Verschattungen können den Ertrag einer Photovoltaikanlage um bis zu 90 % senken. PV-Optimierer werden verwendet, um dies zu verhindern. Obwohl sie den Ertrag bei Teilverschattung steigern, sind sie teuer. Hier erfahren Sie, ob ein PV-Leistungsoptimierer sinnvoll oder teuer und überflüssig ist.
Zunächst das Wichtigste Was ist die Funktion eines PV-Optimierers? Ein Photovoltaik-Leistungsoptimierer steuert die Leistung eines Photovoltaik-Moduls. Er stellt sicher, dass er am besten mit PowerPoint arbeitet. Und wenn kein Schatten vorhanden ist? Danach ist der Einsatz eines PV-Optimierers unnötig. Obwohl es möglich ist, 2 bis 3 Prozent mehr Leistung zu erzielen, ist dies in der Praxis unerheblich. Ist ein PV-Optimierer nützlich? Ein Photovoltaik-Leistungsoptimierer hat das Potenzial, den Stromertrag um 25 % zu steigern. Es ist vorteilhaft, regelmäßig durch Dachkonstruktionen oder Bäume geschützt zu werden. Wie viel kosten die Teile? Günstigere und teurere Modelle existieren. Als Modulwechselrichter sind sie teurer. Es besteht die Möglichkeit, einen Richtwert von 50 bis 200 € pro installiertem Kilowattstunde zu berechnen.
Wie arbeitet ein PV-Optimierer?
Die grundlegende Erklärung:
Jeder Solarmodul hat PV-Optimierer angebracht, die den individuellen “Maximum Power Point” (MPP) messen, also den Punkt der höchsten Stromerzeugung. Jedes PV-Modul hat seine eigenen Parameter, die separat überwacht werden. Solar-Optimierer verhindern, dass ein Modul die Leistung der anderen Module beeinträchtigt.
Moduloptimierer sind jedoch keine eigenständigen Geräte wie Modulwechselrichter, sondern arbeiten mit dem Wechselrichter zusammen. Dadurch bieten sie nicht den gleichen Grad an Flexibilität bei der Installationsplanung.
Die Funktion von PV-Optimierern etwas detaillierter beschrieben:
Die Effektivität einer Solarzelle, Sonnenlicht in nutzbaren Strom zu umwandeln, hängt davon ab, wie gut sie funktioniert. Neben der Temperatur sind auch die Stromspannung und Stromstärke der Zelle wichtig. Da die nutzbare Leistung der Zelle durch das Produkt dieser beiden Größen dargestellt wird.
Die Stromstärke und Stromspannung einer Solarzelle sind am Maximum Power Point (MPP) so austariert, dass ihre Leistung maximal ist. Je nach Intensität der Einstrahlung variiert der MPP.
Maximale PowerPoint-Präsentation (MPP)
Der Punkt des Maximum Power Point (MPP) ist der Punkt, an dem das Photovoltaikmodul seine höchste Leistung erzeugt. Zwei Dinge beeinflussen dies:
Die Einstrahlungsstärke: Je stärker die Sonnenstrahlung ist, desto stärker wird der Strom im Photovoltaikmodul.
Die Temperatur des Solarmoduls korreliert mit der Spannung innerhalb der Solarzellen.
Durch diese Faktoren haben verschiedene Module ein unterschiedliches PowerPoint-Maximum. PV-Leistungsoptimierer ermöglichen es Ihnen, die Leistung jedes einzelnen Solarmoduls individuell zu überwachen und zu optimieren.
Um den höchsten Stromertrag einer Solaranlage zu erzielen, ist es wichtig, den MPP-Punkt für beschattete und unbeschattete Module unterschiedlich zu bestimmen. Außerdem wirken sich Module mit weniger Sonneneinstrahlung auf Module mit mehr Sonneneinstrahlung aus. Dies hindert die Letzteren nicht daran, ihr gesamtes Potenzial für Erträge zu nutzen.
Es ist möglich, die aktuellen Umstände mit einem abgeknickten Schlauch zu vergleichen. Auch bei diesem Schlauch ist der Wasserfluss durch die Knickstelle eingeschränkt.
Da die Solarzellen eines Moduls und sogar mehrere Solarmodule miteinander verbunden sind, ist es schwierig, separate Solarzellen zu steuern, die nicht beschattet oder unbeschattet sind.
An diesem Punkt wird ein Leistungsoptimierer verwendet. Dieses Werkzeug kann das „schwächste Glied in der Kette“ umgehen. Daher verringert dies die Leistung aller Solarmodule nicht.
An den entsprechenden Photovoltaikmodulen werden Leistungsoptimierer angebracht. Diese Geräte sind DC-DC-Wandler. Dies bedeutet, dass sie den Gleichstrom, der vom jeweiligen Photovoltaikmodul erzeugt wird, in Gleichstrom mit einer anderen Spannung umwandeln.
Wann ist die Verwendung von PV-Leistungsoptimierern sinnvoll?
Wenn die Installationsbedingungen ungünstig sind, können Leistungsoptimierer nützlich sein. Bei PV-Anlagen mit mehreren Ausrichtungen oder starker, regelmäßiger Verschattung sind sie besonders hilfreich. Die meisten Solaranlagen (ausgerichtet in eine Himmelsrichtung, keine regelmäßige Verschattung, z. B. durch Bäume) benötigen keine PV-Optimierer. Die Geräte sind teuer und benötigen viel Strom. Das führt letztendlich zu einer Verringerung der Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage.
Verschattung einzelner Solarmodule
Solar funktioniert auch im Schatten und ohne Sonne. Allerdings ist der Ertrag bei klarem Himmel geringer.
Leistungsoptimierer werden hauptsächlich zur Lösung von Verschattungsproblemen eingesetzt. Die Hauptursache dafür sind Bäume, Schornsteine und andere Hindernisse. Die Verschattung wirkt sich auf den gesamten String aus, wenn Photovoltaikmodule in Reihe geschaltet sind, was die Leistung der Photovoltaikanlage um bis zu 90 % reduziert.
Die Verwendung von Photovoltaik-Optimierern schützt verschattete Module. Nur die Leistung eines einzelnen PV-Moduls wird beeinträchtigt, nicht die gesamte Kette. Dies ermöglicht eine höhere Stromerzeugung im gesamten System. In solchen Situationen können Solaroptimierer den Ertrag um 25 bis 40 Prozent steigern.
Regelmäßiger Schatten auf den Photovoltaik-Modulen kann zu Ausfällen führen. Die Bypas-Dioden gehen schneller kaputt und es bilden sich Hotspots. Moduloptimierer reduzieren dieses Risiko, auch wenn es nicht vollständig beseitigen kann.
Es ist eine sinnvolle Investition in Leistungsoptimierer, wenn der Standort regelmäßig beschattet wird (und wir sprechen nicht von einer Stunde Schatten um 7 Uhr morgens).
Es ist noch besser, Verschattungen vollständig zu vermeiden. Wie? Beispielsweise durch den Erwerb von Modulen mit höherem Wirkungsgrad (z. B. Luxor, SunPower, Jinko), die die Installation verkleinern. Sofern es möglich ist, entfernen Sie das Objekt, das den Schatten wirft.
Unterschiedliche Ausrichtung von Solarmodulen
Die meisten Wechselrichter verfügen über zwei MPPT-Eingänge, was die Anzahl der angeschlossenen Strings einschränkt. Für einen optimalen Stromertrag benötigen Sie einen dritten MPP-Eingang, wenn Sie eine Ausrichtung über zwei unterschiedliche Himmelsrichtungen haben und die Ost-, West- und Südseite nutzen. Die Installation eines zusätzlichen Wechselrichters erhöht die Kosten. Die Leistungsoptimierung auf der dritten Dachseite ist eine kostengünstige Alternative. Dies ermöglicht eine individuelle Trennung der PV-Module, wodurch ein zusätzlicher Wechselrichter eingespart wird und die Auswirkungen unterschiedlicher Ausrichtungen vermieden werden.