Balkonkraftwerk flaches Satteldach mit SW und NO Ausrichtung

PV-Anlage Balkonsolar
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Liebe Experten der Balkonkraftwerksplanung!

Vielleicht kann mir hier jemand weiterhelfen, da ich in Sachen Photovoltaikanlagenplanung noch keine Erfahrung habe.

Mein Plan ist, ein genehmigungsfreies Balkonkraftwerk (hier in Österreich max. 800W) auf unser Satteldach zu installieren.

Die Dachausrichtung ist SW und NO also 230° und 50°. Dachneigung auf beiden Seiten ca. 18°. Platz ist am Dach genug vorhanden. Abschattungen durch Bäume oder Einbauten können ausgeschlossen werden. Aufständerung möchte ich aus optischen Gründen keine.

Die Idee ist nun folgende:

  • Wechselrichter mit 800W Ausgangsleistung --> genehmigungsfreies Balkonkraftwerk in Österreich
  • Module auf beiden Dachseiten verteilen, um möglichst lang über den Tag Ertrag zu haben
  • nachdem die Dachausrichtung nicht ganz optimal ist, würde ich gerne die Modulleistung auf beiden Seiten erhöhen, sodass wiederum möglichst lange 800W in Summe zur Verfügung stehen
Meine Fragen sind nun:
  • Die meisten Wechselrichter mit 800W Ausgangsleistung und 2 MPPT sind für je 1 Modul a 400W ausgelegt. Kann ich hier auch je 2 Module anschließen und der Wechselrichter "kappt" die Leistung, wenn die Module voll beschienen werden? Damit würde aber eigentlich nie 800W zur Verfügung stehen, da ja pro String max 400W möglich wären?
  • Könnte ich einen größeren Wechselrichter drosseln?
  • Wäre es besser, beide Dachseiten parallel auf einen Wechselrichter mit nur einem MPPT zu legen, zB. Growatt MIC 750 TL-S? Das würde mir einleuchten. Welche und wieviele Module wären sinnvoll?
  • Oder sind alle meine Gedanken unsinnig und ihr habt eine bessere Idee?
Danke für Eure Hilfe und schöne Grüße

Harry

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Könnte sein, dass der Hoymiles HM-1500 dafür brauchbar ist. Der hat 4 Kanäle und du kannst den softwaremäßig auf 800 Watt begrenzen.

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Das funktioniert nur gut, wenn alle Module die gleiche Ausrichtung haben. Denn der HM-1500 limitiert bei einer Begrenzung nicht die Gesamtleistung, sondern alle vier Eingänge exakt gleich.

Ich habe zwei Panele je 380W Richtung Osten und zwei Panele je 380W Richtung Westen. Wenn die Sonne im Osten steht, und die Ostpanele satt liefern, z.B. zusammen 600W, während die Westpanele noch mit zusammen 100W dahindümpeln, dann habe ich zusammen ja 700W.

Willl ich das per Regelung auf die aktuell konformen 600W limitieren und schicke dem HM-1500 ein Limit von 40 (600W sind 40% von 1500W), dann stellt der HM-1500 (1500W / 4) * 40 % = 150W gleichermaßen als Maximum für jeden der vier Eingänge ein.

Die Ostpanele sacken damit auf 2 * 150W = 300W ab, die Westpanele bleiben weiterhin auf 2 * 50W = 100W, weil jedes Westpanel ja unter den erlaubten 150W liegt. In Summe ergibt die Limitierung des HM-1500 auf 40% somit nur 400W Ausgangsleistung, was aber 26.7% der vollen 1500W sind.

Ich muss den HM-1500 daher in realiter auf 66.7% drosseln. Dann wird jeder der vier Eingänge auf (1500W / 4) * 66.7 % = 250W begrenzt. Die beiden Ostpanele liefern dann 2 * 250W = 500W und die beiden Westpanele weiterhin 2 *50W = 100W, was in Summe die gewünschten 600W ergibt.

Steht die Sonne dagegen mittags im Süden, dann werden die beiden Seiten Ost und West gleich stark beschienen, und die einfache Limitierung ala 40% würde funktionieren.

Insofern ist eine Limitierung auf eine feste Wattzahl (oder gar eine Nulleinspeise-Regelung) bei einer Ost-West-Verteilung mit einem HM-1500 ein bisschen tricky. Entweder man regelt jede Änderung über mehrere, immer kleiner werdende Schritte aus (das ist dann aber langsamer). Oder man man berücksichtigt die unterschiedlichen Leistungen der beiden Himmelsrichtungen, prüft, ob eine Seite bereits limitiert ist oder nicht, und rechnet dann die notwendige Limitänderung aus (im Ideal ein einziger Regelschritt, dafür ein komplizierter Quelltext mit mehreren Fallunterscheidungen).

Bei meiner Nulleinspeisung (derzeit noch ohne Akku) habe ich nach erstem Erfahrungen mit der ersten Möglichkeit dann doch in den sauren Apfel gebissen und die kompliziertere zweite Möglichkeit programmiert (und dann mehrere Tage debuggt).

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Hallo!

Vielen Dank für die ausführliche Info zum HM-1500. Diese Variante fällt somit für meine Ziele eher aus.

Hat noch jemand Erfahrung zu der zweiten Variante beide Dachseiten parallel auf einen Wechselrichter mit nur einem MPPT zu legen, zB. Growatt MIC 750 TL-S?

Danke für eure Hilfe, Harry

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Das ist ja echt blöd gelöst. Man will doch eigentlich immer, dass der Wechselrichter erst dann limitiert, wenn die 600 W gesamt erreicht werden. Dann ist der in der Tat hierfür keine Option.

Growatt: Wenn ich es richtig verstehe, hast du 4 Module, also jeweils 2 auf einer Dachseite. Dann hättest du 2 Strings mit 2 Modulen, die du dann parallel schaltest. Da müsstest du prüfen, ob der Growatt schon mit 2 Modulen sicher im MPPT-Bereich läuft.

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Wie wie kann ich das prüfen? Ist hier mit starken Verlusten zu rechnen, da ja der MPP durch die Parallelschaltung nicht "richtig" gefunden wird?

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Growatt Datenblatt anschauen, was der MPPT Spannungsbereich ist.

Wenn ich mich recht erinnere, hängt der MPP wenig von der Einstrahlung ab, insofern passt das schon.

Hab mal schnell gegoogelt, schau dir das Diagramm an, MPP liegt nahezu gleich:

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@forum2023

Das funktioniert nur gut, wenn alle Module die gleiche Ausrichtung haben. Denn der HM-1500 limitiert bei einer Begrenzung nicht die Gesamtleistung, sondern alle vier Eingänge exakt gleich.

Kann ich nicht bestätigen. Bei mir haben alle 4 Eingänge eine unterschiedliche Leistung. Zumindest zeigt das die DTU an. Selbst die Eingänge die an einem MPPT hängen, können unterschiedliche Werte anzeigen.
Genau das ist doch auch der Vorteil von diesen Wechselrichtern. Die 4 Module sind parallel geschaltet, so das die Ausrichtungen unterschiedlich sein können und unabhängig von den anderen Modulen sind.
@win es wäre blöd wenn es stimmen würde aber es stimmt nicht was forum2023 da geschrieben hat. Keine Ahnung wie der auf diese Idee kommt, aber es ist total falsch.
Egal ob HM-1500 oder HM-600, ich habe beide und bei beiden funktionieren alle Eingänge unabhängig voneinander. Es ist definitiv eine Parallelschaltung.

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@solarhs
Du wirst bei einem Mikrowechselrichter meist keine Module parallel schalten können, da es die Leistung übersteigt. Außer du machst 100W Module an einem Eingang. Zumindest ist es beim HM-1500 und HM-600 so. Ich hatte am HM-600 an einem Eingang 4 x 100W. Aber das ist quatsch. Diese Module brauchen im Vergleich zu den Wp deutlich mehr Platz als ein 300 oder 410Wp Modul.
Beispiel Rechnung:

HM-800: Laut Datenblatt sind bis zu 60V (Eingangsspannung) und maximal 12,5A (Eingangsstrom) 15A Kurzschlusstrom. Aber der MPPT-Spannungsbereich liegt bei maximal 48V

Also 48V x 12,5A = 600W pro Eingang, also 1200W an insgesamt.
Das Problem aber ist:
2 Module in Reihe an einen Eingang z.B. JaSolar 300W, gehen nicht. Ein Modul hat einen Kurzschlusstrom von 9,75A und eine Leerlaufspannung von 39,85. Parallel an einem Eingang wäre der Kurzschlussstrom zu hoch und in Reihe an einem Eingang wäre die Leerlaufspannung zu hoch.
Ich weiß nicht wie es bei euch ist. Bei uns in Deutschland braucht man bei Modulen ab ca. 500W eine Baugenehmigung beim anbringen, da diese größer 2qm sind.
Es ist also nicht möglich mehrere Module an einen Eingang zu hängen um die volle Leistung rausholen zu können und größere Module je nach Zulassung.
Du musst immer darauf achten mit Leerlaufspannung und dem Kurzschlussstrom der Module nicht über den maximalen Werten vom Wechselrichter zu kommen.
Theoretisch wären 415Wp Module möglich. Bei JaSolar wären das 37,45 Leerlaufspannung und 14,02 Kurzschlussstrom. Dann wärst duz schon bei 830W.

Wechselrichter Drosseln:

Ich weiß leider nicht wie es bei euch in Österreich ist, bei uns in Deutschland muss der Netzbetreiber dem zustimmen. Eigentlich heißt es ja, dass ein Balkonkraftwerk in Deutschland bis 600W keine Genehmigung vom Netzbetreiber braucht. Aber mit einem größeren Wechselrichter hat dein Balkonkraftwerk eigentlich eine größere Leistung. Bei uns muss man dem Netzbetreiber mitteilen welchen Mikrowechselrichter man hat.
Wenn es bei euch auch so ist und man nachweisen muss welcher Wechselrichter verbaut ist und dieser nicht mehr Leistung haben darf, dann solltest du mal bei den Zuständigen nachfragen ob die z.B. einen gedrosselten HM-1500 als einfaches BKW anerkennen würden.

Ja, sowas wie Hoymiles HMserie kann man leicht drosseln mit Ahoy-DTU oder OpenDTU. Kosten der DTU etwa weniger als 20€ und etwas Arbeit mit Verkabelung und Software anpassen.
Nur die Frage ist, wenn du die Zustimmung vom Netzbetreiber brauchst, ob der z.B. einen gedrosselten HM-1500 genehmigt. Denn so leicht wie man den drosseln kann, kann man ihn auch wieder enddrosseln.
PS: Bitte Vorsicht bei den Mikrowechselrichtern die mit Drosselung und Zertifikat angeboten werden. Genau das gleiche könnte ich dir auch anbieten. Einfach den Wechselrichter mit meiner DTU drosseln und dir ein Zertifikat welche Vorlage aus dem Internet kommt, ausdrucken. Da steht nichts mit staatlich zugelassen, staatlich anerkannt oder ähnlichem. Da steht einfach nur, dass der Wechselrichter auf die gewünschte Wattzahl gedrosselt wurde.
Ich hatte dazu mal ein Youtubevideo gesehen. Ich hatte in den Kommentaren gefragt wie das mit der Akzeptanz von Seiten der Netzbetreiber ist, aber leider habe ich selbst nach ein paar Monaten keine Antwort von dem Youtuber bekommen.
Auch habe ich mal rumgefragt, hier im Forum usw... bis jetzt wurde nichts gefunden, dass ein Netzbetreiber dieses so anerkannt hat.

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Ja der HM-1500 hat 4 Eingänge für unterschiedliche Ausrichtung oder Verschattungs Probleme. Man könnte auch als Kombi mit Fassade arbeiten um mehr Leistung aus dem Nordosten zu erhalten. Schwachlicht Module sollten es eh sein.

Mit dem senken der Leistung würde ich testen wie viel im normalen Betrieb ankommt. 800 Watt in Österreich. Dann evtl. leicht anpassen.

In Deutschland geht 800 Watt auch bald. 11.05.2023 Bundestag wird von der CDU ein Gesetzes Entwurf eingereicht. Was die Petition von gestern vom Andreas Schmitz zu 100% decken soll.

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Puh.

Ich glaube hier wird "Parallelschaltung" oft ziemlich falsch verwendet.

Bezogen auf den HM-1500:

Der hat 2 MPP Tracker, also quasi 2 getrennte Teilwechselrichter.

An jeden Tracker werden 2 Module quasi Parallel angeschaltet. Nur quasi, weil offensichtlich jeder Eingang einen eigenen Stromshunt hat, der der Leistungsmessung eines einzelnen Moduls dient.

Dies stört den Tracker nicht.

Vermutlich (bzw recht sicher) haben jeweils 2 Module dieselbe Spannung bei meist unterschiedlichem Strom.

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Dann wäre der HM-1500 doch im Rennen.

Der HM-600 dürfte übrigens keine parallelen Eingänge haben, sondern 2 unabhängige Wechselrichter, die auf jeweils 300 Watt begrenzt sind. Hab mal nachgeschaut, so steht es in der Beschreibung: 2 Kanäle mit jeweils 300 Watt.

Das ist in der Regel kein Problem, weil die Wechselrichter den Strom regeln und Module nie kurzschließen. Da gibt es auch schon viel praktische Erfahrungen in der Community, was das Thema "Überbelegung" angeht. Es funktioniert. Der Strom wird vom Wechselrichter geregelt, muss ja auch sein, um z.B. die 300 Watt auf AC-Seite pro Kanal nie zu überschreiten. Die meisten WR kommen mit Überbelegung klar.

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Haben wir möglicherweise aneinander vorbei geschrieben?

Wenn ich meinem HM-1500 limitiere, heißt das doch nicht, dass alle 4 Module auf wundersame Weise genau das gleiche liefern müssen oder werden. Die Limitierung legt nur fest, dass keines der vier Module mehr als grob 1500W * Limit / 4 liefern kann.

In meinem obigen Beispiel: Wenn ich bei meinem HM-1500 ein Limit von 40% einstelle, dann kommt bei mir kein einziges Modul mehr über etwa 150W. Egal, ob alle vier gleichermaßen gut in der Sonne liegen, oder ob die Sonne im Osten oder im Westen steht, und nur die Module der jeweiligen Himmelsrichtung prodizieren.

Ich habe es gerade nochmal ausprobiert, auch wenn der Zeitpunkt gerade nicht günstig ist, weil West und Ost in der Leistung momentan nicht so weit auseinanderliegen.

  1. HM-1500 auf 98% gestellt - alle Werte laut OpenDTU

Ost1: 177,1W, Ost2: 175,4W, West1: 238,5W, West2: 240,6W - in Summe 790W

  1. HM-1500 auf 55% gestellt (1500W * 55% = 825W), es sollte sich also nichts ändern - jedoch:

Ost1: 175,5W, Ost2: 174,0W, West1: 215,0W, West2: 227,7W - in Summe 752,5W

Man sieht, dass die beiden Westmodule limitiert werden, obwohl die vorherige Summe von 790W ein Stück unter den 55% * 1500W = 825W liegt.

Man sieht auch, dass die Limitierung ungenau arbeitet: 825W / 4 = 206,25W, die beiden Westmodule liegen mit 215,0W und 227,7W ein Stück darüber. Aber sie wurden tatsächlich eingeschränkt, dann sie hatten vorher 238,5W und 240,6W.

Und nach Aufhebung der Limitierung von 55% sind die Westmodule auch wieder hoch gegangen:

Ost1: 174,3W, Ost2: 172,8W, West1: 227,6W, West2: 239,5W - in Summe 782,9W

Ich kann den Versuch auch gerne später wiederholen, wenn der Leistungsunterschied zwischen West und Ost noch größer ist. Aber man sieht auch an den jetzigen Daten, dass der HM-1500 nicht einfach nur die Gesamtleistung limitiert, denn dann hätten die Westmodule ungestört weiter liefern dürfen. Die Gesamtleistung lag zu allen Zeiten unter den theoretischen 825W.

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@stiech82

Wenn du bei deinem HM-1500 tatsächlich die Gesamtleistung mit dem Limit regeln kannst, dann wäre es interessant, den Unterschieden zwischen dir und mir auf die Spur zu kommen:

- Meinen HM-1500 habe ich im Feb./März 2022 gekauft. Ist deiner jünger? Hat Hoymiles ggfs die WR-Serie seitdem überarbeitet?

- Hängen an deinem HM-1500 tatsächlich deutlich unterschiedliche Himmelsrichtungen? Den von mir beschriebenen Effekt kann man aufgrund der Ungenauigkeiten nur beobachten, wenn die Modulleistungen deutlich auseinanderliegen.

Falls es nicht zu viel Aufwand ist, und du zweitweise ebenfalls deutlich unterschiedliche Modulleistungen am HM-1500 haben solltest - kannst du ihn dann mal aus deiner NodeRed-Steuerung kurz rausnehmen und manuell eine Messreihe vornehmen so wie ich oben? Wäre interessant ...

Nachtrag 2: Du hast deinen HM-1500 ja nicht mehr direkt an Solarpanelen hängen, sondern nach dem Laderegler an dem Akku. Insofern haben sich die Fragen erledigt. Obwohl - du könntest ein bis zwei der vier Eingänge (gleicher MPPT) von der Busbar lösen, dann müsstest du den gleichen Effekt sehen.

Nachtrag: Der OP hat ja heftig unterschiedliche Dachrichtungen ("Die Dachausrichtung ist SW und NO also 230° und 50°"), müsste den vor mir beschriebenen Effekt also deutlich mitbekommen - es sei denn, Hoymiles hat das wirklich behoben.

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Ich habe jetzt um 16h nochmal eine Messreihe gemacht, weil inzwischen die Differenzen zwischen Ost und West deutlich größer geworden sind - alle Werte wieder laut OpenDTU:

  1. 16:00h, Limit 100% - Gesamtleistung auf AC-Seite 696,0W

Ost1: 83,4W, Ost2: 83,2W, West1: 281,5W, West2: 284,5W

Dann habe ich den HM-1500 auf seinen aktuellen Stand gedrosselt: 46% * 1500W = 690W

  1. 16:01h, Limit 46% - Gesamtleistung auf AC-Seite 504,7W

Ost1: 82,6W, Ost2: 82,3W, West1: 165,1W, West2: 201,3W

Der WR limitiert sich ganz offensichtlich nicht auf die angegebenen 46% / 690W, sondern liegt realiter bei 33,6% / 505W.

Aber auch 690W / 4 = 172,5W stimmt nicht so recht, das Modul West2 liegt mit 201,3W doch merklich darüber.

Dann habe ich die Limitierung komplett aufgehoben.

  1. 16:02h, Limit 100% - Gesamtleistung auf AC-Seite 697,5W

Ost1: 81,4W, Ost2: 81,1W, West1: 284,4W, West2: 287,3W

Vielleicht ist mein Ansatz, die Drosselleistung durch 4 Module geteilt zu rechnen, auch nicht so sinnvoll, vielleicht limitiert mein HM-1500 eher pro MPPT? (Würde auch von der Technik her besser einleuchten, dass eher der jeweilige MPPT gedrosselt wird als jedes einzelne Modul.)

690W / 2 = 345W, beide Westmodule zusammen liefern 366,4W - das würde schon etwas besser hinkommen.

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Limitierung pro MPPT würde technisch gesehen Sinn ergeben. Das sind ja sozusagen 2 getrennte WR, denen dann einfach die Vorgabe gemacht wird, z.B. nur 50% der Maximalleistung rauszugeben. So bleiben das völlig unabhängige Systeme, was das technische Design vereinfacht.

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Einen Wandler mit 2 mppt nehmen.

Je 1 Modul Ost und West parallel an einen mppt.

Und ja, das geht auch wenn viele Leute das Gegenteil behaupten. Technik ist nämlich keine Demokratie.

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Das ist eine elegante Lösung des Problems. ?

Wenn ich nicht diese Woche sowieso das ganze System auf Akku umbauen würde - womit dann alle 4 Eingänge des HM-1500 gleichermaßen am Akku hängen werden - da lohnt sich das Ausprobieren eigentlich nicht mehr ...

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Vielen Dank für die rege Diskussion!

Wenn ich das richtig verstehe, arbeitet dann beide mppt exakt gleich, da immer Ost und West an einem mppt hängen.

Daraus folge ich, dass auch 1 mppt bei entsprechenden Leistungsdaten reichen würde. Somit auch z.b. Growatt 750? Welche Leistung dürften die Module dann haben?

Oder haben 2 mppt andere Vorteile?

Die Verluste durch diese Schaltung sind recht gering, da der mpp nur sehr gering von der Sonneneinstrahlung abhängig ist. Richtig? Es müssen aber beide Module vom gleichen Typ sein. Richtig?

Das Drosseln von Wechselrichtern sehe ich auch eher problematisch, da auch in Österreich der WR bei der Meldung angegeben werden muss und ich hier keine Diskussionen mit dem Netzbetreiber führen möchte.

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Der Growatt dürfte mit 2 Modulen parallel evtl. überfordert sein vom Strom her. Dann liefern die Module mehr, als der Growatt kann. Damit nutzt du dann nicht das Maximum.