Im Mai war das Wetter solartechnisch bescheiden (nur Wolken und Regen) und die Werte der Anlage so schlecht, das Theorie und Praxis weiter hinterfragt wurden und ein weiteres Modul montiert.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Zusätzliches Modul auf der Südseite:
In früheren Artikeln war das Fazit, das die noch vorhandenen Module an die Carport-Wand sollen. Eines ergänzend in Südausrichtung, ein weiteres nach Osten zum Einfangen der Vormittagssonne.

Das Modul in Südseite hängt nun (wie gewohnt etwas schief) an der Wand und ist dem ersten Modul parallel angeschlossen. Das mittlere Modul bleibt erst mal noch alleine am String und wird später durch das Ost-Modul ergänzt. Der Umbau an sich war technisch unkritisch und relativ schnell erledigt. Damit ist die Südseite komplett, alle Module quer direkt an der Carportwand und über Aluwinkel ca. 1cm von der Wand entfernt zur Hinterlüftung.

Modultemperaturen:
An zwei Sonnentagen Anfang Juni konnte ich mal mit einem Infrarotthermometer die Modultemperaturen messen. Bei einer Umgebungstemperatur von ca. 26°C haben sich die Module auf der Vorderseite auf ca. 45°C aufgeheizt. An der Rückseite finden sich etwas niedrigere Werte. Das passt schon mal vergleichsweise gut zu den Moduldaten gemäß NOCT (Normal Operating Cell Temperature), der bei dem Modul bei 20°C Umgebungstemperatur die 45°C ebenfalls angegeben hat.
Der geringe Modulabstand zur Holzwand dahinter von nur 1cm behindert sicher die Durchlüftung. Wahrscheinlich werde ich durch Aufständerung oder mehr Abstand hier bessere Werte erreichen und dann mit niedrigeren Temperaturen auch mehr Ertrag. Mal sehen wie sich die Temperaturen im Hochsommer darstellen, bisher ist es ja immer noch recht angenehm.

Mit den Daten kann ich mal prüfen, ob ich von STC (Standard Test Conditions) auf NOCT zurückrechnen kann.
Den Wind ignoriere ich erst mal, da hier auch keine Messwerte vorliegen.
Die Solareinstrahlung liegt bei STC bei 1000W/m2, bei NOCT bei 800 W/m2. Im Datenblatt sieht es so aus, als wäre am Punkt der maximalen Leistung ein linearer Zusammenhang zwischen Solareinstrahlung und Modulleistung. Damit hätte das Modul bei NOCT-Bedingungen alleine aufgrund der Solareinstrahlung nur 80% seiner Leistung.
Bei der Modultemperatur wird eine Leistungsminderung von 0,5%/°C über 25°C Modultemperatur angenommen. Danach würde die Modulleistung um 10% niedriger sein.
Beim Gegenrechnen aus den oben genannten Abzügen und der Herstellerangabe zur NOCT-Leistung ergibt sich eine bessere Näherung bei 5°C weniger Differenz (also 7,5%).
Dann passen die Werte schon sehr genau. Es ergibt sich damit (ohne Anspruch auf Präzision in den Messungen und der korrekten Beweisführung) auf jeden Fall eine gute Näherung mit den oben genannten Ansätzen.
Und da die STC-Werte bei mir erheblich zu weit von den realen Messwerten ist, wechsle ich (bis ich was Besseres gefunden habe) in der Theorie auf NOCT-Werte als Modulleistung (bei mir 197Wp bei Neumodulen).

Verschattungen:
Wie ständig in den Foren genannt, sind Verschattungen eine üble Angelegenheit bei der Anlagenleistung.
Leider habe ich diesem Aspekt bei der Planung noch zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt, und im April waren die Module noch komplett unverschattet montiert worden.
Inzwischen ist aber das hinterste Modul ständig teilweise verschattet, das mittlere am frühen Vormittag.
Meine Module haben 3 Bypass-Dioden und die vorhandenen Verschattungen betreffen 1-2 Reihen in Folge. Damit fällt mit aktuellen Sonnenstand ca. 1/3 des ersten Moduls ständig weg. Die Dioden scheinen aber zu funktionieren, zumindest bilden sich keine Hotspots auf den verschatteten Bereichen.
Nach etwas Recherche bin ich wohl am 20.06. hier mit maximalen Sonnenwinkel unterwegs und kann dann die übelste Verschattung in der aktuellen Aufbausituation sehen. Umgekehrt wird am 22.12 der minimale Sonnenwinkel erreicht. Dann könnte es zu Verschattungen am unteren Ende der Module kommen durch das Haus des Nachbarn. Ich bin gespannt, wie es dann wirklich aussieht und welchen Einfluss es dann auf die Leistung haben wird. Aktuell ist reale Effekt bei ca. 0,2KWh/Tag und zu verkraften.

Modulausrichtung:
Die Module sind fast perfekt in Südrichtung ausgerichtet, bis dahin alles Ok. Die senkrechte Montage ist bekanntermaßen nicht toll. Bei den Recherchen zum Thema Sonnenstand wurde die Wandmontage aber auch wieder relativiert, das sie in den Zeiten mit niedrigen Sonnenstand wiederum bessere Ergebnisse liefert als eine gering aufgeständerte Dachvariante. Eine wichtige Information ist aber auch, dass der Wert von 30% Leistungsabfall als Maximum in unseren Breitengraden angesehen wird, da durch indirekte Einstrahlung wohl niedrigere Werte verhindert werden. Ein Aufständern gegen die Wand um 30° würde bis zu 20% Mehrertrag bringen (ähnlich der Dachvariante), bleibt also als Option offen.

Ertragsrechnung:
Meine Modellrechnung ist nun deutlich komplexer geworden. Ausgehend von der NOCT-Modulleistung (800 W/m2 Solareinstrahlung, Modultemperatur 45°C) ziehe ich 30% wegen der Wandmontage ab. Danach pro Jahr Modulalter 0,8%, also derzeit 5%. Der Wechselrichter wird mit einer CEC-Effizienz von 96,5% angegeben, daher nochmals 3,5% Wandlerverluste.
Damit ergibt sich für ein Modul mit 198Wp Nennleistung NOCT die real erreichbare Leistung von 127Wp.
Das ganz in Excel auf einer stündlich aufgelösten Tabelle, versehen mit realen Messwerten ergibt eine (je nach Wetterlage) mehr oder weniger schöne, glockenartig geformte Ertragskurve. Diese wird dann geglättet in % von der erreichbaren Leistung über alle Module als Referenzkurve eingetragen (für alle 3 Module) und das Modul mit der Verschattung nur mit 2/3 Leistung angegeben. Bei der Summe ergibt sich dann tatsächlich ziemlich genau der reale Ertrag (unter den aktuellen Bedingungen) von ca. 1,6KWh/Tag (bei guter, aber nicht perfekter Wetterlage).
Dabei liefert das System ca. 85% der neu errechneten erreichbaren Leistung in der Spitze. Leider hatte ich bisher keine absolut wolkenfreien Tage und auch bisher zu wenig Messtage um hier ein sicheres Fazit zu nennen. Es scheint aber als wäre das Modell derzeit recht nahe an der Wahrheit. Genauer beurteilen kann ich das aber erst, wenn auch Daten zu anderen Sonnenständen vorliegen. Hier vor allen das andere Extrem mit niedrigen Sonnenstand.
Ich erwarte hier auch in den Zeiten zwischen den Sonnenstandextremen eine mögliche Übererfüllung (z.B. im April), wenn die Bedingungen näher an den STC-Vorgaben liegen (mehr Solarleistung, besserer Einstrahlwinkel, niedrigere Modultemperatur). Mal sehen ob das so passiert.

Ertragsprognose:
Natürlich kann man nach so kurzer Anlagenlaufzeit noch keine “tragfähige” Aussage machen, aber die ersten Schätzwerte aus April sind mit den vorhandenen Leistungsdaten kaum zu erreichen. Da die Prognose derart weit weg von meiner Wahrheit ist, bin ich mal auf die Suche nach anderen Schätzwerten gegangen (erst mal eine zweite Meinung einholen, wie beim Doktor). Dabei hat sich auf einer Seite der Europäischen Kommission das “Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS)” gefunden. Das “PV Performance Tool” hat hierbei erheblich niedrigere Werte (pro Modul 201 KWh) bei gleichen Angaben gemacht als der vorher genutzte Rechner von Solarserver.de (pro Modul 267 KWh). Grundsätzlich ist es klar, das je nach Modell und Datenbasis verschiedene Werte rauskommen, und erst Recht in der Realität. Allerdings sind hier mal fix 25% weniger Ertrag geschätzt, und das ist schon happig.
Allerdings scheinen diese Werte sehr gut mit den Werten aus der Ertragsrechnung zusammen zu passen. Natürlich wieder risikobehaftet, da einfach eine sichere Datenbasis fehlt, aber vorerst laufe ich mal mit der erheblich konservativeren Schätzung weiter.

Break-Even Rechnung (Update):
Die Anlage hat derzeit etwa 770€ reale Kosten verursacht (da manches Material vorhanden war, allerdings schon inkl. Teile für das 4. Modul). Der eigene Strompreis pro KWh liegt mit Umsatzsteuer bei 0,32€, eine Refinanzierung benötigt also 2407 selbstverbrauchte KWh.
Nach nun 60 Betriebstagen zeigt der Einspeisezähler nur 1KWh an, damit wird praktisch die komplette Leistung der Anlage selbst genutzt.
Mit den 3 montierten Modulen ergibt sich dann ein geschätzter Ertrag von 601KWh pro Jahr und damit ein Zeitraum zur Refinanzierung von 4 Jahren.
Mit dem zusätzlichen Ost-Modul erhöht sich der geschätzte Ertrag auf 746KWh pro Jahr und der Zeitraum zur Refinanzierung reduziert sich auf 3,23 Jahre.

Fazit:
Leider kann ich viele Dinge ohne Teststand und Normbedingungen nicht präzise in Zusammenhang bringen. Muss ich aber auch nicht, eine gute Näherung ist schon viel Wert.
Auch in den einschlägigen Foren wird viel mit empirischen Daten gearbeitet (aus eigenen Messungen oder aus Datenbanken), ebenso bei den vielen Ertragsrechnern im Internet.

Mit den neuen Werten scheint Theorie wieder viel besser zu den Ertragswerten zu passen. Das ist gut so, da der erste Ansatz inzwischen deutlich zu ungenau wurde. Auch scheint es trotz (erwarteten) Problemen tatsächlich gar nicht so schlecht auszusehen, das die Anlage sich recht zeitnah refinanziert.

In der nächsten Zeit packe ich wie geplant noch das 4. Modul dazu und schaue wie sich die Dinge weiter entwickeln. Abschattung und Modultemperatur bleiben wohl über das Jahr hin spannend und einflussreich. Nächstes Jahr kann ich dann nach einer Gesamtschau vielleicht die Module neu positionieren bzw. eine Aufständerung angehen. Ohne die Verschattung genauer zu kennen gehe ich aber an das Thema nicht ran. Das Dach bleibt erst mal weiterhin ungenutzt, vielleicht kommt ja mal später eine größere Anlage.

Wohlan, lasse er die Sonne scheinen!

Nachtrag:
Leider geniesse ich nun schon wieder eine Phase mit ausschließlich Regen und Wolken. Die Anlage tut dabei nur noch sehr wenig, eigentlich fast nix. Eigentlich dient der Nachtrag nur zur Frustbewältigung, hat aber auch einen fachlich relevanten Teil. Grundsätzlich benötigt eine Solaranlage auch Sonnenstunden, um wirklich relevante Mengen Strom zu erzeugen. Bei miesen Wetter wird immer noch etwas Strom erzeugt, allerdings nur aus dem diffusen Anteil und mit einer (im Vergleich) sehr geringen Solareinstrahlung. Daher hilft einem keine Anlage der Welt (wie ideal auch immer das Teil ausgerichtet ist), wenn keine Sonne scheint. Wie ich mir gerade mal wieder bewusst werde (und auch im Mai schon häufig gesehen habe), hilft einem hier keine Theorie oder Erfahrung, auch die theoretischen Sonnenstunden helfen hier in der Praxis gar nichts. Damit ist ein wichtiger Punkt aber auch, das man halt mit dem Wetter Glück haben muss und der Ertrag auch deutlich schwanken kann. Regen ist aber auch toll für die Natur und zur Wasserversorgung, was uns die Jahre 2018/2019 ja eigentlich hinreichend klar gemacht haben. Daher freue ich mich dann doch wieder über beständigen, aber auch wichtigen Regen. Die Pflanzen im Garten sowiso.

Überlegungen:
Es wurden im Mai mit schlechten Wetter nur knapp 25 KWh erzeugt. Das wäre nun wirklich sehr wenig und es liegt immer noch zu viel Material rum, daher muss die angedachte Ergänzung starten. Auch sind die Leistungswerte weiter abgesackt und die Theorie nun noch weiter weg als zuvor. Also gilt es auch das Rechenmodell und die Ertragsabschätzung zu hinterfragen.

Solarpower – Energie durch Winkel

Die letzten Monate waren geprägt durch das Sammeln von Erfahrungen. Nun sollte langsam Ruhe in dieses spezielle Projekt kommen, daher ...
Weiterlesen …

Houston – wir haben ein Bild

Das ewige An-die-Anlage-Latschen-um-Leistungsdaten-zu-bekommen ist mir nun endgültig zu blöd, zumal es bei >35° noch weniger Laune macht als sonst. Es ...
Weiterlesen …

Solaranlage Retrofit – Höhere Sphären

Nachdem die Anlage nun ein Paar Monate in verschiedenen Konstellationen gelaufen ist, zeigen die gewonnenen Erkenntnisse schon deutlich das weiterer ...
Weiterlesen …

Energieneutraler Pool – Etappenziel erreicht

Der energieneutrale Pool als Ziel für dieses Jahr scheint realistisch. Mehrere Maßnahmen greifen gut ineinander und scheinen zumindest dieses Ziel ...
Weiterlesen …

Solare Freiheit – Weiteres Modul und Zahlenspiele

Im Mai war das Wetter solartechnisch bescheiden (nur Wolken und Regen) und die Werte der Anlage so schlecht, das Theorie ...
Weiterlesen …

Solare Freiheit – Erstes Fazit

Nachdem die Solaranlage nun ein Monat gelaufen war, ist es Zeit für ein erstes Fazit. Schatten und Licht liegen nahe ...
Weiterlesen …

Solare Freiheit – Nächste Schritte

Da nun die Solaranlage läuft und Theorie und Praxis sich scheinbar bestätigen, stellt sich nun die Frage nach weiteren Schritten ...
Weiterlesen …

Solare Freiheit – Berechnung und Auslegung

Die neue Solaranlage hat einiges an Vorarbeit gekostet zum richtigen Verständnis und zur richtigen Auslegung. Auch wenn der Artikel nicht ...
Weiterlesen …

Solare Freiheit – Minikraftwerk am Carport

Der im letzten Jahr angeschaffte Rundpool hat sich in Bezug auf seinen Energiehunger als durchaus relevant bewiesen. Dieser Energiebedarf soll ...
Weiterlesen …

Wir benutzen Cookies und Logs mit personenbezogenen Daten ausschließlich für essentielle Funktionen wie z.B. bei der Benutzeranmeldung oder der Fehlersuche. Für Videos werden weitere Cookies von Drittanbietern benötigt. Details finden sie unter dem Link "Weitere Informationen".