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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
Leistungsoptimierer von Solar Edge

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

Beispiel:

Vergleicht man eine PV-Anlage, bei der Optimierer installiert sind, mit einer Anlage ohne Optimierer, kann man folgendes feststellen:

In einer Photovoltaikanlage ohne Optimierer 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 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 denken Sie an Anlagen, die über verschiedene Teile des Dachs (Ost-Süd-West) verteilt sind, oder an Anlagen, bei denen einige Module an der Hauswand montiert sind und somit aufgrund der unterschiedlichen Einstrahlungswinkel der Sonne völlig unterschiedliche Leistungen erzeugen können...


Anlage montiert in verschiedene Himmelsrichtungen (Ost, Süd, West)

Weitere Vorteile

Das ist jedoch noch 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 und anbieten.


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.


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.

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.

Darüber hinaus bieten Leistungsoptimierer die Möglichkeit, Module im gleichen String in verschiedene Himmelsrichtungen auszurichten, beispielsweise bei einem Zeltdach. Dies erhöht die Flexibilität bei der Ausrichtung der Module und ermöglicht eine optimale Nutzung der verfügbaren Fläche für die Solarenergiegewinnung.



Kosten: Obwohl Leistungsoptimierer die Gesamtleistung einer Solaranlage verbessern können, erhöhen sie auch die Kosten der Installation. Diese zusätzlichen Kosten können durch die erhöhte Energieerzeugung und die bessere Überwachung gerechtfertigt sein, insbesondere in Situationen mit ungünstigen Bedingungen.


Um den variierenden Sonneneinfall auszugleichen, werden Optimierer am Tiefenbachgletscher in Sölden eingesetzt.

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.


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