09.05.2018
Schriftgröße
1 Bewertung(en) Rating
Fachaufsatz

Technische Prüfung von Solarparks für bessere Erträge

Die technische Prüfung ist der erste Schritt zur Optimierung der Qualität einer Photovoltaikanlage. Unser Fachautor Udo Siegfriedt, Bereichsleiter der Abteilung PV-Anlagenabnahmen der DGS-Berlin, gibt wertvolle Tipps, wie sich die Erträge optimieren lassen.

 - Kaputte Module müssen ausfindig gemacht und ersetzt werden.
Kaputte Module müssen ausfindig gemacht und ersetzt werden.
Foto: Udo Siegfriedt

Neben den Kosten bei Errichtung und Betrieb wird der wirtschaftliche Erfolg einer PV-Anlage vor allem durch die Erträge bestimmt. Geeignete Komponenten sowie eine fachgerechte Planung und Errichtung entscheidet dabei ebenso wie die Wahl eines geeigneten Betriebsführungskonzepts über die langjährige Qualität einer Anlage und sichert somit letztendlich einen reibungslosen Betrieb und erwartungsgemäße Erträge.

Betriebsführung: Aufwand versus Verluste

Aufgrund der Vielzahl der Einflussfaktoren kann man für eine PV-Anlage keinen Königsweg vorschlagen, zumal abhängig von der Anlagengröße und den somit sehr unterschiedlichen wirtschaftlichen Risiken im Falle von Mindererträgen auch unterschiedliche Ansätze bei der Betriebsführung sinnvoll sind. Bei kleineren Anlagen sind aufwendige Monitoringsysteme, aber auch ein umfängliches Betriebsführungskonzept mit permanenter Überwachung aufgrund der hiermit verbundenen hohen Kosten wirtschaftlich nicht vertretbar. Fallen hingegen große Zentralwechselrichter über mehrere Tage aus, ergeben sich schnell sehr hohe finanzielle Verluste. Der Aufwand für die Betriebsführung muss somit die zu erwartenden Mindererträge durch Ausfälle und die Kosten berücksichtigen, die sich aus den Investitionen für die technischen Einrichtungen wie das Monitoringsystem sowie den Aufwand für die eigentliche Betriebsführung ergeben.

 - Autor: Udo Siegfriedt, Bereichsleiter der Abteilung PV-Anlagenabnahmen der DGS-Berlin.
Autor: Udo Siegfriedt, Bereichsleiter der Abteilung PV-Anlagenabnahmen der DGS-Berlin.
Foto: DGS

Problematisch dabei ist, dass die zu erwartenden Mindererträge nur sehr schwer zu quantifizieren sind und sich zudem anlagenspezifisch unterscheiden. Um den sinnvollen Aufwand für die technischen und logistischen Inhalte einer Betriebsführung festzulegen, muss man mögliche Ursachen für Minder­erträge kennen und deren Einfluss für jede Anlage individuell betrachten.

Ursachen für Mindererträge liegen in den Komponenten, mangelhafter Ausführung der Anlage oder Einwirkungen von außen. Häufige Komponentenfehler sind dabei Ausfälle von Wechselrichtern oder Strangsicherungen. Während bei einem Wechselrichterausfall von den meisten Monitoringsystemen eine entsprechende Meldung generiert wird, werden Strangausfälle häufig nur bei einer aufwendigeren Überwachung erkannt. So würde bei einer Anlage mit 100 Strängen ein einzelner ausgefallener Strang zunächst nicht bemerkt. Erst durch eine Messung einzelner Strangströme ist ein derartiger Fehler durch eine automatische oder manuelle Auswertung erkennbar. Ob ein höherer Aufwand für derartige Messungen gerechtfertigt ist, hängt dabei von der Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls und der gewünschten Ertragssicherheit ab. Mehr Messwerte im Monitoring ermöglichen dabei eine genauere und schnellere Fehlererkennung bei allerdings höheren Kosten.

Schwierig zu erkennen ist vor allem eine Degradation von Modulen. Beispiel hierfür ist die Potenzial-Induzierte-Degradation, kurz PID. PID-anfällige Module weisen einen schleichenden Rückgang des Wirkungsgrads auf, der zudem von weiteren Faktoren wie der Position im Strang abhängt. Bei Anlagen mit dieser Problematik sind zudem häufig alle Stränge betroffen, sodass der Effekt auch bei einem Vergleich der Strangströme nicht unmittelbar auffällt. Um PID zu erkennen, müssen die Ertragsdaten zusammen mit einer genauen Messung der Einstrahlung validiert werden. Aufgrund des komplexen Ertragsverhaltens von PV-Anlagen gibt es bisher nur wenige Monitoringsysteme, die hierfür eine automatische Erkennung ermöglichen. Für eine manuelle Erkennung benötigt der Durchführende hohe PV-Kenntnisse.

Viele unnötige Ertragsverluste entstehen jedoch durch Fehler in der Betriebsführung. Vor allem Verschmutzungen und Verschattungen können nicht bei allen Anlagen in Gänze vermieden werden. Ob und welche Maßnahmen jedoch vorgenommen werden müssen, um die Verluste mit vertretbaren Kosten zu reduzieren, ist wiederum stark abhängig von der jeweiligen Anlage. Für eine wirtschaftlich sinnvolle Festlegung von Reinigungs- und Grünpflegeintervallen ist somit eine genaue Analyse der Anlage notwendig.

Anforderungen ans Monitoringsystem

Aus dem Vorgenannten ergeben sich für den Umfang der notwendigen Komponenten eines Monitoringsystems sehr unterschiedliche Ansätze je nach Anlagengröße. Sinnvoll ist bei allen Anlagen die lückenlose Erfassung aller relevanten Daten und die Speicherung von Mittelwerten über den gesamten Betriebszeitraum innerhalb eines Portals.
Das automatische Erkennen von Auffälligkeiten mit anschließender Benachrichtigung an den Betriebsführer ist eher die Domäne aufwendigerer Monitoringsysteme und somit größerer Anlagen. Bei kleineren Anlagen bestehen Fehlererkennungen meist nur aus Leistungsvergleichen zwischen den Wechselrichtern, bei Anlagen mit einzelnen Wechselrichtern können nur Erwartungswerte aus vergleichbaren Anlagen herangezogen werden. Hierdurch erhöht sich eine Problematik, die auch bei aufwendigen Monitoringsystemen besteht: Einerseits sollen Fehler sicher erkannt werden, andererseits sollen keine unnötigen Kosten aufgrund von Fehlalarmen entstehen. Dass bestimmte Betriebszustände im normalen und im fehlerhaften Betrieb auftreten, erschwert die automatische Erkennung zusätzlich. Speist ein Wechselrichter nicht ein, kann die Ursache ein Defekt, aber auch eine geringe Einstrahlung sein. Nachts ist dies also ein ordnungsgemäßer Zustand. Aber auch durch das im EEG vorgeschriebene Einspeisemanagement kann auf Anforderung des Netzbetreibers eine Abschaltung der Anlage erfolgen. Der Zustand „Wechselrichter speist nicht ein“ ist also nicht in jedem Fall ein Hinweis auf einen Defekt in der Anlage.

Maßnahmen zur Ertragserhöhung

Bei vielen bestehenden Anlagen sind Optimierungen des Ertragsverhaltens möglich. Allerdings sind Umbauten wie Ausrichtungsänderungen bei Dachanlagen meist aufwendig und mit hohen Kosten verbunden. Muss ein Generator allerdings aufgrund einer notwendigen Dachsanierung ohnehin rückgebaut werden, kann eine optimierte Wiedererrichtung quasi kostenneutral erfolgen. Zu den sinnvollen Anpassungen können dann auch Änderung in der Modulbelegung und der Strangführung gehören. Vor allem bei äußeren Einflüssen wie Verschattungen, die sich nur auf einen kleineren Teil der Anlage auswirken, sind Optimierungen häufig mit begrenztem Aufwand möglich. Wichtig sind neben den Umbaukosten wiederum die zu erwartenden Mehrerträge. Diese können letztendlich nur durch ein qualifiziertes Ertragsgutachten, wie es auch von unabhängigen Gutachtern angeboten wird, vorhergesagt werden.

 - Die Thermografie zeigt verdeckte Schäden auf.
Die Thermografie zeigt verdeckte Schäden auf.
Foto: Udo Siegfriedt

Ein Komponententausch als Einzelmaßnahme oder im Zusammenhang mit anderen Umbaumaßnahmen ist eine der am häufigsten durchgeführten Optimierungen. Hierzu gehört neben dem Modultausch bei Degradationen auch der Austausch von Wechselrichtern. Oft wird dieser auch deshalb notwendig, weil Hersteller durch Insolvenz ausfallen. Ein Neugerät eines anderen Herstellers sichert dann zukünftig den Service, außerdem können Optimierungen wie der Einsatz von Geräten mit mehreren MPP-Eingängen und einem höheren Wirkungsgrad erfolgen.

Rechtliche Konsequenzen

Während sich der Tausch von Wechselrichtern und auch anderer Komponenten nicht auf die Vergütung auswirkt, muss beim Modultausch darauf geachtet werden, dass es sich tatsächlich um einen Tausch aufgrund eines Defekts handelt. Bezüglich des Wechselrichters muss sichergestellt werden, dass die technischen Vorgaben der Netzbetreiber weiter erfüllt werden. Wurde für eine Anlage ein Anlagenzertifikat benötigt, muss dieses erneuert werden, damit der Vergütungsanspruch nicht erlischt. Vor einem Tausch müssen diese rechtlichen Belange unbedingt geklärt werden, um wirtschaftliche Schäden zu vermeiden. Auch hier sollten die Empfehlungen von unabhängigen Gutachtern unbedingt berücksichtigt werden.

Bei großen Anlagen entstehen im Fehlerfall hohe Ausfallkosten, sodass qualitätssichernde Maßnahmen über den gesamten Betriebszeitraum erfolgen sollten. Sie reduzieren dabei nicht nur die wirtschaftlichen Risiken, sondern sorgen auch für einen sicheren Anlagenbetrieb. Vor allem bei größeren Anlagen ist eine Betriebsführung und Instandhaltung durch einen qualifizierten Anbieter wirtschaftlich sinnvoll. Eine geeignete Betriebsführung wertet dabei die Daten aus dem Monitoring aus, leitet die notwendige Maßnahmen ein und stellt sicher, dass diese mit qualifiziertem Personal durchgeführt werden. Umbauten bis hin zum Repowering können wirtschaftlich sinnvoll sein; hierzu können Gutachten wichtige Hinweise auch bezüglich der Rechtssicherheit liefern. Begutachtungen durch unabhängige Gutachter bereits im Rahmen der Errichtung, später bei Auffälligkeiten und vor Ablauf von Gewährleistung sichern Erträge und den Wert einer Anlage.

Dieser Artikel ist in unserem Print-Magazin 2/2018 erschienen. Mehr spannende Artikel erhalten Sie, wenn Sie jetzt ein   kostenloses Probeheft   online bestellen.

Ist dieser Artikel für Sie hilfreich?
  • Artikel
  • kommentieren
  • |
  • drucken

Kommentar schreiben

Ihre persönlichen Daten:

Sicherheitsprüfung: (neu laden)

Bitte füllen Sie alle Felder mit * aus! Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.