String-Auslegung mit SolarEdge

  • Hallo Leute,


    ich bin seit kurzem ein Betreiber einer kleinen 4,96 kWp PV-Anlage auf meinem Garagendach und seitdem auch ein interessierter Leser dieses Forums. Nun habe ich eine vertiefende Verständnisfrage zu dem Leistungsoptimierer-System von SolarEdge.


    Kurz die technischen Daten meiner Anlage:

    • 16x AmeriSolar AS-6M30 310Wp mono (Datenblatt)
      • aufgeständert Ost/West mit 12.5°, Ausrichtung etwa -5° SO, also fast exakt nach Süden
    • SolarEdge SE4K in der Garage
    • Alpha ESS Smile B3 Speicher im Keller

    Noch ein paar Umgebungsparameter:

    • 4200 kWh Hausstromverbrauch
    • 3700 kWh Sole-Wärmepumpe
    • Messkonzept 8 (zwei seriell geschaltete Zähler)

    Anbei ein Bild:



    Das Dach im Vordergrund ist eines der drei verschachtelten Pultdächern des Hauses mit Titanzink-Winkelstehfalz-Eindeckung, rechts das tiefere Dach ist der Carport.


    Zu meiner Frage: Am letzten Tag im Oktober hatten wir hier hier im Hunsrück das erste Mal seit Errichtung der Anlage einen richtig schönen durchgängig sonnigen Tag. Ich hatte natürlich erwartet, dass der Ertrag und auch die Leistungskurve die nebligen und wolkenbehangenen Tage davor deutlich übertrifft. Es ist allerdings genau das Gegenteil passiert. Insgesamt hatte ich nur etwa die Hälfte an Ertrag als die Tage davor.

    Daraufhin recherchierte ich etwas über die genaue Funktionsweise des SolarEdge-Systems und habe damit wohl auch die Ursache gefunden. Meine Vermutung wollte ich von Euch gerne bestätigen lassen sowie meine Ideen, wie ich vielleicht etwas gegensteuern könnte.


    Da das relativ hohe Haus ab Oktober mittags einen größeren Schatten auf die Anlage wirft, habe ich mich beim Kauf der Anlage für das SolarEdge-System entschieden, ohne genau zu wissen, wie es funktioniert. Die simplen Werbeinformationen auf der Webseite haben natürlich darüber hinweggetäuscht, dass es auch hier durchaus Einschränkungen gibt.


    Am besagten schönen sonnigen Tag ergab sich dann das folgende Leistungsdiagramm (AC-Seite):



    Wie man sieht, ist bis kurz vor 12 Uhr noch alles okay, die Leistungswerte und der Verlauf entsprechen etwa meiner Erwartung. Fast exakt mittags bricht die Leistung allerdings schlagartig ein, als 4 Module komplett im Schatten liegen und 4 weitere fast komplett. Die übrigen 8 Module waren noch komplett in der Sonne, allerdings konnten die Leistungsoptimierer in Summe hier wohl nicht mehr weiter regeln.


    Ein Bild mit dem Schattenwurf (Kontrast ist etwas gering, aber man kann es glaube ich noch erkennen), Uhrzeit war dort 12:02.



    Ich hatte zu dem Zeitpunkt eigentlich erwartet, dass die Anlage bei einer solchen Verschattung noch etwa die Hälfte der Leistung bringt. Im Endeffekt bleibt allerdings weniger übrig als an einem verschatteten Tag (dann habe ich meist so ~800 Watt an Leistung über den Großteil des Tages).


    Nachdem ich mich etwas über die Funktionsweise der Optimierer schlau gemacht habe, gehe ich davon aus, dass zu dem Zeitpunkt 8 der Optimierer bereits am Regelmaximum von 60V liefen und die übrigen damit keinen Spielraum mehr hatten, um sich optimal auszuregeln. Das kann man in diesem Diagramm des gleichen Tages auch schön erkennen:



    Kurz vor 12 springen 8 Optimierer auf 60V, der Rest dümpelt bei 30 bis 40V rum. Ab 14 Uhr etwa sind dann alle Module verschattet, erst etwas später sind die westlichen Module dann wieder in der Sonne.


    Erst bei meinen späteren Recherchen habe ich dann herausgefunden, dass 16 Module bei einem dreiphasigen Wechselrichter das Minimum sind und das System dann den kleinsten Regelspielraum hat. Somit können die Optimierer gar nicht ausreichend regeln, wenn sich eine nennenswerte Anzahl an Modulen im Schatten befindet.


    Jetzt die entscheidende Frage:

    Kann ich dem Verhalten entgegensteuern, indem ich weitere Module/Optimierer installiere, auch wenn diese schattentechnisch und ausrichtungstechnisch nicht optimal sind? Zum Beispiel auf dem Carport daneben, welches einen 14° Dachneigung nach Norden hat?

    Hätten die 8 Module in der Sonne zu dem Zeitpunkt mehr Leistung ausspielen können, wenn sich beispielsweise auf dem Carport-Dach weitere 10 Module befunden hätten (egal ob Sonne oder verschattet)? Also unabhängig davon, wie viel Leistung die 10 zusätzlichen Module selbst bringen würden.


    Von März bis September ist maximal das Modul ganz links vorne verschattet, weshalb der ganze Sachverhalt hier eigentlich nur im Winterhalbjahr eine Rolle spielt. Trotzdem hätte ich gerne eine möglichst optimale Ausnutzung und wäre durchaus auch bereit noch ein paar Module auf dem Carport unterzubringen.


    Weitere Möglichkeiten wären meinem Verständnis nach:

    • einphasigen SE-Wechselrichter benutzen, der benötigt weniger DC-Spannung
    • statt der P370- die P404-Optimierer verwenden, die auf bis zu 80V regeln können und damit der Regelspielraum etwas wächst

    Ich bin auf Eure Tipps und Kommentare gespannt.


    Viele Grüße

    Mathias

    4.96 kWp, 16x AmeriSolar AS-6M30 310Wp mono, Ausrichtung O/W 12.5°

    SolarEdge SE4K

    Alpha ESS Smile B3 Speicher

  • Versuch mal ein Bild von deiner Stringspannung zu machen. Darauf legst du dann die Leistungskurve. Mal sehen, ob Unregelmäßigkeiten zu entdecken sind.


    Gruß

    Das sieht für mich alles gut aus bis auf den minimalen Knick an der Leistungsspitze.



    Leider kann man sich nicht die Stromstärke auf DC-Seite anzeigen lassen.

    4.96 kWp, 16x AmeriSolar AS-6M30 310Wp mono, Ausrichtung O/W 12.5°

    SolarEdge SE4K

    Alpha ESS Smile B3 Speicher

  • falscher Wechselrichter. 750V

    mit 16 Optimierern ist grenzwertig

    mindestens 13 müssen unverschattet sein.


    fallen mehr als 3 Module aus, schafft das System keine 750V mehr, bzw. schaffen sie es, aber der Strom ist limitiert.

    ein SE4000HD wäre besser.

    16+15 Hanwha Qcell G5 Duo 320Wp (9,92kWp). Nach Dachsanierung

    Ausbau auf 16+16 G5 Duo und 15 Sharp NU-SC 360 (15,64kWp)

    an Fronius Symo 12,5

  • Danke für die Bestätigung. Das habe ich mir auch schon gedacht.

    Was ist aber mit meiner Idee weitere Module auf dem Carport zu installieren und damit die Anzahl an Modulen und Optimierern zu erhöhen. Kann ich damit den relativen Anteil der "erlaubten" verschatteten Module erhöhen?


    Einen anderen WR bräuchte ich ja ohnehin ...

    4.96 kWp, 16x AmeriSolar AS-6M30 310Wp mono, Ausrichtung O/W 12.5°

    SolarEdge SE4K

    Alpha ESS Smile B3 Speicher

  • Alos ich würde die Aufständerung ändern. Wenn ich das richtig sehe, schauen 8 Module nach osten und 8 nach westen. Warum hast du nicht drei oder vier Reihen alle nach süden mit 20 Grad ausgerichtet? Ich habe so eine "Aufständerung mal testweise mit zwei Modulen ausprobiert, Ergebnis: Mist. Dann habe ich sie gen Süden ausgerichtet, Ergebnis: mehr Ausbeute.

    Auch der Hinweis von mdonau wäre zu beachten.

  • Die 16 Stück passen in dieser Ausrichtung press auf die Garage drauf - genau in die Aufkantung der Betondecke. Ich hätte dann keine 4 Stück längs rein bekommen und auch keine 4 Reihen quer, wegen der dann auftretenden Verschattung.


    Außerdem würde das nichts an der Verschattungssituation insgesamt ändern.

    4.96 kWp, 16x AmeriSolar AS-6M30 310Wp mono, Ausrichtung O/W 12.5°

    SolarEdge SE4K

    Alpha ESS Smile B3 Speicher

  • ist halt November, da kommt eh nicht mehr viel und die Sonne steht tief.


    die Anlage ist so ziemlich verbockt,

    mit mehr Modulen ist der WR dann wieder sehr knapp.

    Erst über 7kWp würde ich auf 3phasig gehen,

    vorher reicht der SE5000HD dicke.

    16+15 Hanwha Qcell G5 Duo 320Wp (9,92kWp). Nach Dachsanierung

    Ausbau auf 16+16 G5 Duo und 15 Sharp NU-SC 360 (15,64kWp)

    an Fronius Symo 12,5

  • einphasigen SE-Wechselrichter benutzen, der benötigt weniger DC-Spannung

    Wenn du die Speisespannung von 750 V durch deine 16 Module teilst, dann hat jedes Modul bei angenommen gleicher Leistungsabgabe schon 46,875 V. Da ist nicht mehr viel bis 60 V max. Spannung der P370. Fällt nun bei einer größeren Anzahl von Modulen die Leistung weg, dann kommt das System nicht umhin, auch den Strom runter zu nehmen. Bei 380 V des 1-phasigen WR liegst du bei 23,75 V je Modul (wieder theoretisch gleiche Leistung). Da ist einfach mehr "Luft nach oben".

    statt der P370- die P404-Optimierer verwenden, die auf bis zu 80V regeln können und damit der Regelspielraum etwas wächst

    Vorsicht. Der P404 kann zwar bis 80 V hoch, aber nur bis 12,5 V runter. Das könnte in der Kombination mit einem 1-phasigen WR auch schon wieder doof werden.

  • Die Dimensionierung des WR mal außer Acht gelassen: Würde sich das ganze verbessern, wenn ich noch 6 bis 10 Module hinzufüge, den String also deutlich verlängere? Würden dann beispielsweise 8 Module in der Sonne und 20 im Schatten noch besser ausgenutzt werden als 8 in der Sonne und 8 im Schatten?

    4.96 kWp, 16x AmeriSolar AS-6M30 310Wp mono, Ausrichtung O/W 12.5°

    SolarEdge SE4K

    Alpha ESS Smile B3 Speicher