- Documentation:
- Thesis PDF
- Typst Thesis Template
- Hardware:
- Schematics of adapted gate drive
- Schematics & LT SPICE Simulation of adapted inrush current limiter
- Software:
- Python utilities for the analysis of oscilloscope records
- Python utility for the simulation of a PTC thermistor
This master thesis examines the effect of loads on solar systems used by the Access to Energy Institute in Nigeria as backup power supplies. Based on high-resolution load measurements in Nigeria, a portfolio of loads and their characteristic parameters was created. To find out which loads can be supplied by the solar systems and whether this causes damage to the solar systems, a load test for the solar inverters was designed. These tests showed that the loads can cause various anomalies and failures in the power electronics of the solar systems. To reduce these effects, changes were made to the inverter circuitry and external hardware extensions were added in the form of an adapted inrush current limiter. In a validation test, the failure rate dropped from 75% to 25%, while at the same time 20% more loads could be supplied. The findings of this work were used to derive recommendations for the development and installation of backup solar systems, which are expected to extend the service life of the products and thus improve access to an affordable, reliable and sustainable energy supply.
Die vorliegende Masterarbeit untersucht den Effekt von Lasten auf Solarsysteme, die das Access to Energy Institute in Nigeria als Backup-Energieversorgung einsetzt. Mittels hochauflösender Lastmessungen in Nigeria wurde ein Portfolio an möglichen Lasten und deren charakterisitischen Größen erstellt. Um herauszufinden, welche Lasten durch die Solarsysteme versorgt werden können und ob dabei Schäden an den Solarsystemen entstehen, wurde ein Belastungstest für die eingesetzten Solarwechselrichter entworfen. Im Rahmen dieser Tests konnte gezeigt werden, dass die Lasten verschiedene Anomalien und Ausfälle in der Leistungselektronik der Solarsysteme hervorrufen können. Um diese Effekte zu reduzieren, wurden Änderungen an der Inverterschaltung als auch externe Hardware-Erweiterungen in Form eines adaptierten Anlaufstrombegrenzers vorgenommen. Bei einem Validierungstest sank die Ausfallrate von 75% auf 25%, gleichzeitig konnten 20% mehr Lasten versorgt werden. Aus den Erkennt-?nissen dieser Arbeit wurden Empfehlungen für die Entwicklung und Installation von Backup-Solarsystemen abgeleitet, mit denen eine längere Lebensdauer der Produkte und somit ein verbesserter Zugang zu einer bezahlbaren, zuverlässigen und nachhaltigen Energieversorgung erwartet werden kann.