Wirkungsgrad von Wechselrichtern in Abhängigkeit von der Stringlänge

  • Hallo,


    wir planen derzeit eine PV-Anlage. Das Dach ist in SW-Richtung ausgerichtet (35°), Dachneigung ist 30°. Auf diese Dachseite passen 15 Module.


    Uns liegt jetzt ein Angebot eines Solateurs vor, bei dem zusätzlich auch die Nordostseite belegt würde, und zwar mit 6 Modulen inklusive TIGO Optimierern.


    Das wären dann 21 Module und damit unter der ja auch üblichen 1000 V-Grenze des Wechselrichters.


    Auf die NO-Seite würden noch ein paar Module mehr passen, maximal 12.


    Damit würden sich zwei Optionen ergeben:


    1 String mit 15 + 6 Modulen, 6 davon optimiert. Alle zu optimieren lohnt nicht, da der Mehrertrag (Sommer Morgens nur NO beleuchtet, SW noch nicht geht dann komplett verloren, wäre aber ohnehin mit 6 Modulen plus 0 gerne unterhalb der 250 V Minimalspannung des WRs.


    2 Strings, einmal 15 Module, einmal 12 Module, davon 3 mit Optimierern wg. leichter Verschattung durch Kamin/Sat-Schüssel.


    Unser Solateur sagte etwas, was ich wortgleich hier im Forum auch schon gesehen habe: "Lieber 1 String mit 21 Modulen als 2 Strings mit je 11 Modulen!"


    Nachvollziehbar, weil das eine Zusatzmodul beim Ertrag nicht hinreichend Zusatzertrag bringt - zumindest nach Abzug der Mehrkosten -, um die höheren Verluste durch den dann schlechteren Wirkungsgrad des Wechselrichters auszugleichen.


    Meine Frage jetzt:


    Wie "schlimm" ist das mit den Wirkungsgraden in der Praxis bei 15 bzw. 12 Modulen im Vergleich zu 21 Modulen?


    Klar, das hängt auch vom konkreten Wechselrichter ab. Jetzt bitte nicht schlagen, betrachtet es als Hobby, ggf. auch als teures Hobby, oder als Pessimismus, was die Entwicklung des Strompreises betrifft. Es soll ein Speicher aufgebaut werden, und zwar einer, der den WR integriert hat: E3DC S10E Infinity 9.75.


    Für SMA Wechselrichter habe ich da so eine Tonne schöner Kurven mit Wirkungsgraden in Abhängigkeit von Spannung und Leistung gefunden. Klar ist: SMA ist nicht E3DC. Aber die Tendenz dürfte vergleichbar sein, und für E3DC habe ich da leider nichts gefunden.

    Klar ist auch, dass die Anzahl der Module sich sowohl auf die Spannung als auch auf die Leistung auswirkt. Nur wie sehr?


    Im Normalfall haben die Module (LG Neon 2, 365 Wp) ihren MPP im Bereich von 35V. 12 x 35V sind 420V. 15x 35V sind 525V. 21x 35V sind 735V. Bei den SMAs (ich habe mir nicht alle vierundachzigtausend Modelle angeschaut) liegen die optimalen Wirkungsgrade bei WRs, die bis 800V vorgesehen sind, im Bereich 600V. Davon sind 525 und 735 beide ein Stück weg, wahrscheinlich wären hier 17 Module optimal (SMA, nicht E3DC, ich weiß... darum frage ich ja...).


    Unterschiede im Wirkungsgrad bzgl. der Spannung sind in der Gegend von 1-2 %. Das ist verschmerzbar, vor allem, wenn man nicht nur ein, sondern 6 Module zusätzlich unterbringen kann.


    Wie schaut es in der Praxis, vor allem auf der NO-Seite, mit der leistungsabhängigen Komponente des Wirkungsgrades aus? 12x 365Wp sind 4380Wp. Die Sonne steht aber nicht im Nordosten senkrecht auf den Modulen, da ist Wp wohl nicht zu bekommen. Schade eigentlich, denn 4380W wären schick knapp unter den 50% der Nennleistung (E3DC S10E: 18kW max., 2 WRs -> 9kW pro WR?), bei denen zumindest die betrachteten SMAs ihr Optimum entfalten. Nach Ausrichtung und Standort (Rhein-Main) liefern, auf's Jahr gerechnet, die Module auf der NO-Seite etwa 65% dessen, was die SW-Module liefern. In welchen Bereich der "links" (geringe Leistung) doch sehr stark abfallenden Wirkungsgrade kommt man bei dieser Auslegung letzten Endes? Bzw. wie stark beeinflusst das im Schnitt den Gesamtwirkungsgrad?


    Verstehe ich hier die Physik oder E-Technik oder Mathematik überhaupt richtig?



    Lange Rede, kurzer Sinn: ergibt eine Auslegung von "15 SW + 12 NO an 2 Strängen des E3DC S10E Infinity" Sinn? Mehr Sinn als "15 SW + 6 NO mit Optimierer an 1 Strang des E3DC"?


    Und wie schon gesagt: bitte nicht schlagen, weil ich einen Speicher will...

  • Ein E3DC is so ziemlich das schlimmste bei deiner Dachsituation.

    Stimmt, zudem ist E3DC so ziemlich das teuerste (aber leider nicht das beste) was man kaufen kann.

    Die "Optimierer" optimieren hier nichts, sie dienen lediglich als "Krücke" weil es bei E3DC kein Schattenmanagement gibt.

    Es müssten dann aber alle Module mit Tigos ausgestattet werden. Unterschiedliche Ausrichtungen in einem String funktionieren auch mit Tigos erfahrungsgemäß nicht (auch wenn das einige wenige glauben wollen) .


    Bei dieser Ausgangslage braucht man über den Begriff "Wirkungsgrad" garnicht reden... :rolleyes:


    Und wenn du unbedingt einen Speicher haben willst dann geht das besser und günstiger... 😏


    Wie Theslowman schon richtig sagt:

    Dach vorstellen und FAQ lesen, dann schauen wir weiter.


    FAQ - wertvolle Informationen zu PV-Anlagengröße, Stromspeicher, Wirtschaftlichkeit, Eigenverbrauch, Optimierung, Simulation, erwartbarer Ernte, Auslegung, Wärmepumpe, rechtlichen und steuerlichen Grundlagen, Netzanschlussbegehren zwecks EEG-Vergütung uvm

    mit freundlichem Gruß
    smoker59

  • Ein E3DC is so ziemlich das schlimmste bei deiner Dachsituation. Bitte Dach vorstellen und dann schauen wir mal. Bitte auch die FAQ von pflanze lesen.

    Hallo und vielen Dank für die schnelle, aber etwas ernüchternde Antwort.


    Ich hatte mich hier im Forum schon umgesehen und auch den umfangreichen FAQ schon gesehen, aber nicht komplett auswendig gelernt ;-).


    Ok, unser Dach:


    (Google Maps, originale Ausnordung)


    Es geht um die obere, linke Doppelhaushälfte. Ausrichtung Südwest, 35° Azimuth, 30° Dachneigung. Rhein-Main-Gebiet. Auf der anderen DHH gibt's leider eine Gaube und einen Kamin auf der Südwestseite. Der 1,25m Abstand zur Trennwand verbietet die besonders problematischen Stellen aber ohnehin. Es gibt ansonsten zwei Dachflächenfenster und an der Traufe ein Schneefanggitter.


    Das Dach ist, inklusive Überstand, 6,75m breit. Der Platz oberhalb der Fenster ist 3,40 hoch (Unterkante unterste Ziegelreihe zu Unterkante Firstziegel), zwischen den Fenstern ist nur 1m Platz, neben dem Fenster gut 1,40m, unterhalb der Fenster knapp 2m bis zum Schneefanggitter. Es gibt einen zu überbauenden Abwasser-Lüftungsschacht


    Unterhalb der Fenster müssten damit bei Standard-Modulmaßen (~1,70m x 1,00m) 5 Module senkrecht hinpassen, ein senkrechtes außen neben das linke Fenster und noch 3x3 quer oberhalb der Fenster (Abstand Unterkante unterste Ziegelreihe oberhalb der Fenster zum Firstziegel ist 3,40 m).


    Auf der Nordostseite (auch 30° Dachneigung) sind die Fenster etwas weiter auseinander positioniert, so dass ein weiteres Modul zwischen die Fenster passt. Dafür passen unterhalb der Fenster nur vier Module hin (rechts ist eine Trittstufe für den Schornsteinfeger im Weg), und oberhalb der Fenster sind, wenn überhaupt, nur 3 Reihen a 2 Modulen quer vernünftig unterbringbar, da die Satellitenschüssel und der Kamin hier zu viel Schatten spenden. Ansonsten gibt's auch hier ein Schneefanggitter und einen zu überbauenden Abwasser-Lüftungsschacht.


    Angeboten wurde uns das Ganze wie geschildert mit LG Neon 2 365Wp Modulen und einem E3DC S10E Infinity 9.75 Hauskraftwerk, zunächst in zwei Varianten:

    • nur SW mit 15 Modulen belegt
    • beide Seiten belegt, aber nur 6 Module (unterhalb und zwischen/neben den Fenstern).

    Die erste Variante ist klar - alles gleich ausgerichtet, nur relativ wenig Verschattung (trotz Gaube), keine Optimierer, ein Strang.



    Die zweite Variante ging mit 21 Modulen an das übliche 1000V-WR-Limit und schloss die 6 NO-Module an den gleichen Strang an, dafür mit Optimierern. Diese dann aber nur auf der NO-Seite. Eine Verwendung der Optimierer auch auf der SW-Seite würde zwar grundsätzlich die Zeiten morgens im Sommer erschließen, an denen nur die NO-Seite Sonne abbekommt, der Mehrertrag würde aber die Mehrkosten für 15 weitere Optimierer nicht einspielen. Ok, das muss ich erstmal so hinnehmen, klingt aber plausibel.


    Sind die TIGOs in der Praxis so weit weg vom Hersteller- und Solateur-Versprechen? Wenn ich deren Funktionsweise richtig verstehe, können sie, solange noch 8 V übrig bleiben, die von einem Modul zur Verfügung gestellte Leistung so auf Spannung und Strom verteilen, dass sie sich beim Strom den vorhandenen Umständen anpassen und bei der Spannung entsprechend runtergehen. Umgekehrt geht es nicht, d.h. die oben geschilderte Sommermorgen-Situation "Sonne auf NO, noch keine Sonne auf SW" ergibt de facto Null Ertrag. Klemmt das einfach nur und tut nicht, was es soll? Oder ist das, was es verspricht, nicht hilfreich?


    Insgesamt ist zumindest auf der SW-Seite die Schattensituation überschaubar. Die Gaube und der Kamin der Nachbarn stören etwas, laut Simulation des Solateurs aber auf das Jahr gerechnet zu 1,8%. Dafür lohnt der Einsatz von Optimierern nicht und der Effekt eines Schattenmanagements ist auch begrenzt.


    Nimmt man die NO-Seite hinzu, sind die Schatteneffekte schon größer. Für eine 15+12-Auslegung habe ich noch keine Simulation, für die 15+6-Auslegung mit Optimierern auf NO liegen wir bei 1,9% Schattenverlust über das Jahr. Klingt noch nicht nach einem großen Problem, sind aber natürlich nur die Zahlen des Solateurs.


    Was macht - außer dem fehlenden Schattenmanagement - den E3DC in dieser Situation so schlecht? Zu groß? Zu klein? Andere Probleme?


    Was ich mir hier im Forum wünschen würde, außer einem sehr langen FAQ, wäre mal eine gepflegte, innerhalb des Forums anerkannte Gegenüberstellung der verschiedenen Geräte. So a la "Vorteile und Nachteile des Geräts X vom Hersteller Y". Gepaart mit Erfahrungsberichten. Weil so eine Aussage wie "Ein E3DC is so ziemlich das schlimmste bei deiner Dachsituation" macht wenig Mut und klingt sehr pauschal. Warum ist das so? Und nein, der FAQ gibt das für mich (noch) nicht preis...


    Vielleicht bräuchte man da eher ein Wiki als ein Forum, mag sein. Hilfreich wäre es jedenfalls.

  • Wir sind kein Handyforum, gut oder schlecht bei PV ist eher abhängig von der Situation ;) Deswegen schlecht gibt es eher nicht.


    Das beste ist bei dir, PVSol Premium runter laden, ist automatisch ne 30 Tage Testversion. Haus +Dach modellieren und dann kann man Ideen zur Belegung diskutieren.....

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    Gibt mal wieder eine Nacht mit wenig Schlaf, aber ich denke, das werde ich tun.

    Gut/schlecht: klar, das ist individuell. Um bei den Handies zu bleiben: für den einen bietet ein 2000 Euro Handy mit einem 100 Euro Vertrag den besten Nutzen, der andere ist mit einem alten FeatureFone bestens bedient. Deswegen ja die Idee, Vor- und Nachteile aufzuführen.

    Mich würde erstmal trotzdem interessieren, was am E3DC in meiner Situation so besonders schlecht ist...