Photovoltaik Wissensdatenbank
Photovoltaik Module
Neben den technischen Eigenschaften des Moduls ist auch die Wahl des richtigen Herstellers ein zentraler Punkt, dem bei der Enscheidung eine wichtige Rolle zukommt. Denn nur wenn sichergestellt ist, dass der Hersteller auch in zwanzig Jahren noch am Markt ist, helfen die langfristigen Leistungsgarantien. Insofern sollte man sich an den folgenden Punkten bei der Herstellerauswahl orientieren:
1. Etablierung am Markt und StabilitÀt
Gibt es den Hersteller schon eine lĂ€ngere Zeit oder ist er neu am Markt? Wichtig ist zu prĂŒfen, ob der Hersteller schon lĂ€nger am Markt etabliert ist und damit ein gewisses Indiz fĂŒr die StabilitĂ€t der Firma gegeben ist. Gerade in den letzten Jahren sind durch den Solar-Boom in China viele neue Hersteller entstanden, die eine GeschĂ€ftschance nutzen wollten. Wie auch bei Installationsbetrieben in Deutschland, sind jedoch nicht alle dieser Betriebe solide aufgestellt. Daher sollte man genau prĂŒfen, ob es schon Erfahrungen gibt und ob diese Unternehmen ihre Garantie- und Serviceversprechen haben einhalten können.
2. Kundenservice und technischer Support
Bieten die Hersteller einen Kundenservice an, d.h. kann man im Schadensfall direkt auf den Hersteller zugehen und Ersatz fĂŒr die Module erhalten. Gibt es dort auch einen deutschsprachigen Kundenservice oder sind nur auslĂ€ndische Servicenummern verfĂŒgbar. Gibt es technischen Support, falls mit der Installation etwas nicht funktionieren sollte. Fragen Sie auch den Handwerker Ihres Vertrauens, wie er es einschĂ€tzt - welche Erfahrungen hat er mit den verschiedenen Herstellern gemacht. Leisten diese bei Problemen schnell Hilfe und erreicht dort einen Ansprechpartner oder ist man weitgehend auf sich alleine gestellt. Recherchieren Sie sonst im Internet, welche Erfahrungen andere Kunden mit den Herstellern und deren Service gemacht haben. In verschiedenen Foren finden sich dort BeitrĂ€ge, aus denen man zumindest eine Tendenz erkennen kann.
3. Zertifizierungen
Ein weiteres Indiz fĂŒr einen verlĂ€sslichen Modulhersteller sind verschiedene Zertifizierungen. Diese werden von unabhĂ€ngigen Organisationen vergeben, die das Unternehmen und die Produkte des Unternehmens auf verschiedene Kriterein prĂŒfen und die entsprechende Zertifizierung nur erteilen, wenn die Anforderungen erfĂŒllt werden. Dabei gibt es einige Zertifikate, die ProzessqualitĂ€t und Nachhaltigkeit des Unternehmens dokumentieren wie die Zertifizierungen wie ISO 9001 (QualitĂ€tsmanagement) und ISO 14001 (Umweltmanagement), die nicht spezifisch fĂŒr die Solarindustrie sind. Daneben gibt es auch Zertifikate, die speziell die QualitĂ€t von Solarmodulen belegen wie etwa die EC-Zertifizierungen vergeben durch die International Electrotechnical Commission). Deren Zertifizierung die IEC 61215 fĂŒr kristalline Solarmodule ist unter QualitĂ€tsherstellern weit verbreitet und sie garantieren, dass die Module eine hohe Leistung erbringen und unter extremen Wetterbedingungen und ĂŒber lĂ€ngere ZeitrĂ€ume haltbar sind.
Um etwas Hitergrundwissen bei der Modulauswahl zu haben, ist es sinnvoll, sich mit den Grundlagen der technischen Funktionsweise eines Solarmoduls vertraut zu machen und zu verstehen, welche Unterschiede es bei modernen Modulen gibt. Die Stromerzeugung in einem Modul funktioniert dadurch, dass in einer Solarzelle durch Sonneneinstrahlung durch den sog. photovoltaischen Effekt Strom entsteht.
1. DĂŒnnschicht-Module oder Wafer-Technologie (monokristaline Module und polykristaline Module)
Die Solarzellen bestehen dabei aus einem Halbleiter (das ist ein Stoff, der je nach Temperatur unterschiedlich leitfĂ€hig ist). Dieser Halbleiter ist entweder in einer dĂŒnnen Schicht auf Glas oder Kunststoff aufgetragen (sog. DĂŒnnschicht-Module) oder in Wafern (kleine Halbleiterscheiben) auf eine GlasflĂ€che aufgereiht. DĂŒnnschicht-Module sind (wie der Name schon sagt) deutlich dĂŒnner und insofern auch empfindlicher, was die Handhabung und Installation angeht. Deswegen und aufgrund eines geringeren Wirkungsgrades sowie einer kĂŒrzeren Lebensdauer werden sie momentan sehr selten bei Photovoltaik-Anlage auf PrivathĂ€usern verbaut. Sie sollen daher im folgenden auch nicht nĂ€her betrachtet werden. Wenn Sie zu den Möglichkeiten und Grenzen von DĂŒnnschichtmodulen beraten werden wollen, dann können Sie gerne bei uns einen Termin vereinbaren.
Deutlich gĂ€ngiger sind demgegenĂŒber Solarmodule, die auf kleinen Halbleiterscheiben (sog. Wafern) basieren. In diesen ist meistens Silizium als Halbleiter verbaut. Dabei wird weiter unterschieden, ob die Wafer aus einem einzelnen Strang Silizium gefertigt wurden oder aus mehreren. Im ersten Fall handelt es sich um monokristaline Solarzellen im zweiten Fall um poylkristaline Zellen. Die monokristalinen Solarmodule habe eine höhere Leistungsdichte und können deshalb auf gleicher ModulflĂ€che mehr Errtrag generieren. Da der Platz auf den HausdĂ€chern begrenzt ist und meist ein möglichst hoher Ertrag gewĂŒnscht ist, haben sich in den letzten Jahren monokristaline Solarmodule durchgesetzt. Diese sind heute der Standard und werden
2. Halbzellen - halbierte Zellen fĂŒr höheren Wirkungsgrad
Ein weiterer Trend sind die sog. Halbzellenmodule, bei denen die Solarzellen nochmals durchgeschnitten sind. Durch die kleineren Zellen wird auch der Widerstand kleiner und dadurch kommt es bei den Halbzellenmodulen zu einem geringeren Leistungsverlust und dadurch zu einem höheren Wirkungsgrad. ZusĂ€tzlich sorgt die Teilung fĂŒr mehr Platz zwischen den Zellen und dadurch fĂŒr eine höhere OberflĂ€che und auch dadurch fĂŒr einen höheren Wirkungsgrad bei gleicher Sonneneinstrahlung.
3. Monofaziale und bifaziale Module
Monofaziale Module sind nur auf einer Modulseite so bearbeitet, dass sie das Sonnenlicht aufnehmen und daraus Strom erzeugen können. Bifaziale Module werden demgegenĂŒber noch weiter bearbeitet, sodass sie Sonneneinstrahlung von beiden Seiten nutzen können und damit eine höhere Strommenge erzeugen können, wenn sie von beiden Seiten bestrahlt werden. Das ist bei der typischen Dachinstallation auf EinfamilienhĂ€usern nur selten der Fall, allerdings ist dadurch in den Randzeiten (wenn also die Sonne flach auf die Module scheint) ein höherer Ertrag zu generieren. Der typische Anwendungsbereich von bifazialen Modulen waren bislang aber eher FreiflĂ€chenanlagen oder bestimmte Carport-Konstruktionen, bei denen durch den groĂen Abstand der Module vom Boden bzw. der MontageflĂ€che mehr Licht auf die RĂŒckseite gelangen konnte und so die Doppelseitigkeit optimal ausgenutzt werden Eine genaue Berechnung, ab wann sich bifaziale Modelle auch fĂŒr ein Hausdach lohnen, hĂ€ngt vom Standort der Anlage und der genauen Position auf dem Dach ab. Lassen Sie sich dazu gerne beraten und melden sich bei uns.
4. Glas-Folie und Glas-Glas-Module
Module unterscheiden sich auch danach, aus welchen Materialien die Platten, die die Solarzellen bedecken gefertigt sind. Der Standard waren lange Glas-Folien Module. Diese haben auf der Unterseite eine Kunststoffplatte und darauf Folie. Die Vorderseite wird durch eine Thermoglasplatte geschĂŒtzt. In letzter Zeit werden hĂ€ufiger Glas-Glas-Module angeboten. Diese haben auf beiden Seiten des Moduls eine Thermoglasplatte; durch diese werden die Zellen noch besser geschĂŒtzt und die Module sind insgesamt stabiler und widerstandsfĂ€higer. Auch sind die bifazialen Module hĂ€ufig Glas-Glas-Module, damit das Licht von beiden Seiten an die Zellen kommt. Glas-Glas-Module bringen höheren Ertrag und sind daher auch heute immer hĂ€ufiger in Verwendung, allerdings sind sie auch teurer als die âklassischenâ Glas-Folien-Module. Aufgrund der gröĂeren StabilitĂ€t und der damit verbundenen erhöhten Langlebigkeit gibt es allerdings auf diese Module lĂ€ngere Herstellergarantien.
5. Full-Black oder der klassische Solar-Look
In letzter Zeit sind die sog. Full-Black-Module in Mode gekommen, die durch ihre Optik auffallen. Sowohl die Zellen als auch die Rahmen und die Folien sind in Schwarz gehalten, was auf DĂ€chern oft besonders edel und elegant aussieht. Diese Module sind etwas teurer als die Standard-Solarmodule und habe auch sonst einige (kleinere) Nachteile. So ist der Wirkungsgrad durch die Tatsache, dass sie sich stĂ€rker erwĂ€rmen als normale Module, etwas verringert (denn bei höherer Temperatur sinkt der Wirkungsgrad). Andererseits absorbieren sie das Licht aufgrund der Farbe besser und reflektieren weniger, was zum Eindruck von Eleganz beitrĂ€gt. Letzten Endes sollte man sich hier von seinen Ă€sthetischen Vorlieben leiten lassen, da man die Anlage dauerhaft auf dem eigenen Haus hat und daher das Wichtigste ist, dass man sich ĂŒber den Anblick freut. Die Unterschiede in den Leistungskennzahlen sind demgegenĂŒber zu vernachlĂ€ssigen.
Es gibt verschiedene GrĂŒnde, warum man auch bei der Modulauswahl genau hinschauen sollte und nicht nur den Preis pro kWp betrachten sollte.
Module und deren LeistungsfĂ€higkeit sind entscheidend fĂŒr die RentabilitĂ€t und die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens. Nur wenn die Module konstant die geplante Leistung produzieren geht die RentabilitĂ€tsrechnung am Ende aus. Wenn die Module LeistungsfĂ€higkeit einbĂŒĂen, dauert die Amortisation der Anlage deutlich lĂ€nger.
Insbesondere die Langlebigkeit der Module und damit zusammenhĂ€ngend die Garantie stellt einen soliden Ertrag mit konstanter Stromproduktion sicher, dementsprechend geben viele Hersteller eine Leistungsgarantie und tauschen Module, die nach einer bestimmten Zeit nicht mehr einen bestimmten Prozentsatz der maximalen Leistung erzeugt. Eine derartige Herstellergarantie ist aber nur etwas wert, wenn der Hersteller noch am Markt ist und entsprechend fĂŒr seine Garantiepflicht einstehen kann. Ist der Hersteller hingegen insolvent und die Garantie damit wertlos, zerstört auch nur der Defekt von einem Modul die Wirtschaftlichkeitsrechnung und fĂŒhrt zu einer lĂ€ngeren Amortisationszeit.
Das oben gesagte gilt nicht nur fĂŒr die Garantie, sondern auch fĂŒr die VerfĂŒgbarkeit und die generelle Erreichbarkeit des Kundenservice. Auch hier gibt es signifikante Unterschiede zwischen den Herstellern - wĂ€hrend manche Hersteller Service-Zentren in Europa und sogar in Deutschland unterhalten, liefern andere nur an GroĂhĂ€ndler und haben keine direkten Ansprechpartner. In diesem Fall gestalten sich Serviceanfragen als schwierig.
Auch die Optik spielt eine wichtige Rolle - wĂ€hrend Wechselrichter und Speicher im Keller âverschwindenâ, sieht man die Module jedes Mal wenn man auf das Haus zufĂ€hrt oder -geht. Und das fĂŒr die nĂ€chsten 30 Jahre. Man sollte sich nicht bei jeder Anfahrt Ă€rgern, dass man ein Modul-Modell gewĂ€hlt hat, das nicht gut passt bzw. einem individuell nicht gefĂ€llt (das ist bei einem Flachdach, auf dem die Module quasi aufliegen, weniger wichtig, auĂer man hat einen Hubschrauberlandeplatz đ).
Zuletzt kann man sich auch politische Gedanken machen: wenn man denkt, dass Deutschland oder Europa eine eigene Solarindustrie haben sollte, die hier zumindest teilweise verarbeitet und produziert (bei den Vorprodukten fĂŒr Module gibt es hier noch kaum Produktion), dann macht es Sinn, einen deutschen bzw. europĂ€ischen Hersteller zu wĂ€hlen. Allerdings sollte man in diesem Fall genau schauen, wo die Module hergestellt werden und welche Vorprodukte verwendet werden.
Bevor wir uns nĂ€her mit einigen technischen Spezifika und neuerer Entwicklung der Module beschĂ€ftigen, schauen wir uns kurz die Basis-Kennzahlen von Solarmodulen an. Diese erlauben den Vergleich verschiedener Modultypen und ihres Leistungsspektrums. Daneben erklĂ€ren wir auch die von den Herstellern gegebenen Garantien. Damit sollten Sie gerĂŒstet sein, um ein typisches Datenblatt eines Modulherstellers zu verstehen.
Anlagenleistung (kWp)
Die zentrale Eigenschaft beim Vergleich von Solarmodulen ist die Leistung. Die Leistung wird in Watt gemessen und gibt an, wie viel Solarenergie ein einzelnes Modul des entsprechenden Typs erzeugen kann. Typisch sind heute zwischen 400 Watt und 450 Watt und ist ein erster wichtiger Indikator dafĂŒr, wie viel Solarenergie ein einzelnes Modul erzeugen kann. Die Leistung moderner Solarmodule liegt zwischen 400 und 450 Watt und schwankt in AbhĂ€ngigkeit von den Modul-Eigenschaften (siehe dazu noch sogleich).
Die Einheit, die fĂŒr die Gesamtleistung der Solaranlage am gĂ€ngigsten ist, ist die Einheit kWp. kWp steht fĂŒr Kilo Watt Peak und bezeichnet die maximale Produktion elektrischer Energie unter bestimmten festen Bedingungen (sog. Standard Testing Conditions, 25° C Modultemperatur und 1000W/mÂČ Einstrahlung).
Die Leistung, die durch den kWp-Wert beschrieben wird, erreicht die Anlage nur unter den Idealbedingungen und damit an wenigen Tagen im Jahr. Ansonsten liegt die Leistung unter diesem Wert (daher ja auch peak, also Spitzenleistung).
Nicht zu verwechseln ist diese Leistung mit der SpeicherkapazitÀt eines Batteriespeichers, welcher in kWh gemessen wird. Denn dies betrifft unterschiedliche Dinge: die SpeicherkapazitÀt zeigt an, wie viel Energie in den Speicher geladen werden kann, daher wird dies auch in Kilowattstunden (kWh) angegeben. Auch der Batteriespeicher hat eine bestimmte Leistung, die er maximal auf einmal abgeben kann, dieser Wert nennt sich die Entladeleistung. Wenn also die PV-Anlage zu einem Zeitpunkt 1kW produziert und der 10kWh-Speicher ganz voll ist und eine Entladeleistung von 2,5kW hat, dann können Sie maximal 3,5kW eigenen Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrauchen. Wenn Sie aber 5kW verbrauchen, dann werden 1,5kW davon aus dem Netz bezogen (5kW Verbrauch - 1kW vom Dach - 2,5kW aus dem Speicher = 1,5kW).
Wirkungsgrad (%)
Der Wirkungsgrad beschreibt, wie gut das Modul das einfallende Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln kann. Wenn der Wirkungsgrad höher ist, dann kann ein Modul auch mehr Leistung erzeugen. Typischweise liegt der Wirkungsgard bei modernen Modulen um die 20%, meist etwas höher.
Nicht nur die Module, auch der Wechselrichter hat einen Wirkungsgrad. PrĂŒfen Sie genau, welches GerĂ€t bei der Angabe des Wirkungsgrades gemeint ist.
Temperaturkoeffizient (%/°C)
Solarmodule sind hĂ€ufig gröĂeren Temperaturschwankungen ausgesetzt, insbesondere wenn die Module im Sommer auf dem Dach âaufheizenâ. Wie oben unter âAnlagenleistungâ beschrieben, bezieht sich die in kWp angegebene Leistung auf die Leistung unter Standardbedingungen, hinsichltich der Temperatur bei 25° C Diese Standardbedingungen sind jedoch nicht immer gegeben. Daher ist wichtig, dass die Leistung auch bei Temperaturschwankungen einigermaĂen stabil bleibt. Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark die Leistung abnimmt, wenn sich die Temperatur von den 25° C, also den Testbedingungen, wegbewegt. Dabei wird der Prozentsatz der Leistung, den das Modul verliert, wenn es ein Grad Celsius von der Standardtemperatur abweicht, angegeben.
Leistungstoleranz (%)
Die Leistungstoleranz bildet ab, wie weit die tatsĂ€chliche Leistung des Moduls von der ausgewiesenen kWp-Leistung abweichen kann. Bei einer positive Leistungstoleranz liegt die tatsĂ€chliche Leistung des Moduls ĂŒber der angegebenen Leistung. DemgegenĂŒber kann bei einer negativen Leistungstoleranz die Leistung nach unten abweichen. Grund fĂŒr diese Leistungstoleranz sind unterschiedliche Produktionsbedingungen, die diese Abweichungen verursachen.
Heute werden oft nur noch positive Leistungstoleranzen angegeben und der niedrigste mögliche Wert als die Leistung des Moduls ausgewiesen. D.h. dass dann mindestens die angegebene Leistung produziert wird, aber eben auch noch eine positiv Abweichung möglich ist. Die Abweichung nach oben muss auch bei der Wahl des Wechselrichters BerĂŒcksichtigung finden, weil diese nur fĂŒr bestimmte Leistungen ausgelegt sind.
Generell gilt: ein Modul sollte auf keinen Fall eine hohe negative Leistungstoleranz haben, da ansonsten die RentabilitÀtsrechnung der Anlage unsicher wird. Achten Sie daher darauf, dass entweder die negative Leistungstoleranz sehr niedrig ist oder optimalerweise nur positiv.
Produktgarantie (Jahre)
Mit der Produktgarantie versprechen die Modulhersteller, dass die Module ohne MĂ€ngel sind und ĂŒber einen bestimmten Zeitraum keine MĂ€ngel auftreten werden. Diese Garantie bezieht sich alleine auf die Herstellung der Module. Wenn MĂ€ngel beim Einbau oder im Laufe der Zeit entstehen, dann werden diese nicht von dieser Garantie erfasst.
Leistungsgalerie (Jahre und Prozent)
Die Leistungsgarantie gibt an, wie viel Prozent der angegebenen kWp-Leistung ein Modul nach einer bestimmten Zeit noch mindestens bringt. Unterschreitet ein Modul diese Leistungswerte, wird es vom Hersteller ersetzt. Dies ist eine wichtige Garantie, denn wĂŒrde das Leistungsvermögen der Module signifkant absinken, dann wĂŒrde die RentabilitĂ€tsrechnung der Anlage nicht mehr aufgehen.
Die Leistungsgarantie benennt einmal die Zeit in Jahren, die der Hersteller diese Mindestleistung garantiert, beispielsweise 25 Jahre. Dazu wird in Prozent ausgedrĂŒckt, wie hoch die Leistung noch mindestens sein muss (z.B. 82%). Teilweise wird auch ein maximaler Leistungsabfall im ersten Jahr und in den weiteren Jahren angegeben.
Wenn man bereit ist, unter UmstĂ€nden einen höheren Preis zu bezahlen, dann gibt es etliche GrĂŒnde, die fĂŒr die Wahl eines europĂ€ischen Herstellers von Solarmodulen sprechen, sowohl aus politischen GrĂŒnden, aber auch aus GrĂŒnden der ModulqualitĂ€t.
1. Höhere QualitÀtsstandards
Europa, insbesondere Deutschland, ist bekannt fĂŒr seine strengen QualitĂ€ts- und Umweltstandards. Solarmodule, die in der EU produziert werden, mĂŒssen diese hohen Anforderungen erfĂŒllen, was oft zu einer ĂŒberlegenen ProduktqualitĂ€t fĂŒhrt. Diese Standards garantieren Langlebigkeit und effiziente Leistung der Photovoltaiksysteme.
2. Reduzierte Umweltauswirkungen
Der Transport von Solarmodulen ĂŒber lange Strecken verursacht CO2-Emissionen, die zur globalen ErwĂ€rmung beitragen. Indem man sich fĂŒr Module aus Europa entscheidet, verringert man die Transportwege und somit die CO2-Bilanz der Solarprojekte. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung umweltfreundlicher Energieerzeugung.
3. Politische StabilitÀt
Europa bietet eine hohe politische StabilitĂ€t, was die Versorgungssicherheit mit Solarmodulen angeht. Dies minimiert das Risiko von LieferengpĂ€ssen und handelspolitischen Komplikationen, die bei Herstellern aus weniger stabilen Regionen auftreten können. Eine verlĂ€ssliche Lieferkette ist entscheidend fĂŒr die termingerechte Realisierung von Solarprojekten.
4. UnterstĂŒtzung der lokalen Wirtschaft
Der Kauf europĂ€ischer Solarmodule trĂ€gt nicht nur zur Reduzierung der Umweltauswirkungen bei, sondern unterstĂŒtzt auch die lokale Wirtschaft. Investitionen in die europĂ€ische Solarindustrie fördern ArbeitsplĂ€tze, Innovation und Wachstum in der Region. Dies stĂ€rkt die europĂ€ische Wirtschaft und unterstĂŒtzt die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien.
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Wechselrichter
Eine Frage, die bei unseren Beratungen hĂ€ufig diskutiert wird, ist der ideale Installationsort des Wechselrichters. Dabei muss man im Hinterkopf behalten, dass der Wechselrichter immer mehr Effizienz verliert, je wĂ€rmer er wird (deswegen ist die KĂŒhlung der GerĂ€te ein wichtiger Faktor fĂŒr den Wirkungsgrad). Auch ist Ăberhitzung der Komponenten ein hĂ€ufiger Grund fĂŒr AusfĂ€lle und eine verkĂŒrzte Lebensdauer des Wechselrichters. Der Aufstellungsort sollte daher möglichst kĂŒhl sein, also z.B im Keller oder in der Garage (wird gleichzeitig ein Speicher montiert, muss man darauf achten, dass es nicht zu kalt ist, siehe in unserem Bericht ĂŒber Speicher). Ungeeignet sind dagegen Orte direkt unter dem Dach oder in warmen HeizungsrĂ€umen. Ebenso wichtig ist, dass der Raum trocken ist, da auch Feuchtigkeit negative Auswirkungen auf die LeistungsfĂ€higkeit und Lebensdauer des GerĂ€tes hat.
Auch beim idealen Installationsort gilt - wenn Sie sich unsicher sind, lassen Sie sich beraten, wir stehen bereit.
1. Leistung
Die erste Kennzahl, die fĂŒr die Auswahl des Wechselrichters relevant ist, ist die Leistung. Damit ist gemeint, wie viel Leistung, die aus den Modulen beim Wechselrichter ankommt, der Wechselrichter âverarbeitenâ d.h. zu Wechselstrom wandeln kann. Diese Leistung wird als âNennleistungâ bezeichnet, die Einheit sind Kilovoltampere (kVA) oder Kilowatt (kW).
Diese Nennleistung muss zur Leistung der Solarmodule passen, die in Kilowatt peak (kWp) angegeben werden. Dabei sollten Sie pro kWp, die Ihre Module produzieren, eine Nennleistung von 1kVA einplanen. Allerdings kann ein Wechselrichter unter UmstĂ€nden auch kleiner dimensioniert werden und sich die Anlage dadurch schneller rentieren. Denn die Spitzenleistung, die die Modulkennzahl kWp ausdrĂŒckt, wird nur unter sehr speziellen Bedingungen erreicht (siehe dazu auch unseren Ăberblick zu Modulen), d.h. dass nur wenige Tage im Jahr die kWp-Leistung produziert wird. Mit einem kleiner dimensionierten Wechselrichter verliert man an diesen Tagen zwar etwas Leistung (weil der Wechselrichter nicht alle Leistung, die von den Modulen kommt, wechseln kann und dann nur die Nennleistung in das Netz speist), dennoch rentiert sich der gĂŒnstigere, kleiner dimensionierte Wechselrichter oft schneller. Sprechen Sie uns gerne an, wenn Sie beraten werden möchten.
2. Wirkungsgrad, maximaler Wirkungsgrad und EuropÀischer Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil des vom Dach kommenden Gleichstroms in Wechselstrom gewandelt wird, d.h. wie viel Prozent der Leistung als Wechselstrom  genutzt werden kann. Moderne Wechselrichter erreichen einen Wirkungsgrad von 95-98%. Der Wirkungsgrad ist stark von externen Faktoren abhÀngig, wie z.B. der Betriebstemperatur des Wechselrichters, der genauen Sonneneinstrahlung auf die Module, etc. Daher ist beim Vergleich verschiedener Wirkungsgrade Vorsicht geboten.
Um eine einheitliche Vergleichsgrundlage zu schaffen, zieht man am besten den sogenannten âEuropĂ€ischen Wirkungsgradâ heran -  dieser Wert beschreibt den Wirkungsgrad eines Wechselrichters, der unter typischen europĂ€ischen Wetterbedigungen arbeitet. Auch der maximale Wirkungsgrad ist nicht besonders aussagekrĂ€ftig, weil er nur unter Bedingungen erreicht werden, die praktisch nie vorliegen.
3. Anzahl der MPP-Tracker
Wie oben beschrieben, werden in allen Wechselrichtern standardmĂ€Ăig sogenannte MPP-Tracker verbaut. Diese optimieren die Leistung der Module, die sie steuern. Dabei kann ein MPP-Tracker immer nur Module der gleichen Ausrichtung und dem gleichen Verschattungsprofil steuern, sonst kommt es zu einem Leistungsverlust. Das heiĂt, dass auch bei einem Wechselrichter, der EingĂ€nge fĂŒr mehrere Strings hat, darauf geachtet werden muss, wie viele MPP-Tracker tatsĂ€chlich verbaut sind. Denn selbst wenn EingĂ€nge fĂŒr zwei Strings vorhanden sind, der Wechselrichter aber nur einen MPP-Tracker hat, können mit einem solchen Modell nur Module mit gleichem Auslegungsprofil gesteuert werden, die Strings dĂŒrfen also nicht unterschiedlich ausgerichtet sein. Sollen mehrere Strings mit unterschiedlichem Profil gesteuert werden, muss der Wechselrichter auch mehrere MPP-Tracker haben.
4. LautstÀrke
Die meisten Leute denken bei Strom kaum an GerĂ€usche (auĂer vielleicht an ein leises Knistern, wenn sich etwas entlĂ€dt), aber Wechselrichter emittieren aufgrund der verbauten Komponenten (das Wechseln des Gleichstroms in hoher Frequenz wird z.B. durch Transformatoren bewirkt) GerĂ€usche, die auf Dauer durchaus als störend empfunden werden können. Deswegen sollte ein Wechselrichter auch nicht zu nahe an Bereichen platziert werden, in denen sich dauerhaft Leute aufhalten bzw. in denen sie Ruhe wollen (in der Nacht gibt es typischerweise keine GerĂ€usche, da der Wechselrichter dann nicht arbeitet, weil kein Strom von den Modulen kommt). Dies gilt insbesondere fĂŒr Wechselrichter, die mehr als 40dB GerĂ€usche verursachen, da ein Wert darĂŒber meist als störend empfunden wird (bis dahin ist die GerĂ€uschemission noch mit einem HaushaltsgerĂ€t wie einem KĂŒhlschrank vergleichbar).
In diesem Zusammenhang sollte man darauf achten, wie die LautstĂ€rke ausgewiesen wird: wenn dort âmaximale LautstĂ€rkeâ ausgewiesen ist, dann kann man sich sicher sein, dass es nicht lauter wird. Wenn nur der ânormale GerĂ€uschpegelâ angegeben ist, dann sollte man genauer schauen. Gerade wenn ein GerĂ€t eine aktive KĂŒhlung hat, die bei hoher Betriebsspannung einsetzt, dann kann die LautstĂ€rke im Sommer deutlich höher werden. Wenn Sie Zweifel haben, lassen Sie sich gerne von uns beraten.
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1. Höhere Anschaffungskosten
Mikro-Wechselrichter sind in der Anschaffung teurer als ein String-Wechselrichter, insbesondere wenn Sie viele Module nutzen wollen. Auch dabei gibt es eine breite Streuung von Herstellern und QualitÀtsniveaus - gerade Systeme mit langer Garantie kosten entsprechend viel Geld.
2. Wechselrichter sind fehleranfÀllig und Mikro-Wechselrichter vervielfachen diese FehleranfÀlligkeit
Wechselrichter (egal ob String-Wechselrichter oder Mikro-Wechselrichter) sind die Teile der Photovoltaik-Anlage, die am schnellsten verschleiĂen. Anders als Module, die technisch wenig komplex sind, ist ein Wechselrichter ein technisches GerĂ€t, das viele verschiedene Komponenten aufweist und dadurch potentiell schneller verschleiĂt als der Rest der Anlage.
Prinzipiell ist ein Mikro-Wechselrichter zuverlĂ€ssiger als ein einzelner String-Wechselrichter - denn er arbeitet mit einem viel geringeren Strom, erwĂ€rmt sich dadurch weniger und ist dadurch auch weniger komplex. Wenn Sie allerdings eine groĂe Anzahl von Mikro-Wechselrichtern verbauen, dann steigt durch die groĂe Anzahl auch die Wahrscheinlichkeit, dass es an einem der Mikro-Wechselrichter zu einem Schaden kommt.
Hinzukommt, dass im Falle eines Defekts eines Mikro-Wechselrichters dieser auf dem Dach ausgetauscht werden muss, was komplizierter ist, als den Wechselrichter im Keller oder der Garage zu warten. Allerdings muss man auch erwÀhnen: wenn ein Mikro-Wechselrichter ausfÀllt, dann arbeiten die anderen Wechselrichter normal weiter und die Anlage verliert nur ein Modul. Wird ein String-Wechselrichter getauscht, funktioniert die ganze Anlage erst wieder, wenn ein neuer Wechselrichter verbaut ist.
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1. Erweiterbarkeit der Anlage
Ein String-Wechselrichter wird fĂŒr eine bestimmte Modulanzahl ausgelegt und dann angeschafft. Die Module dieser Anlage sollten die gleiche Leistung haben. Wenn man diese Entscheidung einmal getroffen hat, ist es schwierig, spĂ€ter dieselbe Anlage mit zusĂ€tzliche Modulen zu erweitern. Mit Mikro-Wechselrichtern ist dies jedoch einfach möglich, da sie (in gewissem Umfang) unabhĂ€ngig voneinander arbeiten und deshalb erweitert werden können.
2. GröĂere Sicherheit
Mikro-Wechselrichter wandeln den von den Modulen erzeugten Gleichstrom direkt in ModulnĂ€he in Wechselstrom. Der String-Wechselrichter schickt demgegenĂŒber Gleichstrom bis zum Anschlussort des Wechselrichters. Die Gleichstrom fĂŒhrenden Kabel sind anfĂ€llig fĂŒr einen sog. Lichtbogen, der entsteht, wenn zwei offene Kabel mit hoher Spannung in unmittelbarer NĂ€he zueinander liegen. Wenn die Kabel unter dem Dach abscheuern oder von Nagern angebissen werden, kann durch den Lichtbogen eine Brandgefahr entstehen (dies ist bei fachgerecht verlegten PV-Kabeln aber fast ausgeschlossen).
3. Reduktion des Einflusses von Verschattung
Die Solarzellen in einer Photovoltaikanlage sind in Reihe geschaltet. Wenn die Module alle Ă€hnlich produzieren, sich Sonneneinstrahlung und Ausrichtung, etc. also Ă€hneln, flieĂt der Strom gleichmĂ€Ăig durch die Leitungen wie Wasser durch ein langes Rohr.  Wenn einzelne Module allerdings weniger Sonneneinstrahlung abbekommen, zum Beispiel durch Verschmutzung oder Verschattung, bildet sich ein Widerstand und die ganze Anlage produziert weniger Strom. Um im Bild zu bleiben: An diesen Stellen verengt sich das Rohr und das gesamte Wasser kann nur noch langsamer flieĂen.  Zwar können auch Bypass-Dioden hier Abhilfe schaffen, denn diese sorgen (durch Abschaltung der betroffenen ModulflĂ€che dafĂŒr, dass auch verschattete oder verschmutzte Module weiterhin ordentlich Leistung erbringen und nicht die gesamte Anlage behindern; treten diese Situationen dauerhaft auf, kann das allerdings zu SchĂ€den an der Diode und damit zu SchĂ€den am Modul fĂŒhren. Dabei schneiden Mikro-Wechselrichter jedoch deutlich besser ab, da jedes Modul von einem einzelnen Wechselrichter optimiert wird. Daher lohnt sich bei stark verschatteten Modulen die Anschaffung von Mikro-Wechselrichtern.
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String- und Mikro-Wechselrichter: Wann ergeben Modulwechselrichter Sinn und wann sind sie Geldverschwendung? Eine Frage, die regelmĂ€Ăig in unseren BeratungsgesprĂ€chen aufkommt, ist die Frage nach Mikro-Wechselrichtern und in welchen FĂ€llen es sich lohnt, ein solches System (beispielsweise von Enphase) anzuschaffen. Hier kann man verschiedene ErwĂ€gungen anstellen, die wir weiter unten etwas genauer beschreiben. Wenn Sie einmal besprechen wollen, welches System fĂŒr Ihr Haus ideal ist, stehen wir gerne fĂŒr einen Beratungstermin bereit.
1. Der Klassiker - Stringwechselrichter
Der am hĂ€ufigsten eingesetzte Wechselrichter ist der String-Wechselrichter. Er bedient mehrere in Reihe geschaltete Solarmodule,  einen sogenannten String. In einem String sind zumeist Module geschaltet, die das gleiche Einstrahlungsprofil (gleiche Ausrichtung, Neigung und Verschattung) haben, damit diese vom Wechselrichter mit dem MPP-Tracker zusammen optimiert werden. Modernere Wechselrichter sind meist Multistring-Wechselrichter und haben mehrere MPP-Tracker, sodass man mehrere Strings an einen Wechselrichter anschlieĂen kann. Dadurch kann man mehrere ModulflĂ€chen mit unterschiedlichem Einstrahlungsprofil mit nur einen Wechselrichter steuern.
2. Modul-/Mikro-Wechselrichter
DemgegenĂŒber steuert ein Mikrowechselrichter (auch Modulwechselrichter) jeweils nur ein einzelnes Photovoltaikmodul. Daher braucht man fĂŒr jedes Modul einen einzelnen Wechselrichter, was diese Systeme meist deutlich teurer macht. Ihr Einsatz ist besonders sinnvoll bei Anlagen, deren Module sehr unterschiedliche Einstrahlungsprofile aufweisen, d.h. wo mehrere Module z.B. durch BĂ€ume oder Parabolantennen oder verwinkelte DĂ€cher verstrahlt werden. Denn ein Mikrowechselrichter kann individuell und schnell auf sich Ă€ndernde Sonneneinstrahlung an jedem einzelnen Modul reagieren und dadurch auch verhindern, dass eine teilweise Verschattung oder Verschmutzung den gesamten Ertrag der Anlage schmĂ€lert. Positiv ist auch, dass Mikrowechselrichter nicht ĂŒber Gleichstrom verkabelt werden, was aus SicherheitsgrĂŒnden vorteilhaft ist (siehe unten).
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Solarmodule produzieren Gleichstrom. Gleichstrom ist Strom, der immer in eine Richtung flieĂt, d.h. vom Minuspol zum Pluspol. Im Unterschied dazu flieĂt Wechselstrom abwechselnd in beide Richtungen. Diese Wechsel der Richtung passieren typischerweise 50 mal in der Sekunde. Gemessen wird die HĂ€ufigkeit dieser Wechsel in Hertz, d.h. der von uns verwendete Wechselstrom hat eine Frequenz von 50 Hertz. Die zentrale Funktion des Wechselrichters (und daher hat er auch seinen Namen) ist, den Gleichstrom, den die Module produzieren in Wechselstrom umzuwandeln.
Warum muss der Strom ĂŒberhaupt zu Wechselstrom gemacht werden? Diese Umwandlung ist notwendig, da das öffentliche Stromnetz und auch das Hausnetz mit Wechselstrom arbeiten. Die Umwandlung erfolgt also, um den Solarstrom wie ânormalenâ Netzstrom verwenden zu können, um ihn dann einzuspeisen oder direkt im Haushalt zu verbrauchen.
Allerdings brauchen GerĂ€te, die eine Batterie haben (z.B. Handys), zur Ladung auch wieder Gleichstrom, sodass der Strom oft wieder durch ein Netzteil zu Gleichstrom zurĂŒckgewandelt wird. Dieser Wandelprozess ist inzwischen aber sehr effizient möglich, sodass kein hoher Energieverlust beim Wechseln von Gleich- zu Wechselstrom und zurĂŒck erfolgt (siehe unten bei den Kennzahlen).
Neben der beschriebenen Grundfunktion erfĂŒllt der Wechselrichter aber auch noch viele weitere Funktionen, die wichtig fĂŒr das System sind.
1. Leistungsoptimierung der Module
Der Wechselrichter sorgt dafĂŒr, dass die Photovoltaikanlage möglichst auf dem sogenannten Maximum Power Point (MPP) der Anlage arbeitet. An diesem Punkt sind die Betriebsparameter der Anlage so, dass die Anlage die maximal mögliche Leistung erzielt. Durch eine gezielte VerĂ€nderung des Innenwiderstands schafft es der Wechselrichter, die Module in diesem MPP zu halten. Dieses MPP-Tracking ist zentral, um die Leistung der Anlage zu optimieren. GröĂere Wechselrichter haben mehrere sog. MPP-Tracker, die die Leistung von ein oder zwei Strings ĂŒberwachen (siehe dazu unten bei den Kennzahlen).
2. NA-Schutz - Ăberwachung der Einhaltung der Betriebsparameter des Stromnetzes
Der NA-Schutz, kurz fĂŒr Netz- und Anlagenschutz, im Wechselrichter spielt eine entscheidende Rolle fĂŒr die Sicherheit und ZuverlĂ€ssigkeit der Stromversorgung. Er sorgt dafĂŒr, dass im Falle einer Störung im Stromnetz, wie beispielsweise einem Kurzschluss oder einem Ausfall der Netzspannung, die Anlage sofort vom Netz getrennt wird. Diese Funktion schĂŒtzt sowohl das Hausnetz Ihres Hauses als auch das öffentliche Stromnetz vor möglichen SchĂ€den, die durch RĂŒckeinspeisung entstehen könnten. Der Wechselrichter ĂŒberwacht dauerhaft die Netzparameter wie Spannung und Frequenz und reagiert bei Abweichungen von den vorgegebenen Werten automatisch und trennt die Anlage vom Netz.
3. Datensammlung fĂŒr Auswertung und Fernwartung
Der Wechselrichter sammelt laufend Daten ĂŒber Ihre PV-Anlage - wie viel Strom wird aus dem Netz bezogen, wie viel Strom kommt von den Modulen, wie viel aus dem Speicher. Diese Daten werden weggespeichert und können dann in der Folge betrachtet werden, um einerseits Ihnen ein GefĂŒhl zu geben, welchen Ertrag die Anlage liefert und zu welchen Zeiten man z.B. am besten die Waschmaschine laufen lassen sollte. Zum anderen können Installateure wie wir von MPG Solar auch eine FernĂŒberwachung durchfĂŒhren und sehen, was gerade in der Anlage passiert und ob der Wechselrichter oder der Speicher einen Fehler meldet. Die Daten können dann in entsprechenden Apps betrachtet werden oder ein Energiemanagement-System kann auf die Daten zugreifen und Steuersignale an den Wechselrichter oder die Batterie oder sonstige angeschlossene GerĂ€te schicken (z.B. um zuerst die Batterie eines Elektroautos mit dem PV-Strom zu laden).
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