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28.02.23

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Ertragsrelevante Faktoren einer PV Anlage

Bedeutung der Solarenergie für die Energiewende

Die Solarenergie spielt eine entscheidende Rolle für die Energiewende und den Ausbau erneuerbarer Energien. Photovoltaik (PV) Anlagen sind eine wichtige Technologie zur Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Doch um einen möglichst hohen Ertrag zu erzielen, sind verschiedene Faktoren zu beachten. In diesem Artikel werden die ertragsrelevanten Faktoren einer PV Anlage vorgestellt und erläutert. Das Ziel besteht darin, die wichtigsten Einflussfaktoren auf den Ertrag einer PV Anlage aufzuzeigen und praktische Tipps zur Optimierung zu geben.

Grundlagen der PV Technologie

Um die ertragsrelevanten Faktoren einer PV Anlage zu verstehen, sind einige Grundlagen der PV Technologie wichtig. Eine PV Anlage wandelt mithilfe von Solarzellen Sonnenlicht direkt in Gleichstrom um. Der erzeugte Strom wird dann über Wechselrichter in netztauglichen Wechselstrom umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist. 

Es gibt zwei Arten von Solarzellen: monokristalline und polykristalline Solarzellen. Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem einzigen Kristall, während polykristalline Solarzellen aus vielen kleinen Kristallen bestehen. Beide Typen haben ihre Vor- und Nachteile hinsichtlich der Leistung und Kosten.

Wichtige Kenngrößen einer PV Anlage sind die Nennleistung, der Wirkungsgrad und der Temperaturkoeffizient. Die Nennleistung gibt die maximale Leistung an, die die PV Anlage unter idealen Bedingungen liefern kann. Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von genutzter Energie zur eintreffenden Strahlungsenergie. Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark sich der Wirkungsgrad bei steigender Temperatur verringert.

Ertragsrelevante Faktoren einer PV Anlage

Es gibt eine Reihe von ertragsrelevanten Faktoren, die die Leistung einer PV Anlage beeinflussen können. Einer der wichtigsten Faktoren ist die Ausrichtung und der Neigungswinkel der Module. Die PV Anlage sollte möglichst so ausgerichtet sein, dass sie optimal Sonnenlicht einfangen kann. Eine Abweichung von der optimalen Ausrichtung und dem Neigungswinkel kann zu einer deutlichen Reduktion des Ertrags führen. Ein weiterer Faktor, der die Leistung beeinflusst, ist Verschattung. Schatten auf einem oder mehreren Modulen kann dazu führen, dass der gesamte Stromkreis unterbrochen wird, was zu einem signifikanten Leistungsverlust führt.
Die Umgebungstemperatur hat ebenfalls einen Einfluss auf die Leistung einer PV Anlage. Bei steigender Temperatur nimmt die Leistung der Solarzellen ab. Auch Schmutz und Staub können die Leistung reduzieren, indem sie das Eindringen von Sonnenlicht in die Solarzellen blockieren. Schließlich kann auch Alterung und Degradation der Solarzellen selbst zu einer Verringerung der Leistung führen, insbesondere wenn die PV Anlage nicht regelmäßig gewartet wird.

Praktische Beispiele

Um die Bedeutung der ertragsrelevanten Faktoren zu verdeutlichen, sind einige praktische Beispiele hilfreich. Es ist möglich, den Ertrag einer PV Anlage anhand verschiedener Szenarien zu berechnen und zu vergleichen. Dabei kann zum Beispiel der Einfluss der Ausrichtung und des Neigungswinkels auf den Ertrag analysiert werden. Ein Vergleich zwischen optimalen Bedingungen und ungünstigen Bedingungen wie Verschattung oder falschem Neigungswinkel kann ebenfalls aufschlussreich sein. In diesem Zusammenhang können auch unterschiedliche Solarzellentypen miteinander verglichen werden. Praktische Beispiele ermöglichen es, die ertragsrelevanten Faktoren besser zu verstehen und gezielt zu optimieren.

Beispiel: Ausrichtung und Neigungswinkel

Eine PV Anlage mit einer Nennleistung von 5 kWp wurde auf einem Flachdach installiert. Die optimale Ausrichtung und der optimale Neigungswinkel für die Anlage betragen 180 Grad Süd und 30 Grad. Bei dieser Ausrichtung und Neigungswinkel sollte die Anlage jährlich etwa 5.000 kWh erzeugen. Wenn die Anlage jedoch um 15 Grad nach Westen ausgerichtet ist und einen Neigungswinkel von 20 Grad hat, verringert sich der Ertrag auf 4.500 kWh pro Jahr. Wenn die Anlage um 30 Grad nach Osten ausgerichtet ist und einen Neigungswinkel von 40 Grad hat, verringert sich der Ertrag weiter auf 3.900 kWh pro Jahr.

Beispiel: Verschattung

Eine PV Anlage mit einer Nennleistung von 10 kWp wurde auf einem Dach installiert. Im Laufe des Tages wird ein Baum in der Nähe der Anlage Schatten auf ein Modul werfen. Dies führt dazu, dass die gesamte Anlage für einige Stunden pro Tag in Schatten liegt. Dadurch wird die Leistung der gesamten Anlage um etwa 50 Prozent reduziert. Wenn der Baum entfernt wird, erhöht sich der Ertrag der Anlage wieder auf das normale Niveau.

Beispiel: Alterung und Degradation

 Eine PV Anlage mit einer Nennleistung von 3 kWp wurde vor 8 Jahren installiert. Seitdem hat die Leistung der Anlage aufgrund von Alterung und Degradation um etwa 10 Prozent abgenommen. Um die Leistung der Anlage wieder auf das ursprüngliche Niveau zu bringen, können die Solarzellen gereinigt oder ausgetauscht werden. Eine regelmäßige Wartung der Anlage kann dazu beitragen, die Leistung auf einem hohen Niveau zu halten und Alterungseffekte zu minimieren.

Maßnahmen zur Optimierung des Ertrags

Um den Ertrag einer PV Anlage zu optimieren, gibt es verschiedene Maßnahmen, die ergriffen werden können. Eine wichtige Maßnahme ist die Wahl eines optimalen Standorts und geeigneter Module, die auf die örtlichen Gegebenheiten abgestimmt sind. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Verwendung von Überwachungssystemen, um Probleme oder Fehler in der Anlage frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Darüber hinaus ist eine regelmäßige Reinigung und Wartung der Anlage wichtig, um den Betrieb auf einem hohen Niveau zu halten und Alterungseffekte zu minimieren. Durch die Umsetzung dieser Maßnahmen können PV Anlagen effizienter betrieben werden und einen höheren Ertrag erzielen.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Ertrag einer PV Anlage von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird, wie beispielsweise Ausrichtung und Neigungswinkel der Module, Verschattung, Umgebungstemperatur, Schmutz und Alterung. Um den Ertrag zu maximieren, ist es wichtig, einen geeigneten Standort zu wählen und regelmäßige Wartungsarbeiten durchzuführen.

Zudem können Überwachungssysteme eingesetzt werden, um Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Die PV Technologie befindet sich in einem stetigen Wandel und es ist zu erwarten, dass zukünftige Entwicklungen zu einer weiteren Verbesserung der Effizienz und Leistung von PV Anlagen führen werden.