Ein Moduloptimierer überwacht die Leistung eines Photovoltaikmoduls und sorgt dafür, dass es den optimalen Maximum Power Point (MPP) erreicht. Das ist der Punkt, an dem ein Solarmodul seine maximale Leistung erzielt. Die elektrische Leistung eines Photovoltaikmoduls berechnet sich aus dem Produkt von Strom und Spannung. Änderungen der Sonneneinstrahlung und der Modultemperatur wirken sich auf Strom und Spannung aus und verändern den MPP beständig. Steigt etwa die Sonneneinstrahlung, so steigt auch die Stromstärke im Solarmodul. Daher hat jedes Modul einen anderen MPP, der sich im Laufe des Tages und abhängig vom Wetter permanent verändern kann. Möchte man Höchstleistungen mit der Photovoltaikanlage erzielen, ist die Überwachung des MPPs jedes PV-Moduls sinnvoll.
Werden Moduloptimierer eingesetzt, dann können sie den Ertrag einer Anlage um bis zu 25 Prozent steigern. Sie werden insbesondere bei verschatteten und gegensätzlich ausgerichteten Anlagen eingesetzt. Wir erklären wie ein Leistungsoptimierer funktioniert und wann sich die Investition lohnt.
Moduloptimierer sind sogenannte DC-DC-Wandler. Das bedeutet: Sie wandeln den in den Modulen erzeugten Gleichstrom in Gleichstrom einer anderen Spannung um. Ihr Einsatz ist dann empfehlenswert, wenn Photovoltaikmodule in einem String geschaltet sind, aber ungleiche Erträge erzielen. Üblicherweise ist die Kopplung von Solarmodulen zu einem String unproblematisch. Wenn alle Photovoltaikmodule nach Süden ausgerichtet sind und nicht beschattet werden, dann werden in der Regel auch ähnliche Erträge erzielt und der MPP kann an zentraler Stelle über einen String-Wechselrichter geregelt werden. Das Problem: Ist ein Solarmodul des Strings aber anders ausgerichtet oder z.B. durch eine Baumkrone oder durch einen Vogel verschattet, dann wirkt sich diese Situation auch auf die anderen Solarmodule der Reihe aus, auch wenn diese nicht verschattet sind. Das schwächste Solarmodul bestimmt die Leistung aller im String.
Findet aber die Auswahl des Leistungsoptimums (MPP) aber nicht mehr am Wechselrichter sondern am einzelnen Photovoltaikmodul statt – und das kann der Moduloptimierer erreichen - dann erzielt nur noch das verschattete Modul eine geringere Leistung. Der Moduloptimierer sorgt dafür, dass alle miteinander verschalteten Solarmodule mit ihrer maximalen Leistung zur Gesamtleistung beitragen und nicht ein leistungsschwächeres Element ein leistungsstärkeres möglicherweise ausbremst.
Moduloptimierer sind grundsätzlich sinnvoll, erst recht wenn die Installationsbedingungen für die Anlage eher ungünstig sind, z.B. bei stärkeren Verschattungen oder wenn eine Anlage mehr als zwei Ausrichtungen hat. Sind nur kleinere Unterschiede zwischen der Leistungsfähigkeit der Solarmodule feststellbar, dann wird der Mehrertrag der Moduloptimierer schon durch den Energieverbrauch und die Anschaffungskosten relativiert. Wir von Brenner Energie beraten Sie gern, ob die Anschaffung und der Einsatz eines Moduloptimierers in Ihrem speziellen Fall sinnvoll und notwendig ist.
Ein Moduloptimierer lohnt sich, wenn eine starke Verschattung durch andere Gebäude oder hohe Bäume im Tagesverlauf über die PV-Anlage wandert. Ist die Verschattung jahreszeitbedingt, können verschattete und in der Sonne liegende Solarmodule auch einzeln verschaltet und auf den Moduloptimierer verzichtet werden. Am effektivsten arbeiten Moduloptimierer, wenn die Verschattung durch horizontale Schatten oder durch Schattenwürfe von Masten entsteht.
Ähnlich wie bei der Verschattung eines Solarmoduls, führen auch unterschiedliche Aufständerungswinkel und Ausrichtungswinkel zu variierenden Erträgen. Hier kann ein Moduloptimierer helfen, indem er den MPP für jedes Modul einzeln regelt und somit auch Photovoltaikmodule mit unterschiedlichen Ausrichtungen in einem Sting vereint.
Werden in einer Anlage unterschiedliche PV-Module eingesetzt, können diese ganz unterschiedliche Leistungen erbringen. Ein Moduloptimierer sorgt dafür, dass die Module trotz Ihres unterschiedlichen Maximum Power Points zu einem String verschaltet werden können. Besser ist es, selbstverständlich nur eine Modulart zu installieren.
Moduloptimierer halten die String-Spannung auf gleichbleibendem Niveau, ganz egal wie lang der String ist. So kann ein Moduloptimierer bei Photovoltaikanlagen, bei denen Strings mit unterschiedlichen Längen eingebaut sind, eine Ertragssteigerung bewirken.
Moduloptimierer der Firma SolarEdge beinhalten den patentierten SafeDC-Mode. Dieser Mode sorgt dafür das wenn der Wechselrichter ausgeschaltete wird (z.B. für eine Wartung oder eine Reparatur) das jedes Modul mit angeschlossenem Modul lediglich eine Schutzkleinspannung an den String weitergibt.
Jedes Modul speist somit nur noch rund 1V DC-Spannung in den String ein und schützt somit Wartungspersonal als auch Einsatzkräfte der Feuerwehr und des Rettungsdienstes im Schadensfall vor tödlichen Stromschlägen.
Moduloptimierer können für kleine und mittlere PV-Anlagen eine sinnvolle Möglichkeit des Monitorings sein, denn hier kommt es mehr als bei großen Anlagen auf die Leistung jedes einzelnen Solarmoduls an.
Sie sind unsicher, ob Sie für Ihre Photovoltaikanlage einen Moduloptimierer benötigen? Wir beraten Sie gern! Wir von Brenner Energie arbeiten gern mit Moduloptimierern der Firmen Solaredge und SMA Tigo. Fordern Sie noch heute Ihr unverbindliches Angebot für Moduloptimierer an!
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