Das Problem fehlender oder fehlerhafter String-Pläne
Wer Bestandsanlagen in die technische Betriebsführung übernimmt, kennt das Problem von mangelhaften, unvollständigen oder sogar nichtexistierenden Anlagendokumentationen. Um eine PV-Anlage technisch überwachen zu können, muss aber die Konfiguration der Anlage bekannt sein und im Monitoring-Portal hinterlegt werden. Ist die exakte Verschaltung der Photovoltaikmodule nicht bekannt, kann dies dazu führen, dass man Defekte wie z.B. Ausfälle von PV-Strings nicht bemerkt. Auch ein Vergleich der spezifischen Werte der Geräte ist dann nicht möglich, dies kann zu unzähligen unnötigen Fehlermeldungen führen. Bevor man eine PV-Anlage überwachen kann, muss man also die Anlagenkonfiguration sorgfältig überprüfen. Der Aufwand, die Verschaltung der PV-Module am Monitor zu überprüfen, kann sehr groß sein. Verglichen mit den Folgen eines unbemerkten Defekts ist er jedoch gering. Und allein die unzähligen Falschmeldungen, die durch falsch hinterlegte Verschaltungen verursachen werden, zu bearbeiten, ist auf Dauer deutlich aufwendiger. In diesem Beitrag befassen wir uns daher mit dem Problem fehlender oder fehlerhafter String-Pläne.
Was sind Strings in einer Photovoltaikanlage?
Die Module einer Photovoltaik-Anlage werden je nach Größe der Anlage und Einstrahlungsverlauf unterschiedlich mit den Wechselrichtern verschaltet. Moderne Module schaltet man üblicherweise in Reihe, also Pluspol eines Moduls an den Minuspol des anderen. Dadurch addieren sich die Spannungen der einzelnen Module, aber der Strom ist im gesamten String gleich und entspricht dem Strom eines Models. Im Vergleich zur in der Anfangszeit der Photovoltaik verbreiteten Parallelschaltung ist die Reihenschaltung günstiger zu bauen und führt zu geringeren Verlusten in den Leitungen, da höhere Spannungen anliegen aber geringere Ströme fließen.
Der Begriff String (englisch für: Strang) ist in der Photovoltaik ein gängiger Ausdruck für miteinander in Reihe verschaltete Module. Ein String kann entweder einzeln an einen Wechselrichter-Eingang angeschlossen werden oder mit anderen gleich langen Strings durch Parallelschaltung kombiniert werden. Dazu werden die Pluspole der jeweils ersten Module der Strings verbunden und die Minuspole der jeweils letzten. Dadurch summieren sich die Ströme der verbundenen Strings bei gleichbleibender Spannung.
Ein wichtiger Nachteil der Verschaltung von Strings zu String-Bündeln ist, dass ein Ausfall eines einzelnen Strings des Bündels nicht mehr direkt erkannt werden kann (außer wenn ein separates Strom- Messgerät je String verbaut wird). Stattdessen muss ein Ertragsvergleich zu einem identisch ausgerichteten String-Bündel oder einer Ertragsreferenz erfolgen. Wenn hier plötzlich signifikante Abweichungen auftreten, kann dies daran liegen, dass ein String des Bündels ausgefallen ist.
Wussten Sie:
Die Verschaltung mehrerer gleicher Module, die im Betrieb ähnlicher Einstrahlung ausgesetzt sind, ermöglicht eine einfache Anlagenstruktur und kann die Baukosten und Leitungsverluste senken. Allerdings wirken sich Beeinträchtigungen eines Moduls im String auch auf alle anderen Module aus, so dass bei Verschattungen einzelner Module der Ertrag des gesamten Strings reduziert wird
Häufige Probleme in den Anlagendokumentationen
Bei dem Bau der Anlagen wird oft nicht die geplante Verschaltung der PV-Strings/Module umgesetzt, sei es z.B., weil dies die Arbeiten vor Ort deutlich vereinfacht. Diese Änderungen werden häufig nicht in den Anlagendokumentationen angepasst. Dadurch sind Ertragsvergleiche zwischen kombinierten String-Bündeln nicht mehr möglich und Ausfälle von einzelnen Strings eines Bündels werden schwer zu erkennen. Ein korrektes Ertrags-Benchmarking der Strings ist ebenfalls erschwert, da die Anzahl der Module nicht korrekt bekannt ist.
In der Anlagendokumentation wird manchmal lediglich die Wechselrichternummer angegeben und keine Seriennummer oder Bus-ID (Fehlender Kommunikationsplan). Passt man bei der Einrichtung des Datenloggers die Namen der Wechselrichter nicht an die der Dokumentation an, ist es für den Betriebsführer nur mit viel Aufwand und in einigen Fällen sogar gar nicht möglich, die Anlagenkonfiguration im Monitoring-Portal zu hinterlegen.
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