Optimierung einer Photovoltaik-Anlage - Optimierungssysteme im Überblick

Die Vermeidung von Verschattungen ist die beste Möglichkeit zur Optimierung einer PV-Anlage. Läßt sich diese trotz allem nicht vermeiden, so können zumindest die überproportionalen negativen Effekte, durch entsprechende technische Maßnahmen, weitestgehend vermieden werden. Microwechselrichter und Leistungsoptimierer sind zwei dieser Möglichkeiten. 

Microwechselrichter

Als Microwechselrichter werden kleine Wechselrichter direkt am Modul bezeichnet. Diese wandeln den produzierten Gleichstom vor Ort in Wechselstrom um. Lange Gleichstromleitungen und Notausschaltungen können entfallen. Auch wird das MPP-Tracking auf Modulebene durchgeführt, sodass die Leistung der Module auch bei Verschattung maximiert wird. Leider kann bei diesen Microwechselrichtern die Effizienz großer Wechselrichter nicht erreicht werden. Zudem beeinflusst die Wärmeabgabe der Wechselrichter das Modul sowie auch umgekehrt. Bei Verschattungen sind die Microwechselrichter zur Photovoltiak-Optimierung durchaus sinnvoll einsetzbar, wenngleich auch nicht die erste Wahl.

Da auch bei optimaler Ausrichtung der PV-Anlage nur einmal am Tag auch der optimale Einstrahlwinkel erreicht wird, scheint die Nachführung der Module eine gute Idee zur Photovoltaik-Optimierung zu sein. 

Dafür gibt es Nachführsysteme, also elektrisch betriebene Montagesysteme, welche die PV-Module der Sonne nachführen. Unterschieden werden hierbei sensorgesteuerte und astronomisch gesteuerte Anlagen. Für eine Ausrichtung im Sinne der Photovoltaik-Optimierung ist dann in jedem Fall gesorgt und eine Leistungssteigerung von 25-40% wird versprochen.

Diese Systeme kommen sinnvollerweise nur auf Freiflächen oder Flachdächern zum Einsatz und sind natürlich mit höheren Anschaffungs- und Wartungskosten verbunden. 

Auch können Module aktiv gekühlt werden. So gibt es Systeme, die Regenwasser dazu nutzen, die Module aktiv zu kühlen, um bei der Leistung von Photovoltaik-Anlagen eine Optimierung zu erzielen.

Aber nicht nur die Module arbeiten bei kühlen Temperaturen besser als bei warmen. Auch der Wechselrichter erzielt höhere Wirkungsgrade bei kühler Umgebung. Es ist daher durchaus sinnvoll, diesen im Keller in einem kühlen Raum zu installieren. 

Ist es naheliegend, dass verschmutzte PV-Module weniger zur Stromerzeugung beitragen als saubere Module, so ist es ebenfalls klar, dass schneebedeckte Anlagen noch weniger zur Stromerzeugung beitragen. Es gibt daher Module, die mit Hilfe von Strom die Paneele heizen und so von Schnee befreien können.

Ist bereits eine funktionierende Anlage installiert und besteht der Bedarf nach mehr Leistung, so kann natürlich die PV-Anlage auch erweitert werden. Meist stehen dazu noch weitere Dachflächen zur Verfügung, die anfangs gar nicht bedacht werden. So eignen sich z.B. Carports, Garagen und andere auch vielleicht nicht ideal ausgerichtete Dachflächen dazu, mit PV-Modulen belegt zu werden.

Sind mehrere Dachflächen unterschiedlicher Orientierung beteiligt oder werden Schattenflächen belegt bzw. viele Module zusammengeschlossen, lohnt die Aufteilung in mehrere Strings. Diese werden dann entweder an eigene Wechselrichter oder gemeinsam an spezielle Wechselrichter, idealerweise mit mehreren MPPT's, angeschlossen. Bei größeren Anlagen ist die Aufteilung der Module und Verwendung mehrerer Wechselrichter durchaus zu empfehlen. Die Erweiterung der PV-Anlage ist ein direkter Weg zur Photovoltaik-Optimierung.