Photovoltaik: Was bringen Leistungsoptimierer auf Modulebene?

ZU sehen ist eine grafische Darstellung der Wirkung von Leistungsoptimierern auf Modulebene.Grafik: SolarEdge
Grafische Darstellung der Wirkung von Leistungsoptimierern auf Modulebene.
SolarEdge kritisiert die Methodik einer dänischen Studie, die kürzlich zu dem Ergebnis kam, dass Leistungsoptimierer auf Modulebene typischerweise keinen höheren Ertrag erzielen würden.

In einer auf dem Solarserver am 17. April veröffentlichten Meldung hat der Wechselrichterhersteller SMA auf eine Studie der Universität von Süd-Dänemark verwiesen, der zufolge Leistungsoptimierer auf Modulebene nur wenig Zusatzertrag bringen. In der Studie hatten die Forscher zwei Systeme mit Leistungselektronik auf Modulebene (MLPE) mit einem String-Wechselrichtersystem vergleichen. SolarEdge, Hersteller einer der getesteten Systeme mit MLPE, sieht die Methodik der Studie kritisch.

„Im Zusammenhang mit der kürzlich veröffentlichten Studie über Leistungselektronik auf Modulebene (MLPE) glauben wir, dass es eine Reihe von Fragen bezüglich der Art und Weise gibt, wie die Studie durchgeführt wurde“, heißt es in der Stellungnahme von SolarEdge.

Und weiter: „Die Testbedingungen in der Studie werden als „Extremszenarien“ angegeben, die laut Studie „dort gewählt wurden, wo von den Optimierern der höchste Nutzen erwartet wird“. Dies ist eine falsche Erwartung, und die Szenarien lassen keine Rückschlüsse auf reale PV-Anlagen zu, die auf Dächern oder auf einer Freifläche montiert sind.“

Kritikpunkte im Einzelnen

Im Folgenden erläutert SolarEdge einige der problematischen Bereiche der Studie näher, die deren Integrität und Schlussfolgerungen nach Einschätzung von SolarEdge in Frage stellen:

  • Unzureichende Testdauer: Jahreszeitliche Schwankungen werden nicht berücksichtigt, was erforderlich wäre, um die Gesamtauswirkungen von Verschattungs- oder Ausrichtungsvarianten richtig zu messen.
  • Ausschluss von Kerndaten: Daten wie Leistungsabweichungen von PV-Modulen sind von der Studie ausgeschlossen. Dies ist besonders bedenklich, da die Standard-Leistungsabweichungen (Mismatch) von PV-Modulen tatsächlich höher sind als die in den Testergebnissen angegebenen Unterschiede.
  • Selektive Datenauswahl: Der Bericht wählt einzelne Tage selektiv aus, anstatt Durchschnittswerte für die gesamte Testdauer zu verwenden, wodurch die Ergebnisse falsch darstellt werden.
  • Unzureichende Testmenge: In jedem Szenario wurden nur 14 Module pro System getestet, und in allen Szenarien wurden die gleichen Module verwendet. Diese Stichprobengröße hat nicht genügend statistische Signifikanz, um aussagekräftige Schlussfolgerungen über das Verhalten von PV-Systemen hochzurechnen.
  • Die in der Studie verwendeten Szenarien sind nicht realitätsnah oder unrealistisch: Beispielsweise wurde das Szenario mit mehreren Modulausrichtungen simuliert, indem nur ein PV-Modul in einem Strang mit einem dünnen Baumwolltuch abgedeckt wurde. Dies würde im Laufe des Tages keine unterschiedliche Einstrahlungskurve erzeugen, wie dies in der realen Welt bei einem anders ausgerichteten Modul der Fall wäre. Ein zweites Beispiel ist die Platzierung eines großen Mastes direkt vor den PV-Modulen, um Verschattung zu verursachen. Dadurch werden lediglich die Bypassdioden getestet, nicht der Mismatch auf Modulebene.
Kritik an mangelnder Transparenz

SolarEdge hat sich ohne Erfolg direkt an den Autor der Studie gewandt und die Rohdaten angefordert, auf denen die Studie basiert. SolarEdge zitiert aus seiner Antwort: „In diesem Fall ist es nicht der Mehrwert für die auf Modulebene optimierten PV-Systeme, denn der Schatten wirkt sich nicht gleichmäßig auf die 3 Systeme aus. Grundsätzlich sind die Module mit Optimierern als Erste von der Verschattung betroffen und haben daher weniger Ertrag im Vergleich zum anderen Optimierungssystem und dem System ohne Optimierer“. Dies zeigt laut SolarEdge, dass der Verschattungseffekt bei den verglichenen Systemen nicht identisch war: „Die genannten Schwachstellen, die durch die mangelnde Bereitschaft des Autors zur Transparenz der Daten und sein Eingeständnis der Ungleichheit des Tests noch verstärkt werden, sollten erhebliche Zweifel an der Durchführung dieser Untersuchung und ihren Schlussfolgerungen aufkommen lassen.“

Studien belegen Vorteile der Leistungsoptimierer

Laut SolarEdge haben zahlreiche Forschungsarbeiten den Wert der Leistungsoptimierer belegt, die im Laufe der Jahre angesehene, professionelle und objektive Organisationen durchgeführt haben. Zusätzlich zu diesen Studien erkenne der Markt kontinuierlich den Wert der DC-Optimierung an, indem er sich für SolarEdge entscheide.

Einige der Studien, die den Wert von Leistungsoptimierern überprüft und nachgewiesen haben:

  • Das Photon Magazine führte eine unabhängige Studie durch, die zeigte, dass Leistungsoptimierer den Energieertrag sowohl in verschatteten als auch in nicht verschatteten Szenarien erhöhen.
  • Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) hat vom PV Evolutions Lab (PVEL) eine Studie durchführen lassen, die ergab, dass das SolarEdge System die Leistung eines zuvor führenden Standardwechselrichter- und Mikrowechselrichtersystems übertrifft.
  • Eine andere kürzlich von der University of Gayle im Jahr 2019 veröffentlichte Studie bestätigte diese Ergebnisse erneut. In der Studie zeigten die Leistungsoptimierer von SolarEdge im Vergleich zu einem traditionellen Stringwechselrichter-System einen Energiegewinn von 2 % bei leichtem Schatten und bis zu 8,5 % bei stärkerer Verschattung.

30.4.2020 | Quelle: SolarEdge | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH

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