Charakteristik Leistungs-begrenzung

Die Charakteristik von Leistungsbegrenzungen bei der Produktion untersucht das optimale Verhältnis von Ertrag und Bedarf an Netzkapazitäten. Weil die Preise für Photovoltaikmodule in der letzten Dekade massiv gesunken sind, kann das Augenmerk für einen effizienten Einsatz auf andere Komponenten im System gelegt werden:

  1. das bestehende Stromnetz
  2. die verfügbare Fläche

Das Solarmodul wird dabei als "Verbrauchsware" betrachtet.

Fazit

Potenzial

Bereits die einfachste Form von Leistungsbegrenzung (statisch) erlaubt bei Einspeisung von Photovoltaikstrom eine Freigabe der heute benötigten Netzkapazität von bis zu 40% bei einem minimalen jährlichen Minderertrag von 1%. Siehe auch die verschiedenen Arten von Leistungsbegrenzungen. Durch die Anwendung von Leistungsbegrenzung kann der Stromertrag pro benötigter Netzkapazität stark erhöht werden.

Mit weiteren Massnahmen (Eigenverbrauch und dynamische Leistungbegrenzung) kann die Netzeinsparung voraussichtlich auf 50% erhöht werden.

Auswirkungen Bauweise

Die Bauweise der PV-Anlage hat starken Einfluss auf die Empfindlichkeit von Leistungsbegrenzungen. Die Analysen zeigen, dass reine Süd ausgerichtete Generatoren deutlich empfindlicher reagieren als Anlagen mit mehreren unterschiedlichen Generatoren, wie dies z.B. bei Ost-West Anlagen der Fall ist. Zudem zeigt sich, dass Fassadenanlagen (vertikal ausgerichtet) bei erhöhter Leistungsbegrenzung die Mindererträge im Winter, wobei Dachanlagen (sowohl Süd und Ost-West) wie erwartet ihre Mindererträge im Sommer erfahren.

Auswirkungen Standort

Dachanlagen mit langer Schneebedeckung im Winter reagieren empfindlicher, weil dadurch der Anteil des Winters gegenüber dem begrenzten Sommeranteil deutlich kleiner wird.

Leistungsmaxima

Die jährlichen Produktions-Leistungsmaxima werden vorwiegend durch die Dimensionierung der Wechselrichter und die Ausrichtung der Generatoren bestimmt. Süd-Dachanlagen erreichen mehrmals pro Jahr die maximale Modulleistung (100%), wobei Ost-West Anlagen auf ca. 95% kommen. Diese Leistungsspitzen reservieren in der Netzplanung wertvolle Netzkapazitäten, erbringen jedoch nur geringe Stromerträge. Fassadenanlagen haben ihre Leistungsmaxima im Winter und nie im Sommer.

Auflösung

Die Analysen beruhen auf 5-Minuten Werten von Solar-Datenloggern und haben damit eine höhere Auflösung als die Lastgänge der Netzbetreiber.

Charakteristik

Auswertung

Beschreibung Kennlinien

Die dicke blaue Linie stellt das Mittel aller Jahre dar. Die anders farbigen Linien repräsentieren jeweils ein spezifisches Jahr.

  1. Relativer Minderertrag gegenüber originaler Produktion
  2. Spezifischer Ertrag (kWh) pro 1 kWp Modulleistung
  3. Spezifischer Ertrag (kWh) pro 1 kVA Wechselrichterleistung
  4. Maximale Leistung (unabhängig der Dimensionierung)

Hinweis

Kennlinie 2 darf in einer gesamtheitlichen Systembetrachtung keine Rolle spielen. Module sind Verbrauchsware, wobei das bestehende Stromnetz und die verfügbaren Flächen wertvoll sind. Vorwiegend wird genau diese Kennlinie 2 für die Aussage über effiziente Anlagen verwendet. Auch die Fördersysteme orientieren sich an diesen Kennzahlen.

Aus Sicht des Gesamtsystems "Stromversorgung" sind die Kennlinien 3 und 4 weitaus wichtiger.

Vergleich der Bauweisen

Die aufgezeigten Leistungsmaxima dürfen nicht 1:1 der Bauweise zugeordnet werden. Je nach Planer der Anlagen unterscheiden sich die Dimensionierungen. Ein Leistungsmaximum der Produktionsdaten kann nicht höher sein als die Wechselrichterleistung. Für eine exakte Aussage über Zusammenhang von Leistungsmaximum und Anlagentyp müssten alle Anlagen mit 100% dimensioniert sein. Aus der vielzahl der Anlagen werden jedoch Trends deutlich sichtbar.

Anlagen in höheren Lagen sind zum Teil über meherere Wochen oder gar Monate mit Schnee bedeckt. Dies wirkt sich mit einer empfindlicheren Charakteristik aus, weil die Winterproduktion komplett fehlt, welche wegen des niedrigen Sonnenstandes nie begrenzt würde.

Süd Schrägdach / integriert / Mittelland

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Süd Schrägdach / steil, angebaut / 820m ü.M., viel Schnee

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Süd Flachdach / aufgeständert / Mittelland

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Ost-West Flachdach / aufgeständert / Mittelland

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Ost-West Satteldach mehrfach / angebaut / Mittelland

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Fassade Süd / angebaut / Mittelland

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Alle Anlagen

Alle Anlagen

  • 260 Anlagen
  • 1150 Jahre Produktionsdaten (5-Min Werte)
  • Links: vorwiegend Ost-West Anlagen (mehrere Generatoren)
  • Rechts: ausschliesslich steile Südanlagen und z.T. Schneebedeckung

Standorte Schweiz