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Steigerung der Solarleistung bei Schatten mit Mikrowechselrichtern
Verschattung war schon immer eine der größten Herausforderungen bei der Solarenergieerzeugung. Ob durch nahe Bäume, Schornsteine, Stromleitungen oder jahreszeitlich bedingte Veränderungen des Sonnenstandes – selbst eine teilweise Verschattung kann zu erheblichen Leistungsverlusten in einer Photovoltaikanlage führen. Glücklicherweise Mikrowechselrichter-Technologie bietet eine leistungsstarke Lösung für dieses Problem, da Solaranlagen auch bei nicht optimalen Lichtverhältnissen ihren Energieertrag maximieren können.
In einem Stringwechselrichter Bei diesem Aufbau werden mehrere Solarmodule in Reihe an einen Wechselrichter angeschlossen. Das bedeutet, dass der Stromfluss durch den gesamten Strang durch das Modul mit der schwächsten Leistung begrenzt wird. Sinkt die Leistung eines Moduls aufgrund von Verschattung, Verschmutzung oder Alterung, beeinträchtigt dies die Leistung aller Module in diesem Strang.
Stellen Sie sich beispielsweise eine Lichterkette vor: Wenn eine Glühbirne schwächer wird, erscheint die gesamte Lichterkette schwächer. Dieser „schwächste Glied“-Effekt kann zu erheblichen Energieverlusten führen.
Mikrowechselrichter sind kleine, unabhängige Wechselrichter, die an jedem Solarmodul angebracht sind. Anstatt auf einen zentralen Wechselrichter angewiesen zu sein, verfügt jedes Modul über eine eigene DC-AC-Umwandlung. Diese Architektur bietet mehrere entscheidende Vorteile für schattige Umgebungen:
Unabhängigkeit auf Panelebene – Wenn ein Modul beschattet wird, wirkt sich seine reduzierte Leistung nicht auf die anderen aus.
Maximum Power Point Tracking (MPPT) für jedes Panel – Jedes Panel arbeitet mit seiner individuellen optimalen Spannung und Stromstärke und gewinnt so die größtmögliche Leistung.
Bessere Leistung bei variabler Sonneneinstrahlung – Dächer mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder Winkeln können von Mikrowechselrichtern profitieren, da sich jedes Panel an seine eigenen Sonneneinstrahlungsbedingungen anpasst.
Studien und Felddaten zeigen, dass Mikrowechselrichter in teilweise verschatteten Anlagen den Gesamtenergieertrag des Systems verbessern können, indem 5–25 % im Vergleich zu String-Wechselrichtersystemen. Der genaue Gewinn hängt vom Verschattungsgrad, der Modulanordnung und dem lokalen Klima ab.
Beispielsweise sorgen Mikrowechselrichter bei einer städtischen Anlage, bei der morgens ein Nachbargebäude eine Ecke des Daches beschattet, dafür, dass die nicht betroffenen Module ihre volle Leistung aufrechterhalten, während nur das beschattete Modul eine reduzierte Leistung erfährt.
Mikrowechselrichtersysteme verfügen typischerweise über Überwachung auf Panelebene , sodass Hausbesitzer und Installateure die Leistung jedes einzelnen Moduls in Echtzeit verfolgen können. So können Verschattungsprobleme, Schmutzablagerungen oder eine Verschlechterung der Modulleistung frühzeitig erkannt werden.
Im Gegensatz dazu liefern String-Wechselrichtersysteme oft nur Daten zur Gesamtsystemleistung, wodurch es schwieriger wird, genau zu bestimmen, wo Leistungsverluste auftreten.
Da die Nutzung von Solarenergie in Städten zunimmt und die Dachflächen komplexer werden, bleibt die Beschattung eine häufige Herausforderung. Mit ihrer Fähigkeit, Verschattungsverluste zu isolieren und zu mildern, Mikrowechselrichter werden zunehmend zur bevorzugten Wahl für private und kleine gewerbliche Anlagen – insbesondere dort, wo Dachhindernisse unvermeidbar sind.
Indem sie dafür sorgen, dass jedes Modul die bestmögliche Leistung erbringt, tragen Mikrowechselrichter dazu bei, die Kapitalrendite zu maximieren und Solarenergie in Bereichen zu einer praktikablen Option zu machen, die früher als ungeeignet für PV-Anlagen galten.
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