Warum ist das Thema wichtig?

Solarmodule arbeiten am besten, wenn kein Schatten auf sie fällt. Wenn trotzdem Verschattungen auf einer Photovoltaik (PV)-Anlage auftreten, so führt dies in der Regel zu einer überproportionalen Leistungsreduktion der gesamten Anlage. Selbst wenn nur ein kleiner Teil der Gesamtfläche verschattet ist, kann dies unerwartet hohe Auswirkungen haben. Hintergrund ist die Funktionsweise der Solarmodule und deren Interaktion mit dem Wechselrichter der Anlage.

In diesem Beitrag widmen wir uns den wirklich wichtigen Fragen: Wie entstehen Schatten und welche Ursachen kann es geben? Wie kann eine Photovoltaik-Anlage mit potenziellen Abschattungen umgehen und worauf kommt es dabei an?

Schattenwurf auf Solarmodule

PV-Anlagen erzeugen Strom über den photovoltaischen Effekt, d.h. wenn durch die Einstrahlung von Licht ein Stromfluss in den einzelnen Solarmodulen entsteht. Wenn ein Solarmodul aufgrund eines verschatteten Hindernisses kein Sonnenlicht mehr empfangen kann, verringert sich die von diesem Solarabschnitt erzeugte Energie. Dies wird als Abschattungsverlust des PV-Systems bezeichnet.

Mögliche Ursachen für Abschattungsverluste können alle möglichen Hindernisse in der Umgebung sein:

  • Objekte auf dem Dach, wie Schornsteine, Gauben oder Satellitenschüsseln etc.
  • Nahe gelegene Objekte in der Umgebung, wie Bäume, andere Gebäude, Antennen oder Masten
  • “Selbstabschattung” durch andere PV-Modulreihen, insb. bei Modulaufständerung auf Flachdächern

Daneben kann es auch zu Verlusten durch andere Faktoren kommen, wie bspw. durch die Ausrichtung der Module, Verschmutzung oder unterschiedliche Alterung der Module.

Das Herz der PV-Anlage: Der Wechselrichter

Basierend auf den Ursachen für Abschattungsverluste entscheidet letztlich der verbaute Wechselrichter über die Auswirkungen von Verschattungen auf die gesamte Stromerzeugung der Anlage. Dabei gibt es verschiedene Arten von Wechselrichtern, welche sich vor allem durch die Performance bei Verschattungen und die Investitionskosten unterscheiden.

Insbesondere bei starken Verschattungen und sehr kleinen Anlagen sind sog. Mikro-Wechselrichter oder DC-Optimierer in Kombination mit einem zentralen Wechselrichter eine mögliche Lösung: Durch die Installation der kleinen Helfer bei jedem Modul kann die Leistung der Gesamtanlage im Fall von starken Verschattungen sichtlich erhöht werden. Allerdings steigen dadurch auch die Investitionskosten erheblich, sodass sich der Einsatz sich bisher nur in Einzelfällen wirklich lohnt.

Bei moderaten und regelmäßigen Verschattungen sind Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern bisher die bewährte Lösung in der Praxis: Dabei wird die PV-Anlage in mehrere Bereiche sog. Stränge eingeteilt (typischerweise zwei bis vier Stück), welche durch einen eigenen MPP-Tracker individuell angesteuert werden können, sodass die Auswirkungen von Verschattungen auf wenige Module begrenzt werden können. Dadurch wird zwar nicht jedes Modul optimal genutzt, allerdings steigen die Investitionskosten nur minimal und häufig ist dieser Wechselrichter bei Solarinstallateuren Standard.

Wenn keine Verschattungen vorliegen, kann auch ein Wechselrichter mit nur einem MPP-Tracker verwendet werden: Auch hierbei wird die PV-Anlage in mehrere Stränge eingeteilt. Allerdings werden alle Stränge direkt zusammengeschaltet und durch nur einen MPP-Tracker angesteuert. Im Betrieb zieht dadurch der Strang mit den meisten Verschattungen alle anderen Stränge mit herunter. In der Praxis können bei diesem Wechselrichter eventuell die Investitionskosten gesenkt werden, allerdings wirken sich eventuelle Verschattungen erheblich stärker auf die Stromerzeugung und damit auf die Einnahmen aus.

Der Mehrwert unserer Beratung

Bei unserer Beratung zu PV-Anlagen haben wir die Verschattungs-Thematik stets auf unserer To-Do-Liste stehen: Zum einen weisen wir Sie bereits frühzeitig auf eventuelle Schattenprobleme hin, zum anderen sind wir in der Lage in unserer Software eine detaillierte Verschattungsanalyse bei durchzuführen und in die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems einzubeziehen.

Abhängig davon in welcher Phase der Planung oder Realisierung Sie sich bei Ihrer PV-Anlage befinden, können wir Ihnen die Antworten auf Ihre Fragen liefern.

Noch in der Planung?

Wenn Sie noch nicht wissen, ob sich eine PV-Anlage für Sie lohnt, können wir für Sie tätig werden, sodass Sie nicht selbst nachforschen müssen:

  • Im ersten Schritt vermessen wir Ihr Dach und alle möglichen Hindernisse, die zu Verschattungen führen können.
  • Mit diesen Informationen erstellen wir ein 3D-Modell und können so die Auswirkungen von Verschattungen visuell verdeutlichen.
  • Darauf aufbauend führen wir eine detaillierte Verschattungsanalyse durch, bei welcher wir bspw. auch die wechselnden Jahreszeiten Bäume, die Abschattung durch einen Schornstein auf dem Dach und die Konturen der umliegenden Gebäude berücksichtigen.
  • Somit sind wir in der Lage eine optimale Anlagengröße zu ermitteln und eine passende Systemkonfiguration (inklusive Belegungsplan) vorzuschlagen. Außerdem können wir bereits im Vorhinein die Auswirkungen von Verschattungen sehr genau bestimmen liefern Ihnen Fakten und Zahlen, anstatt einfacher Versprechen.
  • In gemeinsamen Gesprächen nehmen wir uns stets die Zeit Ihnen unsere Zwischen- und Endergebnisse vorzustellen, um Ihre Ideen, Vorstellungen und Wünsche zu berücksichtigen und gemeinsam eine passende Lösung zu finden.
Schon bei der Realisierung?

Sollten Ihnen bereits Angebote von Solarinstallateuren vorliegen, so sind wir in der Lage die Versprechungen dieser Angebote zu prüfen und können Ihnen als unabhängige Berater zur Seite stehen. Konkret können wir dabei analog zu unserem obigen Vorgehen die Verschattungen analysieren und mit dem Angebot der Solarinstallateure vergleichen. Dabei schauen wir uns nicht nur den Belegungsplan, sondern ebenso die Anlagenkonfiguration, den vorgeschlagenen Wechselrichter und die Wirtschaftlichkeit des Angebots an.

Analog zu unserem Vorgehen in der Planungsphase nehmen wir uns in gemeinsamen Gesprächen stets die Zeit Ihnen unsere Zwischen- und Endergebnisse vorzustellen, um Ihre Ideen, Vorstellungen und Wünsche zu berücksichtigen und gemeinsam eine passende Lösung zu finden.

Published On: Mai 7th, 2021 / Categories: Photovoltaik /

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