Hallo in die Runde,
langsam werden unsere Hausbaupläne konkreter. Die PV-Anlage ist damit zwar noch in der Ferne, aber ich will jetzt bereits mit der etwas detaillierteren Vorplanung beginnen, weil wir aktuell noch den Luxus haben, ganz bequem irgendwelche Maße am Dach (in Maßen) zu ändern. Dieser Gedanke kam ja immer mal wieder in diversen Planungsthreads hoch, wo die betreffenden Pläne dann aber schon zu weit gediehen waren.
Eine grobe Skizze des Daches (nur die Südseite, die Nordseite des Satteldachs sieht genauso aus, ist aber hier nicht so relevant) habe ich angehängt. Das ganze ist grob in Richtung -20 ausgerichtet (im Forumsinne, wo 0 genau Süden ist, - nach Osten und + nach Westen). Grob, weil ich -20 aus dem NRW-GIS-Tool auslese, mit einem primitiven Kompass komme ich eher so auf -25. Dürfte aber an der Genauigkeit der Methode und der Abweichung zum magnetischen Nordpol liegen - das GIS ist vermutlich genauer. Neben der Gaube gibt es keine Dachaufbauen - Dachflächenfenster und Satellitenantenne kommen beide auf die Nordseite. Schornstein gibt es keinen, da mit WP geheizt werden soll.
Die Dachneigung ist 45 Grad (die ist gesetzt, eventuell ein paar Grad mehr, weniger auf keinen Fall). Dazu gibt es eine große Trapezgaube, deren Dach etwa 22 Grad Neigung bekommt. Das kann noch variiert werden, weniger sicher nicht, aber mit etwas mehr Neigung wird die in der Skizze 270 cm tiefe Dachfläche auf der Gaube natürlich länger (auf Kosten der 350er Fläche auf dem Hauptdach).
PVGIS gibt für unseren Standort (58091 Hagen, 230 m über NN) bei "Kristallin Silizium", 10% Systemverlust, "gebäudeintegriert" und der Climate-SAF-Datenbank einen Jahresertrag von 820 KWh/KWp für das Hauptdach und 839 KWh/KWp für das 22-Grad-Gaubendach an (841 bei 25 Grad Neigung). Das ist deutlich weniger als an vielen anderen Standorten, aber wir sind hier an der Grenze des Sauerlandes und das ist PV-technisch einer der dunkelsten Flecken in DE. Wenigstens bleiben die Module bei dem vielen Regen dann sauber...
Belegen wollen wir beide Flächen, um von den jeweiligen Vorteilen im Sommer bzw. Winter zu profitieren. Von der Leistung her zielen wir auf knapp unter 10 KWp, die in 70%-weich betrieben werden sollen. Alternativ ginge auch knapp unter 7 KWp, um der Problematik mit den Smartmetern zu entgehen, allerdings fürchte ich (Kommentare erwünscht), dass das eine kurzfristige Denkweise ist, weil es irgendwann alle erwischen wird und es dann wesentlich unwirtschaftlicher wäre, die übrige Fläche auch noch zu belegen. Speicher ist aktuell keiner vorgesehen, da nicht wirtschaftlich, aber ich will das für die Zukunft nicht ausschließen für den Fall, dass steigende Strombezugskosten und sinkende Speicherpreise die Sache doch wirtschaftlich machen.
Machbar wären 10 KWp... wenn man vom aktuellen Plan ausgeht, die Gaube leicht steiler macht, so dass auf die 270er Fläche 3 Module quer übereinander passen und Modulen von etwa 160x100, dann könnten (alles quer) auf die Gaube 3x3, oberhalb der Gaube 7x3 und links und rechts von der Gaube jeweils 1x4 (oder 1x3). Das wären dann 36 oder 38 Module - bei 280Wp pro Modul wären das schon 10640 Wp und damit zu viel. Besonders schlau erscheint mir das so aber nicht, weil das dann nur 9 Module mit der flachen und 27 oder 29 mit der steileren Ausrichtung wären - das wäre eine Herausforderung für die Stringbildung, falls es nicht SolarEdge wird (s.u.), denn der längere String würde dann im Leerlauf bei Eiseskälte sicher die 1000V sprengen, während der kurze String deutlich unterhalb des Bemessungspunkts der meisten WR bleiben würde.
Thema WR: Ich bin nach langem Forumstudium ein großer Fan der SolarEdge-Technik mit der Einzelmodulüberwachung und der problemlosen Kombination von Modulen mit Verschattung und unterschiedlicher Ausrichtung. Ich wäre sogar bereit, dafür einen Mehrpreis zu bezahlen, um den Spieltrieb zu befriedigen. Wenn ich mal wahllos einen Webshop nehme, dann kostet der 15KW WR (dreipolig) von SolarEdge (der ist billiger als der mit 10 KW) 932 Euro weniger als der entsprechende 10 KW Tripower von SMA. Ein Optimierer kostet 50 Euro, also wäre das SolarEdge-System alleine vom WR+Optimierer her (Kleinkram ignoriert) bei 36 Modulen (1800 Euro für Optimierer) 868 Euro teurer. Das wäre mir der Spieltrieb wert... wenn nicht SolarEdge durch die Optimierer den Nachteil hätte, dass man nicht eben mal im Schadensfall auf einen ganz anderen WR umsteigen kann. Von daher ist mein momentaner Ansatz, lieber einen "normalen" String-WR mit Schattenmanagement zu nehmen, die beiden Strings sinnvoll zu planen (also besser als das Adhoc-Beispiel oben) und SolarEdge nur dann nehmen, wenn es angesichts der Verschattungssituation (s.u.) wirklich nennenswerte Vorteile bringt.
Da wäre dann auch schon das Thema Verschattung. In Sonnenrichtung ist eine große Wiese... also eigentlich ideal. Leider kommt dahinter ein Berg, der im Winter dafür sorgt, dass die Sonne erst so gegen 10...11 Uhr (im letzten Dezember nachgesehen) den Boden erreicht. Das Dach wird etwas eher Sonne haben, aber es wird wohl eine längere Phase mit eher diffuser Verschattung durch die diversen Bäume auf diesem Berg geben.
Blick nach Südosten:
Blick nach Süden:
Ich habe zwei weitere Bilder angehängt, die die Blicke nach SO und S zeigen. Die Zahlenpaare bedeuten immer Ausrichtung/Höhe des Hindernisses in Grad. Letztere habe ich mit der Sensorik eines Tablets grob angepeilt... der Fehler ist vermutlich gigantisch. Darum habe ich an zwei Stellen per NRW-GIS mal nachgerechnet. An der höchsten Stelle (-30/20 im Bild) beträgt der Höhenunterschied 90 Meter bei 330 Meter Abstand -> 15,2 Grad. Rechnen wir da noch einen 20 Meter hohen Baum drauf, sind wir bei 18,4 Grad. Das Dach hat natürlich gegenüber dem Boden auch noch etwas Höhe, ist also weniger schlimm. Die zweite Stichprobe geht genau Richtung Süden, also 0/? im Bild. Hier sind es 70 m Höhe bei 340 Meter Abstand, also gerade einmal 11,6 Grad (14,8 mit 20 m Baum). Hier ist das Problem aber eher, dass das eigentliche Hindernis die näher stehenden Laubbäume sind, die im Winter natürlich kahler sind als jetzt (das Bild ist heute entstanden). Noch weiter nach Westen herum wird das Gelände flacher, da stören auch nur wieder einzelne näher stehende Laubbäume. Das auf dem einen Bild sichtbare/erahnbare Nachbargebäude ist niedriger, das dürfte nicht oder kaum stören.
Im Sommer ist das alles kein Problem, im Winter steht die Sonne aber nicht so arg hoch. Am 21.12. sind es für diesen Standort gerade einmal 15,2 Grad. Da im Dezember aber definitiv Sonne auf dem Grundstück ankommt, sind meine "Messungen" dramatischer, als es aussieht und die Berechnungen nach dem NRW GIS wohl näher an der Wahrheit. Trotzdem wird es vor 10...11 sicher keine Sonne geben und die ohnehin kargen Wintererträge noch weiter schmälern. Die Trapezgaube selbst halte ich für kein ernstes Problem, wenn man das Dach seitlich davon nicht bis ganz unten belegt und möglichst Abstand lässt - ist ja genug Platz da.
Von daher meine Frage an die Schattenexperten: Haltet ihr das für einen Fall für SolarEdge oder sollte man bei intelligenter Stringgestaltung und Modulanordnung auch mit dem Schattenmangement eines Stringwechselrichters auskommen?
Wie sollte man die Module sinnvollerweise platzieren und welche Konsequenzen für die Gaubengröße sollte man daraus ziehen? Vermutlich ist es nicht möglich, auf Gaube und Dach darüber jeweils zwei Module hochkant übereinander zu legen (bräuchte ja jeweils etwa 340 cm, das wird nichts), aber in einem der beiden Bereiche wäre das auf Kosten des anderen Bereichs wohl problemlos machbar. Dann könnte man z.B. 6x2=12 Module auf die Gaube legen, was die Stringsituation schonmal verbessert.
Welche Module sollte man für dieses Dach nehmen? Wie obige Rechnungen zeigen, ist es angesichts der Grenze von 10 KWp nicht zwingend nötig, Module mit besonders hoher Leistung pro Fläche zu nehmen, Schwachlichtverhalten ist vermutlich wichtiger.
Wenn String-WR... ist der Tripower von SMA da sinnvoll? Unterdimensionieren will ich nicht... dazu ist der Preisunterschied zwischen z.B. 8 und 10 KW einfach zu klein (etwa 200 Euro in obigem Shop), zumal ja auch noch die Sache mit der Scheinleistung zu beachten ist.
Viele Grüße und vielen Dank,
Jan