Was ist ein Moduloptimierer für Solaranlagen und wann ist er sinnvoll?

Was ist ein Moduloptimierer?

Moduloptimierer, die auch Leistungsoptimierer genannt werden, sind eine wichtige Komponente für manche Solaranlagen. Dabei handelt es sich um kleine elektrische Geräte, die an die Solarmodule angeschlossen werden, um den Energieertrag des betroffenen Moduls zu erhöhen. Die Optimierer sind sogenannte DC-DC-Wandler. Das bedeutet, dass sie die Gleichspannung (DC), die ein Solarmodul erzeugt, erhöhen oder verringern können – je nachdem, was für den optimalen Betrieb notwendig ist. Weil Solarmodule in einer Reihe wie Glieder einer Kette arbeiten, fließt der Strom nur so stark, wie das schwächste Modul es erlaubt. Wenn ein Modul z. B. im Schatten liegt, bremst es den Stromfluss – und damit die Leistung aller anderen Module in der Reihe. Der Leistungsoptimierer prüft regelmäßig die Leistung des jeweiligen Moduls und passt die Spannung und den Strom so an, dass das Modul optimal arbeitet – unabhängig von den anderen Solarmodulen. Dadurch wird erreicht, dass die Gesamtanlage ein Maximum an Leistung erbringt. Zudem verhindern Moduloptimierer aber auch sogenannte Hot Spots. Von einem Hot Spot wird gesprochen, wenn einzelne Module durch Verschattung oder einen Defekt überhitzen. Ein Leistungsoptimierer reguliert den Stromfluss in den betroffenen Modulen und schützt die Solaranlage vor Überhitzungsschäden.

Wann sind Moduloptimierer sinnvoll?

Moduloptimierer sind vor allem dann sinnvoll, wenn die Solarmodule unterschiedliche Neigungswinkel haben oder verschattet sind, so wie es gerade in dicht bebauten Städten wie Berlin oder im urbanen Brandenburg oft vorkommt. Wirft beispielsweise ein Baum oder ein Nachbargebäude einen Schatten auf einen Teil der Solaranlage, würden die verschatteten Solarmodule eine geringere Leistung liefern und damit die Gesamteffizienz der Anlage reduzieren. Mit einem Moduloptimierer wird das betroffene Modul unabhängig geregelt, während die restlichen Module weiterhin mit voller Leistung arbeiten können. Ein anderes Beispiel ist ein Gebäude in Berlin, bei dem die Solarmodule auf den Dachflächen in unterschiedliche Himmelsrichtungen zeigen, z. B. ein Teil nach Osten und ein Teil nach Westen. Morgens liefern die Ostmodule mehr Energie und spätnachmittags die Westmodule. Ohne Moduloptimierer müssten alle Module zusammenarbeiten, als wären sie gleich ausgerichtet und gleich stark, obwohl sie im Laufe des Tages unterschiedlich viel Sonne abbekommen. Die schwächer bestrahlten Modul würde die Leistung der anderen ausbremsen. Mit Moduloptimierern arbeitet jedes Modul unabhängig von den anderen, sodass die Anlage zu jeder Tageszeit das Maximum herausholen kann.

Typische Anwendungsfälle für Moduloptimierer

• Regelmäßige Verschattung: Moduloptimierer isolieren verschattete Module, damit sie die Leistung der anderen nicht mit herunterziehen.
• Unterschiedliche Ausrichtungen: Bei Modulen auf mehreren Dachseiten ersetzen Leistungsoptimierer weitere Wechselrichter.
• Verschiedene Neigungswinkel: Durch Moduloptimierer werden Leistungs­unterschiede ausgeglichen, wenn Module in einer Modulreihe unterschiedlich zur Sonne ausgerichtet sind, zum Beispiel bei Schleppdächern oder Walmdächern.
• Unterschiedlich lange Modulreihen: Optimierer verhindern, dass kürzere Modulreihen die Leistung längerer Modulreihen begrenzen.
• Sicherheit bei Störungen: Bei Überhitzung oder Defekten senken Moduloptimierer automatisch die Spannung und sorgen für mehr Sicherheit, etwa auf Firmengebäuden.
• Überwachung: Optimierer ermöglichen die genaue Kontrolle der Leistung jedes Moduls per Software. So lässt sich besonders schnell feststellen, wenn ein Modul nicht mehr reibungslos funktioniert.

Das sind die Vorteile von Moduloptimierern bei Solaranlagen

Mit Moduloptimierern kann der Ertrag einer Solaranlage um bis zu 25 % gesteigert werden, indem Leistungsverluste durch Verschattung oder andere Umstände reduziert werden. Dadurch erhöht sich die Effizienz Ihrer Solaranlage und die Kosten amortisieren sich deutlich schneller. Gerade in urbanen Gebieten wie in Berlin oder im berlinnahen Brandenburg sind die Dächer oft klein und verschattet, sodass Moduloptimierer das Maximum aus der verfügbaren Dachfläche herausholen.

Moduloptimierer erhöhen zudem die Sicherheit Ihrer Solaranlage. Sollte es zu einer Überhitzung kommen, zum Beispiel durch einen technischen Defekt, reduziert der Moduloptimierer automatisch die Spannung der Module. Dadurch werden Rettungskräfte und Wartungspersonal im Fall der Fälle besser geschützt.

Mit Moduloptimierern können Sie zudem die Leistung jedes Moduls in Echtzeit überwachen. Moderne Leistungsoptimierer bringen dafür meistens eine eigene Überwachungssoftware mit. Dadurch können Sie Defekte oder ineffiziente Module frühzeitig erkennen und Probleme beheben lassen. So bleibt die Gesamteffizienz Ihrer Solaranlage konstant hoch.

Leistungsoptimierer bieten deutlich mehr Flexibilität bei der Planung einer Solaranlage, weil sie unterschiedliche Voraussetzungen bei den Modulen ausgleichen. So können Solaranlagen auch auf verschiedene Dachflächen montiert werden, auch wenn sie eine andere Ausrichtung oder Neigung haben.

Wann zahlt sich die Investition in Moduloptimierer aus?

Pro Moduloptimierer muss etwa mit 60 bis 85 Euro gerechnet werden bzw. mit ca. 50 bis 200 Euro pro Kilowatt Peak (kWp). Denn in der Regel wird an jedem Solarmodul ein Moduloptimierer montiert, damit jedes Modul unabhängig von den anderen arbeiten und keines die Leistung der anderen Solarmodule beeinträchtigen kann. Je nach Ausgestaltung der Anlage und den Gegebenheiten vor Ort kann es aber auch reichen, nur an besonders betroffenen Modulen einen Moduloptimierer zu installieren. Die beste Wirkung lässt sich aber erzielen, wenn alle Module mit Leistungsoptimierern ausgestattet werden.

Ob sich diese zusätzliche Investition durch die gesteigerte Effizienz und den höheren Ertrag langfristig auszahlt, hängt von den Gegebenheiten bei Ihnen vor Ort ab. Wilms Solar ist Ihr Experte für effiziente Solaranlagen in Berlin und Brandenburg. In Rahmen der Planung Ihrer individuelle Solaranlage analysieren wir die Gegebenheiten vor Ort genau und beraten Sie gern, ob sich Moduloptimierer in Ihrem Fall auszahlen.