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Leistungsoptimierer passen die optimalen Arbeitspunkte (MPP) der Solarmodule individuell an und überwachen die Leistung jedes einzelnen Panels. Sie werden häufig bei kleinen und mittelgroßen PV-Anlagen eingesetzt, denn diese kämpfen mit Auslegungsproblemen wie Teilverschattungen, unterschiedlicher Modulbelegung oder Verschmutzung.

Leistungsoptimierer kompensieren viele Leistungsverluste, die bei PV-Systemen zu erheblichen Einbußen führen würden. Sie verbinden unterschiedlich lange Strings und unterschiedliche Modultypen, egal mit welcher Ausrichtung. Photovoltaik-Leistungsoptimierer ermöglichen zudem mit spezifischer Überwachung der PV-Modul-Leistung eine kosteneffiziente und fortschrittliche Wartung der Solaranlage.

Viele Solarmodul-Hersteller integrieren bereits bei der Fertigung Leistungsoptimierer. Das senkt die Installationskosten der gesamten PV-Anlage. Im Vergleich zu Add-on-Versionen müssen weniger Komponenten in der Photovoltaikanlage verbaut werden. Diese Module werden als "Smarte PV-Module" bezeichnet und angeboten. Neben der Integration bei PV-Modulen lassen sich Leistungsoptimierer nachrüsten, als Retrofit-Lösung bei bestehenden PV-Installationen. Eine nachträgliche Optimierung kann den Solarertrag um bis zu 20 Prozent verbessern.

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Auf dem Markt gibt es mehrere führende Hersteller von PV-Leistungsoptimierern mit unterschiedlichen Technologien und Produkten. Die Tabelle zeigt die wichtigsten Akteure und ihre herausragenden Produkte.

BRC Solar überzeugt mit dem Power Optimizer M500/14 durch hohe Leistung und Zuverlässigkeit. Huawei bietet mit dem SUN2000-450W-P2 innovative Technologie und hohe Effizienz. SolarEdge setzt mit der P-Serie Maßstäbe in Leistung und Integration. Tigo bietet mit dem modularen TS4 flexible Lösungen.

Mit ihren innovativen Ansätzen fördern diese Hersteller die Entwicklung in der Solarbranche.

BRC Solar GmbH ist ein deutsches Solartechnologie-Unternehmen, das sich auf die Entwicklung und Produktion von systemoffenen PV-Leistungs-Optimierern für Photovoltaik-Module spezialisiert hat. Das Unternehmen wurde 2018 in Ettlingen von Richard Brace, Pascal Ruisinger und Timm Czarnecki gegründet. Der erste BRC SOLAR Leistungs-Optimierer war der M500/14, mit dessen Hilfe Erträge von Solarstrom-Anlagen mit Verschattung oder unterschiedlicher Ausrichtung bzw. Neigung der Module wesentlich verbessert werden konnten.

BRC Solar Leistungs-Optimierer verbessern die Erträge von Solarstromanlagen mit minimalem Aufwand, da sie nur an den Modulen installiert, die von einer Leistungsoptimierung profitieren. Photovoltaik-Anlagen werden effizienter, ohne dass alle Module mit Optimierern ausgestattet werden müssen. Das spart Zeit und Kosten bei der Installation. BRC SOLAR Leistungs-Optimierer werden in Deutschland entwickelt und produziert und sind mit vielen Wechselrichtern kompatibel.

Die Leistungsoptimierer der P-Serie von SolarEdge sind DC/DC Wandler. Sie werden vom Installateur an jedes PV-Modul angeschlossen (Add-On Variante), wenn sie nicht bereits vom Modulhersteller integriert sind und die traditionelle PV-Anschlussdose ersetzen. Die SolarEdge Leistungsoptimierer steigern den Energieertrag von PV-Anlagen, indem der Punkt der maximalen Leistungsabgabe (MPPT) für jedes Modul einzeln gesucht wird. Zudem überwachen die Geräte die Leistung der einzelnen Module. Die Leistungsdaten übermitteln sie an das SolarEdge Monitoring-Portal für eine verbesserte, kostengünstige Wartung auf Modulebene.

Bei der Verwendung von SolarEdge Wechselrichtern behalten die SolarEdge Leistungsoptimierer automatisch eine feste Strangspannung bei. Dadurch habenInstallateure noch mehr Möglichkeiten bei Strängen unterschiedlicher Länge, um PV-Anlagen optimal auslegen zu können. Die SolarEdge-Leistungsoptimierer können für c-Si- und Dünnschichtmodule eingesetzt werden und haben eine Garantie von 25 Jahren.

Der SafeDC Mechanismus der SolarEdge Leistungsoptimierer erhöht die Sicherheit des Systems für Installateure, Wartungspersonal und Feuerwehrleute, indem er im Notfall automatisch die Gleichspannung am Modul reduziert, wenn der Wechselrichter abgeschaltet wird oder der Netzstrom ausfällt. Sobald die Stromversorgung abgeschaltet wird, reduziert SafeDC, der als DC-Trennschalter zertifiziert ist, die DC-Spannung auf Modulebene innerhalb der geforderten Zeit automatisch und ausfallsicher auf 1 Vdc pro Modul bzw. Leistungsoptimierer. Aufgrund der Auslegungsrichtlinien liegt die DC-Spannung dann bei maximal 50 Vdc im Strang. So erfüllen die SolarEdge Leistungsoptimierer auch die VDE-Anwendungsrichtlinie zur brandschutzgerechten Installation von Photovoltaikanlagen.

Durch neue Produkte, wie dem OP600-96V Leistungsoptimierer, an dem zwei Module gleichzeitig angeschlossen werden können und konsequente Weiterentwicklungen der Wechselrichter eröffnen sich weitere Marktchancen, besonders für gewerbliche Anlagen.

Der Optimierer von Tigo Energy misst die Stromstärke, die Spannung und die Temperatur des Moduls. Die Daten schickt er an eine zentrale Recheneinheit, die Tigo Cloud Connect. Diese berechnet den optimalen Betriebspunkt eines jeden Moduls und sendet die Ergebnisse an den Optimierer zurück, der dann per Impedanzanpassung jedem Modul eine virtuelle Impedanz präsentiert, die der internen Impedanz des Moduls entspricht, sodass an jedem Modul die maximale Energieausbeute erzielt wird.

Bei bisher erhältlichen Lösungen mussten stets alle Solar-Module mit einem Optimierer ausgerüstet werden, unabhängig davon, ob dies überhaupt notwendig ist. Mit der der TS4-Lösung müssen nur noch die "problematischen Module" ausgerüstet werden. Dies spart Kosten im Vergleich zur z. B. Lösung von SolarEdge. Sowohl bestehende, als auch neue Solarstromanlagen können mit der Produktplattform TS4 ergänzt werden. Die von Tigo Energy entwickelte chipbasierte Lösung hat die niedrigste Bauteilzahl der Branche und bietet eine hohe Zuverlässigkeit sowie hohe Wirkungsgrade des Solar-Moduls.

TIGO ist das einzige Unternehmen der Branche, das eine modulare Plattform bietet, auf der Kunden das Verhalten ihrer PV-Module auf die jeweiligen Standort-Bedürfnisse abstimmen können. Die Produktplattform TS4 ermöglicht über verschiedene Optionen die Steigerung des Energieertrages, die Vereinfachung der Anlagenplanung und –installation, den Brandschutz sowie die cloudbasierte Überwachung der Systemverfügbarkeit. Die Funktionsoptionen lassen sich einfach in ein Solarmodul integrieren. Kunden können so jedes einzelne Solarmodul an ihre individuellen Anforderungen anpassen und zahlen nur die Funktion, die sie auch tatsächlich für den z.B. maximalen Energieertrag benötigen. Der Fachhandwerker kann die Solarstromanlage kinderleicht passgenau vor Ort anpassen.

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Die dänische Studie "The Impact of Optimizers for PV-Modules" der University of Southern Denmark (SDU) widerspricht den pauschalen Aussagen, dass Moduloptimierer bzw. Leistungsoptimierer immer höhere Solarerträge bringen. Laut den dänischen Wissenschaftlern sind Leistungsoptimierer für PV nur in wenigen Fällen sinnvoll. Wenn komplette PV-Module zu einem bestimmten Zeitpunkt eine signifikant unterschiedliche Bestrahlung aufweisen, können Optimierer dazu beitragen, mehr Energie zu produzieren, als sie tatsächlich verbrauchen.

Prof. Dr. W.-Toke Franke fasst zusammen, dass PV-Moduloptimierer die "allgemeinen Vermarktungsansprüche" einer zusätzlichen Energieerzeugung nicht bestätigen konnten. Tatsächlich gibt es nur sehr wenige Szenarien, in denen die Verwendung von Optimierern die Systemleistung sinnvoll verbessert. Die wichtigsten Szenarien sind, wenn die Module eines Strings unterschiedliche Ausrichtungen haben oder wenn große Schatten für einen großen Teil des Tages vollständige Module abdecken. Oft können diese Szenarien durch ein korrektes Layout des PV-Strings jedoch einfacher vermieden werden.

Selbst wenn der Schatten eines Straßenlaternenmastes, eines Fahnenmastes, eines Strommasts, eines Kamins oder einer Dachgaube den String beschattet, führen die Optimierer nicht zu einer signifikanten Steigerung des Photovoltaik-Ertrags. Besonders wenn die Schattenquelle weiter von den PV-Modulen entfernt ist als in diesem Experiment, wird der Schatten diffuser und es wird eine noch geringere Auswirkung erwartet.

Darüber hinaus sollte das Risiko eines Ausfalls einer Komponente im Leistungsoptimierernicht unterschätzt werden. Schließlich besteht bei den zusätzlichen Anschlüssen das Risiko von schlechten Verbindungen. Diese können zu einem Systemausfall führen oder sogar die Hauptursache für einen Brand werden. Sie verdoppeln das entsprechende Risiko, weil Systeme verschiedener Hersteller (Hersteller von Modulen und Optimierern) kombiniert werden und die Steckverbinder häufig nicht genau zueinander passen.

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