Was ist ein Leistungsoptimierer / PV-Optimierer?
Die Funktion eines Leistungsoptimierers besteht darin, die Leistung eines einzelnen Solarmoduls kontinuierlich zu überwachen und sicherzustellen, dass es über einen längeren Zeitraum hinweg konstant auf seinem höchsten Leistungsniveau, dem sogenannten maximalen Leistungspunkt (MPP), arbeitet.
Der maximale Leistungspunkt (MPP) ist der entscheidende Moment, an dem ein Photovoltaikmodul seine Spitzenleistung erreicht. Die von einem Photovoltaikmodul erzeugte elektrische Leistung wird durch Multiplikation von Strom und Spannung bestimmt. Schwankungen der Sonneneinstrahlung und der Modultemperatur wirken sich direkt auf Strom und Spannung aus, wodurch der MPP ständig schwankt. Mit zunehmender Sonneneinstrahlung steigt auch der Strom im Modul. Folglich besitzt jedes Modul einen eigenen MPP, der sich permanent ändern kann. Um die Leistung einer Photovoltaikanlage zu optimieren, ist es ratsam, den MPP jedes einzelnen Moduls genau zu überwachen.
Leistungsoptimierer dienen als DC-DC-Wandler und verändern die Spannung des von den Modulen erzeugten Gleichstroms. Sie werden häufig verwendet, wenn Module in Reihe geschaltet sind, aber unterschiedliche Leistungen liefern. Normalerweise ist das Verbinden von Modulen in einer Reihe kein Problem. Wenn alle Module nach Süden ausgerichtet und frei sind, erzeugen sie im Allgemeinen ähnliche Leistungen, was eine zentrale Steuerung des maximalen Leistungspunkts (MPP) durch einen String-Wechselrichter ermöglicht. Wenn jedoch ein Modul innerhalb der Reihe anders ausgerichtet oder beschattet ist, wirkt sich die Beschattung auf die gesamte Modulreihe aus, da das Modul mit der niedrigsten Leistung die Gesamtleistung des Strings bestimmt. Dies kann mit einem Knick in einem Wasserschlauch verglichen werden, der den Wasserfluss durch den gesamten Schlauch einschränkt.
Indem die Verantwortung für die Auswahl der optimalen Leistung (MPP) vom Wechselrichter auf einen Leistungsoptimierer verlagert wird, der sich an jedem einzelnen Modul befindet, erfährt nur das beschattete Modul einen Leistungsrückgang. Der Leistungsoptimierer garantiert, dass jedes Modul im String seine maximale Leistung zur Gesamtleistung beiträgt. Es ist, als würde ein Rohr verwendet, um alle Hindernisse im Fluss zu überbrücken und so eine nahtlose Leistung zu gewährleisten.
Wenn man den Einsatz von Photovoltaik und Wärmepumpen in Betracht zieht, wird es wichtig zu bestimmen, wann die Investition in einen Leistungsoptimierer wirklich vorteilhaft ist.
Wenn die Installationsbedingungen für eine Solarstromanlage sehr ungünstig sind, können sich Leistungsoptimierer als vorteilhaft erweisen. Dies gilt insbesondere in Fällen, in denen es eine erhebliche Verschattung gibt oder wenn das System mehrere Ausrichtungen hat. Wenn das System jedoch nur geringe Ineffizienzen aufweist, kann der zusätzliche Ertrag durch Leistungsoptimierer durch den Energieverbrauch und die mit deren Anschaffung verbundenen Kosten aufgewogen werden, was letztendlich die Rentabilität des Systems verringert. Es ist daher ratsam, sich an ein Fachunternehmen zu wenden, bevor Sie die Installation von Leistungsoptimierern in Betracht ziehen.
Verschattung
Wenn eine erhebliche Anzahl von Objekten vorhanden ist, die den ganzen Tag über Schatten auf die gesamte Solaranlage werfen, ist es vorteilhaft, einen Leistungsoptimierer einzusetzen. Wenn die Verschattung jedoch nur zu bestimmten Jahreszeiten auftritt, ist es möglich, beschattete und unbeschattete Module separat anzuschließen, wodurch die Notwendigkeit eines Leistungsoptimierers entfällt. Leistungsoptimierer sind am effizientesten in Situationen, in denen die Verschattung durch horizontale Schatten oder Schatten von Masten verursacht wird.
Verschiedene Ausrichtungen der Solarmodule
So wie die Ausrichtung eines Moduls seine Leistung beeinflusst, können auch unterschiedliche Montagewinkel die Energieabgabe beeinflussen. Um dies zu beheben, kann ein Leistungsoptimierer verwendet werden, um den maximalen Leistungspunkt für jedes Modul individuell zu regeln.
Alte oder verschiedene Module
Wenn verschiedene Modultypen in einem System verwendet werden, ist es wichtig zu wissen, dass ihre Leistung und Degradation variieren. Um dies zu beheben, ermöglicht ein Leistungsoptimierer die Verbindung von Modulen zu einem Strang, auch wenn ihre maximalen Leistungspunkte (MPPs) unterschiedlich sind. Es wird jedoch im Allgemeinen empfohlen, für optimale Ergebnisse nur einen Modultyp zu installieren.
Strings in verschiedenen Längen
Wenn Stränge unterschiedlicher Länge in Photovoltaiksystemen verbunden werden, spielen Leistungsoptimierer eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung eines konstanten Strangspannungsniveaus. Dadurch wird sichergestellt, dass der Ertrag des Systems maximiert wird, was den Einsatz von Leistungsoptimierern äußerst vorteilhaft macht.
Überwachung einzelner PV-Module
Für kleine und mittelgroße Photovoltaiksysteme bieten Leistungsoptimierer ein wertvolles Mittel zur Überwachung des Ertrags. Die Leistung jedes Moduls ist in diesen Systemen von großer Bedeutung. Darüber hinaus stehen diese Systeme häufig vor Herausforderungen im Zusammenhang mit suboptimalen Standortbedingungen wie Beschattung.
Sicherheit und Kontinuität
Leistungsoptimierer bieten darüber hinaus ein gewisses Maß an mehr Sicherheit; zum Beispiel im Fehlerzustand des Moduls erkennt man diesen eher. Auch im Falle, dass ein Modul im String kaputt sein sollte wird dieses Modul einfach ausgeschaltet und alle anderen Solarmodule im Strang können weiterhin laufen, bis das kaputte ausgetauscht wird.
