Planung PV-Anlage mit Speicher auf Nebengebäude mit mehreren Flachdächern

PV-Anlage
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Es hat sich ein neues Thema aufgetan. Ich habe festgestellt, dass widererwarten das Nebengebäude nicht mit 5x6 qmm, sondern 2x 5x2,5 qmm angefahren wird.

5x2,5 qmm sind aber nur für Leistungen bis 11 kW ausgelegt. Das passt nicht zu meiner Anlagengröße von 19,15 kWp bzw. geplanten 15 kW WR-Leistung, damit auch die Wärmepumpe sinnvoll bespielt werden kann.

Eine neue Leitung ziehen, ist vom Aufwand sehr hoch, da der gepflasterte Hof geöffnet werden muss.

Ist es "erlaubt" die beiden Leitungen 5x 2,5 zusammen zu führen, wie im Bild dargestellt?

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Wenn man einen defekten Victron MPPT öffnet (und ihn dabei vollends zerstört), erkennt man dicke Elkos mit einer Nennspannung von 160V. Wer sich mit Elektronik auskennt, wird in seinen Schaltungen die Spannungsfestigkeit der Elkos immer auf mindestens 150% festlegen, also 100V> 150V Elko. Nur so am Rande…ich halt ein Tip.

Die MOSFETS sind extrem empfindlich auf Überspannungen, den maximalen Strom regelt der MPPT selbst.

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Sorry ich habe aus Versehen 9,9 V statt 9,9 % aufgeschlagen. Das AIKO-A550 hat eine Leerlaufspannung von 45,8 V bei 25°C. Plus 0,22 %/K * 45 K ergeben eine Leerlaufspannung von 50,334 V bei -20 °C. Es bleibt aber riskant mit drei Modulen in Reihe und der Wirkungsgrad nimmt mit höheren Spannungen auch ab.

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Genau. Die vier Module links sind für die MPPTs und die Multiplus, dann kommt der Lynx Shunt und dann zwei weitere Module für die Akkus. Die braunen Blöcke sind jeweils einzeln angeschlossen und die US 5000 paarweise.

Selten, aber kommt vor. Zumindest im Oktober letzten Jahres hätte die Solarerzeugung für den Eigenbedarf gereicht, aber der Akku war zu klein. Der hatte da nur ca. 50 kWh:

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Ich danke euch für den Hinweis zur Leerlaufspannung und die Beachtung des Uoc-Temperaturkoeffizienten. Das muss ich dann für jeden String prüfen bzw. so zusammenschalten, dass es nicht zur Überspannung kommen kann.

Das heißt die Module von JA Solar wären eine gute Wahl, da weniger Leerlaufspanung als die AIKO und Longi.

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Der Elektriker, der mich beim Anschluss und Anmelden unterstützt war heute da und hat zwei in seinen Augen bessere Belegungen in den Raum gestellt.

Alle Module auf Dach 2 leicht aufgeständert in Richtung SO wie die Neigung vom Dach ist und
Dach 1 entweder alle Module leicht aufgeständert alle in Richtung SW schauend wie die Neigung vom Dach ist oder alle Module auf mehrere Reihen aufteilen und in die gleiche Richtung wie Dach 2.

Wenn ich Zeit habe, werde ich das nochmal simulieren. So richtig bin ich nicht davon nicht überzeugt, will aber den Experten nichts absprechen.

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Flache Aufständerung sollte in der Simulation auch sehr interessant sein.

Ab wann die Selbstreinigung sich trotz aufsteckbaren Wasserabflusshilfen verschlechtert, kann man bestimmt hier im Forum gut herausfinden/fragen.

"Winterwinkel" ist eher so um die 65° und "seltener benötigt".

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Drei Module mit ca. 40V Leerlaufspannung sind absolut kritisch, ich habe noch einmal meinen defekten MPPT 150/35 aus der Schrottkiste gekramt. Die eingesetzten MOSFETs sind vom Typ IFP4321 von Infineon, im Datenblatt ist die Durchbruchspannung dieses Typs mit max. 150V angegeben, bedeutet, ein Spannungsimpulse >150V von wenigen Millisekunden killt den MOSFET und damit dem MPPT. Es gibt auch keine spannungsbegrenzenden Komponenten, die das verhindern können.
Ich empfehle daher dringend, nur zwei Paneele je String in Reihe zu schalten.

Grüße Stephan

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Das setzt aber voraus, daß diese Spannung auch überschritten werden kann. Ich betreibe hier insgesamt 8 Stück MPPT 150/35 mit je drei Meyer Burger Glass 380 bzw. 385. Das läuft seit Ende 2023 im Nordosten Bayerns, bisher ohne Ausfälle.

Jetzt im Sommer gehen die auf max. 125V (Akku voll). Die detaillierten Daten in VRM gehen nur bis Mitte Januar zurück, aber in der Übersicht war nie mehr zu sehen. Theoretisch könnten es 146VOC werden (bei 20° Minus und Sonne), aber habe ich noch nie gesehen. Und sobald die Sonne scheint, heizen sich die Zellen ja sofort auf und der Tracker zieht die Spannung runter.

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Hast du einen Link zu einem Beitrag zu den Wasserabflusshilfen? Ist der Effekt spürbar?

Danke. Ich werde es beachten und ggf. auf das größere BlueSolar MPPT 250/70 nehmen und da vier Module dran oder schaue, dass ich eher die JA Solar Module nutze.

Diese Einschränkung erhöht zusätzlich die Anzahl der MPPTs, was es weniger attraktiv macht. Des Weiteren sind die Modulreihen eher durch 3 als durch 4 teilbar, was die Nutzung von MPPT 150/35 attraktiv gemacht hätte. Bei der genauen Verschaltung muss ich am Ende intensiver in die Planung gehen.

Anbei jetzt der Vergleich Ertragsprognose pro Wechselrichter [kWh/m²] von Dach 1, Dach 2 und Dach 3. Verglichen werden die beiden Aufständerungsvorschläge. Ich habe Zick-Zack NO-SW gewählt, der Elektriker empfahl die Module in die jweils abfallende Richtung vom Dach zu legen, was bei Dach 1 bedeutet alle Module in Richtung SW und bei Dach 2 alle Module in Richtung SO. Auf Dach 3 habe ich die Aufständerung von zwei Modulen entfernt und diese Flach auf das Dach montiert, simuliert.

Zu Beginn erfolgt eine allgemeine Übersicht der simulierten Werte inkl. Verluste.

Allgemein
Zick-Zack Elektriker Differenz
Gesamtleistung [kWp] 19,15 17,65 1,5
PV Nennenergie [kWh] 20796,28 19743,07 1053,21
modulspez. Teilabschattung [kWh] -3462,51 -3210,48
Schwachlichtverhalten [kWh] -172,71 -165,97
Abweichung von der Nenn-Modultemp. [kWh] -286,18 -276,79
Dioden [kWh] -85,21 -72,6
Mismatch (Herstellerangaben) [kWh] -305,92 -290,04
Mismatch (Verschattung/Abschattung) [kWh] -440,19 -441,56
PV-Energie (DC) ohne WR-Abregelung [kWh] 16043,56 15285,62 757,94
Unterschreitung DC-Startleistung [kWh] -4,15 -5,25
Abregelung wegen MPP-Spannungsbereich [kWh] -57,55 -29,33
Abregelung wegen max. DC-Strom [kWh] -0,13 0
Abregelung wegen max. DC-Leistung [kWh] -0,01 0
Abregeung wegen max. AC-Leistung /cos phi [kWh] -11,09 -58,72
MPP Anpassung [kWh] -6,65 -7,24
PV-Energie (DC) [kWh] 15963,99 15185,07 778,92
Abweichung der Eingangs- von der Nennspannung [kWh] -197,51 -94,73
DC/AC-Wandlung [kWh] -549,64 -496,27
Standby-Verbrauch [kWh] -94,12 -137,48
PV-Energie (AC) abzgl. Standby-Verbrauch [kWh] 15122,72 14456,59 666,13
PV-Generatorenergie (AC) [kWh] 15216,84 14594,07 622,77

Dach 1

Zick-Zack

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Elektriker
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Vergleich

Dach 1 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Zick-Zack 121,4 202,4 456,2 854,6 1183,7 1110,7 1077,2 998,3 690,6 292,1 133,9 76,4
Elektriker 109 181 405,8 761,2 1037,4 973,8 940 883,1 623,9 260,9 118,4 67,9

Dach 2

Zick-Zack

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Elektriker
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Vergleich

Dach 2 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Zick-Zack 67,9 108,2 234,2 479,4 746,7 703,4 679,7 593,5 345,1 143,4 74,1 43,4
Elektriker 68,8 113,2 240,6 501,7 772,1 723,7 699,6 618,8 358,9 147,1 74,2 41,9

Dach 3

Zick-Zack

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Elektriker
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Vergleich

Dach 3 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Zick-Zack 31,6 48,7 92,9 158,9 222,8 218 208,3 185 129,1 65,4 30,7 17,6
Elektriker 33,4 51 96,1 160,4 224,3 221,3 209,6 185,4 131,4 67,4 31,7 18,2

Gesamt

Über alle Dächer inkl. Dach 4 gesehen, werden folgende Werte simuliert.

Gesamt Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Zick-Zack 287,4 453,7 953,1 1758,1 2509,7 2387,4 2297,8 2083,8 1387,9 624,9 299,2 173,6
Elektriker 278,2 440,4 914,1 1693,3 2398,9 2286 2191,9 2001,2 1339,2 600,7 285,6 164,6

Zusammenfassung

Dach 1

Dach 1 Zick-Zack profitiert von den drei Modulen mehr Gesamtleistung. Hier kurz der Vergleich Elektriker vs. Zickzack 5 Modulreihen (gleich wie Elektriker)

Dach 1 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Elektriker 109 181 405,8 761,2 1037,4 973,8 940 883,1 623,9 260,9 118,4 67,9
Zick-Zack Anzahl Module wie Elektriker 108,9 180,8 406,1 750,3 1014,8 945,1 920,5 869,1 618,4 261,3 118,7 68,2

Die Werte sind in den Wintermonaten fast gleich, im Sommer "gewinnt" die Konfiguration vom Elektriker.

Dach 2

Die Konfiguration vom Elektriker ist bis auf Dezember immer besser als Zick-Zack NO-SW.

Dach 3

Auch hier lohnt sich durch die Bank weg Zick-Zack NO-SW nicht.

Resümee

Eine Kombination beider Konfigurationen erscheint sinnvoll, d.h.
Dach 1 Zick-Zack NO-SW mit maximaler Anzahl Module, Dach 2 alle in Richtung SO, Dach 3 ein Modul in SW, zwei flach und Dach 4 alle in Richtung SO.

Gesamt Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Zick-Zack 287,4 453,7 953,1 1758,1 2509,7 2387,4 2297,8 2083,8 1387,9 624,9 299,2 173,6
Elektriker 278,2 440,4 914,1 1693,3 2398,9 2286 2191,9 2001,2 1339,2 600,7 285,6 164,6
Optimum 290,6 461,8 964,5 1786,7 2545,2 2422,9 2329,1 2116,4 1405,9 631,9 301,1 174,6

Zick-Zack bietet aber voraussichtlich eine homogenere Verteilung von PV-Generatorenergie über den Tag. Das muss am Ende ein Akkupack puffern.

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Danke für das Teilen deiner Daten der Simulationen!

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Das beste Ergebnis besteht laut Simulation aus einer Kombination. Es sind jetzt keine Welten, aber knapp 300 kWh/a mehr. Dieser Mehrwert ist aber zum Großteil im Sommer.

Allgemein

Zick-Zack Elektriker Kombination
Gesamtleistung [kWp] 19,15 17,65 19,15
PV Nennenergie [kWh] 20796,28 19743,07 21162,53
modulspez. Teilabschattung [kWh] -3462,51 -3210,48 -3520,96
Schwachlichtverhalten [kWh] -172,71 -165,97 -170,77
Abweichung von der Nenn-Modultemp. [kWh] -286,18 -276,79 -295,12
Dioden [kWh] -85,21 -72,6 -87,87
Mismatch (Herstellerangaben) [kWh] -305,92 -290,04 -310,6
Mismatch (Verschattung/Abschattung) [kWh] -440,19 -441,56 -458,08
PV-Energie (DC) ohne WR-Abregelung [kWh] 16043,56 15285,62 16319,14
Unterschreitung DC-Startleistung [kWh] -4,15 -5,25 -37,95
Abregelung wegen MPP-Spannungsbereich [kWh] -57,55 -29,33 -31,55
Abregelung wegen max. DC-Strom [kWh] -0,13 0 0
Abregelung wegen max. DC-Leistung [kWh] -0,01 0 0
Abregeung wegen max. AC-Leistung /cos phi [kWh] -11,09 -58,72 -18,54
MPP Anpassung [kWh] -6,65 -7,24 -7,55
PV-Energie (DC) [kWh] 15963,99 15185,07 16223,54
Abweichung der Eingangs- von der Nennspannung [kWh] -197,51 -94,73 -113,58
DC/AC-Wandlung [kWh] -549,64 -496,27 -600,51
Standby-Verbrauch [kWh] -94,12 -137,48 -129,53
PV-Energie (AC) abzgl. Standby-Verbrauch [kWh] 15122,72 14456,59 15379,92
PV-Generatorenergie (AC) [kWh] 15216,84 14594,07 15509,45

Monatsvergleich Gesamt

Gesamt Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Zick-Zack 287,4 453,7 953,1 1758,1 2509,7 2387,4 2297,8 2083,8 1387,9 624,9 299,2 173,6
Elektriker 278,2 440,4 914,1 1693,3 2398,9 2286 2191,9 2001,2 1339,2 600,7 285,6 164,6
Kombination 290,8 463,4 970 1798,2 2560,7 2429,8 2340,4 2131,1 1418 634,7 300,9 171

Meine nächste Aufgabe wird sein, herauszufinden wo ich die gewünschten JA Solar Module JA Solar JAM48D50 und JA Solar JAM54D50 kaufen kann. Ggf. muss ich JA Solar direkt anschreiben.

Wenn es diese nicht gibt, dann muss ich wohl in den sauren Apfel beißen und auf die "aktuelle" Modellgeneration der größeren Modelle zurückgreifen.

  • Trina Solar Vertex S+ TSM-NEG18R.20 495-525W
  • Jinko Solar Tiger Neo 54HL4M-BDV 495-525W
  • Jolywood Niwa Black JW-HD108N-R2 500-525W
  • Astronergy ASTRO N7s 2.0 CHSM54RN(DG)/F-BH 510~530W
  • Hengdian Group DMEGC Infinity RT DM505-525G12RT-B54HBW
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