PV-Leistungsoptimierer – Funktion, Kosten und Vorteile im Überblick

PV-Leistungsoptimierer überwachen die Leistung einzelner Solarmodule und erhöhen so den Ertrag der PV-Anlage, etwa bei Verschattungen. Wie genau ein PV-Optimierer funktioniert und wann sich der Einbau lohnt, erfahren Sie in diesem Artikel.

Welche Aufgabe hat ein PV-Leistungsoptimierer?

Eine PV-Anlage auf dem Hausdach besteht aus einer Vielzahl von Solarmodulen, die meist in Reihe geschaltet und zu sogenannten Strings zusammengefasst werden. Die Leistung eines Strings – oder sogar der gesamten PV-Anlage – wird dabei von der Leistung des „schwächsten“ PV-Moduls bestimmt.

Um zu verhindern, dass ein einzelnes Modul die Leistung der gesamten PV-Anlage signifikant verringert (Mismatching Verluste), kommen in manchen Fällen PV-Leistungsoptimierer zum Einsatz. Diese sorgen dafür, dass jedes Modul am individuellen Leistungsmaximum – dem sogenannten Maximum Power Point (MPP) – arbeitet, ohne andere Module im String in ihrer Leistung zu beeinträchtigen.

Gut zu wissen: Normalerweise ist die Verschaltung von Modulen zu Strings unproblematisch. Sind beispielsweise alle Module nach Süden ausgerichtet und nicht verschattet, erzielen sie in der Regel eine ähnliche Leistung. In diesem Fall kann der MPP ganz einfach zentral über den String-Wechselrichter geregelt werden.

Wie funktioniert ein Leistungsoptimierer für PV-Anlagen?

Bei der Reihenschaltung von PV-Modulen findet die Auswahl des Leistungsoptimums (also des MPP) am Wechselrichter statt. Das hat zur Folge, dass schon beim Leistungsabfall eines Moduls die Leistung der gesamten Solaranlage sinkt. Findet die Auswahl des Leistungsoptimums hingegen nicht mehr am Wechselrichter, sondern durch einen Leistungsoptimierer am einzelnen Modul statt, erzielt nur noch das verschattete Modul eine geringere Leistung. Leistungsoptimierer sorgen also mit anderen Worten dafür, dass alle Module im String mit ihrer maximalen Leistung zur Gesamtleistung der Solaranlage beitragen.

Wann lohnt sich ein PV-Optimierer?

Der Einsatz von PV-Optimierern ergibt vor allem bei Photovoltaikanlagen mit starker Verschattung oder Ost-West-Ausrichtung Sinn. Bei einer reinen Südausrichtung oder minimaler Verschattung der Solaranlage relativiert sich der zusätzliche PV-Ertrag häufig durch den Energieverbrauch und die Anschaffungskosten der Leistungsoptimierer. Sprechen Sie daher die Installation von PV-Optimierern immer mit einem Fachbetrieb ab. 

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 einzelner Module

Leistungsoptimierer ergeben besonders dann Sinn, wenn bei Ihrer PV-Anlage Teilverschattung durch schattenwerfende Objekte wie den Schornstein auftritt. In diesem Fall betrifft die Verschattung über den Tagesverlauf hinweg nämlich immer wieder unterschiedliche PV-Module, was für eine geringere Leistung und niedrigere Erträge sorgen kann. Ist die Verschattung hingegen jahreszeitbedingt, können verschattete und unverschattete Module auch separat verschaltet werden. Der Einsatz von Leistungsoptimierern ist in diesem Fall nicht unbedingt nötig.

UNTERSCHIEDLICHE Neigungswinkel

Wenn Ihre Photovoltaikanlage aus unterschiedlichen Solarmodulen besteht, haben diese in der Regel auch eine unterschiedlich hohe Leistung und Degradation. Damit die verschiedenen Module trotzdem zu einer Anlage verschaltet werden können, können Leistungsoptimierer genutzt werden. Grundsätzlich empfiehlt es sich jedoch, von Beginn an nur eine Modulart zu installieren.

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 können Leistungsoptimierer auch bei Photovoltaikanlagen mit unterschiedlichen Stringlängen eingesetzt werden, um höhere Erträge zu erzielen.

Ertragsüberwachung

Zu guter Letzt können PV-Optimierer bei kleinen und mittleren Photovoltaikanlagen eine sinnvolle Möglichkeit der Ertragsüberwachung sein, da es hier noch mehr auf die Leistung auf Modulebene ankommt. Zudem haben diese Anlagen häufiger mit suboptimalen Standortbedingungen wie Verschattung zu kämpfen.

Was kostet ein PV-Optimierer?

Ein PV-Optimierer erhöht den Ertrag Ihrer Anlage und sorgt entsprechend dafür, dass Sie mehr Solarstrom produzieren. Allerdings ist die Anschaffung von Leistungsoptimieren natürlich auch mit zusätzlichen Kosten verbunden, weshalb sich die Installation nicht in allen Fällen lohnt. Die Kosten für Leistungsoptimierer liegen derzeit bei etwa 60 € pro Solarmodul; inklusive Einbau können die Kosten sogar auf bis zu 100 € pro PV-Optimierer steigen. Entsprechend sollten Sie vorab ganz genau prüfen (lassen), ob sich die zusätzliche Investition bei Ihrer Anlage lohnt.

Nachrüstung von Leistungsoptimierern

Photovoltaik-Optimierer können grundsätzlich auch bei bestehenden PV-Anlagen nachgerüstet werden. Allerdings steigen die Kosten pro Modul in diesem Fall noch einmal an, da in vielen Fällen ein Gerüst für die Arbeiten auf dem Hausdach errichtet werden muss. Sollten Sie sich trotzdem für die Nachrüstung von Optimierern entscheiden, sollten Sie vorab prüfen, inwieweit diese mit Ihrem Solarmodul und Ihrem Wechselrichter kompatibel sind.

Leistungsoptimierer PV – Vor- und Nachteile

Leistungsoptimierer bringen verschiedene Vorteile, aber auch ein paar Nachteile mit sich. Der größte Vorteil der Optimierer ist dabei natürlich der höhere Ertrag, den Sie so mit Ihrer PV-Anlage erzielen können. Auf der anderen Seite sind Leistungsoptimierer auch mit hohen zusätzlichen Kosten verbunden, die sich nicht in jedem Fall rechnen.

Vorteile von Leistungsoptimierern

• Höhere Erträge: Mit einem Leistungsoptimierer können Sie potenziell mehr Solarenergie produzieren; das gilt vor allem bei einer Verschattung einzelner Module.
• Überwachung der PV-Module: Die meisten Leistungsoptimierer verfügen über eine Software, mit deren Hilfe sich Leistungsfähigkeit der einzelnen Module überwachen lässt.
• Mehr Flexibilität: Leistungsoptimierer vereinfachen die Planung Ihrer PV-Anlage, da Sie die Kombination von PV-Modulen mit unterschiedlicher Verschattung oder unterschiedlichem Neigungswinkel ermöglichen.

Nachteile von Leistungsoptimierern

• Höhere Kosten: Leistungsoptimierer kosten inkl. Installation bis zu 100 € pro Modul. Ob sich diese Investition wirtschaftlich lohnt, sollte vorab geprüft werden.
• Zusätzlicher Wartungsaufwand: PV-Optimierer sind auf dem Hausdach installiert und damit Witterungseinflüssen ausgesetzt, die Reparaturen an den Geräten nach sich ziehen können.

Leistungsoptimierer von Solaredge bei Wegatech

Wir von Wegatech setzen bei der Planung und Installation unserer Anlagen auf PV-Optimierer der Marke Solaredge. 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; selbst 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 von Solaredge 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.

Fazit: Benötige ich Leistungsoptimierer für meine PV-Anlage?

Ob Sie Leistungsoptimierer für Ihre Solaranlage benötigen, hängt maßgeblich von der Verschattung sowie Ausrichtung und Neigung Ihres Hausdachs ab. Bei Dächern ohne Verschattungen und verschiedene Neigungen benötigen Sie in aller Regel keine PV-Optimierer. Haben Sie hingegen wandernde Schatten (etwa durch einen Schornstein) oder ein Dach mit Ebenen oder verschiedenen Neigungswinkel, kann sich die Installation von Leistungsoptimierern lohnen. Bestenfalls besprechen Sie die Entscheidung für oder gegen Leistungsoptimierer vorab mit Ihrem PV-Installateur ab. Dieser kann Ihnen sagen, ob Sie für Ihre Module wirklich Leistungsoptimierer benötigen und ob sich die zusätzliche Investition auch wirtschaftlich lohnt.

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