Was sind eigentlich Leistingsoptimierer?
Was genau optimieren diese Geräte? Im folgenden Beitrag erklären wir, worum es genau geht.
Was sind eigentlich Leistungsoptimierer?
Oft findet man in einem Angebot einen Hinweis auf den Einsatz von sogenannten „Leistungsoptimierern“. Doch was genau verbirgt sich dahinter, und wie wird die Leistung tatsächlich optimiert? Was genau optimieren diese Geräte? Im folgenden Beitrag erklären wir, worum es genau geht.
Leistungsoptimierer sind Komponenten, die in Verbindung mit Solaranlagen verwendet werden, um die Leistung und Effizienz der einzelnen Solarmodule zu maximieren. Es handelt sich um speziell entwickelte Elektronikgeräte, die an einzelnen Solarmodulen oder in bestimmten Abschnitten der Photovoltaikanlage installiert werden. Hier finden Sie einige wichtige Informationen über Leistungsoptimierer im Zusammenhang mit Sonnenkollektoren.
Funktionsweise:Leistungsoptimierer arbeiten daran, die Mismatch-Verluste in einer Solaranlage zu minimieren. In einer Solaranlage können einzelne Solarmodule aufgrund von Faktoren wie Verschattung, Verschmutzung oder variabler Produktion unterschiedliche Leistungsniveaus aufweisen. Leistungsoptimierer passen die Leistung jedes Solarmoduls individuell an, um sicherzustellen, dass jedes Modul sein volles Potenzial erreicht.
Leistungsoptimierer werden direkt auf der Unterkonstruktion montiert
Ein Beispiel:
Vergleicht man eine PV-Anlage, bei der Optimierer installiert sind, mit einer Anlage ohne Optimierer, kann man folgendes feststellen:
In einer Photovoltaikanlage können beispielsweise folgende Situationen auftreten:
- Einzelne Paneele sind (vorübergehend) im Schatten.
- Ein oder mehrere Paneele sind defekt und liefern weniger oder keine Leistung mehr.
- Die Anlage ist an bestimmten Stellen stark verschmutzt (z. B. in der Nähe eines Kamins).
- Es werden verschiedene Paneeltypen verwendet (z. B. wenn Sie zu einem späteren Zeitpunkt leistungsstärkere Module hinzufügen oder defekte Module durch neuere, leistungsstärkere Modelle ersetzen).
- Bei der Installation wurden B-Ware-Module verwendet, die eine geringere Leistung aufweisen als andere.
In diesen Fällen regelt der Wechselrichter der Anlage ohne Optimierer die Leistung auf das Niveau des schwächsten Glieds in der Kette herunter. Anders ausgedrückt: Wenn alle Module eines Strings 400-Watt-Module sind und der String aus 10 Modulen besteht, sollte die theoretische Ertragsleistung bei 4.000 kWh liegen. Liegt jedoch ein Modul im Schatten, beispielsweise von einem Baum, einem Kabel oder Schmutz, und liefert nur noch die Hälfte seiner Leistung (200 Watt statt 400 Watt), regelt der Wechselrichter die Gesamtleistung des Strings auf 200 Watt pro Modul herunter, und der Ertrag beträgt nur noch 2.000 kWh.
Wenn hingegen Leistungsoptimierer im Einsatz sind, wird nur das eine Panel, das im Schatten oder verschmutzt ist, mit 200 Watt betrieben, während der Rest der Anlage nicht beeinträchtigt wird. Dadurch erzielt man trotz Ausfall eines Moduls einen Ertrag von 3.800 kWh.
Dies kann schneller passieren, als man denkt. Denken Sie zum Beispiel an Laubfall im Herbst oder Schneefall im Winter, wo es möglicherweise nicht möglich ist, die gesamte Anlage von Laub oder Schnee zu befreien, sondern nur ein Teil der Anlage zugänglich ist, oder nur ein Teil der Schneedecke abrutscht.
Verschiedene Himmelsrichtungen und Einstrahlungswinkel:
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Leistungsoptimierern sind Anlagen, bei denen nicht alle Module gleich ausgerichtet sind zur Sonne, sei es bezüglich der Himmelsrichtungen oder der Neigung zur Sonne. In beiden Fällen müsste man ohne Leistungsoptimierer die Teilanlagen zumindest in verschiedenen Strings fassen, um einen optimalen Ertrag zu erzeugen.
Durch die immer besser werdenden Leistungen der Module entscheiden sich immer mehr Anlagenbesitzer für den Ausbau an der Nordseite. Mit Leistungsoptimierer ist dies kein Problem und kann einfach erweitert werden. Auch bei Anlagen, bei denen einige Module an der Hauswand montiert sind oder am Balkon, und somit aufgrund der unterschiedlichen Einstrahlungswinkel der Sonne völlig unterschiedliche Leistungen erzeugen können, sind Leistungsoptimierer ein Muss.
Weitere Vorteile
Das ist jedoch noch lange nicht alles. Es gibt weitere überzeugende Argumente, die für den Einsatz von Leistungsoptimierern sprechen und der Grund dafür sind, warum wir den Einsatz grundsätzlich empfehlen.
Überwachung und Diagnose: Leistungsoptimierer bieten in der Regel Überwachungsfunktionen, die es den Anlagenbetreibern und Installateure ermöglichen, die Leistung jedes einzelnen Moduls in Echtzeit zu überwachen. Dies ermöglicht eine schnelle Fehlererkennung und Diagnose von Problemen, was wiederum die Wartung und Instandhaltung erleichtert.
Mit Leistungsoptimierer wird jedes Modul einzeln angezeigt.
Sicherheit: In Situationen, in denen ein Teil der Solaranlage beschattet ist oder aus anderen Gründen nicht optimal arbeitet, können Leistungsoptimierer dazu beitragen, die Sicherheit der Anlage zu gewährleisten. Sie reduzieren die Gefahr von Überspannung oder Überhitzung, da sie die Spannung auf ein sichereres Niveau regeln. Auch wenn es zu einem Kabelbruch durch Sturm oder einem Feuer kommt, können die Leistungsoptimierer weiters dazu beitragen, dass die defekten Module automatisch von der Stromversorgung getrennt werden. Dies verringert das Risiko von elektrischen Gefahren, sowohl für Rettungskräfte als auch für andere Personen, die sich auf dem Dach befinden könnten. Dies ist ein weiterer Grund, warum der Einsatz von Leistungsoptimierern in vielen Fällen empfohlen wird, um die Sicherheit zu erhöhen.
Flexibilität: Leistungsoptimierer eröffnen Möglichkeiten für die flexible Gestaltung und Installation von Solaranlagen. Mit ihnen ist es möglich, Solarmodule unterschiedlicher Typen und Größen in einer Anlage zu kombinieren, ohne dass die Leistung eines Moduls die Leistung der gesamten Anlage beeinträchtigt. Vor allem bei das (spätere) Erweitern einer Anlage tut man sich hier sehr viel leichter.
Kosten: Obwohl Leistungsoptimierer die Gesamtleistung einer Solaranlage verbessern können, erhöhen sie auch die Kosten der Installation. Jedes Modul wird ausgestattet mit ein Leistungsoptimierer. Diese zusätzlichen Kosten können durch die erhöhte Energieerzeugung und die bessere Überwachung gerechtfertigt sein, insbesondere in Situationen mit ungünstigen Bedingungen, aber sind trotzdem eine eigene Position auf das Angebot.
Das Gegenargument wird allerdings oft nicht erwähnt: Photovoltaikanlagen müssen ausgestattet sein mit eine Anlagennahe Ausschaltvorrichtung. Da Leistungsoptimierer direkt an die Module montiert sind, gelten dieser als solche und dadurch werden viele Vorschriften für ÜV-Anlagen bereits automatisch eingehalten. Setzt man dagegen keine Leistungsoptimierer ein, so schlagt dies sich nieder in die Montagekosten, weil dann sind Auschaltvorrichtungen am Dachboden zu montieren und müssen zum Beispiel die gesamte PV-Kabel die vom Dach kommen in Metalröhre verlegt werden. (Sicherheitsstandard OVE R-11-1)
Insgesamt sind Leistungsoptimierer eine sinnvolle Option, um die Effizienz und Ertragsgenauigkeit von Solaranlagen zu steigern. Ihre Anwendung ist besonders vorteilhaft in Umgebungen mit Schatten, unterschiedlichen Modultypen oder in anspruchsvollen Bedingungen, in denen die Maximierung der Energieerzeugung von großer Bedeutung ist.
