Wissenswertes zu Photovoltaikanlagen
Bei Photovoltaikanlagen, landläufig Solaranlagen genannt, unterscheiden wir zuerst zwischen einer OFF-Gridanlage und der ON-Gridanlage (Grid=Netz). Bei der Off-Grid Anlage handelt es sich um ein autarkes System was keinen Anschluß ans öffentliche Stromnetz hat und auch nicht haben darf. Aus diesem Grunde bestehen hier keine hohen Anforderungen und Prüfnormen, weil eine Gefährdung des öffentlichen Netzes nicht gegeben ist. Dies wäre zum Beispiel ein Gartenhaus in der Schrebergartenanlage oder ein Jagdhaus mitten im Wald, weit und breit kein Stromnetz. Von einer ON-Grid-Anlage redet man in dem Moment wo eine Verbindung zum öffentlichen Stromnetz besteht, was im allgemeinen bei Wohnhäusern in der Stadt oder auf dem Land der Fall ist. Ist die Sonne weg, kann dennoch Strom aus dem Netz bezogen werden.
Im Bereich der On-Gridanlagen unterscheiden wir weiter zwischen einem Wechselrichter und einem Hybrid-Wechselrichter. Der normale Wechselrichter wandelt den Gleichstrom von den Solarpaneelen in Wechselstrom um und gibt ihn ins Haus bzw. Netz ab. Der Hybrid-Wechselrichter hingegen steuert das gesamte Zusammenspiel zwischen PV-Modulen, Batterie und Stromabgabe in Form von Wechselstrom ins Haus/Netz. Oft kann auch noch ein zusätzlicher Generator integriert werden.
Da in den letzten Jahren die Einspeisevergütung drastisch gekürzt wurde ist eine Volleinspeisungsanlage für private Haushalte nicht mehr rentabel. Darum werden heute Hybridanlagen mit Speicher bevorzugt. Hier einige Ratschläge worauf Sie bei Hybridwechselsolaranlege achten sollten.
Hybridwechselrichter besitzen mehrere interagierende Bauelemente und arbeiten auf Halbleitertechnik im Nieder- oder Hochfrequenten Bereich. Aus den PV-Modulen kommt Gleichstrom der im Gleichrichter einmal auf eine bestimmte Spannung gebracht wird um die Batterie zu laden, je nach Art der Batterie ca. 48Volt für Niederspannungsbatterien oder deutlich höher Spannungen für Hochvoltbatterien. Hier gibt es mehrere Spannungswerte, abhängig von der Kapazität und Bauweise. Im weiteren wird der Strom, von den PV-Modulen oder der Batterie, dann im Inverter in eine sinusförmige Wechselspannung umgewandelt um fürs Haus oder Netz kompatibel zu werden.
Ein Wechselrichtern sollte einen hohen Wirkungsgrad haben. Dieser liegt in der Regel bei 97% , im Idealfall bis zu 99%. Niedrigere Wirkungsgrade deuten im allgemeinen auf zu viel Wärmeentwicklung hin, die ihrerseits extern abgeführt werden muss.
Weitere wichtige technische Merkmale von Wechselrichtern sind der Maxiumum Power Point Tracker (kurz MPPT genannt) und diverse Überwachungsfunktionen um Störungen aller Art zu vermeiden. Der MPPT überwacht kontinuierlich das Strom/Spannungs Verhältnis um den maximalen Wirkungsgrad zu erreichen. Ein guter Über- und Unterspannungsschutz sollte vorhanden sein sowie eine kontinuierliche Netzüberwachung. Diverse Kommunikationsschnittstellen, auch z.B. zur Batterie und zum Netz, gewährleisten ein optimales Netzmanagement. Weitere Überwachungsysteme für Temperatur, Über- und Unterspannung sowie Fernwartung runden die Betriebssicherheit ab.
Der Wp (Watt peak=Optimalwert) respektive kWp geben die maximale Leistung die die PV-Module bei optimalen Bedingungen abgeben können. Hierbei müssen die Temperatur, der Neigungswinkel und die Ausrichtung zur Sonne sowie die Stärke der Sonneneistrahlung optimal sein. Dies ist ein theoretischer Wert da diese optimalen Werte nur im Labor erzielt werden können. Dieser Peak-Wert sollte optimal zum Nennleistungswert/Dauerleistungswert des Wechselrichters sein. In der Regel sollten diese Werte 1:1 sein, oft darf jedoch der Peak Wert den Dauerleistungswert um 10-20% übersteigen. Zu hohe Wertüberschreitungen werden in Wärme umgewandelt was wieder an anderer Stelle zu Problemen führen kann.
Ein Augenmerk muss auch auf die Kompatibilität der Kommunikation zwischen der Batterie und dem BMS, dem Batteriemanagementsystem, gelegt werden. Hier gibt es leider noch unterschiedliche Protokolle, sodaß hier seitens des Batterielieferanten ggf. eine Anpassung vorgenommen werden muss.