Unterdimensionierung - Warum ?

Verfasst am: 17.10.2007, 06:04

Hallo,

ich habe gerade einige Diskussionen mit dem Ersteller meiner zukünftigen PV-Anlage. Wenn ich mir die Wirkungsgradkurven der heutigen trafolosen Wechselrichter anschaue, dann sieht man doch, dass diese sehr schnell auf über 96% gehen.

Kann mir jemand erklären warum überall geschrieben wird, dass man die Wechselrichter um 10% unterdimensionieren soll ? Ich würde es gerne verstehen. Nach den Kurven hat der Wechselrichter im Teillastbetrieb einen ähnlich guten Wirkungsgrad. Warum soll der also möglichst am Anschlag laufen ?

Ich habe einfach kein gutes Gefühl dabei ein elektronisches Gerät unterdimensioniert zu kaufen. Außerdem bin ich der Auffassung, dass es für die Elektronik besser wäre wenn man den Wechselrichter nicht voll belastet weil er dann nicht so warm werden dürfte.

Gibt es irgendwo einen Artikel wo plausibel erklärt wird warum "man" die Wechseleichter niedriger auslegt ?

Der konkrete Fall ist folgender: 72 Module Trina 180 auf einem Flachdach mit exakt südlicher Ausrichtung. Standort ist südlich von Ulm. Die Module werden auf Kieswannen mit 25° Neigung montiert.

Im Angebot sind 2 * SMA 3300 TL und 1* SMA 4100 TL enthalten.

Ich habe mal mit dem SMA Programm gespielt und mir wäre folgende Auslegung sympathischer.

2* SMA 3300 TL mit jeweils 2 Strängen á 10 Modulen.
1* SMA 5000 TL mit 2 Strängen á 11 Modulen und 1 Strang mit 10 Modulen.

Im Programm von SMA ist mit dieser Auslegung alles im grünen Bereich und liegt nicht bei 90 sondern bei ca. 100 %.

Laut des Technikers meines Solarinstallateurs ist das jedoch die schlechteste Kombination.

Kann mir jemand erklären warum das so sein soll ? Wann habe ich mit dieser Kombination Verluste zu erwarten ?

Vielen Dank und viele Grüße

Michael

Verfasst am: 17.10.2007, 06:37

MichaelBC hat Folgendes geschrieben:

Hallo,

ich habe gerade einige Diskussionen mit dem Ersteller meiner zukünftigen PV-Anlage. Wenn ich mir die Wirkungsgradkurven der heutigen trafolosen Wechselrichter anschaue, dann sieht man doch, dass diese sehr schnell auf über 96% gehen.

Kann mir jemand erklären warum überall geschrieben wird, dass man die Wechselrichter um 10% unterdimensionieren soll ? Ich würde es gerne verstehen. Nach den Kurven hat der Wechselrichter im Teillastbetrieb einen ähnlich guten Wirkungsgrad. Warum soll der also möglichst am Anschlag laufen ?

Ich habe einfach kein gutes Gefühl dabei ein elektronisches Gerät unterdimensioniert zu kaufen. Außerdem bin ich der Auffassung, dass es für die Elektronik besser wäre wenn man den Wechselrichter nicht voll belastet weil er dann nicht so warm werden dürfte.

Gibt es irgendwo einen Artikel wo plausibel erklärt wird warum "man" die Wechseleichter niedriger auslegt ?

Der konkrete Fall ist folgender: 72 Module Trina 180 auf einem Flachdach mit exakt südlicher Ausrichtung. Standort ist südlich von Ulm. Die Module werden auf Kieswannen mit 25° Neigung montiert.

Im Angebot sind 2 * SMA 3300 TL und 1* SMA 4100 TL enthalten.

Ich habe mal mit dem SMA Programm gespielt und mir wäre folgende Auslegung sympathischer.

2* SMA 3300 TL mit jeweils 2 Strängen á 10 Modulen.
1* SMA 5000 TL mit 2 Strängen á 11 Modulen und 1 Strang mit 10 Modulen.

Im Programm von SMA ist mit dieser Auslegung alles im grünen Bereich und liegt nicht bei 90 sondern bei ca. 100 %.

Laut des Technikers meines Solarinstallateurs ist das jedoch die schlechteste Kombination.

Kann mir jemand erklären warum das so sein soll ? Wann habe ich mit dieser Kombination Verluste zu erwarten ?

Vielen Dank und viele Grüße

Michael

Hallo Michael,

die Auslegung der WR erfolgt
1: nach Neigung und Ausrichtung Deiner Dachfläche
2.aus wirtschaftlichen Gründen ( überdimensionierte WR erhöhen den Preis der Anlage)
3. muss versucht werden anhand der Kenndaten der Module die auszuwählenden WR im optimalen Wirkungsgrad zu betreiben

Optimale Neigung und Ausrichtung Deines Daches hier mal vorausgesetzt,... die angebotenen WR Deines Solarteuers sind in der Tat stark unterdimensioniert.

Ich würde hier 2 Stück SB 5000TL mit 2x15 Modulen und einen SB2100TL mit 1x12 Modulen verwenden.
Dies käme Deinen Dimensionierungswünschen entgegen und die WR würden in einem optimalen Wirkungsgrad laufen.
Deine Konfiguration ist eher ungünstig, da trafolose WR von SMA je besser laufen, je höher die Eingangsspannungen sind. Dies ist bei 10, bzw. 11 Modulen nicht gegeben.

Gruß Helios

Verfasst am: 17.10.2007, 07:06

Hallo Michael

Ich hab meine Anlage nun seit 7 Monaten. Auch ich habe das mit der Unterdimensionierung zuerst nicht verstanden. Ich habe 5,8 kWp und mein WR kann nur 5060 Watt an das Netzt abgeben. Dafür braucht er etwa 5300 Watt als Input. Es bleiben also theoretisch 500 Watt übrig.
Ich muss Dir ehrlich sagen, ich habe diese 500 Watt bis heute nirgends gefunden. Ich konnte in den 7 Monaten nur an 2 Tagen beobachten, dass mein WR mehr als 5 Minuten am Anschlag lief. An diesen Tagen war es kühl und sonnig, und die Sonne stand im fast optimale Winkel zu den Modulen. Unter diesen Bedingungen gelang es den Modulen den WR für 2 bis 3 Stunden am Limit zu halten. Ich habe an diesen 2 Tagen Energie für wenige Cent verschenkt. Es kommt natürlich immer wieder vor, dass der WR an den Anschlag geht, wenn die Sonne durch eine Wolkenlücke kommt, aber das sind dann immer nur wenige Minuten. Auf das Jahr gerechnet kann das nicht viel sein. Die Sonne wird bei Deiner 25 Grad-Anlage nur im Juni im optimalen Winkel stehen, und dass es da dann kühl ist kannst Du so gut wie ausschließen. Rechne mal aus, wieviel Leistung Deine Module bei 70 Grad Zellentemperatur und 1000 Watt Einstrahlung bringen. Meine Anlage lief im Sommer bei strahlendem Sonnenschein mit maximal 4500 Watt, für den WR also im optimalen Bereich.

Du hast natürlich Recht damit, dass ein guter WR schon bei geringer Leistung auf 95 % geht, meiner liegt bei 1000 Watt auch schon bei 95%.
Es geht aber um die Anschaffungskosten. Rechne Dir einfach mal aus, was die Auslegung mit 100% an Mehrkosten verursacht. Meines Wissens nach, bringt das gegenüber der 90% Auslegung so ein bis 3 % mehr Ertrag im Jahr. Ob ein WR der 10% weniger Leisten muss auch wirklich länger hält, ist auch sehr fraglich. Viele machen sich über die richtige Unterdimensionierung mehr Gedanken als über die Wirkungsgrade der WR. SunTechniks, nur um ein Beispiel zu nennen, wirbt mit Hochleistungsmodulen und verkauft dazu WR mit 92% EU-WEirkungsgrad.

Peter

Nachtrag (edit): halte Dich an die Vorschläge von helios. Gute WR und gute Auslegung würde ich meinen.

Öfters hier Angemeldet: 22.03.2006 Beiträge: 13

Hallo,

folgendes verstehe ich nicht, oder würde gar das Gegenteil behaupten....

"die Auslegung der WR erfolgt
1........
2.aus wirtschaftlichen Gründen ( überdimensionierte WR erhöhen den Preis der Anlage)
3. ......"

Da der WR vom spezifischen Preis einer Anlage den geringeren Anteil hat als z.B. die Module verstehe ich diese Aussage nicht ganz....

Da der Ertrag einer Anlage ja immer über 20 jahre gerechnet wird, denke ist die Argumentation von MichaelBC ziemlich gerechtfertigt.....

Es gibt auch eine Untersuchung vom Fraunhofer ISE zu diesem Thema (Staffelstein 2007 oder 2006, Bruno Burger...)

Gruss

Maschi1312

Verfasst am: 17.10.2007, 08:01

Es ist doch aber auch immer eine Sache die im Einzelfall völlig unterschiedlich bewertet werden muss.

Ich möchte jetzt einfach mal von meiner Anlage ausgehen.
Mehr als 6 kWP wären ohne Verschattung nicht möglich gewesen, außer ich hätte HIP-Module genommen.

Also was bleibt dann? 2 WR mit zusammen 100% der Modulleistung also einer mit 2800 und einer mit 3200 Watt. Dafür hätte ich ganz grob 500 Euro mehr bezahlt. Ich glaube nicht, dass die paar Kilowatt Mehrertrag jemals diese 500 Euro reingeholt hätten. Für die 500 Euro muss ich ja auch Zinsen Zahlen, das sind immerhin 25 Euro im Jahr. Wie soll sich das jemals rechnen.
Außerdem wird die Anlage in 10 Jahren 5 bis 10% weniger Leistung haben. Man kann den WR also ohnehin nicht auf 20 Jahre auslegen. Erstens wird die Leistung zurückgehen, und 2. wird er diese 20 Jahre gar nicht durchhalten.

Oder ich hätte nur 5kWp installiert, dann wäre der WR aber auch etwa 300 bis 500 Euro teurer gewesen als einer der ne Nummer kleiner ist.

Peter

Verfasst am: 17.10.2007, 09:28

maschi1312 hat Folgendes geschrieben:

Hallo,

folgendes verstehe ich nicht, oder würde gar das Gegenteil behaupten....

"die Auslegung der WR erfolgt
1........
2.aus wirtschaftlichen Gründen ( überdimensionierte WR erhöhen den Preis der Anlage)
3. ......"

Da der WR vom spezifischen Preis einer Anlage den geringeren Anteil hat als z.B. die Module verstehe ich diese Aussage nicht ganz....

Da der Ertrag einer Anlage ja immer über 20 jahre gerechnet wird, denke ist die Argumentation von MichaelBC ziemlich gerechtfertigt.....

Es gibt auch eine Untersuchung vom Fraunhofer ISE zu diesem Thema (Staffelstein 2007 oder 2006, Bruno Burger...)

Gruss

Maschi1312

Hallo Maschi,

die Untersuchung des Fraunhofer Instituts ISE sagt nichts anderes aus, verweist aber auch auf die Einzelfallbetrachtung.

http://www.ise.fhg.de/isesite/veroffentlichungen/2005/auslegung-und-dimensionierung-von-wechselrichtern-fur-netzgekoppelte-pv-anlagen-1/at_download/file

Dimensionierungsvorschlag:
• PSolar / PWR,AC_max = 0,9 …1,1 für maximale Performance Ratio
• PSolar / PWR,AC_max = 1,1 …1,2 für 0,5 % … 1 % zusätzliche Verluste
• PSolar / PWR,AC_max = 1,2 …1,3 für 1 % … 3 % zusätzliche Verluste
• PSolar / PWR,AC_max > 1,3 nicht zu empfehlen

..sollte es eine Untersuchung jüngeren Datums geben, bitte Quellenangabe.

Gruß Helios

Verfasst am: 17.10.2007, 09:49

Hallo ,
ich mach auch mal einen vielleicht unkonventionellen Vorschlag.
Können die Experten aber besser einschätzen.

1 x smc 6000TL 3 x 12
1 x sma 3800 3 x 8
1 x sma 2100tl 1 x 12

Gruss aus Hessen

Verfasst am: 17.10.2007, 09:59

Hallo,

vielen Dank für die schnellen Antworten.

Nun habe ich es aber so verstanden, daß die Unterdimensionierung weniger mit der optimalen Leistungsausbeute als mit dem günstigeren Anschaffungspreis zusammenhängt.

Also ist das Motto "Ich nehme den billigsten der die angebotene Leistung gerade mal so aushält."

Ich habe aber die Philosophie, dass ich lieber einen größeren Wechselrichter nehme, da dieser dann nicht so warm wird und dadurch auch länger lebt. Wenn man ein längere Lebensdauer unterstellt könnte sich der Mehrpreis schon rechnen.

Liege ich mit dieser Vermutung falsch ?

Ich formuliere die Frage an die Experten mal um. Wenn wir den Anschaffungspreis nicht berücksichtigen. Wird ein 100% dimensionierter Wechselrichter am Jahresende weniger Energie eingespeist haben als ein 90% dimensionierter ?

Viele Grüße

Michael

Verfasst am: 17.10.2007, 10:13

Nehmen wir halt noch ne Komponente in deine Rechnerrein Smile

Den Spitzenwirkungsgrad erreichen die WR. bei 30-60% der Maximalleistung, je nach Hersteller und Typ.
Nach hinten also zu den Maximalleistungen hin werden die Wirkungsgrade wieder schlechter...um etwa 0,5-1,5 %.

Rechne das mal mit rein Very Happy

Viel Spass.

Beta

Verfasst am: 17.10.2007, 10:15

MichaelBC hat Folgendes geschrieben:

Wenn wir den Anschaffungspreis nicht berücksichtigen. Wird ein 100% dimensionierter Wechselrichter am Jahresende weniger Energie eingespeist haben als ein 90% dimensionierter ?

...das kommt auf den Wirkungsgrad der WR und auf die Verschaltung der Strings an.
SMA WR haben in Ihrer ganzen Bandbreite Wirkungsgrade von 91%-nahe 98%.
Nehme ich einen überdimensionierten WR und betreibe ihn mit für sein Schaltungskonzept ungünstigen Stringspannungen ist es möglich, dass ein gut ausgelegter unterdimensionierter WR mehr Erträge einfährt.
Wenn Dir die Kosten der WR egal sind, lege WR-Generator ruhig 1:1 aus, verschalte die Strings aber wirkungsgradoptimiert!
Je mehr die Hochsetztseller eines trafolosen WR arbeiten müssen, desto mehr Verluste werden produziert, Verluste bedeuten Wärme und somit auch einen kürzere Lebensdauer von Bauteilen.

Gruß Helios

Verfasst am: 17.10.2007, 14:59

Hallo,

dann habe ich das also richtig verstanden, dass viele Anbieter diese unterdimensionierten Wechselrichter anbieten um das billigere Modell zu wählen.

Mit der Leistungsausbeute hat das gar nichts zu tun ?

Viele Grüße

Michael

Verfasst am: 17.10.2007, 18:02

Hallo,

ich habe mal mit dem SMA Programm gespielt.

Bei einer Ausrichtung nach Süden, 25° Neigung und Standort München habe ich mal folgende Konfigurationen eingegeben.

------------------------------------------------------------------
Zuerst die Konfiguration des Solarinstallateurs

2 * 3300 TL mit jeweils 2 * 11 Modulen
1 * 4200 TL mit 2 * 14 Modulen

Mit dieser Konfiguration ergibt sich eine Jahreshochrechnung:

2 * 3300 TL -> 7908 kWh
4200 TL -> 5094 kWh
Gesamt: 13002 kWh

------------------------------------------------------------------

Als nächstes dann meine ursprüngliche Konfiguration

2 * 3300 TL mit jeweils 2 * 10 Modulen
1 * 5000 TL mit 2 * 11 und 1 * 10 Modulen

Mit dieser Konfiguration ergibt sich eine Jahreshochrechnung:

2 * 3300 TL -> 7159 kWh
5000 TL -> 5790 kWh
Gesamt: 12949 kWh

Somit wäre diese Konfiguration schlechter als der unterdimensionierte Vorschlag.
------------------------------------------------------------------

Dann noch eine Konfiguration welche ich heute ausprobiert habe

2 * 4200 TL mit jeweils 2 * 13 Modulen
1 * 3300 TL mit 2 * 10 Modulen

Mit dieser Konfiguration ergibt sich eine Jahreshochrechnung:

2 * 4200 TL -> 9432 kWh
3300 TL -> 3580 kWh
Gesamt: 13012 kWh

Somit wäre diese Konfiguration vom Ertrag her nicht schlechter als die anderen Konfigurationen. Sie hätte aber für mich den Vorteil, dass die Wechselrichter Auslastung bei 100% liegt und keine Unterdimensionierung vorliegt.

------------------------------------------------------------------

Gibt es von Eurer Seite Meinungen zu diesen Konfigurationen. Laut Aussage der Solarfirma macht es preislich keinen Unterschied.

Viele Grüße

Michael

Verfasst am: 17.10.2007, 19:27

Hallo Michael,

unser alter PV-Hase Luke würde ob Deiner Hörigkeit bezüglich SunnyDesign die Nase rümpfen... .
Ich konnte mit meinen Argumenten nicht überzeugen..., wage dennoch einen letzten Versuch und appelliere an den gesunden Menschenverstand Wink

Vernachlässige in Deinen Betrachtungen ob über-oder unterdimensioniert nicht, dass der Wirkungsgrad eines Wechselrichter entscheidend von den Eingangsspannungen abhängig ist.
Mein Vorschlag steht.

Gruß Helios

Edit PS: SB5000TL und 4200TL haben gleiche Wirkungsgradkurven

Verfasst am: 18.10.2007, 11:22

Hallo Helios,

ich bin SunnyDesign nicht hörig, ich hab nur nichts anderes.

Du schlägst 15 Module am 5000TL vor. Die Leerlaufspannung bei -10° wäre aber dann um 47 Volt über dem was der Wechselrichter verträgt. Und bei uns hier im Süden kann es im Winter auch mal -20° haben.

Passt das dann noch ?

Viele Grüße

Michael

Verfasst am: 18.10.2007, 13:20

MichaelBC hat Folgendes geschrieben:

Hallo,

dann habe ich das also richtig verstanden, dass viele Anbieter diese unterdimensionierten Wechselrichter anbieten um das billigere Modell zu wählen.

Mit der Leistungsausbeute hat das gar nichts zu tun ?

Viele Grüße

Michael

Hallo,

ganz so einfach ist es auch nicht:

Nochmal ganz kurz: Der Generator auf dem Dach liefert nur ein paar mal im Jahr die 100 %. Das passiert bei optimaler Einstrahlung und kühlen Temperaturen. (April, Mai). Den Rest des Jahres hat man nur so 80 % zur Verfügung (wg. Wärme). Im Herbst und Winter natürlich noch weniger. Warum soll man also teure WR Kapazitäten kaufen wenn man die nicht braucht. Und die paar mal am Limit, das muss der WR abkönnen.

Und das ist keine Theorie, sondern praktische Erfahrung.

Grüße