Über Jahrzehnte können Photovoltaikanlagen zuverlässig und wartungsfrei ihren Dienst leisten. Die Komponenten (Solarmodule, Wechselrichter) sind inzwischen technisch sehr ausgereift und langlebig. Aber eine Verschattung der Photovoltaikanlage wird meistens unterschätzt und gehört zu den größten Planungsfehlern. So kann eine Anlage jahrelang einwandfrei funktionieren, aber mit der Zeit entstehen Verschattungen (z. B. durch wachsende Bäume und Büsche oder Baumaßnahmen [z. B. durch den Nachbar]).
Auch bei einem perfekt nach Süden ausgerichteten Dach kann keine installierte PV-Anlage effizient arbeiten, wenn diese je nach Jahreszeit (besonders im Winter) im Schatten hoher Bäume liegt. Auch Teilverschattungen haben einen überproportional negativen Einfluss auf die Ertrag einer PV-Anlage.
Es gibt viele verschiedene Verschattungen, die auf Solarmodule einfallen und den Ertrag des gesamten Systems mindern oder die Anlage beschädigen. Damit man dieses Gefahrenpotenzial vermeiden kann, muss man sich über die möglichen Verschattungskomponenten im Klaren sein.
Mögliche Schattengeber bzw. Schattenwerfer sind
• Schornsteine, Kamine
• Antennen, Satellitenanlagen
• Solarmodule bei zu geringen Abständen bei der Flachdachmontage
• Schrauben und Klemmen in der Fläche der Solarmodule
• Laubablagerung, Vogelkot, Staubschichten, Schnee
• Neben- oder Nachbargebäude, Dachgauben
• Straßenlaternen, Strommasten, Stromfreileitungen
• Bäume, Hecken, Sträucher
• Bodenerhebungen (Hügel, Kuppen, Wälle).
Um eine Verschattung zu minimieren oder vollständig zu verhindern, hängt davon ab, ob die Verschattungsursache vom Eigentum stammt oder im fremden Besitzer ist. Entsprechend ergeben sich Verschattungsbeseitigungsmaßnahmen, die sich auf das Photovoltaiksystem oder einen Gebäudeumbau beziehen.
Wenn die Verschattungsursache vom eigenen Besitzes ausgeht, dann ist das die einfachste Möglichkeit, das Problem mit baulichen Maßnahmen zu beseitigen. So können z. B. die Satellitenschüssel oder Antenne umgesetzt, Bäume beschnitten bzw. gefälltt oder Gebäudeteile (Dachgauben) umgebaut werden.
Wenn aber die Verschattungsursache vom Nachbarn ausgeht und man sich über Gegenmaßnahmen nicht einigen kann oder diese unmöglich sind, dann müssen andere technische Möglichkeiten eingesetzt werden. Der Photovoltaikmarkt bietet geeignete Produkte an, mit deren Hilfe sich die Verschattung entweder umgehen, zumindest aber der Ertragsverlust reduzieren lässt.
Hier können verschieden Verfahren eingestzt werden:
• Weglassen der Solarmodule auf verschatteten Flächen
• Standortwechsel der Solarmodule (Fassadenmodule oder aufständern)
• Optimierung der Drehausrichtung von Solarmodulen
• Parallel- statt Reihenschaltung der Solarmodule
• Verwendung von Solarmodulen mit Bypass-Dioden
• Einsatz von Dünnschichtsolarmodule
• Einsatz überbrückender Wechselrichter
| Arbeiten an und in elektrotechnischen Anlagen dürfen nur von Installateurverzeichnis durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines Energieversorgersunternehmens (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreibers (VNB) eingetragen sind. Eine Elektrofachkraft (EFK) darf im eingeschränktem fachbezogenen Bereich Bauteile anschließen. Die Tätigkeiten eines elektrotechnischen Laien sind besonders eingeschränkt.
Grundsätzlich sollte die Installation von PV-Anlagen nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden. Bei Installationen von mehr als 600 W muss die Installation durch einen Elektrofachbetrieb erfolgen. Außerdem müssen die Voraussetzungen des Netzbetreibers und örtliche Rechtsvorschriften beachtet werden. |  ....
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Auch mit der besten Planung ist es nicht immer möglich, dass beim tiefsten Sonnenstand am 21.Dezember der Aufstellungsort einer Photvoltaik-Anlage schattenfrei sein wird. Oft ist es nicht möglich, auch die kleinsten Schattengeber bzw. Schattenwerfer (z. B. Laub, Schnee, Raureif, Geäst von entlaubten Bäumen) auszuschließen. Zum Glück gibt es technische Lösungen die die Installation und den Betrieb der Photovoltaik-Anlage trotzdem sicherstellen.
Für die Vermeidung von Schäden durch Verschattung gibt es mehrere Möglichkeiten.
Bei konstanten, jahreszeitbedingten Verschattungen reicht es in der Regel aus, die verschatteten und nicht verschatteten Modulbereiche am Wechselrichter zu trennen. Ein MPP-Tracker1 (Maximal-Leistungspunkt-Sucher) im Wechselrichter sorgt dafür, dass das Leistungsoptimum (Maximum Power Point oder MPP) der Module immer erreicht wird. Man schaltet Module, die durch Verschattung weniger Leistung erbringen, zusammen und trennt sie von den restlichen Modulen. Die unverschatteten Module können so weiterhin effektiv arbeiten und fallen nicht auf die Leistung der verschatteten Module ab.
Wenn aber die Verschattung durch schattenwerfende Objekte im Tagesverlauf über die gesamte Anlage wandert, dann ist die richtige Lösung ein Leistungsoptimierer2. Dieser wird an jedem Modul angebracht. Dadurch findet die Auswahl des Leistungsoptimums nicht mehr am Wechselrichter statt, sondern gesondert an jedem Modul. Dadurch fällt nur noch das verschattete Modul in seiner Leistung ab, nicht jedoch weitere Module, die mit ihm verschaltet sind. Besonders effektiv sind Leistungsoptimierer bei horizontalen Schatten und bei Schattenwürfen durch Masten.
Eine andere Lösung ist, einzelne verschattete Modul zu überbrücken, damit die Gesamtleistung des Strings3 nicht so stark abfallen zu lassen. Hier werden Bypass-Dioden4 eingesetzt. Diese Dioden leiten den Strom der anderen Photovoltaik Module ohne Leistungseinschränkung an der verschatteten oder verschmutzten Stelle vorbei.
>Die Folgen durch eine Verschattung (Überschattung) kann auch durch den Hot-Spot Effekt5 auftreten, der zu Schäden oder sogar zur Zerstörung einzelner Photovoltaik-Module oder im schlimmsten Fall zum Brand führen kann.