Strings für Photovoltaik
Wer am Dach mehrere Solarzellen zu einer Photovoltaikanlage zusammengeschlossen hat, profitiert von der erzeugten Energie seines Solargenerators.
- Die Ähnlichkeit der Solarmodule - Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom
- Wahl der Verschaltung der Solarmodule in der Solaranlage
- Einwirkung von Verschattung der Solaranlage auf den erzielten Ertrag in kWh
- Der Einsatz von Stringwechselrichtern
Inhaltsverzeichnis
Autor: Dipl.-Ing. Rudolf Raymann
100% Eigentümer der raymann kraft der sonne photovoltaikanlagen gmbh. Absolvent der Universität für Bodenkultur und der Technischen Universität Wien. Erfahrung im Bereich der Erneuerbaren Energien seit 1999. Jahrelange Erfahrung in der Dachbranche. Erster geprüfter Photovoltaiktechniker und Planer in Österreich 2006. Energieberater. Prüfer und Vortragender an der Donauuniversität. Vortragender an der Technischen Universität Wien und an der Wirtschaftsuniversität Wien, etc.
Die Ähnlichkeit der Solarmodule - Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom
Wichtig ist bei der Solaranlage, dass die eingesetzten Solarmodule einander möglichst ähnlich sind. Als Basis für den Vergleich von Solarmodulen legt man dabei den Fokus auf die technischen Eckdaten der Module, die elektrischen Kennlinien, sowie Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom. Auch der Temperaturkoeffizient findet bei einer gut geplanten Anlage Berücksichtigung.
Wahl der Verschaltung der Solarmodule in der Solaranlage
Die einzelnen Solarmodule sind auf unterschiedliche Arten zusammengeschlossen, was man in der Fachsprache Verschaltung nennt. Die Wahl der Verschaltung im Solargenerator ist ein wichtiges Tool, um die Leistung der Photovoltaikanlage zu optimieren. Welche Typen der Verschaltung kennt man, und worauf ist dabei zu achten?
Reihenschaltung der Module der Solaranlage
Die Reihenschaltung schaltet alle Solarmodule hintereinander, in einer Reihe. Vorteil ist die vergleichsweise einfache Verkabelung, was einen geringen Verbrauch an Material und die raschere Montage bedeutet. Ein einziges Solarkabel läuft durch die Solarmodule zum Wechselrichter.
Ein Nachteil der Reihenschaltung ist, dass das Modul mit der geringsten Leistung, beispielsweise durch eine Verschattung verursacht, Leistungsbestimmen wirkt.
Nicht so bei raymann kraft der sonne, wir verwenden Technologien die diese Problematik lösen.
Parallelschaltung der Module der Solaranlage
Solaranlagen bei denen die Module, die durch Parallelschaltung verbunden sind, zeigen merklichen weniger Leistungsabfall bei Teilverschattung. Jedoch werden hier wesentlich mehr Meter an Solarkabel verlegt, die zum zentralen Wechselrichter führen.
Einwirkung von Verschattung der Solaranlage auf den erzielten Ertrag in kWh
Module mit ähnlicher Leistung werden für einen optimalen Ertrag als Strings in einer Reihe zusammengeschaltet. Sind Teile der Module verschattet, so reduziert das die erwirtschafteten kWh maßgeblich. Daher wird bei der Konzeption einer PV-Anlage darauf geachtet, dass beispielsweise Ost- und Westseite eines Hauses an einem eigenen String hängen und sich gegenseitig nicht behindern. Eine Lösung für die Teilverschattung gibt es durch den Einsatz sogenannter Bypass-Dioden. Diese überbrücken das Solarmodul im Fall der Verschattung, sodass der Leistungsverlust geringer ausfällt.
raymann kraft der sonne® geht hier sogar noch einen Schritt weiter und setzt hier modernste MX Technologien oder Tigo Optimizer ein, um das Verschattungsproblem weitestgehend in den Griff zu bekommen.
Der Einsatz von Stringwechselrichtern
Der Großteil der gegenwärtig installierten PV-Anlagen bedient sich des Einsatzes von Stringwechselrichtern.
Die Solarmodule werden je nach Anzahl und Verschattungssituation zu einzelnen Strängen, optimiert mit Berücksichtigung auf die jeweilige individuelle Situation, zusammengeschaltet. Diese Stränge werden auf einem sogenannten Stringwechselrichter (1 MPPT) parallel geschalten oder auf einem Multistringwechselrichter (2 oder mehr MPPT) mit mehreren Stringeingängen verschalten.
Ein erfahrener PV-Anlagentechniker unterstützt bei der Wahl der optimalen Schaltung, sodass trotz Reihenschaltung und Verschattung – durch die Wahl der geeigneten Technologie, ein optimierter Wirkungsgrad erzielt werden kann.
Wahl des optimalen Wechselrichters
Bei Photovoltaikanlagen wird der gewonnene Gleichstrom in den nutzbaren Wechselstrom umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist. Diese Umwandlung des Stroms wird durch einen sogenannten Wechselrichter bewerkstelligt.
Dabei unterscheidet man Wechselrichter mit unterschiedlichen Vorteilen, deren Wahl auch mit der möglichen Stringlänge zusammenhängt.
- Modulwechselrichter werden direkt am Solarmodul angebracht.
- Stringwechselrichter werden häufig im Bereich Photovoltaik eingesetzt. Da diese, im Gegensatz zu Modulwechselrichtern, im Haus montiert werden, vereinfacht es die Wartung und Kontrolle. Zusätzlich haben sie im Vergleich zu Modulwechselrichtern einen höheren Wirkungsgrad.
- Multistringwechselrichter fassen mehrere Stränge zusammen. Daher können hier auch Stränge mit unterschiedlichen Module oder unterschiedlicher Dachausrichtung verschalten werden. Multistringwechselrichter sind die am häufigsten eingesetzten Wechselrichter.
Maximum Power Point Tracking
Pro String wird ein MPP-Tracker eingesetzt. Der MPP-Tracker optimiert die Einstellungen so, dass die maximale Leistung entnommen werden kann. Ein Stringwechselrichter ist mit jeweils einem MPP-Tracker ausgestattet, ein Mulitistringwechselrichter hat mehrere MPP-Tracker, und zwar einen MPP-Tracker pro String, eingebaut, um Mismatching-Verluste und Verschattungseinbußen zu minimieren.
