3 flache Dächer, 2 Azimuthe - Meinungen zur Modulanordnung und -verschaltung

Hallo,

ich war bisher ein wenig “drüben” im Photovoltaikforum unterwegs, aber so richtig bin ich bisher dort nicht weitergekommen. Gefühlt bekommt man da meist erstmal die immer selben Standardantworten, ohne konkret auf einzelne Fragen/Situationen einzugehen. Vielleicht liegt es aber auch an meinen Fragen, wir werden sehen :wink:

Wir haben vor 3 Jahren ein Haus in 09123 gekauft, viel saniert bisher und nun soll die erste PV-Anlage geplant und gebaut werden. Ich selbst bin Elektrotechniker und durchdenke vieles meist ein wenig zu sehr, entsprechend versuche ich oft gründlich den Sachverhalt zu verstehen und zu optimieren. :grin: Wichtig, Elektrotechniker, kein Elektriker - aber ich habe einen zur Hand, der die Anmeldung machen würde.

Hier sieht man im Überblick unsere Situation. Die Kreise auf dem ersten Foto zeigen die Position der drei Flachdächer, die belegt werden sollen.

Allesamt haben EPDM-Deckung:

  1. Anbau mit Neigung 5° Richtung Azimuth -20° (Entwässerung nach Südost), Fläche 6,50x4,55m

  2. Schuppen mit Neigung 5° Richtung Azimuth +70° (Entwässerung nach Südwest), Fläche 6,41x5,12m

  3. Schuppen direkt am anderen Schuppen, aber 50-100cm tiefer, Neigung 7° Richtung Azimuth +70° (Entwässerung nach Südwest), Fläche 6,47x3,67m

Ich habe einige Belegungen mit K2-Systems und auch mit dem SMA Designer durchgespielt. Die Verschattung poste ich in einem weiteren Beitrag (darf nur ein Bild je Post hochladen). Aber prinzipiell ist Dach 1 nahezu unverschattet, während Dach 2 und 3 an einigen Stellen durchaus öfter Schatten sehen durch Bäume (mehr im Winter, weniger im Sommer; aber auch im Sommer teils bis 11 Uhr oder ab 15 Uhr im Schatten).

Ich habe mir zusätzlich auch ein kleines Tool geschrieben, was auf den Dächern verschiedene Module in verschiedenen Ausrichtungen und Neigungswinkeln anordnet, gegenseitige Verschattung im Winter berücksichtigt und eine eine Kompromissbildung zwischen Winterertrag & geringer Verdreckung bzw. Schneeanfälligkeit bei steileren Modulen vs. höchstmöglicher installierter Leistung / Sommerertrag & geringerer Windanfälligkeit ermöglichen soll. Zumindest möchte ich es eigentlich gern dafür nutzen, den Modulwinkel so steil wie möglich zu stellen, ohne die Modulanzahl nennenswert zu reduzieren.

Konkret habe ich nun erstmal ein paar Fragen - aber natürlich gern auch allgemeine Einschätzungen, falls euch was auffällt…

  • Auf Dach 1 könnte ich die Module 10° nach Süden aufrichten, ohne Verschattung im Winter zu erzeugen. Aber diese Aufständerung würde hochkant erfolgen, also die Module über die kurze Seite kippen. Seht ihr das als problemlos machbar und habt ihr Tipps zur Unterkonstruktion dafür? Bisher habe ich nur das K2 MultiAngle System gefunden, aber das taucht teilweise nichtmal auf der offiziellen Seite auf, keine Ahnung wie gut das (noch) zugänglich ist…?
  • Dach 2 würde so als Ost/West gehen oder bei Drehung der Module um 90° passt sogar ein Modul mehr drauf und dann könnten sie um 20° nach Westen (West-Südwest) angestellt werden - aber auch wieder hochkant aufgeständert mit derselben Unsicherheit bzgl. Unterkonstruktion.
  • Dach 3 geht vermutlich nur dachparallel. Sobald man hier irgendwas anstellt, verliert man merklich Module. Es sei denn, man sucht sich sehr lange Module, dreht sie 90° zur Skizze oben und neigt sie nach Westen. Aber dann ragen sie auch ganz schön weit hoch (Wind!). Oder gibt es hier noch andere Ideen?
  • Wie ihr seht ist Dach 1 anders ausgerichtet als Dach 2 und 3. Letztere wiederum erfahren wechselnde Verschattung (natürlich tageszeit- und jahreszeitabhängig). Welche Ansätze zur Verschaltung würdet ihr sehen? Dach 1 könnte an einen eigenen MPPT. Aber kommt ein globales Schattenmanagement noch mit der Situation auf Dach 2 und 3 zurecht, so dass diese auch an den einen String-WR kommen könnten (z.B. zweiter und/oder dritter MPPT)? Oder sollte man hier besser mit Mikrowechselrichtern arbeiten - dann wäre auch die Modulausrichtung/-neigung egal, also z.B. Ost/West auf Dach 2 und flach auf Dach 3. Zu berücksichtigen ist hier evtl. auch, dass Dach 2/3 über eine längere Leitung bis in den Keller angeschlossen werden müssen (grob vielleicht 15m). Und dass ich auf jeden Fall einen Akku installieren möchte, möglichst mit DC-Anbindung (das ginge vermutlich trotzdem mit AC-Leitung der µ-WR an einem AC-Eingang des großen WR, ne?).

Danke schonmal für alle Gedanken dazu! Und falls ich wichtige Infos vergessen habe, bitte einfach fragen :slight_smile:

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Herzlich willkommen im Forum Mathias,
schöne Vorstellung, ich hoffe auf angeregte Diskussionen und Vorschläge nach deinem zweiten Post zur Vorstellung deiner Planung.

Liebe Grüße Stefan

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Hier mal noch die relative Verschattung aus der SMA-Planung (interpretiere ich als kumulierte Werte übers Jahr) bei dachparallelen Modulen.

Dach 1 sieht für mich ebenfalls unproblematisch aus, Dach 2 dürfte auch noch leidlich gut funktionieren.

Dach 3 könnte man an Modulwechselrichter hängen die gibt's auch 3 phasig mit mehreren MPPT Eingängen. Habe bei mir auf dem Dach ein Gaubenproblem und plane dort die betroffenen Panels an Hoymiles HMT 2250 zu hängen.

Willkommen

Aufstellung über kurze Seite wurde neulich hier besprochenen:

Mit Dachparallel meinst du vermutlich liegend. Das ist blöd weil die dann verschmutzen

Den Ertrag bei verschattung habe ich bei mir mal mittels PVGIS und einem Horizont Erstellt. Den Horizont habe ich mit Kompass und Winkelmesser ermittelt

Wenn du einen Akku planst würde ich je 2 Module mit gleicher Verschattung in Serie schalten (wegen Spannung) und dann alle parallel. Dann über einen Mppt Laderegler in den Akku. Da muss man aber etwas schauen wegen den Strömen/Querschnitt und Kabellängen.

Evtl. baut man nur die beiden zusammenhängenden Schuppen mit DC und bindet den anderen Teil per AC an

M

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Ich denke auch. Zumindest die meiste Zeit im Jahr. Im Dezember/Januar ist Dach 2 öfter im Schatten (vom Berg her) als Dach 1, aber falls die an verschiedenen MPPTs hängen wäre das ja kein Ding.

Das ist eine gute Idee. Irgendwie war ich bisher gedanklich immer nur dabei, Dach 2 und 3 entweder beide an String-WR oder beide an µ-WR. :person_facepalming: Dann könnte man sogar fast überlegen, Dach 3 gar nicht unbedingt in den Akku speisen zu lassen sondern einfach nur AC-seitig ins Hausnetz zu gehen, da Dach 3 sicherlich sowieso den geringsten Beitrag liefert. Das macht die Verschaltung/IBN einfacher.

Super, danke für den Link! Das schau ich mir an.

Ja genau das meine ich. Und danke danke dass du das sagt. Im anderen Forum habe ich mit dieser Meinung von allen Seiten Contra bekommen, so dass ich auch schon daran gezweifelt habe, ob das überhaupt so schlimm ist. Dreck und auch Schnee freuen sich. Man muss sich nur das 5° geneigte Dach anschauen, wie das aussieht…

Das macht der SMA Designer auch ganz gut. Allerdings fehlt da das Vergleichsnormal. Es kommt halt ein Ertrag x raus und er sagt noch, wieviel Energie das Schattenmanagement rausgeholt hat. Aber was ohne Verschattung möglich wäre, weiß man deswegen nicht. Aber am Ende ist mir das auch nicht ganz so wichtig. Mir geht es weniger um jeden Cent in der Amortisation sondern darum, eine sinnvolle Anlage aufzubauen, die nennenswert meinen Netzbezug reduziert. Und dabei keine groben Schnitzer reinzuplanen, die beispielsweise aufgrund ungünstiger Verschaltung oder Modulplatzierung die halbe Anlage ausbremsen. Wenn das gegeben ist, wird man schon nicht gerade rote Zahlen schreiben nach ein paar Jahren :wink:

Hab ich das richtig verstanden, das wäre dann ein String mit 2 Modulen in Reihe und z.B. 5 Modulen parallel? Das ist erstmal ungewöhnlich, da kommen auch einige Ströme zusammen (sagen wir 50-75 A) und die Spannung bleibt vor allem bei trübem Wetter super niedrig. Aber wenn man wie beschrieben direkt auf der DC-Seite bleibt, gibt es sozusagen Regler, die damit umgehen können? Wie wäre das denn, wenn der Akku voll ist - riegeln die dann einfach ab oder fließt die Energie trotzdem irgendwie Richtung AC?

Bei Stefan war die Idee genau andersrum :grin: Da Dach 1 und 2 deutlich weniger problematisch sind, könnten sie als ganz normale Strings an DC. Dach 3 müsste dann evtl. direkt nach AC gerichtet werden - oder eben an so einen Laderegler (wenn ich ihn dann richtig verstanden habe).

Was ich machen würde: Dach 1 String. Dach 2 und 3 mit Ladereglern auf Batterie. Das Winterloch füllen falls möglich mit Panels an der Wand von 1, senkrecht bis 70° geneigt. Als Kabel von Dach 2 und 3 Alu-Erdkabel 4x10 nehmen, das dürfte billiger sein als PV-Leitungen. Um auf Spannung zu kommen bei Dach 3 3p3s verschalten, bei Dach 2 2p3s.

Ja fließt weiter wenn gewünscht. Das ließe sich mit einem Victron Multiplus II und MPPTs oder openDTU-onBattery bauen. Gibt's aber sicher auch noch andere Lösungen. Die kenne ich beide.

Ich würde erst mal die optimale Modulbestückung klären. Wenn das klar ist: überlegen welches WR Konzept man macht. Viele Wege führen nach Rom

Danke! Wieso Dach 2 auch an Laderegler statt als String an WR? Geht es da “nur” um die geringere Spannung und damit Parallelschaltbarkeit? Oder hat der Laderegler noch einen super Vorteil, den ich noch nicht auf dem Schirm habe? Vielleicht blöde Frage, sorry dafür, ich habe nur bis gestern noch nie von den Teilen gehört :grin: Alle sprechen immer nur von String-WR, Optimierer und Mikro-WR. Aber was ich bisher so gelesen habe, sind die Laderegler ja durchaus eine erstzunehmende Alternative. Lediglich mit den Kabelquerschnitten ist das erstmal ein wenig unschön.

Das wird leider nicht so gut gehen. Da ist nicht viel Wand, da passen vielleicht nur 2-3 Module, Befestigung an/durch’s Wärmedämmverbundsystem und meine Frau sagt auch NoNo :innocent: Aber wir haben auf dem Haus ein super geniales Süddach, genau über dem Anbau: 47° geneigt, Sommer wie Winter komplett unverschattet. Leider ist da Kunstschiefer-Deckung drauf und ausnahmslos alle haben mir abgeraten oder sich geweigert, da was drauf zu machen (Bruchgefahr der Schiefer). Deswegen starte ich nun auf den Flachdächern und belege das Hausdach, wenn es irgendwann in 20 Jahren (hoffentlich dauert es noch so lange) mal “dran” ist. Deswegen die Gedanken, wenigstens durch Modulwinkel ein klein wenig aus dem Winter rauszuholen.

Falls es uns irgendwann so richtig juckt, kommen Module an die West-Hauswand. Da sind nur 2 Fenster und zumindest von 13 bis 16 Uhr ist da im Winter Sonne dran. Aber auch da ist WDVS dran, das ist nicht unbedingt meine erster Schritt.

Was auf jeden Fall noch kommt ist eine Terrassenüberdachung am Anbau (Dach 1) mit ähnlicher Fläche wie Dach 1 oder Dach 2 - Neigung Richtung Süd oder West, das steht noch nicht fest. Aber auch das wird eher flach sein.

Danke für den Tipp! Ja, für die Laderegler-Variante auf jeden Fall so in die Richtung. Die Querschnitte braucht’s da.

Ich finde dieses Victron-System schon echt genial. Allerdings sind wir immer noch mitten in der Sanierung + Baby + Kind + Vollzeitarbeit - ich befürchte, ich werde zu wenig Zeit haben, mich da so reinzufitzen, wie es nötig wäre. Da ist ja doch “etwas” mehr Aufwand dahinter als von anderen zwei Geräte an die Wand zu schrauben und fertig (leicht übertrieben). Und irgendwie halbgar hinwerfen würde mir keine Ruhe lassen. Ist vermutlich auch nicht anzuraten bei den Leistungen. Deswegen hoffe ich eigentlich eher auf eine etwas zugänglichere Variante. Aber bei den Elektroniken bin ich gedanklich noch nicht so richtig angekommen, damit muss ich mich erstmal in Ruhe beschäftigen.

Ja, absolut bei dir. Das war auch mein Ansatz. Und dann zeigte sich schnell, dass es doch nicht 100% zu trennen ist. Als Beispiel: nimmt man wenige Strings muss man eher auf ähnliche Ausrichtung und Verschattung achten als bei modulweiser Ansteuerung - ergo Einschränkungen in Modulplatzierung. Kann trotzdem besser sein, muss aber nicht.
Oder hat man eher kurze Strings, muss man vielleicht eher auf Module mit hoher Spannung gehen, was unter Umständen wieder die Modulabmaße einschränkt.
Deswegen bekomme ich das nicht komplett getrennt im Kopf. Aber wo möglich versuche ich schon, eins nach dem anderen zu machen. :saluting_face:

Auf deinem Verschattungs-Bild schauts aus als wenn das nicht optimal ist. Mit Ladereglern kriegst mehr raus.

Re-Use-Tip: Alu-Erdkabel 4x10 oder 4x16 dürfte sich evtl am Bauhof/Recycling/Versorger organisieren lassen. Das wurde früher für Hausanschlüsse verwendet, ist aber mittlerweile als zu schwach beurteilt für den Zweck

Ich hab nur wenige Panels, alle 75 bzw 90° auf SO und SW. Läuft super im Winter, solange die Sonne es über die Berge schafft Habe Feb-Nov ungefähr konstante energiemenge zur Verfügung

nochmal durchdenken!! Die Spannung im MPP (der wird ja vom Laderegler gehalten) ist annähernd unabhängig von der Einstrahlung.

ja, ist es. Einfach mehrere Laderegler einsetzen. Dann reicht auch Kabel mit 4mm² “dicke”. Das kommt auch bei Teilverschattungen gut an. Bei einer 48V Batterie würde ich möglichst 3 Module gleicher Ausrichtung in Reihe schalten. Dafür reichen dann auch noch die preiswerten Smartsolar 150/35.Daran kann man 3 Stück Module 500Wp anschließen mit niedriger Voc.