Leistungsoptimierer PV: Mehr Effizienz für Ihre Photovoltaikanlage
Von Nikita Kühne
PV-Anlagen (Photovoltaik-Anlagen) sind eine der effizientesten Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien. Doch wie in jedem technischen System gibt es auch hier Potenziale für Optimierung. Ein zentrales Element zur Steigerung der Effizienz sind die sogenannten Leistungsoptimierer.
In diesem Artikel erfahren Sie, was genau Leistungsoptimierer sind, wie sie funktionieren, welche Kosten entstehen und in welchen Fällen ihr Einsatz sinnvoll ist. Als langjährige Experten auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien beantworten die Energieheld-Experten alle Ihre Fragen und unterstützen Sie auch gern bei Ihrem Sanierungsvorhaben.
Was ist ein Leistungsoptimierer?
Ein Leistungsoptimierer ist ein kastenförmiges, elektronisches Gerät, das direkt an einem Photovoltaik-Modul angebracht wird. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Leistung jedes einzelnen Moduls in der Anlage zu maximieren.
In einer typischen PV-Anlage sind die Module in Reihen (Strings) miteinander verbunden. Ohne Leistungsoptimierer wird die Gesamtleistung eines Strings durch das schwächste Modul beeinflusst. Beispielsweise können Verschattung, Verschmutzung oder unterschiedliche Ausrichtungen dazu führen, dass ein Modul weniger Leistung erzeugt und damit den gesamten String ausbremst. Leistungsoptimierer wirken diesem Effekt entgegen.
Wie funktionieren Leistungsoptimierer?
Leistungsoptimierer arbeiten mit der sogenannten Maximum Power Point Tracking (MPPT)-Technologie. Dabei wird laufend für jedes individuelle Modul der optimale Arbeitspunkt (Maximum Power Point, MPP) ermittelt und eingestellt. Dadurch kann jedes Modul unabhängig von den anderen seine maximale Leistung liefern. Die gewonnene Gleichspannung wird an den Wechselrichter übertragen, der den Strom ins Hausnetz einspeist oder zurück ins Stromnetz leitet. Nötig ist hierfür ein sogenannter MPP-Tracker.
Leistungsoptimierer: Das sind die Vor- & Nachteile
Hier haben wir Ihnen die wichtigsten Vor- und Nachteile einmal übersichtlich zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Höhere Energieausbeute | Zusätzliche Kosten für Anschaffung und Einbau |
| Erweiterte Überwachung | Leicht erhöhter Stromverbrauch |
| Flexibilität beim Anlagendesign | Höhere Komplexität bei Wartung und Reparatur |
| Längere Lebensdauer | Herstellerabhängigkeit |
| Mehr Sicherheit im Falle eines Brandes |
Leistungsoptimierer bieten zahlreiche Vorteile, die sie besonders für komplexe Photovoltaikanlagen attraktiv machen. Ein großer Pluspunkt ist die höhere Energieausbeute, da jedes Modul unabhängig optimiert wird. Das bedeutet, dass selbst bei Verschattung, Verschmutzung oder unterschiedlichen Ausrichtungen der Module die Gesamtleistung der Anlage maximiert werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist die erweiterte Überwachung: Viele Systeme ermöglichen es, die Leistung jedes einzelnen Moduls zu kontrollieren. So können Probleme schnell erkannt und behoben werden. Im Falle eines Brandes kann die Spannung des betroffenen Moduls zudem reduziert werden, was das Löschen erleichtert und für mehr Sicherheit sorgt.
Zudem schaffen Leistungsoptimierer mehr Flexibilität beim Anlagendesign, da sie die Kombination von Modulen mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder Neigungen erleichtern.
Schließlich können sie die Lebensdauer der Anlage verlängern, indem sie die Belastung gleichmäßig auf die Module verteilen und so den Verschleiß reduzieren.
Allerdings gibt es auch einige Nachteile. Der wohl wichtigste Punkt sind die zusätzlichen Kosten, da Leistungsoptimierer zwischen 50 und 80 Euro pro PV-Modul kosten. Je nach Größe der Anlage können sich die Kosten schnell summieren. Da die Geräte an das Stromnetz angeschlossen werden, steigt zudem der Stromverbrauch leicht an.
Auch die höhere Komplexität der Anlage ist zu beachten: Die zusätzliche Technik erfordert nicht nur eine aufwendigere Installation, sondern macht die Wartung unter Umständen ebenfalls anspruchsvoller.
Ein weiterer Nachteil ist die Abhängigkeit von Herstellern, da viele Leistungsoptimierer nur mit bestimmten Wechselrichtern kompatibel sind. Diese Einschränkung kann die Auswahl der Komponenten begrenzen und die Planung erschweren.
Wann lohnt sich der Einsatz von Leistungsoptimierern?
Der Einsatz von Leistungsoptimierern ist besonders sinnvoll, wenn:
Ihre PV-Anlage regelmäßig Teilverschattung ausgesetzt ist, z. B. durch Nachbarhäuser, Bäume, den Schornstein oder eine Satellitenschüssel.
Unterschiedliche Dachneigungen oder Ausrichtungen vorliegen, wodurch die Module starke Unterschiede bei der Leistung aufweisen.
Sie in einer Region mit häufigen Verschmutzungen (z. B. durch Landwirtschaft oder Verkehr) leben.
Ihre PV-Anlage Strings mit unterschiedlichen Längen besitzt, da hier sonst die Leistung der produktiveren Strings an die der kürzeren Strings angeglichen wird.
Sie maximale Energieeffizienz, Sicherheit und Kontrolle über Ihre Anlage wünschen. Per App oder Software lässt sich dank der Leistungsoptimierer die genaue Leistung der einzelnen Module abrufen. Im seltenen Falle eines Brandes kann der Leistungsoptimierer des betroffenen Moduls zudem automatisch dessen Spannung reduzieren.
Für Anlagen in optimaler Lage ohne Verschattung oder Verschmutzung können Leistungsoptimierer hingegen eine unnötige Investition darstellen. Das betrifft tatsächlich einen Großteil der für PV geeigneten Dächer in Deutschland. Lassen Sie sich daher unbedingt von einem Experten beraten. Wir von Energieheld wissen genau, worauf es ankommt und übernehmen das gern für Sie.
Neben Leistungsoptimierern gibt es auch Mikro-Wechselrichter, die ebenfalls auf Modulebene arbeiten. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Mikro-Wechselrichter den Gleichstrom direkt in Wechselstrom umwandeln, während Leistungsoptimierer den Gleichstrom optimieren und an einen zentralen Wechselrichter weiterleiten. Leistungsoptimierer eignen sich vor allem für große Anlagen mit zentralem Wechselrichter, während Mikro-Wechselrichter häufig bei kleinen Anlagen zum Einsatz kommen.
Die Kosten von Leistungsoptimierern
Die Kosten für Leistungsoptimierer variieren je nach Hersteller und Modell. Im Durchschnitt liegen die Preise bei 50 bis 80 Euro pro Modul. Bei einer typischen Anlage mit 10 Modulen bedeutet dies Zusatzkosten von 500 bis 800 Euro. Hinzu kommen mögliche Installationskosten, die je nach Anbieter und Aufwand unterschiedlich ausfallen können.
Dafür erhöht sich allerdings auch dauerhaft die Leistung Ihrer PV-Anlage, sodass sich die Kosten mit der Zeit amortisieren.
Installation & Wartung von Leistungsoptimierern
Die Installation von Leistungsoptimierern sollte von einem Fachbetrieb durchgeführt werden, um eine korrekte Integration in die PV-Anlage zu gewährleisten. Das gilt für den Einbau bei einer komplett neuen Anlage gleichermaßen wie für das Nachrüsten von Leistungsoptimierern bei einer bestehenden Anlage.
Wartungsarbeiten sind in der Regel minimal, jedoch können Software-Updates oder der Austausch defekter Optimierer erforderlich sein. Zudem sind sie, genauso wie die Photovoltaikanlage selbst, über die Jahre zahlreichen Verschmutzungen wie Vogelkot, Staub oder Pollen ausgesetzt und sollten regelmäßig abgewischt werden. Eine regelmäßige Überprüfung der Anlagenleistung über das Monitoring-System hilft zusätzlich, mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen.
Fazit: Leistungsoptimierer als Booster für Ihre PV-Anlage
Leistungsoptimierer sind eine ausgezeichnete Lösung, um die Effizienz von Photovoltaikanlagen zu steigern, insbesondere unter schwierigen Bedingungen wie Verschattung oder unterschiedlichen Modulneigungen. Dank der individuellen Leistungsüberwachung bieten sie zudem eine hohe Transparenz und erleichtern die Wartung.
Bevor Sie sich jedoch für den Einsatz von Leistungsoptimierern entscheiden, sollten Sie die spezifischen Gegebenheiten Ihrer PV-Anlage analysieren und Kosten sowie Nutzen abwägen. Ein professioneller Energieberater kann Sie hierbei unterstützen und Ihnen helfen, die beste Lösung für Ihre Anlage zu finden.
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Zum Autor: Nikita Kühne
Nikita Kühne ist studierter Wirtschaftsingenieur (M.Sc) und bei RENEWA/Energieheld Teamleiter der Fachplanung. Als Energieberater für Wohn- und Nichtwohngebäude bringt er sein Interesse an Digitalisierung und datengetriebenem Arbeiten in die Beratung ein. Mit seiner Expertise entwickelt er neue Ansätze, die Energieeffizienz und Lebensqualität steigern sollen, um eine nachhaltige Zukunft zu schaffen. Hier gelangen Sie zu Nikitas LinkedIn Profil.
