PV-Leistungsoptimierer haben das Potenzial, die Gesamtleistung von Photovoltaikanlagen zu verbessern. Sie unterstützen dabei, Dachflächen effizient auszunutzen, bieten Monitoring auf Modulebene und mehr Sicherheit.
Solarmodule werden bei netzgekoppelten PV-Anlagen in der Regel in Reihe geschaltet. Wird ein Modul durch Schattenwurf von Bäumen oder Kaminen in seiner Leistung beeinträchtigt, liefert es nicht nur selbst weniger Strom, sondern kann alle anderen Module im Strang ertragstechnisch negativ beeinflussen. Dieses Problem lösen Leistungsoptimierer.
Betrachtet man Solarmodule als Tunnel, dann sind Module mit optimaler Leistung breite, gut begehbare Tunnel, während weniger effiziente Module schmaleren, schwieriger begehbaren Tunneln entsprechen. Wenn diese Tunnel miteinander verbunden werden, kann der schmalere Tunnel den Energiefluss in der gesamten Anlage beeinträchtigen, was zu Leistungsverlusten und im schlimmsten Fall auch zu Überhitzung bis hin zu irreparablen Schäden an den Modulen führen kann.
Um den Energiefluss auszugleichen, können Leistungsoptimierer eingesetzt werden. Sie werden an der Rückseite von Solarmodulen oder an der Unterkonstruktionsschiene montiert und überwachen und steuern die Leistung jedes einzelnen Moduls in Echtzeit. Der Energiefluss wird an Zellsträngen oder Modulen mit reduzierter Leistung vorbeigeführt. Alternativ kann jedes einzelne Modul unabhängig vom restlichen Strang zu seiner individuellen Bestleistung optimiert werden.
So können verschattete Module weiterhin einen maximalen Beitrag leisten, ohne dass andere Module beeinträchtigt werden.
Optimierer können auch dabei helfen, Flächen optimal zu nutzen. Dachgauben, unterschiedliche Dachneigungen und Verschattungen sollten in der Planung berücksichtigt werden, um Ertragseinbussen zu vermeiden.
Wenn auf eines oder mehrere Module Schatten fällt, dann kann der Gesamtertrag der PV-Anlage negativ beeinflusst werden. Werden keine PV-Leistungsoptimierer eingesetzt, werden Solarmodule oft mit ausreichend grossem Abstand zum Schornstein angeordnet, damit dieser keinen Schatten auf die Solarmodule werfen kann. Mit Optimierern spielt der Schattenwurf keine so grosse Rolle mehr, die gesamte Dachfläche kann ausgenutzt werden.
Sind Solarmodule innerhalb eines Stranges unterschiedlich ausgerichtet oder haben einen anderen Neigungswinkel, dann bekommen sie im Tagesverlauf unterschiedlich viel Sonneneinstrahlung. Das beeinflusst die Stromproduktion der einzelnen Module und kann sogar den MPP-Tracker des Wechselrichters durcheinanderbringen. Ohne Leistungsoptimierer müssen die Module auf verschiedene Stränge aufgeteilt werden, was je nach Wechselrichter nicht immer möglich ist.
Je nach PV-Anlage und Anspruch des Betreibers ist eine Voll- oder Teiloptimierung der Module sinnvoll. Bei einer Volloptimierung wird unter jedem Solarmodul ein PV-Optimierer installiert. Die Volloptimierung bietet den Vorteil, jedes Modul individuell überwachen und steuern zu können. Bei unterschiedlichen Modulausrichtungen oder Modulneigungen innerhalb eines Strangs wird ebenfalls volloptimiert.
Die Teiloptimierung oder das selektive Optimieren empfiehlt sich, wenn einzelne Module von Schattenwurf betroffen sind und keine vollständige Überwachung aller Solarmodule einzeln gewünscht ist. In diesem Fall werden nur die betroffenen Module mit Leistungsoptimierern ausgestattet.
Herkömmliche PV-Systeme überwachen lediglich Spannung und Strom der angeschlossenen Modulstränge. Diese Überwachung liefert nicht ausreichend Informationen, um Herausforderungen zu lokalisieren und die Produktion zuverlässig aufrechtzuerhalten oder um über Fehler auf Zell-, oder Modulebene rasch zu informieren.
Ein Beispiel hierfür wäre ein Ball, der auf dem Dach ein Modul oder einen Zellstrang in seiner Leistungsfähigkeit beeinträchtigt.
Ohne Moduldaten könnte der Betreiber der Solaranlage dieses Problem womöglich über mehrere Jahre hinweg nicht erkennen. Leistungsoptimierer übertragen Produktions- und Leistungsdaten einzelner Module. Das System ist dann ist in der Lage, Produktionseinbrüche und ungewöhnliche Vorkommnisse frühzeitig zu erkennen und proaktiv zu informieren. Dies reduziert die Notwendigkeit einer Wartung auf Verdacht. Detaillierte Wartungsberichte ermöglichen es den Reparaturteams, sich gezielt um betroffene PV-Module zu kümmern.
In PV-Systemen können hohe Gleichspannungen auftreten, was Hausbesitzer und Installateure Gefahren aussetzen kann. Ein System mit Leistungsoptimierern kann die Spannung auf dem Dach jedoch reduzieren. Und zwar durch folgende Sicherheitsfunktionen:
Nach Abschaltung wird der Anlage die Spannung heruntergeregelt, sodass lediglich eine Prüfspannung von beispielsweise 1V pro Modul verbleibt.
Weitere Funktionen variieren je nach Modell und Hersteller. Beispiele sind:
Die Vielfalt der Leistungsoptimierer im Krannich Portfolio bietet eine passende Lösung für verschiedenste Anwendungswünsche. Je nach Hersteller unterscheiden sich die Einsatzmöglichkeiten.
SolarEdge Leistungsoptimierer:
BRC Solar präsentiert den neuen Power Optimizer M500/14: Ein hochflexibler Leistungsoptimierer. Dank Plug & Play-Technologie lässt sich der Optimierer mühelos am PV-Modul montieren und ist systemunabhängig mit den meisten Wechselrichtern kompatibel. Jetzt informieren.
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