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Leistungsoptimierer in der Photovoltaik sollen die Leistungsminderung einzelner Module bei verringerter Einstrahlung ausgleichen. Lohnt sich das ganze? Wir finden es heraus!
Geschrieben von Armin Hirschfeld
Zuletzt aktualisiert: 01.07.2024
Viele Solaranlagen haben bei den einzelnen Solarmodulen unterschiedliche Einstrahlungen und damit andere Erträge pro Modul. Man kann es sich ein wenig vorstellen wie bei einem Tandem, wo man nur so schnell in die Pedale treten kann wie der Rest. Oder wie bei einer Lichterkette: Sobald ein Glühlämpchen defekt ist, geht die ganze Kette nicht mehr. Diesen Effekt sollen Optimierer vorbeugen. Ob sie sich wirklich für Ihre Anlage lohnen und ob diese Bauteile wirtschaftlich sind, erfahren Sie hier.
Die meisten Solaranlagen werden in Reihe geschaltet und hängen an einem Strang, selbst wenn sich ein Teil der Module auf einer anderen Dachfläche befindet. Hat man bspw. eine Ost-West-Ausrichtung bei der Solaranlage, haben die Module auf den verschiedenen Dachflächen eine andere Sonneneinstrahlung.
Steht die Sonne in unserem Beispiel gerade im Osten, bekommt die Ostseite mehr Licht ab als die Westseite. Nun hängen jetzt alle Module am gleichen Strang, weswegen die Gesamtleistung der Anlage nur so stark sein kann, wie ihr schwächstes Glied. Dieses ist auf der Westseite zu finden. Das Ergebnis davon ist eine niedrigere Stromerzeugung.
Als Lösung für dieses Problem kommt ein PV-Optimierer zum Einsatz. Dieses technische Gerät gleicht die schwächere Leistung einzelner Module aus und sorgt dafür, dass die Anlage weiterhin Energie auf einem hohen Level produzieren kann.
Ein Optimierer ist immer dann interessant, wenn die PV-Module Ihrer Anlage unterschiedliche Einstrahlungen haben. Das kann verursacht werden durch Verschattungen, verschiedene Neigungen oder abweichende Ausrichtungen, wie z.B Ost-West.
In diesen Fällen gibt es immer eine Diskrepanz zwischen dem Ertrag der einzelnen Paneele, sodass ein Solaroptimierer ganztägig oder nur zu bestimmten Tageszeiten zur Leistungssteigerung Ihre Anlage beitragen kann.
Die leistungssteigernden Bauteile sind also nicht für jede Photovoltaikanlage notwendig, vor allem bei Anlagen, wo die PV-Module alle die gleichen Bedingungen (Ausrichtung, Größe, Leistung) vorweisen.
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Grundsätzlich sind einige Wechselrichter in der Lage, bestimmte Module aus dem String zu nehmen und damit zu verhindern, dass beispielsweise ein verschattetes Modul die Gesamtleistung der Anlage beeinträchtigt. Das nächste damit verbundene Problem ist die “Hotspotbildung”.
Das Modul hört schließlich nicht auf, Energie zu produzieren, es gibt sie nur nicht in Form von Strom weiter. Deswegen wird diese Energie an bestimmten Stellen in Wärme umgewandelt. Das führt zu extrem heißen Temperaturen bis zu 150 Grad an sogenannten “Hotspots”. Dieser Effekt beeinträchtigt die Lebensdauer des Solarmoduls oder führt bei zu starker Belastung direkt zu einem Defekt.
Deswegen kommt auch für dieses Problem ein Optimierer ins Spiel. Der sorgt dafür, dass der Strom des Moduls auch weiterhin abgegeben werden kann und kein “Energiestau” an einzelnen Stellen auf dem Dach passiert.
Im Feld der Leistungsoptimierer in der Photovoltaik gibt es wiederum verschiedene Technologien, die zum Einsatz kommen können, die alle ihre Vor- und Nachteile haben.
Viele Leistungsoptimierer sind Teil eines "All-in-one"-Systems. Der Einsatz von Leistungsoptimierern wird also von vornherein eingeplant, so dass sie einfach nachträglich oder direkt bei der ersten Installation verwendet werden können. Eine Integration mit den anderen Bauteilen ist also einfach.
Andere sind mit verschiedenen Systemen kompatibel und können ohne Probleme nachträglich herstellerunabhängig nachgerüstet werden.
So hat beispielsweise der Solarhersteller SolarEdge ein System entwickelt, wo 1 Optimierer pro PV-Modul auf dem Dach installiert wird. Der Vorteil hiervon ist ein gesamtheitliches Monitoring. Sie können dann z.B. in Ihrer App genau nachvollziehen, welches Modul wie viel Strom produziert und die Funktionstüchtigkeit überwachen.
Bei einer größeren Anlage wird die Anzahl der verbauten Solaroptimierer tatsächlich ziemlich groß. Für die ganzen zusätzlich verbauten Bauteile sind bei einer Aufdach-Solaranlage die Kosten also nicht gerade niedrig.
Außerdem benötigen die Optimierer ebenfalls Strom, um zu funktionieren. Der damit niedrigere Wirkungsgrad mindert also wiederum die Leistungssteigerung. Das wirft die Frage auf, ob die Optimierer in so einem Fall überhaupt etwas bringen und ob sie wirtschaftlich sind.
Als Antwort auf die Herangehensweise mit einem Leistungsoptimierer Pro Solarmodul, hat sich z.B der Hersteller BRC Solar GmbH darauf spezialisiert, eine Leistungsoptimierung mit minimalem materiellen Aufwand zu erreichen. Mit deren Ansatz reicht es, die Solar-Optimierer nur bei den betroffenen Modulen einzusetzen, also nur die Module mit weniger Einstrahlung aufgrund von Störfaktoren oder abweichenden Bedingungen.
Zusätzlich schalten sich die Optimierer nur dann ein, wenn tatsächlich eine Leistungsminderung der Fall ist, z.B. wenn ein Baum zu einer bestimmten Tageszeit einen Schatten auf ein Modul wirft. Somit wird auch das Problem mit dem niedrigeren Wirkungsgrad für den Betrieb der Optimierer gelöst.
Als Alternative zu Optimierern können Mikrowechselrichter zum Einsatz kommen. Hier wird ebenfalls pro Modul eines der Geräte installiert. Die Besonderheit hierbei ist, dass kein großer Wechselrichter für den gesamten Strang benötigt wird.
Hintergrund dafür ist die Umwandlung von Gleichstrom zu Wechselstrom direkt an den einzelnen Modulen. Durch diesen Prozess wird ebenfalls der Unterschied der Leistungsfähigkeit der einzelnen Module überbrückt. Es muss also nicht zusätzlich ein Optimierer installiert werden und der große Wechselrichter kann ausgelassen werden.
Diese Technologie wird allen voran vom Hersteller Enphase eingesetzt, der vor allem für seine Mikrowechselrichter-Technologie im Photovoltaikmarkt bekannt ist.
PV-Optimierer kosten meistens zwischen 15 und 60€ pro Teil. Eine vollständige Bestückung Ihres Dachs kann also auch schnell über 1000€ liegen. Diese können Sie im Großhandel erwerben oder von Ihrem lokalen Solarfachbetrieb installieren lassen.
Achten Sie vor dem Kauf auf eine Kompatibilität mit Ihrer Solaranlage. Es gibt nämlich Optimierer, die mit bestimmten Systemen oder Wechselrichtern nicht zu verknüpfen sind. Falls Sie also vorhaben, sich eine Solaranlage anzuschaffen oder eine bestehende Anlage zu erweitern inkl. Einsatz von Optimierern, lohnt sich der Hausguru Angebotsvergleich für Photovoltaik.
Leistungsoptimierer sind für Photovoltaikanlagen mit unterschiedlichen Erträgen pro Modul ein Hilfsmittel, um die Leistungsminderung der Gesamtanlage zu verhindern. Man sollte bedenken, dass die Anschaffung von Leistungsoptimierern mit zusätzlichen Kosten verbunden ist, die man in die Amortisation einberechnen sollte.
Geht es Ihnen also um eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit Ihrer Solaranlage, sollten Sie vorab mit einem Experten prüfen, ob eine Leistungssteigerung mittels Solaroptimierern bei Ihrer PV-Anlage möglich ist. Wenn Sie nämlich für z.B 1500€ mehrere Optimierer anschaffen, muss der zusätzliche Ertrag diese Investitionen schnellstmöglich wieder amortisieren. Ansonsten lohnt es sich nicht für Sie.
Deswegen besteht bei den Leistungsoptimierern immer die Frage zwischen maximaler Wirtschaftlichkeit der Anlage und Komfort bzw. Sicherheit über das Monitoring. Eine Ausstattung der gesamten Solaranlage mit PV-Optimierern ist nämlich nicht gerade günstig und sollte in der Wirtschaftlichkeitsberechnung unbedingt berücksichtigt werden.
Bedenken Sie auch, dass viele Optimierer auch einen Leistungsverlust bedeuten können, wenn sie falsch eingesetzt werden. Das ist natürlich immer abhängig von der Qualität der Bauteile und der Eignung der Optimierer für die jeweilige Anlage.
Für eine kompetente Beratung durch einen Solarfachbetrieb empfehlen wir deshalb den unverbindlichen Angebotsvergleich von Hausguru, wodurch sie verschiedene Angebote von Fachfirmen vergleichen und sich die Meinung von Experten zum Thema Solar-Optimierung einholen können.
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