Solare Freiheit – Erstes Fazit

Nachdem die Solaranlage nun ein Monat gelaufen war, ist es Zeit für ein erstes Fazit. Schatten und Licht liegen nahe beieinander und Lerneffekte sind auf jeden Fall klar vorhanden.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Situation:
Die Anlage besteht derzeit aus 2 gebrauchen 270Wp Solarmodulen (Monokristallin), senkrecht an der Carportwand mit nahezu perfekter Südausrichtung angebracht. Im Stromkreis befindet sich ein kleiner 2-Wege Energiezähler der auch die aktuelle Leistung der Anlage misst. Leider befindet sich immer noch kein Logger am RS-485 Interface, damit sind alle Messungen manuell und sporadisch.

Es wurden für einen Monat jeweils Abends der Zählerstand notiert. Ebenso am Smartmeter im Verteilerkasten der Zählerstand in Einspeiserichtung. Zwischendurch um die Mittagszeit (11-14 Uhr) sporadisch dazu die Leistungswerte an der Anlage.

Beobachtungen:
Die Anlage sollte in der Theorie ca. 346Wp liefern können. Bei den sporadischen Ablesungen war der höchste Wert bei 327W gelegen, damit bei 94% der berechneten Leistung. Natürlich ist das nur ein Indiz, aber so schlecht scheint die Theorie nicht zu sein.

In den ersten Aprilwochen hatten wir viel Sonne und niedrige Temperaturen, also gute Bedingungen für die Anlage. Später sind die Temperaturen erheblich angestiegen (Umgebung als auch Module). Dabei konnte schon klar beobachtet werden, das die Anlagenleistung im Vergleich, auch bei guter Sonne, nachlässt.
In absoluten Zahlen kann ich allerdings keine Aussage machen, da es hierfür zu wenige Messwerte gibt und auch andere Parameter (Bewölkung, Wind, Sonnenstand) sich zeitgleich geändert haben.

Es wurden in 30 Tagen etwas über 38 KWh erzeugt, mit Tageswerten von 0,4KWh (Regen und Wolken) bis zu 2,1 KWh (kühl, sonnig, keine Wolken). Der Mittelwert in der Zeit liegt bei 1,2 KWh /Tag. Damit liegt die Anlage derzeit etwa bei 80% der geschätzten Leistungsfähigkeit (Schätzung von meteoblue für eine Neuanlage mit gleichen Aufstellungswerten unter Berücksichtigung historischer Ertragsdaten). Der Einspeisezähler steht weiterhin bei 0, damit wurde alles selber verbraucht. Natürlich ist es klar, das die Ertragswerte nicht perfekt passen, eine kleine Analyse erscheint aber sinnvoll.

Die Einschätzung von meteoblue beinhaltet nicht das Modulalter, also fallen da schon mal ca. 5% weg.

Zum anderen hat sich herausgestellt, das ein Solarpanel mit dem geänderten Sonnenstand im Mai nun zeitweilig partiell verschattet wird. Das war im April nicht so, wird sich aber über die Zeit weiter verschlechtern. Damit ist das Panel wohl eher im den Winter besser geeignet, wird im Sommer aber nur Teilleistung liefern. Wieviel dies die Anlage derzeit beeinträchtigt, habe ich noch nicht ausgemessen, dürfte aber gerade am Vormittag deutlichen Einfluss haben.

Die Temperatur habe ich schon mal angemerkt. Mit den wärmeren, sonnenreichen Tagen wurde es hinter den Modulen schön warm. Die Hinterlüftung ist sicher schlechter als bei aufgeständerter Dachmontage, also gehen hier wohl auch wieder ein Paar % (erwartet) verloren.

Eine weitere Option für weniger Leistung ist die Straßenbaustelle, die beständig Dreck an den Modulen hinterlässt. Auch die zunehmende Belastung an Pollen verstärkt den Schmutzfilm. Obgleich nicht wirklich übel, ist der Dreck schon erkennbar und wirkt sich wohl auch im kleinen Maßstab aus. Wegen der Wandmontage wird der Schmutz auch nicht durch Regen so einfach abgewaschen. Das werde ich bei Gelegenheit (wenn ich wieder ein geeignetes Messmittel habe) genauer prüfen.

Optionen:
Da eine Änderung an den Aufstellbedingungen (z.B. Dachmontage mit Aufständerung) derzeit keine Option ist, stehen erst mal andere Schritte vorne an.

Es liegen ja noch 2 gleiche Module ungenutzt rum. Daher wird das aktuell verschattete Modul wohl mit einem zweiten in der gleichen Ausrichtung, aber ohne Verschattung, parallel geschaltet. Gemeinsam sollten sie dann deutlich besseren Ertrag bringen ohne besondere zusätzliche Kosten zu verursachen.
Da die Module derzeit deutlich unter Nennwert Leistung bringen, sollten alle Grenzwerte des Wechselrichters eingehalten werden (hier vor allen Imp).

Das andere Reservemodul wird an der Ostseite des Carports angebracht und an den anderen String des Wechselrichters parallel angeschlossen. Damit kann das Modul den Vormittag Leistung erbringen, bis es dann ab Mittag vom Modul an der Südseite abgelöst wird. Auch hier dürfte sich der Tagesertrag verbessern, Kosten entstehen wieder nur durch das erforderliche Solarkabel und die Adapterstecker.

Schön an der Lösung ist, das sie sich auch leicht zurückbauen lässt, die Kosten und der Aufwand minimal sind und die Module nicht mehr rumliegen und aufgeräumt sind. Da die Module in der Theorie und im Idealfall maximal 65% ihrer Nennleistung bringen, und das auch nur ohne Temperatureinfluss und Schmutz, sollte die Wechselrichtergrenze für Strom von 12A nicht verletzt werden. Falls die Anlage hier doch zu weit in den Grenzbereich kommt, ist ein Modul schnell wieder abgeklemmt.

Danach schaue ich mir die Entwicklung der nächsten Wochen weiter an und entscheide dann, ob und welche Anpassungen ich vornehme.

Fazit:
Natürlich ist es bei einer rein betriebswirtschaftlich betriebenen Anlage keine Option so vorzugehen. Durch den von vornherein ungünstigen Standort, dem Ansatz mit Gebrauchtmodulen zu arbeiten und den Anspruch hierbei auch zu lernen, wird das Projekt auch weiterhin nicht notwendigerweise in Richtung einer optimalen Anlage getrimmt. Hier gilt es eher, mit dem vorhandenen Material Erfahrungen zu sammeln und nur kleine Beträge darüber hinaus zu investieren.

Eine auf Rentabilität getrimmte Anlage würde von vornherein in Dachmontage und mit erheblich mehr installierter Leistung geplant, was derzeit aber nicht mein Fokus ist.

Überlegungen:
Es wurden in 30 Tagen etwas über 38 KWh erzeugt. Damit liegt die Anlage derzeit etwa bei 80% der geschätzten Leistungsfähigkeit. Natürlich ist es klar, das die Werte nicht perfekt passen, eine kleine Analyse erscheint aber sinnvoll.

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Solare Freiheit – Nächste Schritte

Da nun die Solaranlage läuft und Theorie und Praxis sich scheinbar bestätigen, stellt sich nun die Frage nach weiteren Schritten. Hier ein Paar Ideen, welches Potiential noch in der Anlage steckt.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Im Artikel zum Thema Auslegung der Anlage findet sich die Aussage zu den von mir beeinflussbaren Freiheitsgraden der Anlage. Hier waren vor allen die Modulleistung, Ausrichtung, Alter und die Modultemperatur genannt.

Am Alter werde ich die nächste Zeit keine Änderungen vornehmen, da ich zum einen 4 Module diesen Typs habe (wovon gerade 2 in Nutzung sind) und eine Änderung einen Modultausch bedeutet. Damit wird die Gesamtleistung des System kontinuierlich weniger, im Vergleich aber überschaubar.

Für die nachfolgend genannten Optionen wird bei der Rentabilitätsberechnung ausgegangen von:
– Strompreis pro KWh 0,32€ inkl. Umsatzsteuer
– Theoretischen Jahresertrag von 535KWh im aktuellen Aufbau.

Option: Aufständerung
Die Ausrichtung ist hier schon eher ein Thema. Derzeit bin ich mit -30% Leistung zur Idealposition unterwegs. Bei einer Aufständerung gegen die Wand wären etwas über 20° zur Wand möglich (dann kommt der Zaun/Grundstücksgrenze), was auch ca. 20% Mehrleistung bedeuten würde. DIe Aufständerungen zum Kaufen kosten allerdings auch einiges (beginnend ab 30€ bis zu 50€ pro Modul). Im Vergleich zum Modulpreis (mit 85€) schon ein relevanter Anteil. Es würde sich auch die Hinterlüftung verbessern, die Zugänglichkeit allerdings deutlich verschlechtern. Die Reserven des Wechselrichters genügen hier locker (pro String max. 300W).
In der Theorie sollte sich der Ertrag um 20% verbessern, also ca. 107 KWh/Jahr. Das wären 23,24€ im Jahr mehr Ertrag , damit wäre die Investition im Idealfall in 3-4 Jahren wieder drin.

Option: Dachmontage
Grundsätzlich kann diese Option verglichen werden mit der Aufständerung gegen die Wand. Ertragsverbesserung kann evtl. noch etwas besser werden, allerdings werden die Kosten durch die notwendige Dachkonstruktion und zusätzliches Kabelmaterial auch höher sein. Die Zugänglichkeit wäre sogar noch schlechter als beim Aufständern gegen die Wand. Diese Option ist mir aktuell für die kleine Anlage derart unsympatisch (auch weil ich mich auf dem Dach nicht wohl fühle) das dies nur für eine größere, neue Anlage eine Option ist. In der Kalkulation erwarte ich wegen der Kosten eher eine schlechtere Rentabilität.

Option: Weiteres Modul
Durch die geringen Ertragswerte könnte der Wechselrichter ein weiteres Panel parallel verkraften. In dieser Schaltung wird die Spannung am String nicht geändert, der Strom aber (in etwa) verdoppelt. Die Carportwand bietet noch Platz für ein weiteres Panel in gleicher Ausrichtung und vergleichbaren Ertragswerten. Das Modul wäre bereits vorhanden, Invest wäre eine Kabelverlängerung zum Wechselrichter und Steckeradapter zum parallelen Verbinden (in Summe ~20€).
Der Wechselrichter kann mit den Erfahrungswerten bisher zumeist problemlos mit dem doppelten Stromniveau umgehen. Allerdings befinden wir uns bei richtig gut laufender Anlage dann auch im oberen Grenzbereich. Eine Kombination mit z.B. einer Aufständerung verbietet sich also für den String mit 2 Modulen. Der Vorteil dieser Lösung ist der geringe Aufwand bei sonst unveränderten Vor- und Nachteilen.
In der Theorie sollte sich der Ertrag um 50% verbessern, also um 267,5 KWh/Jahr. Das wären dann 85,60€ mehr Ertrag, bezahlt sich also schon im 1. Jahr.

Option: Aktive Kühlung / Hinterlüftung
Aktuell lässt sich schon ein EInfluss der Modultemperatur zur Modulleistung erkennen. Wie stark dieser wirklich ist, kann ich aber derzeit noch nicht sagen. In der Theorie kann ich von bis zu 15% ausgehen, Erfahrungswerte sind wohl bei 10% angesiedelt.
Hier würde sich ein größerer Modulabstand zur Wand anbieten, der z.B. mit einer entsprechende Holzkonstruktion recht leicht realisierbar wäre.
Technisch interessanter (aber vermutlich Blödsinn) wäre auch eine aktive Hinterlüftung per Lüfter an den Kabeldurchlässen vom inneren des Carports, alternativ eine Ansaugung nach innen. Alternativ wird in Solarforen über eine aktive Kühlung per Kühlschlauch an der Modulrückseite diskutiert. Auch gibt es hierfür sogenannte Hybrigmodule, die sowohl zur PV-Erzeugung als auch zur solaren Wärmegewinnung geeignet sind. Dies wäre aber wieder mit einem Modultausch verbunden, daher nur eine theoretische Option.
Derzeit kann ich den Nutzen nicht einschätzen. Potential wären dann weniger als 10-15% Verlust zur aktuellen Peak-Leistung. Solange ich hier keine besseren Daten habe, bleibt es eine Idee.

Option: Reflektionsblech unter den Modulen
Theoretisch könnte unter den Modulen noch ein waagrechtes Blech angebracht werden, quasi als Spiegel. Damit könnte der diffuse Anteil des Ertrags erhöht werden.
Für mich ist diese Option derzeit nicht einschätzbar. Vielleicht mache ich bei passender Gelegenheit hier mal einen Testaufbau zum Testen. Der Aufbau wäre weniger komplex als eine Aufständerung, vermutlich aber auch weniger effektiv. Wahrscheinlich würde dabei auch die Erwärmung der Module erhöht, was wieder schlecht wäre.

Fazit:
Sowohl Aufständern als auch ein drittes Modul erscheinen attraktive Lösungen. Da ich noch zwei weitere Solarmodule in Reserve habe und das Potiential ohne Austausch des Wechselrichters bei der Option mit einem weiteren Modul höher ist, gehe ich vorerst mal diesen Weg. Die anderen Optionen bleiben erst mal auf der Merkliste für spätere Aktionen.

Happy Sonnenfarming!

Überlegungen:
Die Solaranlage arbeitet gut und ich lerne viele Dinge praktisch kennen, die vorher nur theoretische Fakten waren. Es zeigt sich auch, das ich bis zum regulatorischen Limit von 600Wp doch einiges an Luft nach oben habe. Ich sollte also zumindest dahingehend die Optionen bewerten, um gewährte Freiheiten soweit wie möglich auszunutzen.

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