Eine PV Anlage mit mehreren Ausrichtungen aber nur ein Wechselrichter - geht das?



Vor allem bei Aufdachanlagen im Heimbereich kommt man oft nicht dran vorbei die PV Module auf unterschiedliche Himmelsrichtungen auszurichten. Doch wieviele verschiedene Ausrichtungen sind tatsächlich möglich, was muss dabei beachtet werden und brauche ich dazu vielleicht sogar einen zweiten Wechselrichter? Ja - Nein - Vielleicht? Lassen Sie uns diese Punkte mal kompakt zusammenfassen um Klarheit zu schaffen.


Lange Zeit wurden PV Anlagen nur dann als ertragreich bezeichnet wenn es sich um eine reine Südausrichtung handelt. Die Bereitschaft z.B. Ost/West ausgerichtete Anlagen zu installieren war in der Vergangenheit eher verhalten. Mittlerweile ist jedoch ein steigendes Interesse an der Installation von Ost/West Dächern und verschiedenen Ausrichtungen zu beobachten.

Das hat auch gute Gründe - es ist zwar unumstritten, dass PV Anlagen mit Südausrichtung den meisten Ertrag liefern, jedoch können mit Ost West ausgerichteten Modulen auch beträchtliche Erträge erzielt werden. Zudem hat man hier den Vorteil, dass die Energie gleichmäßig über den Tag eingespeist wird.


So hat man bei einer Südausrichtung um die Mittagszeit zwar die beste Leistung, kann diese in den meisten Fällen aber nicht selbst nutzen, da der Großteil an Energie im Haus meist am Morgen und am Abend gebraucht wird. Wie etwa bei der morgendlichen Routine im Badezimmer oder wenn abends zu Hause gekocht wird und andere Haushaltsgeräte verwendet werden.

Hier zeigen sich wieder die Vorteile einer Ost/West Ausrichtung, die nämlich genau am Morgen und am Abend mehr Leistung bringt als eine Anlage mit Südausrichtung. Somit wird die meiste Sonnenenergie wirklich dann erzeugt wenn man sie direkt selbst nutzen kann. Damit erhöht man seinen Eigenverbrauch und vermeidet, dass zu viel überschüssige Leistung einfach ins öffentliche Netz gespeist wird und günstig verkauft wird. Und das ist doch genau das was man möchte.

Nun kann man sich aber fragen was ist dabei zu beachten, habe ich dabei entstehende Leistungsverluste oder brauche ich sogar einen zweiten Wechselrichter?

Es ist wichtig zu verstehen, dass jedes Modulfeld (mehrere in Serie oder parallel geschaltete Module) an einem MPP Tracker im Wechselrichter angeschlossen werden. Dieser MPP Tracker macht nichts anderes als sich zu jedem Zeitpunkt den optimalen Arbeitspunkt des Modulfeldes rauszusuchen um den optimalen Ertrag liefern zu können.

Aus wirtschaftlicher Sicht versucht man natürlich wenn möglich immer mit einem Wechselrichter auszukommen.



Üblicherweise besitzt ein Wechselrichter einen oder zwei MPP Tracker.

Wenn ich für jede Ausrichtung einen MPP Tracker zur Verfügung habe ist die Auslegung eigentlich recht einfach. Aber was wenn man doch drei Ausrichtungen hat oder vielleicht einen Wechselrichter mit nur einem MPP Tracker und man möchte nach einiger Zeit ein zweites Modulfeld nachrüsten?

Grundsätzlich geht man davon aus, dass nur Module mit gleicher Ausrichtung an einen MPP Tracker angeschlossen werden dürfen, ansonsten würde es zu Mismatching-Verlusten kommen. Bedeutet die Module, die weniger gut bestrahlt werden ziehen auch den Ertrag der Module runter, die voll bestrahlt werden. Und das wäre ja auch bei unterschiedlichen Ausrichtungen der Fall. Man kann sich das ganze anhand eines Gartenschlauchs vorstellen. Wenn dieser an nur einer Stelle einen Knick hat, fließt kein oder nur mehr wenig Wasser durch. Ähnlich ist es auch bei in Serie geschalteten Modulen. Wenn eines verschattet wird, begrenzt dieses Modul auch den Stromfluss der anderen. Natürlich gibt es Techniken wie Freilaufdioden im Modul und Verschattungsmanagements im Wechselrichter, die hier Abhilfe schaffen können, darauf möchte ich in diesem Artikel aber gar nicht näher eingehen. Fakt ist jedenfalls, dass sich abgeschattete oder falsch ausgelegte Module auch trotz Gegenmaßnahmen immer negativ auf den Ertrag auswirken.

Wenn wir das so betrachten spricht ja eigentlich alles gegen verschiedene Ausrichtungen auf einen MPP Tracker oder? Dann schauen wir mal weiter ob es da nicht doch Lösungen dafür gibt, denn unter Berücksichtigung folgender Punkte ist es auch möglich zwei Modulstränge unterschiedlicher Ausrichtung auf einen MPP Tracker zu verschalten:


- Jeder Strang muss vollständig auf einer Dachseite liegen. Es dürfen keinesfalls Module unterschiedlicher Ausrichtung in Serie verschaltet werden

- Jeder Strang muss die gleiche Anzahl an Module haben

- Es darf keine gröbere Verschattung vorliegen

- Es müssen für beide Strings Module mit denselben Eigenschaften verwendet werden


Nehmen wir als Beispiel eine Anlage mit einer Ost und West Ausrichtung her. Hält man nun die o.g. Punkte ein und vergleicht man die Spannungen von der Ost und West Seite verhalten sich diese annähernd gleich. Was sich mit unterschiedlicher Sonneneinstrahlung ändert ist der Strom, die Spannung hingegen bleibt konstant. Schon ab ungefähr 200W/m2 bleibt die MPP Spannung annähernd gleich. Das bedeutet ein Oststrang bei voller Einstrahlung hat annähernd dieselbe Spannung wie ein Weststrang auch wenn dieser zu dem Zeitpunkt noch keine direkte Sonneneinstrahlung bekommt. Nehmen wir eine typische Situation her:

Am Morgen kommt auf die Ostseite schon sehr früh eine Einstrahlung und der Strom steigt an. Bei der Westseite, die zu dem Zeitpunkt noch im Schatten ist bleibt der Strom beinahe auf 0A. Das macht aber nichts, da bei parallel geschalteten Modulen nur die Spannung der beiden Strings gleich sein muss. Der Strom wird einfach addiert und wenn eine Seite im Schatten liegt kann die andere Seite ganz normal die volle Produktion bringen und wird von der verschatteten Seite nicht beeinflusst. Der Knick im Gartenschlauch greift in diesem Fall nicht, da dieses Verhalten nur bei in Serie geschalteten Modulen auftreten würde. Es muss lediglich dafür gesorgt sein, dass die Strings gleich lang sind und somit die Spannung auf beiden Modulstrings dieselbe ist.

Wenn man also die erwähnten Punkte einhält ist es ohne weiteres möglich zwei unterschiedliche Ausrichtungen auf einen MPP Tracker zu verschalten.


Nun kann es dazu kommen, dass eine Anlage noch in der Planung ist und man im Vorhinein schon mit drei Ausrichtungen plant. Ist es dann die beste Lösung gleich einen Wechselrichter mit drei MPP Trackern zu nehmen? Der Ansatz ist zwar richtig aber es hat schon seine Gründe weshalb viele Hersteller Ihre Wechselrichter nicht mit mehr als einen oder zwei MPP Trackern ausstatten. Jeder MPP Tracker bedeutet zum einen auch mehr Eigenverbrauch und somit mehr Verluste und zudem muss jeder Tracker einzeln durch z.B. einen Überspannungsschutz abgesichert werden. Die Kosten dafür sind nicht zu unterschätzen und somit wird die in dem Bericht beschriebene Technik auch für Neuanlage immer beliebter bei Anlagenplanern.

Somit hätten wir ja schon vieles rund um dieses Thema geklärt und wir können getrost sagen: Ja unter der Berücksichtigung gewisser Punkte ist es möglich verschiedene Ausrichtungen zusammenzuschalten und Nein wir benötigen dazu nicht zwangsweise einen zweiten Wechselrichter.