PV-Anlagenmonitoring: Saubere Energie effektiver nutzen

Störungen bei einer Photovoltaikanlage sind nicht nur ärgerlich, sie kosten bares Geld – vor allem dann, wenn sie lange unbemerkt bleiben. Moderne Überwachungsgeräte helfen Ertragsausfälle zu vermeiden und bieten eine Vielzahl von nützlichen Zusatzfunktionen, die den Betrieb einer Photovoltaikanlage noch wirtschaftlicher machen.
Die letzte Jahresendabrechnung ihrer Photovoltaikanlage traf Familie Schneider aus Offenburg wie ein Schlag. Nach drei Jahren störungsfreiem Betrieb fiel während des Familienurlaubs der Wechselrichter aus. Fast ein kompletter Sommermonat fehlt nun auf der Abrechnung. Schon längere Zeit überlegte sich Herr Schneider, die PV-Anlage auf dem Dach mit einem Überwachungssystem nachzurüsten. Das System hätte den Wechselrichterausfall sofort erkannt und Familie Schneider per SMS oder E-Mail informiert. Es wäre dann ein Leichtes gewesen, den Installateur zu beauftragen – sogar aus dem Urlaub. Auch Christine Heinrich ist von den Möglichkeiten der elektronischen Überwachung überzeugt. Die Managerin aus dem Odenwald lies das Dach des elterlichen Hauses im Nachbarort mit einer 9kW großen Solarstromanlage ausstatten. „Ich habe schnell gemerkt, dass ich nicht täglich die 11km hin und her fahren kann, um die Funktion der Anlage zu prüfen.“ Deshalb hat Frau Heinrich eine Überwachungsanlage installieren lassen, mit der sie über das Internet die Ertragsdaten abrufen kann. „Da ich das Monitoringsystem erst im Nachhinein installieren ließ, habe ich mich für den Solar-Log entschieden. Dieses System arbeitet mit allen gängigen Wechselrichtern zusammen und konnte so problemlos in die PV-Anlage integriert werden.“ Wie Familie Schneider und Frau Heinrich nutzen tausende Anlagenbetreiber nicht nur die Fehlermeldungsfunktion ihres Überwachungssystems, sie lassen sich zudem errechnen, wie hoch der aktuelle Stromertrag ausfällt und wie ergiebig die ‚Sonnenernte‘ in der bisherigen Laufzeit war, oder nutzen das System zur Steuerung des Eigenstromverbrauchs.

Vom Dach auf die eigene Homepage

Um sich die Auswertung der Ertragswerte anzusehen, gibt es verschiedene Optionen. Die komfortable Variante mit einer detaillierten grafischen Auswertung bietet die Anbindung des Überwachungsgeräts an das Internet und damit an den heimischen PC oder über eine App auf das iPhone. Selbstverständlich lassen sich die Daten auch auf der eigenen Homepage oder auf der Website des Installateurs einbinden. Neben dem Ertrag in Kilowattstunden und Euro, dem vermiedenen CO2 oder dem aktuellen Wirkungsgrad des Wechselrichters werden in der Online-Ansicht noch mehr relevante Daten angezeigt. So kann man hier auch den Verlauf der Modultemperatur – die wesentlich den Wirkungsgrad bestimmt – oder bei Anlagen mit mehreren Wechselrichtern die Verlaufskurven der einzelnen Wechselrichter ablesen.

Regelmäßige Inspektion – nicht nur beim Auto

Zu detaillierte Informationen sind für den privaten Betreiber nur bedingt wichtig, aber der Installateur erhält bei einer Fehlermeldung aus diesen Daten wichtige Hinweise zur möglichen Ursache der Störung. Immer häufiger übernehmen Photovoltaik-Installateure neben der reinen Errichtung der Anlage auch die laufende Überwachung und den Service. Klemens Jakob, Geschäftsführer des Solarunternehmens Solera erläutert: „Immer mehr Solarstrombetreiber erkennen, dass nicht nur ihr Auto regelmäßige Inspektionen und hin und wieder eine Reparatur benötigt, um zuverlässig zu funktionieren, sondern auch ihre PV-Anlage.“ Der Unternehmer aus dem schwäbischen Binsdorf bietet daher seinen Kunden, im Zusammenhang mit Solar-Log-Monitoring-Geräten Wartungsverträge an. Für einen kleinen monatlichen Beitrag kann sich der Anlagenbetreiber auf eine konstante Überwachung und, falls nötig, eine rasche Störungsbeseitigung verlassen. „Schon der Ertragsverlust durch einen einzigen spät erkannten Anlagenausfall kann weit höher sein als die Kosten für den Wartungsvertrag“, weiß Klemens Jakob aus langjähriger Erfahrung.

Vielfältige Ursachen für Störungen

Wie aber funktioniert so ein Datenlogger und woher weiß das Gerät, dass eine Störung vorliegt? Jörg Karwath, Geschäftsführer und Entwicklungschef des Solar-Log, Solare Datensysteme GmbH, erklärt: „Unser Datenlogger wird über eine Schnittstelle an den Wechselrichter angeschlossen und erhält von diesem kontinuierlich Daten, wie z.B. die eingespeiste Strommenge.“ Bei der erstmaligen Einrichtung des Datenloggers gibt der Installateur die Parameter der Photovoltaikanlage ein, wie Größe, Lage, Dachneigung, Marke und Typ der Module sowie Wechselrichter. Damit sind die zu erwartenden Ertragswerte konfiguriert und werden ständig vom Auswertungsprogramm mit den aus der Anlage gelieferten Werten verglichen. Weichen die Werte über einen längeren Zeitraum stark ab, meldet der Solar-Log eine Störung – per E-Mail oder SMS. Die Ursachen für solche Störungen sind vielfältig, so Jörg Karwath: „Von Beschattung durch einen umgefallenen Baum über Marderschäden am Kabel bis zum kompletten Wechselrichterausfall haben wir alles schon erlebt.“ Je mehr Messgrößen das Überwachungsgerät nutzen kann, desto genauer sind die Auswertungen und die Fehlerbestimmung. Deshalb lassen sich zusätzliche Sensoren für die Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit, Luft- und Modultemperatur anschließen. Bei größeren Anlagen ist darüber hinaus die Überwachung einzelner Modulgruppen, sogenannter Strings, möglich und sinnvoll. Durch die Überwachung der Strings, können Fehlerquellen genau lokalisiert und schneller behoben werden.

Eigenstromverbrauch effektiv steuern und nutzen

„Unsere Datenlogger können wesentlich mehr als Daten speichern, auswerten und aufbereiten“, betont Jörg Karwath. So sind die Modelle beispielsweise in der Lage, den Eigenverbrauchsanteil am selbst erzeugten Strom zu optimieren. Das ist nicht nur aus Umweltschutzgründen sinnvoll, sondern auch weil sich die Photovoltaikanlage bei einem hohen Eigenverbrauch noch schneller rechnet. Der Anlagenbetreiber muss den selbst erzeugten Strom zukaufen und erhält zusätzlich für jede selbstverbrauchte Stunde einen Bonus. Der Bonus ist im Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG)
geregelt und wie folgt gestaffelt: Bei einem geringeren Verbrauch als 30% des selbsterzeugten Stroms, gibt es 12,36ct/kWh – über 30% 16,74ct/kWh. Einen Strompreis von 22ct/kWh vorausgesetzt, ergibt sich so ein Mehrertrag von bis zu 10ct pro selbst verbrauchte Kilowattstunde. Das kann bei einem Vier-Personen-Haushalt schnell mal ein Plus in der Haushaltskasse von 200 Euro und mehr bringen.

Wäsche waschen, wenn die Sonne scheint

Der Solar-Log übernimmt beim Eigenstrommanagement sowohl die Überwachung als auch die Steuerung des Stromverbrauchs. Hierzu ist lediglich ein zusätzlicher Verbrauchszähler nötigt, der über eine S0-Schnittstelle den Stromverbrauch an den Datenlogger übermittelt. Die aktuelle Stromproduktion und der momentane Verbrauch werden anschließend in einer übersichtlichen Grafik dargestellt. Anhand dieser Grafik lässt sich auf einen Blick beurteilen, ob genügend Sonneneinstrahlung vorhanden ist, um einen Verbraucher zu starten. Neben der Überwachung bietet das Modell Solar-Log1000 auch die Möglichkeit, Verbraucher automatisch zuzuschalten. Bis zu vier Verbraucher lassen sich so abhängig von der Stromproduktion steuern. Beispielsweise können Warmwasseraufbereiter mit Beginn der Stromproduktion eingeschaltet werden und über den Tag aktiv bleiben. Steigt die Stromproduktion weiter, können weitere Verbraucher wie beispielsweise Klimageräte automatisch zugeschaltet werden. Für die Verbraucher kann eine Mindestlaufdauer oder eine untere Stromproduktionsschwelle, bei der das Gerät wieder ausgeschaltet wird, festgelegt werden. Auch die Konfiguration eines spätesten Einschaltzeitpunkts ist möglich, wodurch gewährleistet ist, dass Geräte auch bei nicht ausreichender Produktion aktiviert werden.