Solaranlage mit Teilverschattung optimieren
Solaranlagen sind dafür ausgelegt, mehrere Jahrzehnte betrieben zu werden. In der dicht besiedelten Schweiz kann es leider passieren, dass ein Objekt vor eine Solaranlage gebaut wird, welche die Modulfläche mindestens teilweise verschattet.
Die damit verbundenen Ertragseinbrüche hängen von der Art der Verschattung und der Qualität des MPP Trackers im Wechselrichters ab. Da die Solarmodule in String in Serie geschaltet sind, muss durch alle Solarmodule der gleiche Strom fliessen. Sind nun Module verschattet, dann wird in diesen Modulen weniger Strom produziert. Der Algorithmus des MPP Trackers wählt den Arbeitspunkt so, dass das Produkt von Strom und Spannung (Leistung) maximal ist. Die Spannung der verschatteten Module wird hierbei negativ - das Solarmodul wird vom Generator zur Last und fängt sich an zu erwärmen. Sobald die Spannung des Solarmoduls hinreichend negativ wird, überbrücken die im Solarmodul integrierten Bypassdioden das Solarmodul und schützen somit das Modul vor zu hoher Erwärmung. Ist eine Bypassdiode defekt, kann dies zu Verfärbung und Riss der Rückfolie, Glasbruch oder Modulbrand durch die Erwärmung führen. Nach einem Blitzeinschlag sollte man deshalb unbedingt die Bypass Dioden prüfen. Die Dioden sind in der Box auf der Rückseite der Solarmodule verbaut.
Um den Ertrag zu steigern und potentielle Schäden über die Jahre an den Modulen zu vermeiden, kann man Leistungsoptimierer von Solaredge oder Tigo nachrüsten.
Bei Solaredge wird jedem Solarmodul im teilverschatteten String ein Leistungsoptimierer vorgeschaltet. Anhand der technischen Daten des Solarmoduls muss man abklären ob dieses zum IndOP Leistungsoptimierers kompatibel ist.
Bei Solaregde hat man nun zwei Möglichkeiten die bestehende Solaranlage umzurüsten:
1. Die Sicherheits- und Überwachungsfunktionen von Solaredge sollen nicht verwendet werden und die Installation soll auf Kosten optimiert werden. Die Leistungsoptimierer werden direkt mit dem Fremdwechselrichter verbunden. Die Sicherheitsfunktionen werden mittels KEY deaktiviert.
2. Die Sicherheits- und Überwachungsfunktionen von Solaredge sollen verwendet werden. Neben dem Wechselrichter wird ein SMI installiert und dem Wechselrichter vorgeschaltet. Das SMI wird zusätzlich ans Ethernet angeschlossen und bieten die Onlineüberwachung über das Solaredge Portal.
Zusätzliche Informationen zu diesen beiden Lösungen finden Sie bei Solaredge unter Retrofit. Die Garantie bei Solaredge auf die Leistungsoptimierer beträgt 25 Jahre.
Der Lösungsansatz kann auch interessant sein, wenn einzelne Module im String defekt sind und nun ein Modul gleichen Typs nur zu Mondpreisen verfügbar ist. Mittels vorgeschalteten Leistungsoptimierern können auch unterschiedliche Typen verbaut werden.
Mit Tigo besteht die Möglichkeit nur einen Teil des Strings mit Leistungsoptimierern zu versehen (nur die verschatteten Module). Jeweils zwei Module werden über den gleichen Dual Maximizer optimiert. Die Optimierer sind für den Betrieb mit dem entsprechenden Solarmodul anhand der Datenblätter oder online zu prüfen. Es gibt zwei Dual Optimizer im Angebot, den MM-2ES50-MC4 und den MM-2ES75-MC4.
In der Mitte des Modulfelds wird jeweils ein TI Gateway verbaut, welche die Leistungsdaten an die MMU übermittelt. Pro Gateway können bis zu 120 Optimierer adressiert werden. Bei grösseren Installationen können mehrere Gateway verwendet werden um mit drahtlos mit den Dual Optimizern zu kommunizieren. Vom Hersteller wird eine Distanz von 15m (Freifeld) spezifiziert. Bitte beachten Sie, dass die Reichweite in Gebäuden erheblich von diesen Angaben abweichen kann, deshalb ist eine Installation des Gateways im Modulfeld vom Hersteller empfohlen.
Die Gateways kommunizieren mit der MMU über RS485 (bis zu 7Stk). Zum Online-Monitoring wird die MMU ans Ethernet angeschlossen. Die MMU muss deshalb nicht unbedingt neben dem Wechselrichter installiert werden. Zusätzlich ist für die MMU ein 230V Anschluss notwendig.
Weitere Informationen zu dieser Lösung finden Sie bei Tigo unter Produkte. Die Garantie der MMU bei Tigo beträgt 5 Jahre.
Berücksichtigt man bei einer bestehenden Installation neben den Gerätekosten auch die Installationskosten für die zusätzliche RS485 Leitung vom Dach zur MMU, so ist Solaredge meistens die günstigere Wahl.
Beispiel Modul C11 ist verschattet. und gibt eine 30% kleine Leistung ab, wie die anderen Module im String.
Ebenfalls gut zu wissen ist, dass bei Strings Tigo oder Solaredge Nachrüstung auch ein partielle Austausch von Solarmodulen einfacher ist, weil beide Systeme eine grössere Toleranz für String Mismatch aufweisen, d.h. der Ersatz muss nicht genau die gleichen elektrischen Eigenschaften aufweisen. Details hierzu finden Sie auf den Herstellerseiten. Gerne untersützten wir Sie beim Repowering Ihrer Solaranlage.
Bei Neuinstallation gibt es für beide Hersteller Solarmodule mit bereits integrierten Leistungsoptimierern.
Hinweis
Diese PV-Komponenten unterliegt aufgrund der abgegebenen Leistung der Installationspflicht gemäss der Verordnung über elektrische Niederspannungsinstallationen (NIV) und darf nur durch Personen respektive Betriebe installiert werden, welche im Besitz einer lnstallationsbewilligung nach Art. 9 oder 14 NIV sind.
Für die Montagearbeiten auf dem Dach müssen die Arbeiten entsprechend abgesichert sein.