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Planung und Installation

Leistungsoptimierer - Hohe Erträge auch bei Verschattung

Leistungsoptimierer können den Ertrag einer Anlage um bis zu 25% steigern. Sie werden insbesondere bei verschatteten Anlagen eingesetzt. Wir erklären wie ein Leistungsoptimierer funktioniert und wann sich die Investition lohnt.

Photovoltaikanlage

Was ist ein Leistungsoptimierer?

Ein Leistungsoptimierer überwacht die Leistung eines einzelnen Solarmoduls und sorgt dafür, dass es den optimalen Maximum Power Point (MPP) erreicht.

Maximum Power Point

Der Maximum Power Point (MPP) ist der Punkt, an dem ein Photovoltaikmodul seine maximale Leistung erzielt. Die elektrische Leistung eines Photovoltaikmoduls berechnet sich aus dem Produkt von Strom und Spannung. Änderungen der Sonneneinstrahlung und der Modultemperatur wirken sich auf Strom und Spannung aus und verändern den MPP beständig. Steigt etwa die Sonneneinstrahlung, so steigt auch die Stromstärke im Modul. Daher hat jedes Modul einen anderen MPP, der sich zudem permanent verändern kann. Möchte man Höchstleistungen mit der Photovoltaikanlage erzielen, ist die Überwachung des MPP`s jedes Moduls sinnvoll.

Leistungsoptimierer sind DC-DC-Wandler, das heißt sie wandeln den in den Modulen erzeugten Gleichstrom in Gleichstrom mit einer anderen Spannung um. Sie werden meist verwendet, wenn Module in einem String geschaltet sind, jedoch ungleiche Erträge erzielen. Normalerweise ist die Verschaltung von Modulen zu einem String unproblematisch. Denn sind alle Module nach Süden ausgerichtet und unverschattet, erzielen sie zumeist ähnliche Erträge und der MPP kann zentral über einen String-Wechselrichter geregelt werden. Ist ein Modul des Strings jedoch anders ausgerichtet oder verschattet, wirkt sich die Verschattung des Moduls auch auf die anderen Module einer Reihe aus, denn, das schwächste Modul bestimmt die Leistung im gesamten String. Anschaulich wird dies, wenn man sich einen Wasserschlauch mit einem Knick vorstellt. Der Knick limitiert den Wasserfluss im gesamten Schlauch. 

Findet die Auswahl des Leistungsoptimums (MPP) hingegen nicht mehr am Wechselrichter sondern durch einen Leistungsoptimierer am einzelnen Modul statt, erzielt nur noch das verschattete Modul eine geringere Leistung, denn der Leistungsoptimierer sorgt dafür, dass alle Module im String mit ihrer maximalen Leistung zur Gesamtleistung beitragen. Der Knick im Schlauch wird sozusagen durch ein Rohr überbrückt.

Wann lohnt sich ein Leistungsoptimierer?

Leistungsoptimierer können sinnvoll sein, wenn die Installationsbedingungen für die Anlage sehr ungünstigs sind. Dies ist vor allem bei stärkeren Verschattungen oder wenn eine Anlage mehr als zwei Ausrichtungen hat der Fall. Sind nur kleinere Ineffizienzen vorhanden, wird der Mehrertrag der Leistungsoptimierer häufig durch den Energieverbrauch und die Anschaffungskosten der Leistungsoptimierer wieder relativiert und die Wirtschaftlichkeit der Anlage vermindert sich sogar. Sprechen Sie daher die Installation von Leistungsoptimieren immer mit einem Fachbetrieb ab. 

Verschattung

Ein Leistungsoptimierer lohnt sich, wenn eine starke Verschattung durch schattenwerfende Objekte im Tagesverlauf über die gesamte Anlage wandert. Ist die Verschattung jahreszeitbedingt, können verschattete und unverschattete Module auch separat verschaltet werden und ein Leistungsoptimierer ist nicht unbedingt nötig. Am effektivsten arbeiten Leistungsoptimierer, wenn die Verschattung durch horizontale Schatten oder durch Schattenwürfe von Masten entsteht.

Unterschiedliche Modulneigungen

Ähnlich wie eine Verschattung eines Moduls, führen auch unterschiedliche Aufständerungswinkel zu unterschiedlichen Erträgen. Hier kann ein Leistungsoptimierer, der den Maximum Power Point für jedes Modul separat regelt, helfen. 

Unterschiedliche Modultypen

Werden in Ihrer Anlage unterschiedliche Module eingesetzt, erbringen diese andere Leistungen und degradieren auch anders. Ein Leistungsoptimierer sorgt dafür, dass die Module trotz Ihres unterschiedlichen MPP`s zu einem String verschaltet werden können. Es empfiehlt sich grundsätzlich jedoch nur eine Modulart zu installieren.

Ungleiche Stringlängen

Leistungsoptimierer regulieren die String-Spannung auf gleichbleibendem Niveau unabhängig von der Stringlänge. Somit kann der Einsatz von Leistungsoptimierern bei Photovoltaikanlagen, bei denen Strings mit unterschiedlichen Längen zusammengeschaltet werden, eine Ertragssteigerung bewirken.

Ertragsüberwachung

Leistungsoptimierer können für kleine und mittlere Photovoltaikanlagen eine sinnvolle Möglichkeit der Ertragsüberwachung sein, denn hier kommt es insbesondere auf die Leistung jedes einzelnen Moduls an. Zudem haben diese Anlagen häufiger mit suboptimalen Standortbedingungen wie Verschattung zu kämpfen.

Solaredge Leistungsoptimierer

Solaredge ist ein israelischer Hersteller von Leistungsoptimierern, Wechselrichtern und Monitoring-Lösungen für Photovoltaikanlagen. Die Solaredge Leistungsoptimierer sind insbesondere auf einen Einsatz mit Solaredge Wechselrichtern abgestimmt und können mit allen gängigen Modultypen kombiniert werden. Auch Dünnschichtmodule sind kompatibel. Das Maximum Power Point Tracking (MPPT) erfolgt bei Solaredge Wechselrichtern pro Modul. 

Mit den Leistungsoptimierern kann ein Wirkungsgrad von 99,5% erzielt werden. Ein weiterer Vorteil der Leistungsoptimierer ist, dass Sie mit nur einer einzigen Schraube installiert werden. Das spart Zeit bei der Installation der Photovoltaikanlage. Zudem halten Solaredge Leistungsoptimierer auch extremen Umgebungsbedingungen stand. Die Garantiezeit beträgt 25 Jahre.

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