Funktionsschema einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage
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Einige Wechselrichter der neuesten Generation haben schon den DC-Lasttrenn-schalter integriert, optional kann auch ein interner DC-Überspannungsableiter nachgerüstet werden
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Die Photovoltaik-Anlage wird über einen bidirektionalen Zähler an das öffentliche Netz angeschlossen: Der Wechselrichter benötigt im Stand-By-Betrieb auch Strom
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Bei Modulen ist von einer Lebensdauer von mindestens 25 Jahren auszugehen, bei Wechselrichter sind 5 bis 10 Jahre Garantie üblich
Geeigneter Standort für den Wechselrichter
Es gibt keine eindeutige Regel, wo der Wechselrichter installiert werden soll. Näher zu den Modulen (DC-Seite) oder näher zum Einspeisezähler/Hausanschlußkasten (AC-Seite)? Generell sollte die Länge der Kabel aufgrund der Leitungsverluste so gering wie möglich sein.
Es ist nicht verwunderlich, daß Installateure unterschiedliche Stellen aus verschiedenen Gründen bevorzugen. Für eine gute Anlage müssen Auswirkungen der wichtigsten Parameter auf den Ertrag und die Kosten abgeschätzt werden.
Der günstigste Aufstellungsort sollte unter Berücksichtigung mehrerer Kriterien gewählt werden:
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Kühler Ort mit ausreichender Belüftung (wenn möglich auch gut zugänglich): Hitze geht zu Lasten der Lebensdauer des Wechselrichter und ein "heißer" Wechselrichter regelt die Leistung zurück, was zu Ertragseinbußen führt. Nicht zu vernachlässigen ist auch die Raumerwärmung durch Abwärme von einem oder mehreren Wechselrichter.
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Aufgrund höherer Stringspannung auf der DC-Seite sind hier die Kabel-Verluste geringer (als auf der AC-Seite), da zum Übertragen der Leistung bei höherer Spannung ein geringerer Strom benötigt wird. Dies spricht für kürzere Leitungen auf der AC-Seite.
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Solarkabel (ausgelegt für hohe Anforderungen: Witterungsbeständig, extreme Temperaturschwankungen, unempfindlich gegen UV-Strahlen) gibt es nur im Querschnitt 4mm und 6mm; größere Querschnitte auf der AC-Seite sind dagegen sehr gängig. Verluste aufgrund von längeren Kabel auf der AC-Seite können mit einem geringerem und kostengünstigerem Aufwand durch höhere Querschnitte entgegengewirkt werden als es eine Installation von hunderten Meter von DC-Kabel (je nach Anzahl der Strings) beziehungsweise die Verwendung von String-Sammelboxen mit Übergang auf einen größeren DC-Kabel-Querschnitt (geringere Anfordungen im Gebäude) erfordert. Auf der DC-Seite ist pro String ein Hin-und ein Rückleiter notwendig!
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Eine Verlängerung der DC-Kabel beeinflußt den Gesamtwiderstand auf der DC-Seite (Module und DC-Kabel), so daß der Arbeitspunktregler (MPP-Tracker) des Wechselrichter sich nicht mehr optimal auf die Leistung der Module einstellen kann. Längere DC-Leitungen reduzieren somit die Leistungsausbeute des Photovoltaik-Generators.
Moderne Auslegungs- und Simulationsprogramme helfen bei der Auswahl und warnen bei einer ungünstigen Auslegung (zu hohe Leitungsverluste und Gesamt-Impedanz).
Schutz gegen Blitzeinschlag und Überspannungen
Die Entscheidung, eine Anlage mit einem Schutz gegen Blitzeinschlag und Überspannungen zu versehen (siehe auch unsere Aktivität Blitzschutz), hängt sowohl von der Anlagengröβe, des Standortes und der Benutzung des Gebäudes als auch von dem Wert des zu schützenden Inhaltes ab (Konditionen der Versicherung). Generell wird das Risiko eines direkten Blitzeinschlags bei einer dach-parallelen Installation nicht erheblich erhöht, aber der notwendige und vorgeschriebener Potential-Ausgleich aller leitenden Metallteile und eine exponierte Aufstellung von Modulen (bei Aufständerung) erhöhen die Anfälligkeit der Anlage gegen Blitzeinschlag.
Falls das Gebäude schon mit einem externen Blitzschutz versehen ist (z.Bsp: öffentliches Gebäude), kann die nachträgliche Installation einer Photovoltaik-Anlage den Schutzbereich beeinträchtigen oder aufheben. Der Schutzbereich muβ dann neu dimensionniert werden!
Der innere Schutz gegen Blitzeinschlag oder Netz-Überspannungen kann mit Hilfe von Überspannungs-Ableiter und Potential-Ausgleich realisiert werden:
Quelle:
Dehn
Ohne diesen Schutz können die verschiedenen
Photovoltaik-Anlagenteile erheblich beschädigt werden (hohe
Reparaturkosten, lange Stillstandzeiten falls Ersatzteile nicht
sofort lieferbar sind und damit verbundener Ertragsausfall,
besonders wenn ein Darlehen zurück bezahlt wird) und auch sonstige
Schäden an der Elektroinstallation im Gebäude verursachen.
Prinzipiell ist ein Schutz gegen Überspannungen empfehlenswert, da über die Führung der PV-Leitungen äuβere Blitzeinwirkungen in das Gebäude gelangen können!