Software für Solarstromanlagen

Optimale Auslegung und Berechnung des Energieertrages

Software für Solarstromanlagen: Optimale Auslegung und Berechnung des Energieertrages

Dipl.-Chem. Iris Krampitz, freie Journalistin
Wechselrichter wandeln den Gleichstrom eines Solargenerators in Wechselstrom um und passen die Frequenz und Spannung an das Wechselstromnetz an. Doch nicht jeder Wechselrichter ist für jedes Solarmodul geeignet. Für die optimale Auslegung einer Solaranlage bietet sich ein Auslegungsprogramm an.

Als Faustregel galt bisher, dass die Nennleistung des Solargenerators bis zu 30% über der des Wechselrichters liegen darf. Damit sollte erreicht werden, dass der Wechselrichter weniger oft im ungünstigen Teillastbereich arbeitet. Die Bestrahlungsstärke ist schließlich nicht immer optimal, der Solargenerator liefert nur selten seine Nennleistung. Da jedoch sowohl die Modulpreise als auch die Teillastwirkungsgrade der Wechselrichter steigen, nähert sich das Dimensionierungsverhältnis zunehmend dem Faktor 1:1 an.

Die transformatorlosen Stringwechselrichter der Sputnik Engineering erreichen sehr hohe Wirkungsgrade im Teillastbereich. Bei einer Ausgangsleistung von fünf Prozent ihrer Nennleistung sind es 90%. Bei 10% der Nennleistung erreichen die Geräte bereits einen Wirkungsgrad von 94 %. Daher wird die alte Faustregel bei Verwendung der SolarMax- Wechselrichter ebenfalls nicht für sinnvoll erachtet.

Für einen guten Standort ist in Deutschland eine Überdimensionierung des Solargenerators von rund 15% zu empfehlen. Je nach Ausrichtung, geografischem Standort und realer Modulleistung kann dieser Faktor nach oben oder unten angepasst werden. Bei den derzeitig hohen Modulpreisen ist eine Überdimensionierung des Solargenerators von rund 10 % auch aus ökonomischen Gründen bei guter Ausrichtung am sinnvollsten. Für eine detaillierte Auslegung empfehlen wir das neue Auslegungsprogramm MaxDesign 2.1.

Max Design Software, informativ und flexibel

Aus der umfangreichen Moduldatenbank wählt man zunächst einen Hersteller und einen Modultypen aus. Weitere Solarmodultypen können manuell eingegeben werden. Dann entscheidet man sich für einen Wechselrichtertypen und gibt die Anzahl sowohl der Module in Serie als auch der Stränge pro Wechselrichter ein. Das Programm überprüft, ob Grenzwerte für MPP-, Leerlauf- und Systemspannung, Anlagenleistung und DC-Strom eingehalten werden. Kritische Werte erzeugen eine Fehlermeldung. Ist die Anlage elektrisch optimal dimensioniert, können Energieertrag und Ertragsvergütung berechnet und die Werte grafisch dargestellt werden.

Die Standortdatenbank umfasst zwölf Städte in Deutschland und der Schweiz. Sie kann ebenfalls manuell erweitert werden. Bei sehr guten Standorten (Südausrichtung, 30 bis 35° Neigung) empfiehlt das System einen Überdimensionierungsfaktor von 1,1, der sich bei relativ ungünstigen Standorten (Ost/ West-Ausrichtung) auf maximal 1,25 erhöht.

Dies zeigt eine Studie des Fraunhofer- Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) auf. Nach Angaben von Bruno Burger, Leiter der Gruppe Elektronik am ISE, ist ein Dimensionierungsfaktor (Psolar / PWR,ACmax) von mehr als 1,3 – auch bei ungünstigen Ausrichtungen – nicht zu empfehlen. Dies bedeutet eine Überdimensionierung des Solargenerators von rund 25%, bezogen auf die Ausgangsleistung des Wechselrichters. Die Berechnungen wurden bei Schrägdachmontage in Freiburg für das Jahr 2000 durchgeführt, da dieses Jahr eine Strahlungscharakteristik besitzt, die dem langjährigen Mittel entspricht.

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