Schatten sinnvoll nutzen

Von am 14. Januar 2016 in der Kategorie Technologie mit 8 Kommentare
OptiTracGlobalPeak_SMASolar

Zur Zeit ist oft die Rede von den so genannten Leistungsoptimierern. Das sind elektronische Komponenten, die direkt am PV-Modul dafür sorgen sollen, dass aus jedem Solarpanel das Maximum an DC-Leistung herausgeholt werden kann. Insbesondere bei Verschattungen solle dies ein Vorteil sein, da mit den Optimierern bis zu 25 % der durch die Verschattung verlorenen Energie „gerettet“ werden könne. Joachim Laschinski, Technologieexperte bei SMA, erklärt, was es mit der Verschattungsproblematik eigentlich auf sich hat und wie SMA dieses Problem gelöst hat.  

 

Welche Auswirkung haben Verschattungen eigentlich tatsächlich?

Joachim: Natürlich haben Verschattungen Auswirkungen auf den PV-Ertrag und nicht immer lassen sie sich komplett vermeiden. Dazu gehören Schatten von zum Beispiel Schornsteinen, Bäumen oder vorübergehende durch Laub. Eine optimale Anlagenplanung berücksichtigt daher zuerst einmal, dass in Zeiten der höchsten Sonneneinstrahlung möglichst keine Schatten auf die Module fallen. Wenn Anlagen geschickt ausgelegt werden, ist der Einfluss von Verschattungen auf den Gesamtertrag einer PV-Anlage nur noch sehr gering. Eine gut geplante stark verschattete PV-Anlage hat dann beispielsweise deutlich weniger als 5 % jährlicher Ertragsminderung.

 

Was ist die SMA Lösung für Verschattungen?

Joachim: SMA hat neben der ständigen Verbesserung des sehr robusten MPP-Trackers (Maximum Power Point = Leistungsoptimum eines jeden PV-Moduls), den jeder Wechselrichter enthält, die Funktion OptiTrac Global Peak entwickelt. Durch das sichere Auffinden des globalen Leistungsmaximums eines jeden PV-Modulstrings wird die verfügbare Energie in jeder Verschattungssituation bestmöglich genutzt.

 

 

Welche Ergebnisse werden damit erzielt?

Joachim: Der jährliche Ertrag einer leicht verschatteten PV-Anlage mit OptiTrac Global Peak liegt nur noch rund 1 % unter dem Ertrag einer unverschatteten Anlage. Bei stark verschatteten Anlagen sind es rund 3 %. Und worauf wir besonders stolz sind, ist das Fehlen von „Nebenwirkungen“: Der Ertrag unverschatteter PV-Anlagen, die (eigentlich unnötig) mit OptiTrac Global Peak arbeiten, bleibt unverändert hoch. Das patentierte Verfahren ist so schnell und präzise, dass die Ertragsverluste weit unter einem Promille liegen und so die Funktion unabhängig von der PV-Anlage stets aktiviert sein kann.

 

Seit wann ist diese Technologie am Markt und wie sind die Erfahrungen bisher?

Joachim: SMA hat OptiTrac Global Peak bereits 2009 in den Markt eingeführt. Die Technologie hat sich nicht nur bewährt, sondern auch den Wettbewerb animiert, ähnliche Funktionen anzubieten. Ein großer Vorteil insbesondere im Vergleich zu den Optimierern ist die Integration der Technologie in den Wechselrichter. Kosten für separate Anbringung, Wartung oder Austausch entfallen komplett. Und das wirkt sich natürlich ebenfalls  – neben den gesteigerten Ertragsgewinnen – auf die Zuverlässigkeit und die Gesamtkosten des PV-Systems aus.

 

Eine letzte Frage: Sind PV-Anlagen bei starker Verschattung überhaupt sinnvoll?

Joachim: Das kann durchaus sinnvoll sein und oft gibt es ja auch ästhetische Gründe für ein solches Vorhaben. Dabei sollte jedoch vermieden werden, unverschattete PV-Module zusammen mit solchen in einem String zu betreiben, die häufig bzw. regelmäßig in Zeiten der höchsten Einstrahlung verschattet sind. Denn selbst wenn 25 % der Verschattungsverluste durch den Einsatz von Leistungsoptimierern vermieden werden können, so wie es die Hersteller versprechen, blieben immer noch 75 % unvermeidbare Verluste! Im Fall von wirklich komplizierten Dachflächen empfehle ich daher Modulwechselrichter, die eine gute Lösung für einzelne auch stark von Verschattung betroffene PV-Module sind. Für alle anderen Fälle sind sorgfältige Planung und Auslegung sowie ein optimales MPP-Tracking mit OptiTrac Global Peak die richtige Lösung.

 

Joachim, vielen Dank für deine Antworten. 

 

Joachim Laschinski

Joachim Laschinski

Zur Person

Joachim Laschinski arbeitet seit über 25 Jahren in der Photovoltaik. Bei SMA bekleidete er verschiedene Positionen in der Wechselrichter-Entwicklung und im strategischen Produktmanagement. Als Systemarchitekt kümmert er sich heute um die Optimierung des Produktportfolios für solare Energieversorgungen.

 

Weiterführende Infos findet ihr auf unserer Website 

 

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Der Autor

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Meine Aufgaben:
Zuständig für PR und Produkte rund um PV-Kraftwerke und gewerbliche PV-Anlagen.
Meine Themen:
Anwendungen und Lösungen, Technologien und Märkte für kleine und große Solarkraftwerke.
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Im Winter stricke ich meine Socken selbst.

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8 Kommentare

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    Ralf

    11. März 2017 um 13:43

    Ich habe Modulwechselrichter von Tigo installiert, da ich mehrere unterschiedliche Ausrichtungen und Neigungen habe auf meinem Dach und dazu Verschattungen. Ist es dann sinnvoll Optitrack Global Peak abzuschalten? Aus meiner Sicht macht es keinen Sinn, wenn 2 MPP-Steuerungen gleichzeitg versuchen, den optimalen Leistungspunkt einzustellen. Auf jeden Fall würde ich diese Regelung gerne für Testzwecke abschalten. Wie geht das bei einem SB 5000 TL21 ?
    Im Sunny-Portal habe ich keine Einstellmöglichkeit gefunden.

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    Brigitte Rudolph

    13. April 2016 um 11:18

    Wertes SMA-Team, wir nutzen seit der Einführung in 2009 dies Programm und haben damals bei unseren Bestandskunden auch dies Update installiert. Es gibt bis heute nur zufriedene Anlagenbetreiber. Und erst kürzlich haben wir einem „verschatteten“ Kunden wieder einmal beweisen können was dies Programm alles kann.
    Wir nutzten auch bei unseren Präsentationen stets das Video zur Darstellung der Programmkompetenz und zur Erläuterung was MPP-Tracking überhaupt bedeutet und wie viel Einfluss auf den Ertrag diese Arbeitsweise erzielt. Optimierer wie z.B. Solar-Edge haben bei uns „Hausverbot“, wir vermeiden für unsere Kunden das Risiko vom Mehrkosten und Fehlerquellen, die im Ernstfall auch noch schwer und/oder nur mit hohem Montageaufwand zu demontieren sind. Denn wenn einer der Optimierer defekt ist, muss man halt aufs Dach und das betroffene Modul abbauen um an des Störobjekt zu gelangen. Bei SMA geht man dann z. B. nur in den Keller, aber bisher war dies nie eine Fehlerquelle!
    Sonnenkönig dankt dem Erfinder für diese Kompetenz!

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    Klaus Schestag

    16. Februar 2016 um 06:33

    Guten Tag Herr Laschinski,
    für extrem verschattete Dachflächen empfehlen Sie Modulwechselrichter. SMA bietet hier ja den SB 240 an. Mein Kenntnisstand hierzu:
    Solarstromanlagen müssen ab einer Leistung von 3,68 kVA Blindleistung erbringen, und zwar ab dieser Grenze für die gesamte Anlage. Somit können die Modulwechselrichter, welche keine Blindleistung bereitstellen können, nur bei Anlagen unterhalb dieser Grenze von 3,68 kVA eingesetzt werden. Soll die Solarstromanlage an diesem Netzanschlusspunkt jedoch größer werden oder später erweitert werden können, ist der Einsatz der (heutigen) Modulwechselrichter leider nicht möglich. Ist das so richtig? Können die Modulwechselrichter eventuell doch bei größeren Anlagen eingesetzt werden? Das wäre natürlich klasse. Ich freue mich auf Ihre Antwort hierzu. Danke dafür.

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      Julia Stunz

      25. Februar 2016 um 08:21

      Hallo Herr Schestag,
      tut mir leid, dass sie so lange auf Ihre Antwort warten mussten.
      Folgende Nachricht habe ich von Herrn Laschinski bekommen:
      Danke für Ihre Nachfrage. Leider haben Sie die Situation richtig geschildert, der Einsatz von Modulwechselrichtern ist in Deutschland nicht uneingeschränkt möglich. Für kleine PV-Anlagen ist es eine Lösung und ebenfalls bei Netzbetreibern, die auf eine Einspeisung von Blindleistung nicht bestehen. Andererseits sollte es bei größeren PV-Feldern eher möglich sein, entweder auf den (geringen) Ertrag häufig verschatteter Flächen von vornherein zu verzichten oder die entsprechenden Module so einzubinden, dass mit der Global Peak Funktion die Ertragsverluste minimiert werden.

      Mit sonnigen Grüßen
      Joachim Laschinski

      Antworten »
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    Michael Haake

    14. Februar 2016 um 14:59

    Hallo Herr Laschinski,
    das hört sich ja alles gut an. Bei welchen Wechselrichtern gibt es diese OptiTrac Global Peak Funktion. Ist sie nachrüstbar und wie hoch sind die Kosten? Ich habe eine PV-Anlage mit 7,4 kWp und jei einen Wechselrichter Sunny Boy 2500 und Sunny Boy 3800. Die Verschattungsverluste liegen je nach Jahr zwischen 6-11%.
    Mit freundlichem Gruß
    M. Haake

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      Leonie Blume

      15. Februar 2016 um 13:09

      Hallo Herr Haake,

      leider kann man diese Option bei Ihren beiden Wechselrichtern nicht nachrüsten.
      Tut mir leid.

      Leonie Blume

      Antworten »
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    Thijs Vaes

    10. Februar 2016 um 15:42

    Hallo Herr Laschinski,

    wir empfehlen unsere Kunden erfolgreich den Einsatz von SMA Wechselrichter mit Opti Trac Glabal Peak. Wir monitoren auch Anlagen die teilweise verschattet sind. Nur Positives zu melden.

    Um die Definierung von leicht verschattet etwas aus dem Unsicheren zu holen habe ich eine Frage.

    Wenn ich ein String habe mit 15 Module, wieviele Module dürfen dann wie lange Verschattet sein während des Tages um noch zu profitieren von Opti Trac Global Peak?

    Wenn möglich (auch) eine Antwort per EMail

    M.fr.Gr.

    Thijs Vaes

    Matrix
    Roermond
    Niederlande

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      Julia Stunz

      12. Februar 2016 um 07:58

      Hallo Herr Vaes,
      folgende Antwort habe ich von Herr Laschinski bekommen:

      Es ist sehr schwer das Maß einer Verschattung zu beschreiben. So geht die Art des Schattens (Halbschatten oder Kernschatten) ebenso ein, wie die Fläche, die Dauer und der Zeitpunkt der Verschattung. Deshalb sind wir dazu übergegangen, die Verschattung nach der Minderung der Einstrahlung zu klassifizieren. Bei um bis zu 2% reduzierter Einstrahlung sprechen wir von einer leichten Verschattung. In der Praxis kann das z.B. ein kleines Hindernis (z.B. ein Lüftungsrohr) sein, das 2-3 Zellen eines Moduls jeden Tag für kurze Zeit verschattet, aber ebenso ein Nachbargebäude, dessen Schatten im Winter am Morgen für eine Stunde den halben Modulstring verdunkelt. Die Auswirkungen einer Verschattung auf die nutzbare Einstrahlung kann eigentlich nur mit Hilfe eines Simulationsprogramms (z.B. PVsol) objektiv ermittelt werden.
      Zu Ihrer konkreten Frage, wann die zusätzliche Suchroutine „Global Peak“ sich auszahlt, kann ich das Folgende sagen: Da die durch die Suchroutine verursachten zusätzlichen Verluste vernachlässigbar sind, ist es immer vorteilhaft, „Global Peak“ zu aktivieren. Positive Wirkung zeigt das Verfahren aber erst, wenn die Kennlinie des PV-Generators zwei lokale Maxima aufweist. In Ihrem Beispiel müssen dafür schätzungsweise mindestens zwei der 15 Module verschattet sein. Aber Vorsicht bei der Einordnung der Module in verschattet/unverschattet. Ein kleiner Schneerest am unteren Modulrand kann bereits dafür sorgen, dass einer der drei Teilstrings im Modul weniger Strom liefert und das Modul ist dann zu 1/3 verschattet. Das ist mir erst im letzten Jahr mit meiner Anlage (Flachdach, aufgeständerte Module im Landscape-Format) passiert, die dann aber mit aktiviertem „Global Peak“ wenigstens die oberen Teilstrings aktivieren konnte. Auch das ist ein Beispiel dafür, dass eine eigentlich überhaupt nicht verschattete PV-Anlage z.B. im Winter vom OptiTrac Global Peak profitieren kann.

      Mit freundlichen Grüßen
      Julia

      Antworten »

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