Verschattungsmanagement mit SMA ShadeFix

Nicht immer lässt sich vermeiden, dass Dachgauben, Schornsteine oder Bäume ihre Schatten auf die PV-Module werfen. Um die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage nicht zu gefährden, sollten bereits in der Planungsphase mögliche verschattungsbedingte Ertragsverluste minimiert werden. Dabei spielen Einflussfaktoren wie die Anordnung der PV-Module, deren Verschaltung und insbesondere die Wahl des richtigen PV-Wechselrichters eine wichtige Rolle. Durch das Beachten einiger wichtiger Planungsregeln kann jede PV-Anlage so gestaltet werden, dass sich deren Energieangebot nahezu vollständig nutzen lässt. Die folgenden Grundregeln sollten dabei berücksichtigt werden:

• Bei der Auswahl der Dachfläche für eine PV-Anlage sollte deshalb sichergestellt sein, dass keine dauerhaften Verschattungen entstehen und insbesondere in Zeiten hoher Einstrahlung (Mittagszeit, Sommermonate) möglichst kein Schatten auf den PV-Generator fällt. Zur Abschätzung der energetischen Konsequenzen einer Verschattung, bei der deren Größe und Veränderung im Verlauf eines Jahres berücksichtigt wird, hilft Ihnen die Planungssoftware Sunny Design. Detaillierte Informationen zur Konfiguration finden Sie in der Bedienungsanleitung unter www.SMA-Solar.com.

• Analyse des Schattenverlaufs: Der Anteil der verschatteten PV-Module im Verhältnis zum gesamten PV-Generator und der zeitliche Schattenverlauf sind wichtige Charakteristika einer PV-Anlage mit Verschattung. Für den Umgang mit verschatteten PV-Anlagen haben sich folgende Strategien bewährt:

  • Bei einer Verschattung einzelner bzw. eines sehr geringen Anteils der PV-Module (z. B. < 10 % der Gesamtanzahl) kann der Schatten gleichmäßig auf die Strings verteilt werden.

  • Bei einer starken Verschattung ist der getrennte Betrieb der verschatteten und unverschatteten PV-Module sinnvoll. Hierbei gilt:

    • PV-Module mit ähnlicher Einstrahlung zusammenfassen.

    • Keine Parallelschaltung von Strings mit unterschiedlicher Einstrahlung, sondern für jeden String einen separaten MPP-Tracker vorsehen. Hierfür können viele kleine PV-Wechselrichter oder solche mit Multi- String-Technik verwendet werden.

    • Zur Maximierung des Energieertrags ist SMA ShadeFix notwendig.

• Die Wahl des PV-Wechselrichters beeinflusst ebenfalls die verschattungsbedingten Ertragsverluste. Dabei sind besonders folgende Punkte zu beachten:

  • PV-Wechselrichter mit einem weiten Eingangsspannungsbereich können auch bei Verschattung und dem daraus resultierenden Rückgang der MPP-Spannung weiterhin den optimalen Arbeitspunkt einstellen.

  • Durch PV-Wechselrichter mit Einzelstring-Regelung lässt sich eine verschattete PV-Anlage nahe am Optimum betreiben und ein Großteil der möglichen Verluste vermeiden.

  • Um verschattungsbedingte Ertragsverluste möglichst gering zu halten, ist es erforderlich, für verschattete Strings einen PV-Wechselrichter mit SMA ShadeFix einzusetzen, dessen MPP-Tracking die Existenz mehrerer Arbeitspunkte erkennt.

SMA ShadeFix

SMA ShadeFix minimiert die negativen Auswirkungen von Verschattungen und erhöht gleichzeitig den Energieertrag. Dank der stetigen Weiterentwicklung des bewährten MPP-Trackings der SMA PV-Wechselrichter, findet SMA ShadeFix auch bei verschatteten PV-Modulen zuverlässig den Punkt mit der aktuell höchsten Leistung. Mit SMA ShadeFix erkennt der PV-Wechselrichter die Präsenz mehrerer Leistungsmaxima im verfügbaren Betriebsbereich, wie sie insbesondere bei Verschattungen auftreten können. Auf diese Weise kann der PV-Wechselrichter das Energieangebot der PV-Module unter allen Bedingungen nahezu vollständig nutzen. Die durch das patentierte Suchverfahren verursachten Leistungsverluste sind kaum messbar und können vollkommen vernachlässigt werden. SMA Shadefix ist als softwarebasierte Lösung direkt im Wechselrichter integriert. Damit wird die Anzahl der Systemkomponenten wesentlich reduziert und Installations- und Service-Aufwände minimiert. Dies unterscheidet sich damit deutlich von PV-Anlagen, in denen an jedem PV-Modul elektronische Regler zur Leistungsoptimierung installiert sind.

Wird der Einsatz von SMA ShadeFix im Vergleich zu fest installierten Leistungsoptimieren über die gesamte Betriebszeit betrachtet, sind in der Regel die Ertragsgewinne bei leicht bis mittel verschatteten PV-Anlagen mit SMA ShadeFix höher.

Ertragssteigerung durch SMA ShadeFix im Vergleich zur Leistungsoptimierung an jedem PV-Modul in unterschiedlichen Verschattungssituationen

Darüber hinaus wird vermieden, dass durch den Einsatz zusätzlicher Komponenten die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der PV-Anlage verringert wird. SMA ShadeFix bietet die Möglichkeit, die Rentabilität von verschatteten PV-Anlagen zu sichern, indem höhere Investitionskosten verhindert und der Ertrag maximiert wird.

Weiterführende Informationen hierzu finden Sie unter folgendem Link: Whitepaper "SMA ShadeFix" und unter www.SMA-Solar.com.