PV-Leistungsoptimierer: Alles, was Sie wissen müssen
Verschattung, unterschiedliche Ausrichtung der Module, Verschmutzung und Degradation beeinträchtigen den Ertrag einer Photovoltaik-Anlage. Da Solarmodule meist in Reihe geschaltet sind, richtet sich die Leistung der Anlage am schwächsten Modul aus. Die SolarEdge Leistungsoptimierer schaffen Abhilfe.
Herkömmliche PV-Anlagen im privaten wie im gewerblichen Bereich haben Einschränkungen: Jedes Modul produziert lediglich so viel Energie wie das leistungsschwächste Modul innerhalb eines Strangs. Verschattungen oder Verschmutzungen auf nur einem Modul reduzieren die Produktion des gesamten Strangs. Hinzu kommt, dass die Module identisch und im gleichen Winkel mit gleicher Ausrichtung installiert sein sollten. Diese Einschränkungen im Design der Anlage verschwenden Platz auf dem Dach und kann Sie hemmen, perspektivisch neuere, leistungsstärkere Module zu installieren. Kurz: Sie erzeugen nicht die gesamte Energie, die Sie gewinnen könnten.
Deshalb haben die Gründer von SolarEdge vor 20 Jahren den Leistungsoptimierer erfunden: Sie sorgen dafür, dass die Module unabhängig voneinander funktionieren und jedes Modul seinen individuellen „Maximum Power Point“ (MPP) erreicht. So verhindern sie die Leistungsminderung bei Verschattung und weiteren Szenarien, sie reduzieren also "Mismatch-Verluste". So steigern sie die Leistung für die gesamte Anlage.
Die Funktionsweise der SolarEdge Leistungsoptimierer
Leistungsoptimierer sind leicht zu installierende Bauteile, die zwischen Wechselrichter und den einzelnen Solarmodulen angebracht werden. Dort ermitteln und optimieren sie den individuellen MPP: Den Punkt, an dem ein Modul auf der I-U-Kennlinie die maximale Leistung erzeugt. Sie sorgen dafür, dass ein einzelnes Modul nicht die Leistung der anderen Module beeinträchtigt bzw. in seiner Leistung nicht durch andere Module limitiert wird.
Im Detail: SolarEdge Leistungsoptimierer konditionieren Stromstärke und Spannung mit ihren integrierten Hoch- und Tiefsetzstellern („buck & boost“): Auf der Suche nach dem idealen Leistungspunkt setzen sie die Spannung hoch oder herunter. Optimierer einiger anderer Hersteller kennen nur den Weg nach unten. Ihre Flexibilität ist entsprechend eingeschränkt. In einer herkömmlichen Anlage wiederum sucht der Wechselrichter nur einen einzelnen MPP für den gesamten Strang. Auch, wenn er durch Verschattungsmanagement einzelne Substrings überbrückt, kann er Leistungsverluste nicht im vollen Maße ausgleichen.
Auch Mikro-Wechselrichter suchen den maximalen Leistungspunkt für jedes einzelne Modul. Der Unterschied: Mikro-Wechselrichter wandeln den produzierten Gleichstrom direkt am Modul in Wechselstrom. Dies findet in der SolarEdge Architektur mit Leistungsoptimierern weiterhin in einem zentralen Wechselrichter statt. Und hier liegt auch der Nachteil der Mikro-Wechselrichter: Durch die DC-AC-Wandlung am Modul sind sie aufwendiger, teurer und fehler- sowie reparaturanfälliger als Leistungsoptimierer.
Wann sind PV-Leistungsoptimierer sinnvoll?
Der Einsatz von Leistungsoptimierern lohnt sich in jedem Fall: Sie steigern in jeder Konstellation die Leistung einer PV-Anlage. Denn Gründe für Minderleistung einzelner Module gibt es viele: Verschattung, Verschmutzung, Fertigungsunterschiede, Degradation. Das gilt umso mehr, wenn die Installationsbedingungen für die Anlage vermeintlich ungünstig sind. Das ist der Fall bei offensichtlicher Verschattung oder, wenn eine Anlage unterschiedliche Ausrichtungen hat. Sie lohnen sich aber auch unabhängig von diesen Einschränkungen, denn sie erlauben den Einsatz unterschiedlicher Modultypen sowie Stringlängen, vereinfachen das Monitoring und verringern Wartungskosten.
Einschränkungen im Überblick:
- Verschattung
Ein Leistungsoptimierer lohnt sich insbesondere, wenn eine starke Verschattung im Verlauf des Tages über die Anlage wandert. Das kann durch Dachgiebel Schornsteine, umgebende Gebäude oder Bäume der Fall sein. - Unterschiedliche Modulneigungen
Auch unterschiedliche Neigung von PV-Modulen führt zu unterschiedlichen Erträgen der Module. SolarEdge Leistungsoptimierer regeln den Maximum Power Point für jedes Modul separat und helfen so, Mismatch-Verluste zu verhindern. - Unterschiedliche Modultypen
Werden in einer PV-Anlage verschiedene Module eingesetzt, erbringen sie unterschiedliche Leistungen und degradieren auch anders. Ein Leistungsoptimierer sorgt dafür, dass die Module trotz unterschiedlicher MPP zu einem String verschaltet werden können. - Ungleiche Stranglängen
SolarEdge Leistungsoptimierer regulieren die Strang-Spannung auf gleichem Niveau unabhängig von der Stranglänge. Somit kann der Einsatz von Leistungsoptimierern bei Photovoltaikanlagen mit Strängen unterschiedlicher Länge den Ertrag steigern.
Einige Hersteller bieten auch Lösungen an, bei denen nur ein Teil der Module mit einem Leistungsoptimierer kombiniert wird. Im Gegensatz zur Volloptimierung kommen nur dort Leistungsoptimierer zum Einsatz, wo sie vermeintlich mehr benötigt werden, also im verschatteten Bereich. Der Teufel steckt im Detail: Nicht nur der Kernschatten zählt, auch der Halbschatten muss korrekt eingeplant werden. Schnell ist die Anlage falsch eingestellt. Weitere Vorteile der Volloptimierung entfallen, wie die höhere Sicherheit oder das Monitoring auf Modulebene. Die Anlage ist, wie es der Name verrät, nur „teiloptimiert“.
PV-Leistungsoptimierer von SolarEdge: Herausragende Sicherheit
Die SolarEdge Leistungsoptimierer bestechen zusätzlich mit einem besonderen Feature-Komplex: Ihrer herausragenden Sicherheit. SolarEdge Sense Connect ist eine branchenweit einmalige Innovation, die anormale Veränderungen der Temperatur der Steckverbinder erkennt. Sollte ein solches Ereignis eintreten, stoppt der Wechselrichter den Stromfluss, schaltet das System in einen sicheren Modus reduziert die Spannung. Die Position des fehlerhaften Steckers ist im Systemlayout auf der Monitoring-Plattform direkt zu erkennen, SetApp und Monitoring-Plattform versenden automatisch eine Benachrichtigung.
Hier erhalten Sie weitere Informationen, wie SolarEdge die Sicherheit von PV-Anlagen nachhaltig erhöht.
Vorteile der SolarEdge Leistungsoptimierer bei Monitoring und Wartung
Die SolarEdge Leistungsoptimierer ermöglichen ein modulgenaues Monitoring der Leistung – anstatt nur die Leistung der Anlage im Ganzen zu reporten. Das erlaubt eine genaue Fehlerkontrolle ohne hohen Aufwand, erleichtert die Wartung enorm und spart somit Kosten.
Ein weiterer Vorteil ist die einfache Installation: Sie werden bei Kombination mit einem SolarEdge Wechselrichter mit nur einer einzigen Schraube und den in den Optimierern integrierten Kabeln angeschlossen. Zudem halten Solaredge Leistungsoptimierer auch extremen Umgebungsbedingungen stand. Sie bestechen mit einem überragenden Wirkungsgrad von 99,5 Prozent, die Garantiezeit beträgt 25 Jahre.
Die Leistungsoptimierer der S-Serie
Mit den S1200 Leistungsoptimierern für gewerbliche Anlagen bringen Sie bis zu 23 kW pro Strang leistungoptimiert ans Netz. Jetzt erhältlich ist auch das kompakte Kraftpaket der nächsten Generation: Mit dem neuen S1500 Leistungsoptimierer für gewerbliche Anlagen schließen Sie bis zu 30,4 kW Leistung pro Strang an, was weniger und längere Stränge ermöglicht und gleichzeitig die DC BoS-Kosten reduziert. Und: Sie unterstützen Hochleistungs-PV-Module bis 750 Kilowatt und bifaziale Module.
