Alles, was Sie über Solar Power Optimizer wissen sollten
Was ist ein Solaroptimierer?
DC-Leistungsoptimierer sind elektronische Geräte in kleinen Kunststoffboxen, die sich unter jedem Solarmodul in einem Array befinden. Sie stellen sicher, dass jedes Solarmodul in einem Array mit maximalem Potenzial arbeitet, um die Umwandlungsrate und Effizienz von Gleichstrom zu Gleichstrom zu erhöhen.
Leistungsoptimierer arbeiten in Verbindung mit einem zentralen String-Wechselrichter, der die Gleichstromleistung der Solarmodule in Wechselstrom umwandelt, der in Ihrem Haus verwendet werden kann. In einem Array ohne Leistungsoptimierer kann die Leistungsabgabe eines Strings von Solarmodulen reduziert werden, wenn nur ein Modul beschattet ist.
Wenn Sie teilweise Schatten haben oder Solarmodule mit verschiedenen Ausrichtungen zur Sonne installieren müssen, können Leistungsoptimierer eine intelligente Option sein und Ihren Anforderungen besser gerecht werden als Mikrowechselrichter. Mikrowechselrichter lösen zwar die gleichen Probleme mit Schatten und Dachausrichtung wie Leistungsoptimierer, ihre Installation ist jedoch teurer.
Warum Optimizer wählen?
Wenn Solarmodule dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, erzeugen sie Gleichstrom, der normalerweise an einen zentralen String-Wechselrichter gesendet wird. Dieser Wechselrichter wandelt den Strom dann in Wechselstrom für den Haushaltsgebrauch um.
Dieser Aufbau ist zwar für die meisten Solarsysteme effektiv, kann jedoch bei teilweiser Beschattung oder unterschiedlichen Paneelausrichtungen zu einer reduzierten Leistungsabgabe führen.
In solchen Szenarien wird die Produktivität der gesamten Panelreihe durch die Leistung des am wenigsten effektiven Panels begrenzt. Probleme wie Schattenbildung durch Bäume und Wolken, Schmutz, Vogelkot und Komponentenfehler können zu einem Rückgang der Produktivität der gesamten Gruppe führen. Defekte oder beschattete Panels können im Vergleich zu anderen Panels deutlich weniger Solarenergie erzeugen, in manchen Fällen bis zu 50 Prozent. Durch den Einsatz von Optimierern kann jedes Panel separat verwaltet werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Produktivität jedes Solarpanels maximiert wird.
Unter schwierigen Bedingungen bei der Installation von Solaranlagen variiert die maximale Leistungsabgabe jedes Moduls aufgrund von Faktoren wie Temperatur, Sonneneinstrahlung und elektrischen Lasteigenschaften. Diese Faktoren sind innerhalb der Anlage unterschiedlich, wenn die Module in mehrere Richtungen ausgerichtet sind oder im Schatten liegen. Leistungsoptimierer lösen dieses Problem, indem sie eine Technik namens Maximum Power Point Tracking (MPPT) verwenden.
Es ist erwähnenswert, dass Optimierer auch zur elektrischen Sicherheit beitragen. HIITIO, ein Pionier auf dem Optimierermarkt, hat eine Rapid Shutdown-Funktion eingeführt, die die hohe Gleichspannung der Module automatisch auf ein sicheres Niveau reduziert, wenn der Wechselrichter oder die Netzstromversorgung ausgeschaltet wird, und so maximale Sicherheit gewährleistet. Optimierer ermöglichen eine frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme und Fehlfunktionen bei Solarmodulen.
Was ist MPPT?
Maximum Power Point Tracking (MPPT), manchmal auch als Power Point Tracking (PPT) bezeichnet, ist eine Technik, die bei variablen Stromversorgungen zum Einsatz kommt, um die Menge der gewonnenen Energie bei sich ändernden Bedingungen zu maximieren und wird am häufigsten bei Photovoltaik-Solaranlagen eingesetzt.
Photovoltaik-Solarsysteme unterscheiden sich in ihrer Beziehung zum Wechselrichtersystem, dem externen Stromnetz, dem Batteriespeicher und anderen elektrischen Lasten.
Mppt befasst sich mit dem zentralen Problem, dass die Leistungsübertragungseffizienz einer Solarzelle von der Menge des verfügbaren Sonnenlichts, der Beschattung, der Temperatur des Solarpanels und den elektrischen Eigenschaften der Last abhängt.
Wenn sich diese Bedingungen ändern, ändern sich auch die Eigenschaften (Impedanz) der Last, die die höchste Leistungsübertragung bietet. Wenn sich die Lasteigenschaften ändern, wird das System optimiert, um die höchsteffiziente Leistungsübertragung aufrechtzuerhalten. Diese optimale Lastcharakteristik wird als Maximum Power Point (MPP) bezeichnet. MPPT ist der Prozess der Anpassung der Lastcharakteristik als Reaktion auf sich ändernde Bedingungen.
Die MPPT-Technologie überwacht kontinuierlich die Leistung der Solarmodule und passt die Betriebsbedingungen an, um die Module an ihrem maximalen Leistungspunkt zu halten. Durch dynamisches Anpassen von Spannung und Stromstärke an den optimalen Betriebspunkt maximiert MPPT die Leistungsabgabe der Solarmodule, was zu einer erhöhten Energieproduktion und einer verbesserten Gesamtsystemeffizienz führt.
Im Wesentlichen sorgt die MPPT-Technologie dafür, dass die Solarmodule immer mit Höchstleistung arbeiten, sodass aus dem verfügbaren Sonnenlicht die maximale Energiemenge gewonnen werden kann.
Wann brauche ich einen Optimierer?
Solaroptimierer sind in mehreren Szenarien von Vorteil, darunter:
1. Teilweise Beschattung:
Bei Anlagen, bei denen Solarmodule teilweise durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse beschattet werden, können Solaroptimierer dazu beitragen, die Auswirkungen der Beschattung zu mildern, indem sie jedem Modul ermöglichen, unabhängig an seinem Punkt maximaler Leistung zu arbeiten.
2. Mehrere Orientierungen:
Wenn Solarmodule mit unterschiedlichen Ausrichtungen installiert werden, z. B. in verschiedene Himmelsrichtungen, können Solaroptimierer die Leistung jedes Moduls individuell optimieren und so eine maximale Energieproduktion sicherstellen.
3. Panel-Fehlanpassung:
In Systemen mit Paneelen unterschiedlicher Marke, Modell oder unterschiedlichen Alters können Solaroptimierer dabei helfen, die Nichtübereinstimmungsprobleme zu überwinden, indem sie die Leistung jedes Paneels individuell steuern.
4. Überwachung und Wartung:
Solaroptimierer bieten erweiterte Überwachungsfunktionen, die eine frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme und Fehlfunktionen bei Solarmodulen ermöglichen. Dies kann bei der proaktiven Wartung helfen und die langfristige Leistung des Systems sicherstellen.
5. Sicherheit:
Einige Solaroptimierer, beispielsweise solche mit Rapid Shutdown-Funktion, erhöhen die elektrische Sicherheit, indem sie die hohe Gleichspannung der Module automatisch auf ein sicheres Niveau reduzieren, wenn der Wechselrichter oder die Netzstromversorgung abgeschaltet wird.
Was ist der Unterschied zwischen einem Mikrowechselrichter und einem Leistungsoptimierer?
Ähnlichkeiten:
Beide Mikro-Wechselrichter und Leistungsoptimierer ermöglichen die Überwachung einzelner PV-Module und bieten Einblicke in die Leistung jedes Moduls innerhalb der Solaranlage.
Sowohl Mikrowechselrichter als auch Leistungsoptimierer bewältigen Probleme im Zusammenhang mit nicht optimalen Lichtverhältnissen, wie etwa Schatten oder indirektem Sonnenlicht, indem sie die Gleichstromleistung von PV-Modulen maximieren und so die Gesamtenergieproduktion steigern.
Unterschiede:
Die Installationskosten für Mikrowechselrichter sind aufgrund der komplexeren Schaltkreise von Mikrowechselrichtern in der Regel höher als für Leistungsoptimierer. Darüber hinaus sind Mikrowechselrichter sperriger und unterliegen im Vergleich zu Leistungsoptimierern einem höheren Risiko von Blitzeinschlägen.
Was die Funktionalität betrifft, wandeln Mikrowechselrichter Gleichstrom in Wechselstrom um, während Leistungsoptimierer die Gleichstromenergie lediglich aufbereiten, bevor sie an einen Solarwechselrichter übertragen wird.
Die Skalierbarkeit ist bei Systemen mit Mikrowechselrichtern und Systemen mit Optimierern unterschiedlich. Bei Systemen mit Leistungsoptimierern gibt es Einschränkungen in der Skalierbarkeit, da sie von einem zentralen Wechselrichter abhängig sind, der nur eine begrenzte Leistung verarbeiten kann.
Mikrowechselrichter erfordern im Allgemeinen mehr Wartung als Leistungsoptimierer. Während die Lebensdauer von Mikrowechselrichtern zwischen 5 und 12 Jahren variieren kann, können Leistungsoptimierer fast 25 Jahre halten, also doppelt so lange wie Mikrowechselrichter.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Mikrowechselrichter im Vergleich zu Optimierern weniger wahrscheinlich die Gesamtsystemleistung beeinträchtigen. Dies liegt daran, dass ein Optimierersystem auf einen zentralen Wechselrichter angewiesen ist und ein Ausfall eines Optimierers wahrscheinlich den Wechselrichter und damit das gesamte System beeinträchtigt.
Wie wählt man einen Leistungsoptimierer aus?
1. Vorhandene Wechselrichterkapazität:
Für diejenigen, die bereits ein Solarstromsystem besitzen, ist es wichtig, die Anzahl und Wattzahl der erforderlichen Optimierer zu berücksichtigen. Wechselrichter sind so konzipiert, dass sie die Umwandlungsrate von Wechselstrom begrenzen. Wenn der Gleichstrom mithilfe von Optimierern erhöht wird, kann die Kapazität des Wechselrichters zur Umwandlung von Wechselstrom überschritten werden. Der Wechselrichter kann zwar immer noch mit einer höheren Nutzlast betrieben werden, aber überschüssiger Strom kann seine Lebensdauer potenziell verkürzen.
2. Wechselrichter-Effizienz:
Ähnlich wie bei Solarmodulen gibt es auch bei Leistungsoptimierersystemen unterschiedliche Wirkungsgrade. Der Wirkungsgrad misst den Energieverlust in Form von Wärme bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Der in das System integrierte Solarwechselrichter trägt ebenfalls zur Gesamtsystemeffizienz und Solarstromproduktion bei, unabhängig davon, ob Leistungsoptimierer verwendet werden oder nicht.
3. Größe des Leistungsoptimierers:
Leistungsoptimierer sind in verschiedenen Größen erhältlich, um unterschiedliche Maximalspannungen zu bewältigen, die sich an der Wattleistung der Module orientieren. Beispielsweise würde ein 300-Watt-Panel normalerweise einen 320-Watt-Leistungsoptimierer verwenden. Es ist wichtig, einen Wechselrichter der passenden Größe mit dem ausgewählten Leistungsoptimierer zu kombinieren. Die Kapazität des Optimierers bestimmt die erforderliche Wechselrichterkapazität. Es ist jedoch wichtig, keinen Wechselrichter oder Optimierer auszuwählen, der für das System zu klein ist, da ihre Größe von der Energieabgabe der Solarpanels beeinflusst wird.
4. Budgetüberlegungen:
Bei einer Installation in einem Wohngebäude mit einem optimierten System wird ein Leistungsoptimierer pro Solarmodul benötigt, während bei gewerblichen Installationen ein Optimierer für jeweils zwei Module erforderlich sein kann. Die Kosten hängen sowohl von der Anzahl der Optimierer als auch von den von den verschiedenen Marken angebotenen Garantiezeiten ab. Normalerweise ist eine längere Garantie mit einem höheren Preis verbunden.
