Photovoltaik Anlagen sind Sonnenanbeter
Wer hätte es gedacht, Solaranlagen mögen keine schattigen Plätzchen! Nur wenn sie ausreichend Sonne tanken können, produzieren und decken sie für den Betreiber einen Großteil seines Energiebedarfs. Damit eine Photovoltaik Anlage optimal arbeiten kann, ist neben dem Neigungswinkel und der Ausrichtung des Daches, auch der Verschattungsgrad der genutzten Fläche zu beachten, denn Schatten mindert die Leistung der Solarmodule. Aber auch für solche Fälle haben wir eine Lösung.
Schatten kann den Ertrag einer Photovoltaik Anlage erheblich schmälern, denn der Ertragsverlust ist zumeist deutlich höher als die Größe der verschatteten Fläche. Aus diesem Grund sollten Sie mögliche Verschattungen bereits während der Planung Ihrer Photovoltaik Anlage berücksichtigen.
Solarzellen benötigen direkte Sonnenstrahlung
Solarzellen sind auf direkte Sonnenstrahlen angewiesen, weil diese nur einen kleinen Teil des Spektrums nutzen und dieser ist in diffusem Licht nur zu geringen Teilen enthalten.
Zwar ist es an einem Sommertag im Schatten eines Baumes nicht dunkel, doch für eine Solarzelle ist der Unterschied deutlich größer. Selbst, wenn nur eine Solarzelle von der Verschattung betroffen ist, kann dies in der Folge bereits hohe Ertragseinbußen zur Folge haben.
Allerdings sind bei einer Photovoltaik Anlage gleich mehrere Solarzellen miteinander verschaltet, wodurch das Problem noch verstärkt wird, denn der Leistungsabfall eines Moduls hat in der Folge Auswirkungen auf den gesamten Modulstrang.
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So können Sie den Einfluss auf andere Module reduzieren
Die Art der Verschaltung der Solarmodule hat großen Einfluss darauf, wie stark die Gesamtleistung Ihrer Photovoltaik Anlage durch ein von Schatten betroffenes Modul beeinträchtigt wird. In der Regel werden Solarmodule in Reihe geschaltet, wobei die Stromstärke in dem gesamten Modulstrang jedoch so groß ist, wie in dem Modul mit dem größten Widerstand. Somit kann es bereits zu erheblichen Ertragseinbußen kommen, sofern ein Modul von Verschattung betroffen ist.
Kann eine Verschattung nicht anderweitig verhindert werden, dann empfiehlt sich eher eine Parallelschaltung der Module, wobei unterschiedliche Strommengen durch die Module fließen, dafür ist die elektrische Spannung in sämtlichen Modulen identisch. Jedoch reduziert ein Modul mit geringer Spannung die Spannung der anderen Module. Daher werden sogenannte Schottky-Dioden vor die Module geschaltet, die ein starkes Absinken der Spannung unterbinden sollen.
Zwar ist die Parallelschaltung deutlich aufwändiger als die Schaltung von Solarmodulen in Reihe, allerdings ist diese gut dafür geeignet, um ein teilweise verschattetes Modul zu überbrücken.
Leistungsoptimierung durch SolarEdge
Wenn Sie sicherstellen wollen, dass jedes Modul Ihrer Anlage auch bei Verschattung den optimalen Arbeitspunkt erreicht, können Sie das auch mit dem Leistungsoptimierer von SolarEdge realisieren. Das innovative Wechselrichtersystem bieten MPP-Tracking auf Modulebene sowie Strom- und Spannungsanpassung in Echtzeit. Damit schöpft jedes Modul im Strang unabhängig vom Rest sein maximales Leistungspotenzial aus, was die Anlage vor Verlusten aufgrund von Teilverschattung oder Verschmutzung bewahrt.
Mögliche Verschattungen erkennen
Um mögliche Verschattungen zu erkennen, reicht es nicht einfach einmal kurz auf das Dach zu schauen. Denn im Winter steht die Sonne am Mittag tiefer als im Sommer, wodurch die Schatten von Objekten länger werden. Doch auch Schatten von Masten oder Bäumen in größerer Entfernung können auf Ihre Photovoltaik Anlage fallen.
Der Sonnenstand kann jedoch an jedem Standort genau berechnet werden. Ist Ihnen der tiefste Sonnenstand an Ihrem Standort bekannt, dann brauchen Sie lediglich von Ihrem Dach genau in diese Richtung zu schauen. Dabei sollten Sie berücksichtigen, dass umstehende Bäume in den nächsten 20 Jahren erheblich wachsen können, und auch das die Sonne morgens und abends tiefer am Himmel steht, sollten Sie ebenfalls bedenken.
Aus diesem Grund können auch weiter entfernte Objekte aus östlicher und westlicher Richtung mitunter ebenfalls zu einer Verschattung Ihrer Module führen. Nicht zuletzt sollten Sie sich zudem auch über die zukünftigen baulichen Vorhaben an Ihrem Standort informieren, wenngleich diese nicht immer vorhersehbar sind.
Fazit
Eine Photovoltaik Anlage sollte im besten Fall das gesamte Jahr über freie Sicht auf die Sonne haben und das am besten den gesamten Tag über oder mit einem Moduloptimierer von SolarEdge ausgerüstet werden.
Vermieden werden sollten auf jeden Fall Nahschatten durch Objekte auf dem eigenen Dach, wie zum Beispiel durch einen Kamin oder eine Antenne.
Nicht vermeidbare zeitweise Schattenwürfe sind dagegen tolerierbar, weil die Wirkung der Verschattung auf die Gesamtanlage durch eine geschickte Verschaltung der Solarmodule und den Einsatz von SolarEdge minimiert werden kann.