Es gibt durchaus die Möglichkeit verschiedene Ausrichtungen auf einen MPP Tracker zu verschalten. Die am häufigsten verwendete Lösungen dazu sind Ost und West ausgerichtete Anlagen, die beide an einen MPP Tracker angeschlossen werden. Doch auch andere Ausrichtungen können unter Vorgaben problemlos miteinander verschaltet werden.
Es gibt ein paar Voraussetzungen, um Modulstränge unterschiedlicher Ausrichtungen problemlos zusammenschalten zu können. Schauen wir uns mal an, was hier technisch dahinter steckt.
Voraussetzung 1: Die Stränge unterschiedlicher Ausrichtungen müssen parallel verschaltet werden
Wieso das so ist? Je stärker die Sonneneinstrahlung, desto größer wird auch der Strom. Der Strom steht also im direkten Zusammenhang mit der Einstrahlung.
Anders sieht das bei der Spannung aus. Die Module erreichen bereits ab einer sehr geringen Einstrahlung von etwa 200W/m2 die volle Modulspannung. Im Durchschnitt erreichen wir in Deutschland bei voller Einstrahlung eine Sonnenleistung von rund 1000W/m2. Dabei hätten wir also in etwa dieselbe Spannung wie bei den 200W/m2. Das ganze trifft dann auch auf Modulsträngen mit unterschiedlichen Ausrichtungen zu. Eine Ausrichtung bekommt dabei immer eine weniger gute Einstrahlung. Der Strom ist also unterschiedlich. Die Spannung ist aber beinahe gleich.
In der Serienschaltung muss der Strom aller Module gleich sein. Das wäre aber nicht der Fall und geht somit nicht.
In der Parallelschaltung muss die Spannung gleich sein. Das funktioniert also.
Das führt uns auch schon zum nächsten Punkt.
Voraussetzung 2: Beide Stränge müssen dieselbe Anzahl an Modulen haben
Mit jedem Modul in Serie, steigt auch die Spannung. Um auch wirklich sicherzustellen, dass die Spannung der beiden Stränge gleich ist, muss auch die Anzahl der Module pro Strang gleich sein.
Dabei muss auch beachtet werden, dass entweder der gleiche Modultyp oder Module mit derselben Spannung verwendet werden
Somit haben wir also zwei gleich lange Stränge mit zwei unterschiedlichen Ausrichtungen, die parallel verschaltet sind. Diese können nun gemeinsam an einen MPP Tracker angeschlossen werden. Klassisch werden dazu Ost und West Ausrichtungen verwendet. Doch überlegt man sich die vorhin erwähnten Voraussetzungen, erkennt man, dass das grundsätzlich mit allen beliebigen Ausrichtungen funktioniert. Natürlich würde dabei eine Nordausrichtung wenig Sinn machen, da hier Module ohnehin nicht soviel erzeugen, allerdings würde keiner der beiden Stränge den anderen „runterziehen“ wenn die erwähnten Punkte eingehalten werden.
Das waren mal die beiden Hauptregeln. Ein paar weitere wichtige Bedingungen gibt es dann aber noch.
Voraussetzung 3: Verschattungen vermeiden
Dabei soll bei beiden Strängen darauf geachtet werden, dass es im besten Fall keine Verschattung auf den Modulen gibt. Jetzt kann man sich natürlich denken, warum das so ist? Sinkt mit einer Verschattung nicht der Strom und hat dieser nicht ohnehin keine Bedeutung in der Parallelschaltung? Das mag zwar richtig sein aber hier muss folgendes noch beachtet werden. Mal abgesehen davon, dass sich Verschattung ohnehin immer negativ auf die Modulleistung auswirkt, kann es bei gröberen Verschattungen auch dazu kommen, dass Bypassdioden einzelner Module aktiv werden. Dann würde nicht nur der Strom kleiner werden sondern auch die Spannung würde durch die aktiven Bypassdioden sinken. Dadurch kommt es wieder zu unterschiedlichen Spannungen der beiden Stränge und der verschattete Strang würde in der Parallelschaltung auch den unverschatteten „runterziehen“.
Voraussetzung 4: Verwendete Module besitzen dieselben Eigenschaften
Wir haben oben bereits erwähnt, dass es wichtig ist, dass beide Modulstränge dieselbe Spannung haben. Das kann man am besten sicherstellen indem pro Strang dieselbe Anzahl und derselbe Modultyp verwendet werden. Eine gleich hohe Spannung kann aber auch mit unterschiedlichen Modulen erreicht werden. Dabei kann man Leerlauflaufspannung und MPP Spannung im Datenblatt vergleichen. Das ist aber noch nicht alles. Verschiedene Module unterscheiden sich meist auch im Temperaturkoeffizienten. Doch auch dieser soll möglichst gleich sein bei unterschiedlichen Modultypen. Ansonsten würde es bei sehr tiefen und hohen Temperaturen wieder zu unerwünschten Spannungsunterschieden zwischen den Modulsträngen kommen.
Das waren also die vier Voraussetzungen. Wenn diese erfüllt sind, spricht nichts mehr gegen eine Ost und West ausgerichtete Anlage, die auf einen MPP Tracker verschaltet wird.
Doch gibt es dabei wirklich keine Verluste?
Studien und Analysen zeigen, dass die Verluste bei korrekter Anwendung tatsächlich zu vernachlässigen sind. Diese kommen nämlich meist nur aufgrund der Temperaturunterschiede zwischen den Modulsträngen auf. Wenn der Oststrang am Morgen wärmer ist als Weststrang, wird dieser aufgrund der Unterschiede eine etwas niedrigere Spannung haben. Am Abend kann es dann genau umgekehrt aussehen. Diese Verluste sind aber meist kaum erkennbar.
Fassen wir also alle vier nochmal kurz zusammen:
1: Die Stränge unterschiedlicher Ausrichtungen müssen parallel verschaltet werden.
2: Beide Stränge müssen dieselbe Anzahl an Modulen haben
3: Verschattungen vermeiden
4: Verwendete Module besitzen dieselben Eigenschaften
Ost-West Anlagen werden nicht nur gebaut weil es die Dachrichtungen nicht anders zulassen, sondern werden auch immer beliebter wenn des darum geht möglichst viel der PV Leistung selbst zu verbrauchen. Umso wirtschaftlicher ist es dann auch diese auf einen Wechselrichter bzw. einen MPP Tracker verschalten zu können. Und wenn dabei die erwähnten Punkte beachtet werden, spricht auch nichts mehr dagegen.
