Der Solarpanel-Optimierer hilft, die Effizienz der Anlagen zu steigern.

Die Effizienz moderner Solaranlagen wird nicht nur durch die Qualität der Module und den Typ des Wechselrichters bestimmt, sondern auch durch ihre Anpassungsfähigkeit an die tatsächlichen Umgebungsbedingungen. Eine Schlüsselrolle spielt dabei der Solarpanel-Optimierer, der es ermöglicht, dass sich das System nicht an die Leistung des schwächsten Glieds anpasst, sondern jedes einzelne Modul mit seiner maximalen Leistung arbeitet.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen ausführlich, was ein Solarpanel-Optimierer ist und warum er in modernen Solaranlagen fast unverzichtbar geworden ist. Wir zeigen Ihnen, wie die Leistungsoptimierung von Solarmodulen in der Praxis funktioniert, insbesondere im Hinblick auf Verluste durch Verschattung und unterschiedliche Ausrichtung. Wir werden auch darauf eingehen, warum die Optimierung bei größeren, komplexeren Systemen einen besonders großen Vorteil darstellt, welche Möglichkeiten die Leistungsüberwachung pro Modul bietet und wann es sich lohnt, über eine Lösung von Huawei, Tigo oder Deye nachzudenken. Abschließend geben wir praktische Empfehlungen für die gängigsten Solaranlagen.

Was ist ein Solarpanel-Optimierer und warum ist er wichtig?

Ein Solarpanel-Optimierer ist ein intelligentes elektronisches Gerät, das an jedes einzelne Solarpanel angeschlossen wird und dieses auf die höchstmögliche Energieproduktion einstellt. Während bei herkömmlichen String-Wechselrichtersystemen die Arbeitspunktverfolgung pro MPPT-Zweig (pro String) gemeinsam erfolgt, wodurch sich die schwächeren Module in einem bestimmten String stärker auswirken, führt der Optimierer die MPPT pro Modul durch, sodass jedes Modul an seinem eigenen maximalen Leistungspunkt arbeiten kann. Daher bestimmt nicht das Panel mit der geringsten Leistung die Leistung der anderen Panels, was insbesondere bei stark verschatteten oder unterschiedlich ausgerichteten Systemen einen erheblichen Vorteil darstellt.

Das Prinzip besteht darin, dass der Optimierer ein DC-DC-Wandler ist, d. h. er wandelt den Gleichstromeingang so um, dass das Modul immer mit der für es idealen Spannung und Stromstärke produzieren kann, bevor die Leistung zum Wechselrichter gelangt.

Dieser Ansatz verbessert die Effizienz und Energieproduktion des Systems, erhöht den Wert der Investition und ermöglicht die Leistungsüberwachung pro Modul, was später bei der schnellen Erkennung von Fehlern und bei Wartungsentscheidungen helfen kann.

Wie funktioniert die Leistungsoptimierung von Solarmodulen in der Praxis?

Der Kern der Leistungsoptimierung von Solarmodulen besteht darin, dass das System nicht auf der Grundlage eines einzigen gemeinsamen Arbeitspunkts arbeitet, sondern dass jedes Solarmodul entsprechend seinen aktuellen Bedingungen Strom erzeugt. Bei herkömmlichen String-Systemen sinkt die Energieproduktion der gesamten Reihe, wenn die Leistung eines Moduls beispielsweise aufgrund von Verschmutzung oder Verschattung abnimmt. Der Optimierer reduziert diesen Effekt, indem er die Spannung und Stromstärke für jedes Modul einzeln regelt.

In der Praxis überwacht der Optimierer kontinuierlich die Ausgangsparameter des jeweiligen Moduls und passt diese dynamisch an, damit das Modul immer mit der bestmöglichen Effizienz arbeitet. Dies ist besonders wichtig bei Dachflächen, bei denen die Ausrichtung und Neigung der Module unterschiedlich sind oder bei denen die Sonneneinstrahlung im Laufe des Tages stark schwankt. In einer solchen Umgebung erhöht die Optimierung die jährliche Energieproduktion spürbar.

Verschattung und Leistungsverlust: Wie hilft ein Deye-Optimierer?

Verschattung ist einer der häufigsten Gründe für Leistungseinbußen bei Solaranlagen. Der Schatten eines Schornsteins, eines Astes oder eines benachbarten Gebäudes kann selbst für kurze Zeit zu erheblichen Verlusten führen, wenn das System nicht optimiert ist. Bei herkömmlichen Lösungen sinkt in diesem Fall die Leistung der gesamten String, selbst wenn nur ein einziges Modul betroffen ist.

Bei einem Optimierer wird das verschattete Modul jedoch leistungsmäßig von den anderen Modulen getrennt. Der Optimierer sorgt dafür, dass das verschattete Modul nur sich selbst beeinträchtigt, während die Produktion der anderen Module durch das verschattete Modul in viel geringerem Maße beeinflusst wird, sodass der Verlust lokaler behandelt werden kann. Dies ist besonders in städtischen Umgebungen und bei komplexen Dachkonstruktionen von Vorteil.

Die Lösung steigert nicht nur den Ertrag, sondern macht die Energieerzeugung das ganze Jahr über berechenbarer. In solchen Systemen summieren sich die durch Verschattung verursachten Verluste in der Regel nicht, sondern können lokal behandelt werden, was langfristig zu einer besseren Rendite führt.

Warum ist die Optimierung bei größeren und komplexeren Solaranlagen unverzichtbar?

Bei leistungsstärkeren und komplexeren Solaranlagen sind die Betriebsbedingungen der Module selten identisch. Häufig kommen unterschiedliche Ausrichtungen, Neigungswinkel und teilweise Verschattungen vor. In solchen Fällen zwingt die herkömmliche String-Struktur das System zu erheblichen Kompromissen, da die Module sich gegenseitig in ihrer Leistung „herunterziehen”. Die Optimierung behebt genau dieses Problem.

Die Solaroptimierung ermöglicht es jedem Modul, unabhängig und entsprechend seinen eigenen Eigenschaften zu produzieren, sodass die Abweichungen nicht addiert, sondern getrennt werden. Bei größeren Systemen bedeutet dies nicht nur einen höheren Ertrag, sondern auch einen stabileren Betrieb und eine besser kalkulierbare Jahresproduktion. Bei industriellen, gewerblichen und größeren privaten Systemen führt dieser Unterschied bereits zu einem messbaren finanziellen Vorteil.

Leistungsüberwachung auf Panelebene: Welche Vorteile bietet sie?

In vielen Systemen ist eine Überwachung pro Modul möglich (je nach Hersteller und Aufbau mit separater Kommunikationseinheit), was eine schnellere Fehlersuche ermöglicht. Das bedeutet, dass nicht nur die Produktion des gesamten Systems sichtbar ist, sondern auch die jedes einzelnen Panels. So kann ein defektes, verschmutztes oder leistungsschwaches Modul sofort erkannt werden, ohne dass Messungen vor Ort erforderlich sind.

Die Überwachung auf Panel-Ebene führt zu einer schnelleren Fehlerbehebung, weniger Ausfallzeiten und geringeren Wartungskosten. Bei großen Anlagen ist dies besonders wichtig, da bereits ein einziges schlecht funktionierendes Panel zu erheblichen jährlichen Produktionsausfällen führen kann, wenn es unentdeckt bleibt.

Huawei, Tigo, Deye Optimierer: Wann ist welche Lösung die beste?

Unter den Optimierern gibt es keine universell „beste” Lösung, die Wahl hängt immer von der Konstruktion und dem Zweck der jeweiligen Solaranlage ab. Es gibt Systeme, bei denen eine Optimierung nur bei einigen wenigen problematischen Modulen sinnvoll ist, während sie in anderen Fällen ein integraler Bestandteil des gesamten Systems ist.

Die zu Huawei passenden Lösungen (in der Regel Huawei-Wechselrichterfamilien) sind vor allem bei einheitlichen, modernen Wechselrichtersystemen von Vorteil, bei denen das Ziel der Optimierung darin besteht, die Auswirkungen von teilweiser Verschattung oder unterschiedlicher Ausrichtung zu reduzieren. Bei diesen Systemen sind eine einfache Systemüberwachung und ein transparenter Betrieb wichtige Aspekte.

Optimierer vom Typ Tigo ermöglichen eine flexiblere Nutzung. Sie eignen sich besonders gut für gemischte Umgebungen oder wenn in einem bestehenden System nur bestimmte Module optimiert werden müssen. Aus diesem Grund werden sie häufig für Nachrüstungen gewählt.

Lösungen von Deye kommen vor allem in komplexeren, hybriden oder mit Energiespeichern kombinierten Systemen zum Einsatz.

Die Auswahl des geeigneten Optimierers richtet sich daher immer nach der Größe des Systems, den Zukunftsplänen und den örtlichen Gegebenheiten.

Sicherheitsfunktionen: Wie erhöhen Optimierer die Betriebssicherheit des Systems?

Optimierer beeinflussen nicht nur die Leistung, sondern auch die Sicherheit. Viele moderne Lösungen verfügen über eine schnelle DC-Spannungsreduzierungsfunktion, die in Notfällen – beispielsweise bei einem Brand – die gefährliche Spannung auf dem Dach minimiert.

Dies erhöht die Betriebssicherheit des Systems erheblich und entspricht auch den immer strengeren Brandschutzvorschriften. Dies ist besonders wichtig bei größeren Gebäuden, wo die Sicherheit der Rettungskräfte oberste Priorität hat.

Installationsaspekte und Kompatibilität mit Wechselrichtern

Bei der Installation von Optimierern ist die Kompatibilität mit Wechselrichtern ein entscheidender Faktor. Einige Lösungen funktionieren nur mit Wechselrichtern des eigenen Herstellers, während andere ein offeneres System bieten. Dies hat Auswirkungen auf die Installationskosten, die spätere Erweiterbarkeit und den Betrieb.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, ob der Optimierer werkseitig integriert oder nachträglich installiert werden kann. Ein vorab geplantes System ist immer kostengünstiger, aber bei bestehenden Systemen kann auch eine nachträgliche Optimierung eine praktikable Alternative sein.

Wie hoch ist die Rendite eines Huawei-Optimierers?

Der Betrieb eines Huawei-Optimierers bringt in der Regel dann eine spektakuläre Rendite, wenn das System mit teilweiser Verschattung, unterschiedlicher Ausrichtung oder gemischter Panelnutzung betrieben wird. In einer solchen Umgebung kann die jährliche Energieproduktion um bis zu mehrere hundert Kilowattstunden steigen, was die Amortisationszeit der Investition direkt verbessert.

Die genaue Rendite hängt natürlich vom jeweiligen System ab, aber generell lässt sich sagen, dass der durch die Optimierer erzielte Mehrertrag und die bessere Überwachung langfristig die höheren Anschaffungskosten ausgleichen. Dies gilt insbesondere, wenn man die Lebensdauer des Systems und den geringeren Wartungsaufwand berücksichtigt.

SOLARKIT-Optimiererempfehlung für die gängigsten Solaranlagen

Die Auswahl des geeigneten Optimierers hängt immer von der Konstruktion, der Größe und den Umgebungsbedingungen des jeweiligen Systems ab. Die in SOLARKIT erhältlichen Lösungen von Huawei, Deye und Tigo wurden speziell für die gängigsten Anwendungen im privaten und kleineren industriellen Bereich entwickelt. Bei schattigen Dächern, unterschiedlich ausgerichteten Modulfeldern oder erweiterbaren Systemen ist die Optimierung kein Extra mehr, sondern ein bewusster Planungsfaktor.

Bei privaten Anlagen, bei denen einige Module teilweise verschattet sind, tragen Optimierer dazu bei, dass die übrigen Module keine Leistungseinbußen erleiden. In solchen Fällen kann ein richtig ausgewählter Solarpanel-Optimierer sogar zu einer spürbaren Steigerung des Jahresertrags führen. Bei größeren Dachflächen oder mehreren Ausrichtungen verstärkt sich dieser Vorteil noch, insbesondere wenn das System mit einem hochwertigen Optimierer ausgestattet ist.

Nach der Auffassung von SOLARKIT ist der Optimierer kein eigenständiges Produkt, sondern Teil des Gesamtsystems. Durch die Abstimmung der richtigen Komponenten lässt sich eine Lösung entwickeln, die gleichzeitig den Ertrag steigert, die Betriebssicherheit verbessert und zukünftige Erweiterungsanforderungen unterstützt.