system has at the second kink. Such an association may also be understood as determining a time-dynamic behavior, although only two separately detected parameters will be compared with each other. Thus, a recognizable over a period of observation dynamic behavior of the kink point to a local shading point. Contamination can be characterized by no or little dynamic behavior of the kink over time.

Ferner kann im Schritt des Bestimmens die Beziehung des Parameters unter Verwendung einer Änderung eines Stromwertes der zweiten Knickstelle gegenüber einem Stromwert der ersten Knickstelle und/oder einer Änderung eines Spannungswertes der zweiten Knickstelle gegenüber einem Spannungswert der ersten Knickstelle und/oder eine Änderung einer Leistung an der zweiten Knickstelle gegenüber einer Leistung an der ersten Knickstelle ermittelt werden. So kann es sich bei der Kennlinie um eine Strom-Spannungs-Kennlinie oder eine Leistungs-Spannungs-Kennlinie handeln. Dabei kann im Schritt des Bestimmens das zeitliche dynamische Verhalten der Knickstelle unter Verwendung eines Werts der Knickstelle auf der Abszisse oder der Ordinate der Kennlinie bestimmt werden.Further, in the step of determining, the relationship of the parameter may be determined using a change in a current value of the second kink against a current value of the first kink and / or a change in a value of the second kink against a voltage value of the first kink and / or a change in power at the kink second kink against a performance at the first kink are determined. Thus, the characteristic may be a current-voltage characteristic or a power-voltage characteristic. In this case, in the step of determining the temporal dynamic Behavior of the kink be determined using a value of the kink on the abscissa or the ordinate of the characteristic.

Günstig ist es auch, wenn im Schritt des Bestimmens eine von einer Abschattung betroffene Fläche des Fotovoltaiksystems und ergänzend oder alternativ ein Abschattungsgrad der betroffenen Fläche unter Verwendung der ersten Kennlinie und der ersten Knickstelle sowie eine von einer Abschattung betroffene Fläche des Fotovoltaiksystems und ergänzend oder alternativ ein Abschattungsgrad der betroffenen Fläche unter Verwendung der zweiten Kennlinie und der zweiten Knickstelle und ergänzend oder alternativ daraus abgeleiteten Größen ermittelt wird, um die Abschattungsart zu bestimmen. So kann eine Koordinate der Knickstelle eine betroffene Fläche des Fotovoltaiksystems oder einen Abschattungsgrad repräsentieren.It is also favorable if, in the step of determining, a surface of the photovoltaic system affected by shading and additionally or alternatively a degree of shading of the affected surface using the first characteristic and the first kink and a surface of the photovoltaic system affected by shading, and additionally or alternatively Shadow level of the affected area using the second curve and the second kink and additionally or alternatively derived therefrom variables is determined to determine the Abschattungsart. Thus, a coordinate of the kink may represent an affected area of the photovoltaic system or a level of shading.

Günstig ist es auch, wenn im Schritt des Ermittelns zumindest eine dritte Knickstelle in zumindest einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten charakteristischen dritten Kennlinie zu zumindest einem dritten Zeitpunkt ermittelt wird. Dabei kann der zumindest dritte Zeitpunkt zu dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt verschieden sein. Im Schritt des Bestimmens kann die Abschattungsart unter Verwendung zumindest der dritten Knickstelle bestimmt werden. Ferner können im Schritt des Ermittelns Knickstellen in einer Vielzahl von dem Fotovoltaiksystem zugeordneten Kennlinien ermittelt werden, wobei jede Kennlinie der Vielzahl von Kennlinien zu einem anderen Zeitpunkt ermittelt wird. Im Schritt des Bestimmens kann die Abschattungsart unter Verwendung der Vielzahl von Kennlinien bestimmt werden. So kann ein robustes Verfahren geschaffen werden.It is also favorable if, in the step of determining at least one third kink in at least one of the photovoltaic system associated characteristic third characteristic is determined at least a third time. In this case, the at least third time may be different at the first time and the second time. In the step of determining, the shading type may be determined using at least the third kink. Further, in the step of determining kinks in a plurality of the photovoltaic system associated characteristics can be determined, each characteristic of the plurality of characteristics is determined at a different time. In the step of determining, the shading type may be determined by using the plurality of characteristics. So a robust process can be created.

Im Schritt des Bestimmens kann eine Varianz und ergänzend oder alternativ eine Streuung und ergänzend oder alternativ eine Abweichung von einem Mittelwert und ergänzend oder alternativ eine Abweichung von einem Median und ergänzend oder alternativ ein stochastisches Moment höherer Ordnung der ersten Knickstelle und der zweiten Knickstelle und zumindest der dritten Knickstelle bestimmt werden und die Verschattung und ergänzend oder alternativ die Verschmutzung des Fotovoltaiksystems unter Verwendung der Varianz und ergänzend oder alternativ der Streuung und ergänzend oder alternativ der Abweichung von dem Mittelwert und ergänzend oder alternativ der Abweichung von dem Median und ergänzend oder alternativ dem stochastischen Moment höherer Ordnung bestimmt werden. So kann das dynamische Verhalten der Knickstelle über die Zeit über verschiedene Parameter bestimmt oder ausgewertet werden.In the step of determining, a variance and, additionally or alternatively, a variance and additionally or alternatively a deviation from a mean and additionally or alternatively a deviation from a median and additionally or alternatively a higher order stochastic moment of the first kink and the second kink and at least the third and the shading and, additionally or alternatively, the contamination of the photovoltaic system using the variance and supplementing or alternatively the scattering and additionally or alternatively the deviation from the mean and additionally or alternatively the deviation from the median and additionally or alternatively the stochastic moment higher order. Thus, the dynamic behavior of the kink can be determined or evaluated over time via various parameters.

In einem zusätzlichen Schritt des Ermittelns können eine vierte Knickstelle in einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten vierten Kennlinie zu einem vierten Zeitpunkt und eine fünfte Knickstelle in einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten fünften Kennlinie zu einem fünften Zeitpunkt ermittelt werden. Dabei können die vierte Kennlinie und die fünfte Kennlinie jeweils eine Kennlinie repräsentieren, die unter Verwendung eines durch den Betrieb des Fotovoltaiksystems erzeugten Stroms und Spannung bestimmt werden. Der zusätzliche Schritt des Ermittelns kann nach dem Schritt des Ermittelns ausgeführt werden. Alternativ kann der zusätzliche Schritt des Ermittelns parallel zum Schritt des Ermittelns ausgeführt werden. In einem zusätzlichen Schritt des Bestimmens kann eine zusätzliche Abschattungsart des Fotovoltaiksystems zur Erkennung einer Verschattung und ergänzend oder alternativ einer Verschmutzung unter Verwendung der vierten Knickstelle und der fünften Knickstelle bestimmt werden. Ferner kann in einem Schritt des Validierens nach dem zusätzlichen Schritt des Bestimmens die im Schritt des Bestimmens bestimmte Abschattungsart und die im zusätzlichen Schritt des Bestimmens bestimmte zusätzliche Abschattungsart verglichen werden, um die Abschattungsart zu validieren. So kann die Abschattungsart weiter differenziert werden.In an additional step of determining, a fourth kink in a photovoltaic system associated fourth characteristic at a fourth time and a fifth kink in a photovoltaic system associated fifth characteristic at a fifth time can be determined. In this case, the fourth characteristic curve and the fifth characteristic curve can each represent a characteristic curve which is determined using a current and voltage generated by the operation of the photovoltaic system. The additional step of determining may be performed after the step of determining. Alternatively, the additional step of determining may be performed in parallel with the step of determining. In an additional step of determining, an additional shading type of the photovoltaic system for detecting a shading and additionally or alternatively a contamination using the fourth kink and the fifth kink can be determined. Further, in a step of validating after the additional step of determining, the shading type determined in the step of determining and the additional shading type determined in the additional step of determining may be compared to validate the shading type. Thus, the type of shading can be further differentiated.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern beziehungsweise umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also provides a device for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system, wherein the device is designed to perform the steps of a variant of a method presented here for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system in corresponding devices to drive or implement. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems kann eine Überwachungseinrichtung verstanden werden. Die Vorrichtung kann in einen Wechselrichter des Fotovoltaiksystems integriert sein. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.A device for detecting a type of shading of a photovoltaic system can be understood to mean a monitoring device. The device may be integrated in an inverter of the photovoltaic system. In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.

Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Fotovoltaiksystems mit einer Vorrichtung zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a photovoltaic system with a device for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

2 eine beispielhafte Diagrammdarstellung einer Strom-Spannungs-Kennlinie eines Fotovoltaiksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 an exemplary diagram of a current-voltage characteristic of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

3 eine beispielhafte Diagrammdarstellung einer Leistungs-Spannungs-Kennlinie eines Fotovoltaiksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 an exemplary diagram of a power-voltage characteristic of a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention;

4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 4 a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention; and

5 ein weiteres Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 another flowchart of a method according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fotovoltaiksystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fotovoltaiksystem 100 umfasst zwei Solarmodule 102 sowie einen Wechselrichter 104. Ein Solarmodul 102 weist zwei Zellstränge 106 mit in Reihe geschalteten Solarzellen 108 und je einer hierzu antiparallel geschalteten Bypassdiode 110 auf. Der Wechselrichter 104 ist ausgebildet, die in den Solarmodulen 102 entstehende Gleichspannung in Wechselspannung zu wandeln. Der Wechselrichter 104 weist eine Schnittstelle zum Anschluss der Gleichspannung aus den Solarmodulen 102 auf. Die Schnittstelle ist ausgebildet, die anliegende Gleichspannung zu erfassen und eine Kennlinie zu erstellen. Der Wechselrichter 104 weist weiterhin eine Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart des Fotovoltaiksystems 100 auf. Wenn im Normalbetrieb des Fotovoltaiksystems 100 zumindest eine Bypassdiode 110 aktiv ist, kann diese dadurch erkannt werden, dass sie während des Aufnehmens einer Kennlinie schaltet. Eine schaltende Bypassdiode führt zu einer Knickstelle in der aufgenommenen Kennlinie. Das Aufnehmen der Kennlinie kann während eines Analysebetriebs des Fotovoltaiksystems 100 erfolgen, indem die Kennlinie durchfahren wird. Der Wechselrichter umfasst eine weitere Schnittstelle 114, die ausgebildet ist, die Wechselspannung bereitzustellen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die weitere Schnittstelle 114 ausgebildet, eine Meldung über die in der Vorrichtung 112 zum Erkennen der Abschattungsart des Fotovoltaiksystems 100 erkannte Abschattungsart bereitzustellen. 1 shows a schematic representation of a photovoltaic system 100 according to an embodiment of the present invention. The photovoltaic system 100 includes two solar modules 102 as well as an inverter 104 , A solar module 102 has two cell strands 106 with series-connected solar cells 108 and one each for antiparallel connected bypass diode 110 on. The inverter 104 is trained in the solar modules 102 to convert the resulting DC voltage into AC voltage. The inverter 104 has an interface for connecting the DC voltage from the solar modules 102 on. The interface is designed to detect the applied DC voltage and to create a characteristic curve. The inverter 104 also has a device 112 for detecting a Abschattungsart the photovoltaic system 100 on. When in normal operation of the photovoltaic system 100 at least one bypass diode 110 is active, it can be recognized by switching during the recording of a characteristic curve. A switching bypass diode leads to a kink in the recorded characteristic. The recording of the characteristic may be during an analysis operation of the photovoltaic system 100 done by the characteristic is traversed. The inverter includes another interface 114 that is configured to provide the AC voltage. In a further embodiment, the further interface 114 formed a message about the in the device 112 for detecting the Abschattungsart the photovoltaic system 100 to provide recognized shading.

Die Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems 100 ist ausgebildet in entsprechenden Einrichtungen ein Verfahren zum Erkennen der Abschattungsart des Fotovoltaiksystems 100, wie es in 4 näher beschrieben wird, auszuführen. Die Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems 100 umfasst in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schnittstelle 116 zum Einlesen einer dem Fotovoltaiksystem 100 zugehörigen oder zugeordneten ersten Kennlinie 118 und zum Einlesen einer dem Fotovoltaiksystem 100 zugehörigen oder zugeordneten zweiten Kennlinie 120, eine Einrichtung 122 zum Ermitteln einer ersten Knickstelle 124 in der ersten Kennlinie 120 zu einem ersten Zeitpunkt und einer zweiten Knickstelle 126 in der zweiten Kennlinie 120 zu einem zweiten Zeitpunkt, eine Einrichtung 128 zum Bestimmen der Abschattungsart des Fotovoltaiksystems 100 zur Erkennung einer Verschattung und/oder einer Verschmutzung unter Verwendung der ersten Knickstelle 124 und der zweiten Knickstelle 126. Dabei repräsentieren die erste Kennlinie 118 und die zweite Kennlinie 120 eine Kennlinie, die unter Verwendung eines durch den Betrieb des Fotovoltaiksystems 100 erzeugten Stroms und Spannung bestimmt wird. Weiterhin weist die Vorrichtung 112 in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schnittstelle 130 zum Bereitstellen der Abschattungsart 132 auf.The device 112 for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system 100 is formed in corresponding devices, a method for detecting the Abschattungsart the photovoltaic system 100 as it is in 4 is described in more detail to execute. The device 112 for detecting a Abschattungsart a photovoltaic system 100 includes in the in 1 embodiment shown an interface 116 for reading a the photovoltaic system 100 associated or associated first characteristic 118 and for reading a the photovoltaic system 100 associated or associated second characteristic 120 , An institution 122 for determining a first kink 124 in the first characteristic 120 at a first time and a second kink 126 in the second characteristic 120 at a second time, a facility 128 for determining the shading type of the photovoltaic system 100 to detect shading and / or soiling using the first kink 124 and the second kink 126 , Thereby represent the first characteristic 118 and the second characteristic 120 a characteristic obtained using a through the operation of the photovoltaic system 100 generated current and voltage is determined. Furthermore, the device 112 in the 1 embodiment shown an interface 130 for providing the shading type 132 on.

Bei den Kennlinien 118, 120 handelt es sich um eine Strom-Spannungs-Kennlinie, um eine Leistungs-Spannungs-Kennlinie oder alternativ um auf den genannten Kennlinien basierende Kennlinien. Beispiele für Kennlinien sind in den 2 bis 3 dargestellt.In the characteristics 118 . 120 it is a current-voltage characteristic, a power-voltage characteristic or, alternatively, curves based on said characteristics. Examples of characteristics are in the 2 to 3 shown.

Ein Aspekt der vorgestellten Idee ist die Differenzierung einer Verschmutzung von einer Verschattung durch schattenwerfende Objekte. Als Grundlage dient ein Verfahren zur generellen Erkennung von Abschattung über die entstehenden Knickstellen in der Leistungs-Kennlinie (P-U-Kennlinien) beziehungsweise Strom-Spannungs-Kennlinie (I-U-Kennlinie) eines abgeschatteten Fotovoltaikgenerators 100. Die Verfahren werden je nach Ausführungsbeispiel autark auf einem Wechselrichter 104 implementiert oder auf separaten Diagnose Geräten. Alternativ wird eine Online-Auswertung eingesetzt. One aspect of the idea presented is the differentiation of a contamination from shading by shadow-casting objects. The basis is a method for the general detection of shading on the resulting kinks in the power curve (PU characteristics) or current-voltage characteristic (IU characteristic) of a shaded photovoltaic generator 100 , Depending on the exemplary embodiment, the methods become autonomous on an inverter 104 implemented or on separate diagnostic devices. Alternatively, an online evaluation is used.

Auf Basis einer allgemeinen Erkennung von Abschattung wird die Knickstelle der Leistungs-Kennlinie weitergehend bezüglich ihrer Ordinate, Abszisse sowie den daraus resultierenden Eigenschaften, Abschattungsgrad und betroffene Fläche, ausgewertet. Die Ursache wird dann einem Benutzer mitgeteilt, sodass dieser eventuell mögliche Gegenmaßnahmen einleiten kann, um die volle Leistungsfähigkeit des Fotovoltaikgenerators 100 wieder herzustellen.On the basis of a general detection of shading, the kink of the performance curve is further evaluated with respect to its ordinate, abscissa and the resulting properties, degree of shading and area affected. The cause is then communicated to a user, so that he may initiate possible countermeasures to the full performance of the photovoltaic generator 100 restore.

Die Ursache einer Abschattung kann der Schattenwurf eines sich in der näheren Umgebung des Fotovoltaikgenerators 100 befindlichen geometrischen Objektes sein oder eine Verschmutzung der Generatoroberfläche. In beiden Fällen entsteht in der P-U-Kennlinie beziehungsweise I-U-Kennlinie ein Knick, dessen Ordinate im Wesentlichen abhängig vom Abschattungsgrad ist und dessen Abszisse abhängig von der durch Abschattung betroffenen Fläche ist.The cause of shading may be the shadow cast in the immediate vicinity of the photovoltaic generator 100 be located geometric object or pollution of the generator surface. In both cases, a kink occurs in the PU characteristic or IU characteristic whose ordinate is essentially dependent on the degree of shading and whose abscissa is dependent on the area affected by shading.

Im Falle eines Schattenwurfs zeigt die von der Abschattung betroffene Fläche sowie der dazugehörige Abschattungsgrad, über die Zeit ein dynamisches Verhalten. Des Weiteren ist die Ausbildung des Schattenwurfs von dem Anteil der direkten Sonneneinstrahlung abhängig und zeigt somit ein zufälliges Verhalten. In the case of a shadow cast, the area affected by the shading and the associated level of shading show a dynamic behavior over time. Furthermore, the formation of the shadow is dependent on the proportion of direct sunlight and thus shows a random behavior.

Eine Verschmutzung hingegen verhält sich bezüglich dieser Größen über den Zeitraum ihrer Existenz relativ konstant. Die betroffene Fläche und der Abschattungsgrad ändern sich im Existenzzeitraum kaum und eine Abhängigkeit vom Anteil der direkten Einstrahlung besteht nicht.Pollution, on the other hand, behaves relatively constant with respect to these quantities over the period of their existence. The affected area and the level of shading hardly change during the period of existence and there is no dependency on the proportion of direct irradiation.

Ein Aspekt ist daher die Auswertung der zeitlichen Dynamik einer oder mehrerer der nachfolgenden Größen:

– Existenz einer Knickstelle in der P-U-Kennlinie beziehungsweise I-U-Kennlinie
– Ordinate der Knickstelle
– Abszisse der Knickstelle
– Betroffene Fläche berechnet aus Abszisse
– Abschattungsgrad berechnet aus Ordinate

One aspect is therefore the evaluation of the temporal dynamics of one or more of the following variables:

- existence of a kink in the PU characteristic or IU characteristic
- Ordinate of the kink
- abscissa of the kink
- Affected area calculated from abscissa
- Shading degree calculated from ordinate

Die Vorrichtung 112 kann auf Fotovoltaikgeneratoren 100 aller Größen (Fotovoltaikgeneratoren unterschiedlicher Stranglänge), Konfigurationen (seriell oder parallel) und jede Technologie (kristallin oder Dünnschicht) angewendet werden.The device 112 can on photovoltaic generators 100 all sizes (photovoltaic generators of different strand lengths), configurations (serial or parallel) and any technology (crystalline or thin film) can be applied.

Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind die höhere Genauigkeit der Erkennung (schon bei Leistungsminderung > 2% möglich) und der Möglichkeit die Fehlerursache genau eingrenzen zu können, sowie der Verzicht auf Einstrahlungsmessung durch einen Einstrahlungssensor oder Satellitenmessung. Auf diese Weise kann der Nutzer direkt über den Grund des Leistungsverlustes informiert werden, ohne eine aufwendige Diagnose des Fotovoltaikgenerators durchzuführen. Außerdem beruhen die zur Auswertung erfassten Größen lediglich auf der Auswertung der Leistungs-Kennlinie. Eine Erfassung zusätzlicher Messgrößen oder eine Online-Anbindung ist nicht notwendig.Advantages over the prior art are the higher accuracy of the detection (even with power reduction> 2% possible) and the ability to pinpoint the cause of the error can, as well as the waiver of irradiation measurement by an irradiation sensor or satellite measurement. In this way, the user can be informed directly about the reason of the power loss, without performing a complex diagnosis of the photovoltaic generator. In addition, the values recorded for the evaluation are based solely on the evaluation of the power characteristic. It is not necessary to enter additional measured variables or an online connection.

Im Falle einer Abschattung ergeben sich durch die reduzierte Einstrahlungsstärke auf einem Teilbereich des Fotovoltaikgenerators 100 zwei Betriebsbereiche, in denen der Fotovoltaikgenerator 100 betrieben werden kann. Hierbei spielen die Bypassdioden 110, die in Fotovoltaik-Modulen 102 zum Schutz der Zellen 108 verbaut sind, eine große Rolle. Der abgeschattete Teilbereich kann durch die verminderte Einstrahlung nicht mehr den vollen Strom, bereitstellen. Damit die betroffenen Zellen 108 bei dem Betrieb der Anlage 100 mit vollem Strom nicht belastet werden (Hotspot-Brandgefahr) sind Bypassdioden 110 antiparallel geschaltet, die die betroffenen Zellen 108 überbrücken. In der Kennlinie entstehen so zwei Teilbereiche. Ein erster Teilbereich mit größerem oder höherem Strom bei geringerer Spannung (in 2 und 3: vorderer Kennlinienteil; Bypass-Dioden aktiv) und ein zweiter Teilbereich mit einer größeren Spannung bei geringerem Strom (in 2 und 3: hinterer Kennlinienteil; Bypass-Dioden nicht aktiv)In the case of shading resulting from the reduced irradiation on a portion of the photovoltaic generator 100 two operating areas in which the photovoltaic generator 100 can be operated. This is where the bypass diodes are playing 110 used in photovoltaic modules 102 to protect the cells 108 are installed, a big role. The shaded portion can no longer provide the full power due to the reduced irradiation. So that the affected cells 108 during operation of the system 100 with full current are not charged (hotspot fire hazard) are bypass diodes 110 connected in anti-parallel, affecting the affected cells 108 bridged. In the characteristic curve, two subareas are created. A first section with higher or higher current at lower voltage (in 2 and 3 : front characteristic part; Bypass diodes active) and a second subarea with a larger voltage at lower current (in 2 and 3 : rear characteristic part; Bypass diodes not active)

2 zeigt eine beispielhafte Diagrammdarstellung einer Strom-Spannungs-Kennlinie 218 eines Fotovoltaiksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Strom-Spannungs-Kennlinie 218 kann es sich um eine schematische Darstellung einer Kennlinie 218 bei der Verwendung eines Ausführungsbeispiels einer in 1 gezeigten Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems handeln. Bei dem Fotovoltaiksystem kann es sich in einem Ausführungsbeispiel um das in 1 gezeigte Fotovoltaiksystem 100 handeln. In diesem Fall kann die Kennlinie 218 von der Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart in dem Fotovoltaiksystem 100 erfasst worden sein. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszisse eine Spannung U in Volt [V] aufgetragen. Auf der Ordinate ist der Strom I in Ampere [A] aufgetragen. 2 stellt eine Strom-Spannung Kennlinie dar. Die Kennlinie 218 stellt einen verschatteten Fall dar, bei dem eine Bypassdiode in dem Fotovoltaiksystem schaltend ist. Die Kennlinie 218 weist eine Knickstelle 224 auf. So sinkt die Stromstärke in einem Bereich knapp unter 10 V von ca. 8 A auf ca. 5 A ab. In einem Bereich zwischen 10 V und ca. 30 V ist die Stromstärke in in einem Toleranzbereich stabil, um dann zur Leerlaufspannung abzufallen. So ist in 2 eine deutliche Ausbildung der Kennlinie 218 in zwei Teilbereiche der Kennlinie in einem Abschattungsfall sichtbar. 2 shows an exemplary diagram representation of a current-voltage characteristic 218 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. At the current-voltage characteristic 218 it can be a schematic representation of a characteristic 218 when using an embodiment of an in 1 shown device 112 act to detect a Abschattungsart a photovoltaic system. In the photovoltaic system may be in one embodiment to the in 1 Photovoltaic system shown 100 act. In this case, the characteristic 218 from the device 112 for detecting a kind of shading in the photovoltaic system 100 have been recorded. In a Cartesian coordinate system, a voltage U in volts [V] is plotted on the abscissa. On the ordinate is the current I in amps [A]. 2 represents a current-voltage characteristic. The characteristic 218 FIG. 12 illustrates a shaded case in which a bypass diode is switching in the photovoltaic system. The characteristic 218 has a kink 224 on. Thus, the current drops in a range just below 10 V from about 8 A to about 5 A. In a range between 10 V and approx. 30 V, the current intensity is stable in a tolerance range and then drops to the no-load voltage. So is in 2 a clear design of the characteristic 218 visible in two subregions of the characteristic in a shading case.

3 zeigt eine beispielhafte Diagrammdarstellung einer Leistungs-Spannungs-Kennlinie 318 eines Fotovoltaiksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Leistungs-Spannungs-Kennlinie 318 kann es sich um eine schematische Darstellung einer Kennlinie 318 bei der Verwendung eines Ausführungsbeispiels einer in 1 gezeigten Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems handeln. Bei dem Fotovoltaiksystem kann es sich in einem Ausführungsbeispiel um das in 1 gezeigte Fotovoltaiksystem 100 handeln. In diesem Fall kann die Kennlinie 318 von der Vorrichtung 112 zum Erkennen einer Abschattungsart in dem Fotovoltaiksystem 100 erfasst worden sein. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszisse eine Spannung U in Volt [V] aufgetragen. 3 shows an exemplary diagram representation of a power-voltage characteristic 318 a photovoltaic system according to an embodiment of the present invention. At the power-voltage characteristic 318 it can be a schematic representation of a characteristic 318 when using an embodiment of an in 1 shown device 112 act to detect a Abschattungsart a photovoltaic system. In the photovoltaic system may be in one embodiment to the in 1 Photovoltaic system shown 100 act. In this case, the characteristic 318 from the device 112 for detecting a kind of shading in the photovoltaic system 100 have been recorded. In a Cartesian coordinate system, a voltage U in volts [V] is plotted on the abscissa.

Auf der Ordinate ist die Leistung P in Watt [W] aufgetragen. 3 stellt eine Leistungs-Spannungs-Kennlinie dar. Die Kennlinie 318 stellt einen verschatteten Fall dar, bei dem eine Bypassdiode in dem Fotovoltaiksystem schaltend ist. Die Kennlinie 318 weist eine Knickstelle 324 auf.The ordinate shows the power P in watts [W]. 3 represents a power-voltage characteristic. The characteristic 318 FIG. 12 illustrates a shaded case in which a bypass diode is switching in the photovoltaic system. The characteristic 318 has a kink 324 on.

Die Kennlinie 318 steigt von dem Ursprung des kartesischen Koordinatensystems auf einen Wert von ca. 80 W bei einer Spannung von ca. 9 V, um dann an einer Knickstelle 324 bei stetig steigender Spannung auf eine Leistung von ca. 60 W abzufallen und ab ca. 11 V wieder stetig zu steigen, bis die Leistung kurz vor der Leerlaufspannung wieder auf 0 W absinkt. The characteristic 318 rises from the origin of the Cartesian coordinate system to a value of about 80 W at a voltage of about 9 V, and then at a kink 324 with steadily rising voltage to a power of about 60 W to drop and rise again from about 11 V steadily until the power drops back to 0 W shortly before the open circuit voltage.

Die Kennlinie 318 in 3 zeigt eine deutliche Ausbildung der zwei Teilbereiche einer Kennlinie im Abschattungsfall. Durch die Ausbildung der zwei Leistungsbereiche der Kennlinie 318 ergibt sich in der Leistungs-Kennlinie 318 ein deutlicher Knick. Diese Eigenschaft der Kennlinie 318 wird von einem bestehenden Verfahren genutzt, um eine Abschattung allgemein zu detektieren. In der zugrunde liegenden Idee werden zur Ursachen-Identifizierung zwei Eigenschaften dieser Knickstelle 324 über die Zeit ausgewertet. Als erste Eigenschaft wird in einem Ausführungsbeispiel die von der Abschattung betroffene Fläche ausgewertet. Diese kann mithilfe der Abszisse der Knickstelle abgeschätzt werden:

The characteristic 318 in 3 shows a clear formation of the two subregions of a characteristic in the case of shading. By forming the two power ranges of the characteristic 318 results in the power characteristic 318 a clear kink. This characteristic of the characteristic 318 is used by an existing method to generally detect shadowing. In the underlying idea, two characteristics of this kink are used to identify causes 324 evaluated over time. As the first property, in one embodiment, the area affected by the shading is evaluated. This can be estimated using the abscissa of the kink:

In einem Schritt wird eine Dynamik berechnet. Dabei wird in einem Ausführungsbeispiel ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Kennlinienmessungen mit einer Abschattung (N_Ab) und der Anzahl aller Kennlinienmessungen in einem festgelegten Zeitfenster (z. B. ein Tag) (N_Mess) bestimmt:

In one step, a dynamic is calculated. In this case, in one embodiment, a ratio between the number of characteristic _measurements with a shading (N _Ab ) and the number of all characteristic _measurements in a specified time window (eg one day) (N _measurement ) is determined:

Zeigt der Verlauf der ermittelten betroffenen Fläche A eine geringe Dynamik und ist das Verhältnis ∊ über den betrachteten Zeitraum ≈ 1, ist die Ursache eine Verschmutzung. Im Umkehrschluss müssen alle Fälle auf die diese Bedingung nicht zutrifft, einen Schatten als Ursache haben. Ausnahmen bilden hier Kurzeffekte. Kurzeffekte sind Effekte die nur für wenige Stunden den Fotovoltaikgenerator Abschatten (Vogel). Aufgrund der kurzen zeitlichen Ausdehnung ist die Dynamik dieser Fälle sehr gering. Das Verhältnis von Anzahl Messungen mit Abschattung (N_Ab) zu Anzahl Messungen gesamt (N_Mess) ist – allerdings sehr gering. Daher zeigt ein Kurzeffekt das gleiche Verhalten wie ein Schatten, der aufgrund von Einstrahlungsbedingungen nur für wenige Stunden zu sehen war. Eine weitere Differenzierung dieser Fälle erfolgt über weitere Messung von Verläufen (Kennlinien) und deren erneute Auswertung.If the course of the determined affected area A shows a low dynamic and if the ratio ε is ≈ 1 over the considered period, the cause is a contamination. Conversely, all cases to which this condition does not apply must have a shadow as cause. Exceptions here are short effects. Short effects are effects that only shade the photovoltaic generator for a few hours (bird). Due to the short time span, the dynamics of these cases are very low. The ratio of the number of measurements with shading (N _Ab ) to the number of measurements total (N _Mess ) is - but very low. Therefore, a short effect shows the same behavior as a shadow, which was only visible for a few hours due to irradiation conditions. Further differentiation of these cases takes place via further measurement of progressions (characteristics) and their re-evaluation.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 440 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fotovoltaiksystem kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Fotovoltaiksystems 100 handeln. Das Verfahren 440 umfasst zumindest einen Schritt 441 des Erfassens einer ersten Kennlinie und einer zweiten Kennlinie, wobei die erste und zweite je eine Kennlinie repräsentieren, die unter Verwendung eines durch den Betrieb des Fotovoltaiksystems (100) erzeugten Stroms und Spannung bestimmt wird. Ferner umfasst das Verfahren 400 einen Schritt 442 des Ermittelns einer ersten Knickstelle und einer zweiten Knickstelle sowie einen Schritt 444 des Bestimmens der Abschattungsart des Fotovoltaiksystems zur Erkennung einer Verschattung und ergänzend oder alternativ einer Verschmutzung unter Verwendung zumindest der ersten Knickstelle und der zweiten Knickstelle. Im Schritt 442 des Ermittelns wird die erste Knickstelle in einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten ersten Kennlinie und die zweite Knickstelle in einer dem Fotovoltaiksystem zugeordneten zweiten Kennlinie ermittelt. Dabei handelt es sich bei der ersten Kennlinie und der zweiten Kennlinie um zwei Kennlinien, die zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst wurden. Dabei werden die Kennlinien unter Verwendung eines durch den Betrieb des Fotovoltaiksystems erzeugten Stroms und Spannung bestimmt. 4 shows a flowchart of a method 440 according to an embodiment of the present invention. The photovoltaic system may be an embodiment of an in 1 shown photovoltaic system 100 act. The procedure 440 includes at least one step 441 detecting a first characteristic and a second characteristic, the first and second each representing a characteristic which has been determined by using a photovoltaic system ( 100 ) and current is determined. Furthermore, the method comprises 400 one step 442 determining a first kink and a second kink and a step 444 determining the type of shading of the photovoltaic system to detect shading and, additionally or alternatively, soiling using at least the first kink and the second kink. In step 442 the first kink in a photovoltaic system associated with the first characteristic and the second kink in a photovoltaic system associated second characteristic is determined. These are in the first characteristic curve and the second characteristic curve by two characteristic curves, which were recorded at two different points in time. The characteristics are determined using a current and voltage generated by the operation of the photovoltaic system.

In einem optionalen Ausführungsbeispiel wird im Schritt 444 des Bestimmens das zeitliche Verhalten der Knickstelle bestimmt. Dabei wird das zeitliche (dynamische) Verhalten unter Verwendung einer Stromänderung über die Zeit (d. h. einem Vergleich der Stromänderung an der ersten und zweiten Knickstelle), einer Spannungsänderung über die Zeit (d. h. einem Vergleich der Spannungsänderung an der ersten und zweiten Knickstelle) oder einer Leistungsänderung über die Zeit (d. h. einem Vergleich der Leistungsänderung an der ersten und zweiten Knickstelle) zwischen den beiden Knickstellen ermittelt.In an optional embodiment, in step 444 determining the temporal behavior of the kink determined. In doing so, the temporal (dynamic) behavior is determined using a current change over time (ie a comparison of the current change at the first and second kinks), a voltage change over time (ie a comparison of the voltage change at the first and second kinks) or a power change determined over time (ie, a comparison of the power change at the first and second kinks) between the two kinks.

Optional wird im Schritt 444 des Bestimmens eine von der Abschattung betroffene Fläche des Fotovoltaiksystems oder ein Abschattung Grad der betroffenen Fläche unter Verwendung der Kennlinien und der Knickstellen ermittelt, um die Abschattungsart zu bestimmen.Optionally, in step 444 determining a shaded area of the photovoltaic system or a shading degree of the affected area using the characteristics and the kinks determined to determine the Abschattungsart.

In einem Ausführungsbeispiel wird optional im Schritt 442 des Ermittelns zumindest eine dritte Knickstelle in zumindest einer dritten Kennlinie zu einem dritten Zeitpunkt ermittelt, wobei der dritte Zeitpunkt der dritten Kennlinie zu dem ersten Zeitpunkt der ersten Kennlinie und dem zweiten Zeitpunkt der zweiten Kennlinie verschieden ist. In diesem Fall wird optional im Schritt des Bestimmens die Abschattungsart auch unter Verwendung zumindest der dritten Knickstelle bestimmt.In one embodiment is optional in step 442 determining at least one third kink in at least one third characteristic at a third time, wherein the third time of the third characteristic at the first time of the first characteristic and the second time of the second characteristic is different. In this case, optionally, in the step of determining, the shading type is also determined using at least the third kink.

In einem Schritt 445 des Ausgebens kann ein die Abschattungsart repräsentierendes Abschattungssignal ausgegeben werden, beispielsweise an einen Nutzer oder eine Steuer- bzw. Informationseinheit, um eine Nachjustierung des Solarmoduls bzw. des Fotovoltaikmoduls zu initiieren und/oder eine Reinigung der Oberfläche des Solarmoduls oder Fotovoltaikgenerators einzuleiten. In one step 445 In the case of outputting, a shading signal representing the shading type may be output, for example to a user or a control or information unit, in order to initiate a readjustment of the solar module or of the photovoltaic module and / or to initiate a cleaning of the surface of the solar module or photovoltaic generator.

Optional weist in einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 440 zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems einen zusätzlichen Schritt 446 des Ermittelns, einen zusätzlichen Schritt 448 des Bestimmens sowie einen Schritt 450 des Validierens auf. In dem zusätzlichen Schritt 446 des Ermittelns werden zumindest zwei weitere Knickstellen in zumindest zwei weiteren Kennlinien ermittelt, das heißt, je eine weitere Knickstelle je weiterer Kennlinie, wobei die weiteren Kennlinien weiteren von den ersten beiden Zeitpunkten verschiedenen Zeitpunkten zuordenbar sind. In dem zusätzlichen Schritt 448 des Bestimmens wird eine zusätzliche Abschattungsart des Fotovoltaiksystems zur Erkennung einer Verschattung oder einer Verschmutzung unter Verwendung der weiteren Knickstellen bestimmt. In dem abschließenden Schritt 450 werden die in dem Schritt 444 des Bestimmens bestimmte Abschattung und die in dem zusätzlichen Schritt 448 des Bestimmens bestimmte zusätzliche Abschattung verglichen, um die Abschattungsart zu validieren oder weiter zu differenzieren. Auch hier kann in einem entsprechenden Schritt 445 ein die (nun validierte oder differenzierte) Abschattungsart entsprechend auszugeben. Optionally, in one embodiment, the method 440 to detect a Abschattungsart a photovoltaic system an additional step 446 determining, an extra step 448 determining and a step 450 validation. In the additional step 446 at least two further kinks in at least two further characteristic curves are determined, that is to say, one more kink point per further characteristic line, wherein the further characteristic curves can be assigned to further time points different from the first two times. In the additional step 448 determining an additional Abschattungsart the photovoltaic system for detecting a shading or contamination using the other kinks is determined. In the final step 450 will be in the step 444 determining certain shading and that in the additional step 448 of determining certain additional shadowing to validate or further differentiate the shading type. Again, in an appropriate step 445 to output the (now validated or differentiated) shading method accordingly.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel werden die beschriebenen optionalen Varianten des Schrittes 442 des Ermittelns und des Schrittes 444 des Bestimmens auf den optionalen zusätzlichen Schritt 446 des Ermittelns und den optionalen zusätzlichen Schritt 448 des Bestimmens analog angewendet.In a particular embodiment, the described optional variants of the step 442 determining and step 444 determining the optional additional step 446 determining and the optional additional step 448 of determining applied analogously.

5 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm eines Verfahrens 440 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren 440 kann es sich um eine Variante eines in 4 dargestellten Verfahrens 440 zum Erkennen einer Abschattungsart eines Fotovoltaiksystems handeln. Bei dem Fotovoltaiksystem kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Fotovoltaiksystems 100 handeln. Das Verfahren 440 startet mit einem Schritt 552 des Erfassens einer Vielzahl von Kennlinien, wobei jede der Kennlinien zu einem anderen Zeitpunkt erfasst wird. So wird im Schritt 552 des Erfassens ein Kennliniensatz eines definierten Zeitraums erfasst. Der darauf folgende Schritt 554 umfasst die in 4 beschriebenen Schritte 442 des Ermittelns und 444 des Bestimmens. Darauf folgt in Schritt 556 eine Entscheidung, ob eine im Schritt 554 bestimmte erste Dynamik (d. h. ein Änderungsbetrag der betrachteten Parameter der ersten und zweiten Knickstelle) kleiner einem ersten Schwellwert ist. Bei einem positiven Ergebnis der im Schritt 556 durchgeführten Entscheidung wird der mit einem J gekennzeichnete links dargestellte Verfahrensweg durchlaufen, wobei in einem Schritt 558 der in 4 beschriebene zusätzliche Schritt 446 des Bestimmens sowie der zusätzliche Schritt 448 des Ermittelns ausgeführt werden, um eine zweite Dynamik zu bestimmen. Bei einem negativen Ergebnis der im Schritt 556 durchgeführten Entscheidung wird der mit einem N gekennzeichnete rechts dargestellte Verfahrensweg durchlaufen, wobei in einem weiteren Schritt 560 der in 4 beschriebene zusätzliche Schritt 446 des Bestimmens sowie der zusätzliche Schritt 448 des Ermittelns ausgeführt werden, um eine dritte Dynamik zu bestimmen. Dabei wird je nach Ergebnis der im Schritt 556 gestellten Entscheidung einer der beiden Schritte 558, 560 ausgeführt. Darauf folgt jeweils ein Schritt 450 des Validierens. Wenn eine im Schritt 558 berechnete zweite Dynamik größer einem zweiten Schwellwert ist, so wird eine Verschmutzung des Fotovoltaiksystems als Abschattungsart erkannt. Wenn eine im Schritt 560 berechnete dritte Dynamik größer einem dritten Schwellwert ist, so wird ein Schatten als leistungsmindernder Grund beziehungsweise als Abschattungsart erkannt. Wenn in einem der beiden Verfahrenswege im Schritt 450 die zuvor bestimmte Dynamik nicht größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, so wird ein Schatten oder ein Kurzeffekt erkannt und das Verfahren erneut mit dem Schritt 552 des Erfassens gestartet. 5 shows a further flowchart of a method 440 according to an embodiment of the present invention. In the process 440 it can be a variant of an in 4 illustrated method 440 act to detect a Abschattungsart a photovoltaic system. The photovoltaic system may be an embodiment of an in 1 shown photovoltaic system 100 act. The procedure 440 starts with one step 552 detecting a plurality of characteristics, each of the characteristics being detected at a different time. So is in the step 552 captures a characteristic set of a defined period of time. The next step 554 includes the in 4 described steps 442 of ascertaining and 444 of determining. Follow in step 556 a decision whether one in step 554 certain first dynamics (ie an amount of change of the considered parameters of the first and second kinks) is less than a first threshold value. If the result is positive in the step 556 When the decision is made, the process path shown on the left is traversed on the left, wherein in one step 558 the in 4 described additional step 446 determining as well as the additional step 448 of determining to determine a second dynamics. If there is a negative result in step 556 If the decision has been made, the process path shown on the right is shown on the right, wherein in a further step 560 the in 4 described additional step 446 determining as well as the additional step 448 of determining to determine a third dynamics. It depends on the result of the step 556 decision of one of the two steps 558 . 560 executed. This is followed by a step 450 of validation. If one in step 558 calculated second dynamics is greater than a second threshold, so is a pollution of the Photovoltaic system detected as Abschattungsart. If one in step 560 calculated third dynamics is greater than a third threshold, so a shadow is recognized as a performance-reducing reason or as Abschattungsart. If in one of the two ways in the step 450 if the previously determined dynamic is not greater than a predetermined threshold, then a shadow or a short effect is detected and the process is repeated with the step 552 started capturing.

Als einen Aspekt zeigt 5 ein Flussdiagramm des Verfahrens 440 zur Ursachen-Identifizierung. Dabei werden je nach Ausführungsbeispiel weitere Größen zur Auswertung beziehungsweise Bildung weiterer Dynamiken herangezogen:

– Die Abszisse und die Ordinate der Knickstelle
– Der Abschattungsgrad der betroffenen Fläche. Dieser kann mithilfe der Ordinate der Knickstelle abgeschätzt werden:
– Dynamikfunktionen: Varianz, Streuung, Abweichung vom Mittelwert, Abweichung vom Median, stochastische Momente höherer Ordnung, ...

As an aspect shows 5 a flowchart of the method 440 for identifying causes. Depending on the exemplary embodiment, further variables are used for the evaluation or formation of further dynamics:

- The abscissa and the ordinate of the kink
- The degree of shading of the affected area. This can be estimated using the ordinate of the kink:
- Dynamics: variance, variance, deviation from the mean, deviation from the median, stochastic moments of higher order, ...

In Ausführungsbeispielen der beschriebenen Idee werden in dem Verfahren 440 P-U- beziehungsweise I-U-Kennlinien zur Detektion und Differenzierung von Verschmutzung und Verschattung verwendet. Dabei kann eine Dynamik der betroffenen Fläche oder eine Dynamik des Abschattungsgrads bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich wird die Dynamik der Existenz von Knickstellen ausgewertet. Dies schafft ein Verfahren 440 zur Ursachen-Identifizierung von Abschattungen.In embodiments of the described idea, in the method 440 PU or IU characteristics used for the detection and differentiation of contamination and shading. In this case, a dynamic of the affected area or a dynamics of the degree of shading can be determined. Alternatively or additionally, the dynamics of the existence of kinks are evaluated. This creates a procedure 440 for the cause identification of shadowing.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012217878 A1 [0003]

Claims

Procedure ( 440 ) for detecting a shading type ( 132 ) of a photovoltaic system ( 100 ), the process ( 440 ) has the following steps: capture ( 441 ) of a first characteristic ( 118 ; 218 ; 318 ) and a second characteristic ( 120 ; 218 ; 318 ), wherein the first and second each have a characteristic ( 118 . 120 ; 218 ; 318 represented by the operation of the photovoltaic system ( 100 ) and current is determined; Determine ( 442 ) at least a first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) in a photovoltaic system ( 100 ) associated first characteristic ( 118 ; 218 ; 318 ) at a first time and at least a second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) in a photovoltaic system ( 100 ) associated second characteristic ( 120 ; 218 ; 318 ) at a second time; Determine ( 444 ) the type of shading of the photovoltaic system ( 100 ) for detecting shading and / or contamination using the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) and the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ); and spend ( 445 ) of the Abschattungsart representing shading signal.

Procedure ( 440 ) according to claim 1, wherein in step ( 444 ) of determining a relationship of a parameter of the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) to a parameter of the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) in order to prevent shading and / or fouling of the photovoltaic system ( 100 ).

Procedure ( 440 ) according to claim 2, wherein in step ( 444 ) of determining the relationship of the parameter using a change in a current value of the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) against a current value of the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) and / or a change in a voltage value of the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) with respect to a voltage value of the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) and / or a change in power at the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) against a service at the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) is determined.

Procedure ( 440 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 444 ) of determining a surface of the photovoltaic system affected by shading ( 100 ) and / or a degree of shading of the affected area using the first characteristic curve ( 118 ; 218 ; 318 ) and the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) as well as the second characteristic ( 120 ; 218 ; 318 ) and the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) and / or quantities derived therefrom, in order to determine the type of shading ( 132 ).

Procedure ( 440 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 442 ) of determining at least a third kink ( 224 ; 324 ) in at least one of the photovoltaic systems ( 100 ) associated characteristic third characteristic ( 218 ; 318 ) is determined at least a third time, wherein the at least third time is different at the first time and the second time, and wherein in step ( 444 ) determining the shading type ( 132 ) using at least the third kink ( 224 ; 324 ) is determined.

Procedure ( 440 ) according to claim 5, wherein in step ( 444 ) of determining a variance and / or a deviation and / or a deviation from a mean value and / or a deviation from a median and / or a higher order stochastic moment of the first kink ( 124 ; 224 ; 324 ) and the second kink ( 126 ; 224 ; 324 ) and at least the third kink ( 224 ; 324 ), and the shading and / or fouling of the photovoltaic system ( 100 ) is determined using the variance and / or the variance and / or the deviation from the mean and / or the deviation from the median and / or the higher order stochastic moment.

Procedure ( 440 ) according to one of the preceding claims, with an additional step ( 446 ) of determining a fourth kink ( 224 ; 324 ) in a photovoltaic system ( 100 ) associated fourth characteristic curve ( 218 ; 318 ) at a fourth time point and a fifth kink point ( 224 ; 324 ) in a photovoltaic system ( 100 ) associated fifth characteristic ( 218 ; 318 ) at a fifth time, wherein the fourth characteristic ( 218 ; 318 ) and the fifth characteristic ( 218 ; 318 ) each have a characteristic curve ( 218 ; 318 represented by the operation of the photovoltaic system ( 100 ) and the additional step ( 446 ) of determining after step ( 442 ) of determining, and an additional step ( 448 ) of determining an additional type of shading of the photovoltaic system ( 100 ) for the detection of shading and / or contamination using the fourth kink ( 224 ; 324 ) and the fifth kink ( 224 ; 324 ), and a step ( 450 ) of the validating, wherein in step ( 444 ) of determining certain shading type ( 132 ) and in the additional step ( 448 ) of determining certain additional shading to be compared to the type of shading ( 132 ) to validate.

Contraption ( 112 ) having means adapted to perform all the steps of a method ( 440 ) according to one of the preceding claims.

Computer program adapted to perform all steps of a procedure ( 440 ) according to one of the preceding claims.

Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 9.