Photovoltaikmonitoring

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Das Monitoring einer Solarstromanlage kann direkt vor Ort oder aus der Entfernung durchgeführt werden. Es gibt mehrere Strategien des Photovoltaikmonitorings. Welche gewählt wird, hängt von der Leistung der Solaranlage und ihrer Bauart ab. Dabei kann entweder die reine Produktion gemessen, können alle Daten aus dem Solarwechselrichter ausgelesen oder die gesamten Daten des miteinander kommunizierenden Materials (Sonden, Zähler, etc.) erhoben werden.

Gewinnung der Daten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt unterschiedliche technische Lösungen, um Photovoltaik-Anlagen zu überwachen. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Bauart, der Genauigkeit der übertragenen Informationen und des Preises.

Monitoringlösungen der Hersteller von Wechselrichtern[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Ansatz zur Überwachung von Solaranlagen stützt sich auf einen der Hauptakteure der Photovoltaik, den Solarwechselrichter. Diese Lösung hat den Vorteil, auf ein Maximum an Informationen aus dem Wechselrichter zugreifen zu können, und diese Daten auf eine lokale Anzeige oder ins Internet zu übertragen, insbesondere die Warnungen des Wechselrichters selbst (Temperatur, Ausfall der Netzverbindung, etc.). Allerdings ist diese Lösung für Anlagen mit nur einem Wechselrichter kostspielig und darüber hinaus auf jeweils eine Wechselrichtermarke beschränkt. Außerdem weist die Leistungsmessung bei verschiedenen Wechselrichtermodellen unterschiedliche Präzisionsgrade auf. Alle großen Hersteller von Wechselrichtern verfügen über eine eigene Vorrichtung für das Monitoring.

Unabhängige, an den Wechselrichter angeschlossene Monitoringlösungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die universellen, an den Wechselrichter angeschlossenen Monitoringlösungen haben einen Vorteil im Vergleich zur vorhergehenden Kategorie: Sie sind mit mehreren Wechselrichtermarken kompatibel. Diese Datenerfassungseinheiten werden an die Serienverbindung des Wechselrichters angeschlossen und beachten das Protokoll aller Wechselrichterhersteller. Diese universellen Lösungen kosten häufig weniger als die der Wechselrichterfabrikanten. Die Daten werden meistens mit ADSL übertragen, teilweise auch mit GMS/GPRS oder über das öffentliche Telefonnetz. Laut Herstellerangaben können auch andere miteinander kommunizierende Geräte an diese für das Monitoring vorgesehenen Geräte angeschlossen werden, insbesondere Wettersensoren (Zellen, Pyranometer, Windmesser, Thermometer) und gegebenenfalls Sicherheitseinrichtungen.

Unabhängige, nicht an den Wechselrichter angeschlossene Monitoringlösungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dieser Typus ist die zuletzt entwickelte Monitoringlösung der Photovoltaikbranche. Diese Lösung beruht auf dem Prinzip, die Informationen über die produzierte Energiemenge direkt zu beziehen, ohne dabei den Wechselrichter zu verwenden. Heutzutage gibt es zwei unterschiedliche Möglichkeiten, von der jede ihre eigenen Vorteile hat. Einerseits kann die für das Monitoring vorgesehene Vorrichtung am Fakturierungszähler angeschlossen, andererseits kann auch ein kommunizierender Stromverbrauchszähler angeschlossen werden. Mit diesen Monitoringlösungen kann man lediglich die Stromproduktion überwachen. Um zusätzliche Informationen zu erhalten, bieten einige Unternehmen an, die Produktionsdaten um Daten zur Einstrahlung (Einstrahlung der Sonne in Wh/m²) zu ergänzen, die aus der Analyse von Satellitenbildern gewonnen werden.

Messung der Einstrahlung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Messung der Einstrahlung ist wichtig, um eine präzise Kontrolle der Leistung einer Solaranlage zu gewährleisten. Ohne diese Messung ist es unmöglich, die Performance Ratio einer Anlage zu kontrollieren. Es gibt unterschiedliche Wege, um Daten zur Sonneneinstrahlung zu ermitteln: Entweder mit der Hilfe einer oder mehrerer Sonden, die neben den PV-Generatoren installiert werden, oder mit Hilfe von Satellitendaten. Zusammen mit den Angaben zur Lage der Photovoltaikanlage, dem Neigungswinkel der Solarmodule und ihrer Ausrichtung, geben die Satellitendaten genau Aufschluss über die Einstrahlung einer Solarstromanlage.

Photovoltaikmonitoring mit Messung der Einstrahlung

Vergleicht man die zwei oben stehenden Möglichkeiten der Datengewinnung, ist der Hauptvorteil von Satellitendaten der geringere Preis bei ausreichender Präzision. Außerdem benötigt diese Monitoringlösung keine zusätzlichen Installationen und somit auch keine gesonderte Wartung. Hingegen haben die mit einem Pyranometer gewonnenen Daten den Vorzug, präziser zu sein. In Abhängigkeit von der Klasse des Pyranometers und somit von seinem Preis kann die Präzision der Messung bis zu 1 % oder sogar mehr betragen. Die Hersteller einiger Monitoringlösungen benutzen Vergleichszellen um die Funktion des Generators zu kontrollieren. Zwar sind die gewonnenen Daten weniger präzise als bei der Verwendung von Pyranometern, aber dafür kostet diese Monitoringlösung viel weniger.

Rbee Solar-Software fürs Photovoltaikmonitoring

Die Mehrheit der Monitoringsysteme im Bereich der Photovoltaik verwendet zu diesem Zweck Sonden. Monitoringlösungen, die auf Satellitenbilder zurückgreifen, sind seltener. Größter Anbieter von entsprechenden Überwachungssystemen für mittelgroße und große Photovoltaikanlagen ist die Schweizer Firma Spyce. Im Bereich kleiner Photovoltaikanlagen bietet Rtone Monitoringsysteme an.

Informationsverarbeitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Alle aufgeführten Monitoringlösungen verfügen entweder über Internetportale oder über lokal installierte Software zur Überwachung. Die Hersteller von Wechselrichtern haben fast alle Portale eingerichtet, über die sich die Daten auslesen lassen, und die beim Kauf dieser Überwachungssysteme gratis zur Verfügung gestellt werden. Einige Hersteller bieten auch Überwachungssoftware an, die lediglich lokal verfügbar ist.

Hersteller von Datenverarbeitungssoftware haben ein breites Softwareangebot, das unabhängig vom jeweiligen System zur Datengewinnung ist. Diese Software wird zurzeit entwickelt und soll über die bloße Überwachung der Produktion hinaus weiter reichende Diagnose-Tools anbieten.

Die Hersteller von an den Stromzähler angeschlossenen Monitoringlösungen bieten ebenfalls entsprechende Internetportale an.

Monitoring nach Leistung der Photovoltaikanlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Photovoltaikanlagen geringer Größe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nachdem sich in Frankreich die Photovoltaikanlagen von 3 kWp stark ausgebreitet haben, und trotz einer gewissen Protektion der Kaufpreise von Anlagen mit schwächerer Leistung, ist das Wachstum in diesem Bereich stark zurückgegangen. Die Überwachung dieser Solarstromanlagen findet immer noch nicht systematisch statt, obwohl auch für kleinere Anlagen gilt, dass ein optimales Funktionieren nur durch ihr Monitoring gewährleistet werden kann.

In Belgien befindet sich der Markt der kleinen Photovoltaikanlagen (bis 10 kWp) immer noch im Aufstieg. Im französischsprachigen Teil Belgiens wird für September 2011 mit einem Rückgang der Kaufpreise gerechnet. Unterdessen wird diese Preisminderung wahrscheinlich durch den überall in Europa feststellbaren Rückgang der Kaufpreise ausgeglichen werden. In Belgien wird ein System grüner Zertifikate verwendet, um die Herstellung elektrischer Energie mit Solarstromanlagen zu subventionieren. Die Installateure müssen also einen zertifizierten Zähler anschließen, um die eingespeiste Stromproduktion zu messen. Die Monitoringsysteme, die auf der Verwendung eines kommunizierenden Stromzählers beruhen, haben den Vorteil, dass sie zwei Funktionen auf einmal erfüllen: Offizielle Messung und Überwachung.

In Großbritannien wächst der Markt für kleinere Photovoltaikanlagen, seitdem im Jahr 2010 ein vorteilhafter Feed-in-Tarif (FIT) veröffentlicht wurde. Das Land hat darüber hinaus beschlossen, kleine und mittelgroße Photovoltaikanlagen bevorzugt zu behandeln, indem die FIT bei Anlagen über 50 kWp deutlich gesenkt werden. Wie in den anderen Ländern findet auch hier das Monitoring kleinerer Anlagen nicht systematisch statt. Aber im Gegensatz zu Frankreich hat das Land eine größere Erfahrung im Umgang mit kommunizierenden Zählern. Außerdem ist bei Photovoltaikanlagen in Großbritannien ein Zähler (generation meter) vorgeschrieben, der von einem Installateur angeschlossen wird, um die Produktion zu messen.

In Deutschland ist im Jahr 2013 bei einer Leistung der installierten Photovoltaikanlagen von 29 GW auch die Nachfrage nach Monitoringsystemen gestiegen. Bei großen Anlagen ab 100 kW schreibt das Gesetz eine Überwachung vor. Niedrigere Renditen und eine gesunkene Einspeisevergütung sind ein weiterer Grund dafür, dass auch Betreiber kleinerer Photovoltaikanlagen ihre Produktion kontrollieren wollen. Dabei ist ein Trend hin zu Überwachungslösungen, die vom Wechselrichter unabhängig sind, zu beobachten.[1]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Ina Röpcke, "Den Ertrag im Visier", Sonne Wind & Wärme 11/2011, S. 114-117. Homepage von "Sonne Wind & Wärme": http://www.sonnewindwaerme.de.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]