Überwachung von Photovoltaikanlagen mit Ertragsportalen

Viele bunte Bilder und wenig Durchblick, wollte ich diesen Artikel eigentlich überschreiben. Der Beitrag richtet sich an alle, die eine oder mehrere Photovoltaikanlagen betreiben, diese mit einem Datenlogger überwachen und sich die Frage stellen, welche Auswertungen aus der großen Datenflut eigentlich wirklich wichtig sind.

Wer nicht hauptberuflich Photovoltaikanlagen betreibt, und das dürften die meisten Betreiber in Deutschland sein, sieht sich bei der Überwachung seiner Anlage schnell mit der Frage konfrontiert, auf welche Daten er oder sie eigentlich achten muss und welche davon schönes statistisches Beiwerk sind. Nicht selten habe ich Kunden erlebt, die zwar einen Datenlogger ihr eigen nennen, aber mit den Daten, die dieser aufzeichnet, nicht das Geringste anfangen können. Oft wird dann einmal im Monat der Zähler abgelesen, manchmal wird auch nur die Abrechnung des Netzbetreibers am Jahresende kontrolliert. Stellt man dabei erst einen Minderertrag fest, der auf einen Fehler in der Anlage zurückzuführen ist, ist es bereits zu spät. Trotzdem empfehlen wir nach wie vor den Einsatz solcher Datenlogger. Hier soll nun aufgezeigt werden auf was es ankommt, und worauf man unbedingt achten sollte.

Sicherlich ist ein gewisses technisches Grundverständnis hilfreich um eine Photovoltaikanlage zu betreiben, die wichtigsten Faktoren kann man allerdings sehr gut überwachen ohne eine technische Ausbildung genossen zu haben. Wenn man denn weiß worauf man achten sollte. An dieser Stelle kann ich mir eine kleine Kritik an den Anbietern von Datenüberwachungssystemen nicht verkneifen. Man kann mit diesen Systemen und den dazugehörigen Internetportalen inzwischen alle möglichen Daten einer Anlage sehen. Das ist schön und für Profis bei der Fehlersuche auch sehr hilfreich. Aber was soll ein Endkunde mit normierten DC Strömen, mit Fehlercodes der Wechselrichter mit Netzspannungsverläufen oder was weiß ich was man noch so alles sehen kann, anfangen ? Bei reinen Endkundenportalen bekommt man hingegen Dinge wie die CO2 Einsparung präsentiert und die erzielten Einnahmen in Euro. Das ist zwar alles schön, zur sinnvollen Überwachung einer Anlage aber ziemlich untauglich. Die normierten Energieerträge einer Anlage hingegen muss man sich manchmal in irgendeinem Untermenü mühsam zusammenklicken…

Die Qual der WahlDoch der Reihe nach. Der wichtigste Indikator für das fehlerfreie Funktionieren einer Solarstromanlage ist deren Energieertrag. Da die Sonne aber unterschiedlich scheint und man am Ende eines Tages rein vom Gefühl her kaum sagen kann wie viele kWh sie denn pro Quadratmeter geliefert hat, bleibt zur sinnvollen Bewertung des Energieertrages eigentlich nur der Vergleich mit der Einstrahlung, wenn sie denn gemessen wird, oder mit einer zweiten Photovoltaikanlage. Wenn man davon ausgeht, dass ein Fehler in aller Regel nicht bei zwei Anlagen gleichzeitig auftritt, kann dies schon mal ein guter Anhaltspunkt sein. (Da Einstrahlungsfühler meist nur in größeren Anlagen mit professioneller Überwachung verbaut werden, widme ich mich diesem Thema nochmal in einem zusätzlichen Artikel.)
Aber Vorsicht. Wenn man zwei Anlagen miteinander vergleicht, sollte man immer im Hinterkopf haben, dass diese in aller Regel nie eine exakt gleiche Ausrichtung und eine exakt gleiche Neigung haben. Trotzdem. Der erste Schritt ist der Vergleich zweier Anlagen oder besser noch der Vergleich zweier Anlagenteile von ein und der selben Anlage. Und dazu braucht man die Energieerträge der Teilanlagen und zwar normiert auf die jeweilige Anlagen-Teilgröße. Die Kilowattstunden geteilt durch die Anlagengröße in Kilowattpeak. Die Absolutwerte sind für solche Vergleiche total unbrauchbar, da man ansonsten Anlagen oder Anlagenteile verschiedener Größe vergleicht. Die dazu gehörenden Grafiken heißen an den Ertragsportalen meist “spezifischer Energieertrag”, “normierter Energieertrag” oder einfach “kWh/kWp”. Diese Daten sind aus meiner Sicht die wichtigsten, die man braucht um die Qualität einer Anlage einzuschätzen. Ich würde sogar behaupten, es genügt wenn man “nur” diese Daten hat. Zumindest für jemanden der nicht ganz tief in die Materie eindringen will. Sieht man zum Beispiel in den spezifischen Tagesergieerträgen zweier Wechselrichter einen extremen Ertragsunterschied, kann man mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf schließen, das etwas nicht in Ordnung ist.

Minderertrag bei einem Wechselrichter

Man sollte sich darüber im Klaren sein, dass jede Messung immer mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet ist. Es wäre also ein Wunder, wenn immer alle Teilanlagen die exakt gleichen Ergebnisse brächten. Auch bei zwei benachbarten Anlagen wird dies selten der Fall sein. Wenn der spezifische Ertragsunterschied aber mal größer als 5% ist, sollte man sich die Sache schon einmal genauer ansehen. (Die Betonung liegt hierbei auf “spezifisch, also kWh/kWp). Bei exakt gleichen Modulen, gleichen Wechselrichtern, gleicher Ausrichtung und gleicher Neigung, kommt dann nur noch eine Verschattung als Erklärung in Frage. Kann das ausgeschlossen werden, ist man mit großer Wahrscheinlichkeit einem Fehler in der Anlage auf die Spur gekommen. Im oben gezeigten Bild zum Beispiel, lag eine Fehlfunktion der MPP Regelung des Wechselrichters vor. Das herauszufinden ist dann jedoch eindeutig die Aufgabe von Fachleuten.

Wie oft muss man sich diese Werte ansehen ?

Es stellt sich natürlich sofort die Frage, wie oft man sich diese Werte ansehen muss. Die einfache Antwort lautet: Je öfter, desto besser. Am Besten täglich. Die wirtschaftliche Auswirkung einer Betriebsstörung ist sicherlich extrem unterschiedlich, ob man eine 5kWp Anlage auf dem eigenen Hausdach oder eine Megawattstation einer großen Freilandanlage überwacht. Insofern ist bei Kleinanlagen und wenig Lust zur täglichen Kontrolle sicherlich auch eine monatliche Beobachtung noch in Ordnung. Man sollte sich aber darüber im Klaren sein, dass ein Fehler dann unter Umständen für einen vollen Monat unerkannt bleibt.

Wie steht es um automatisch generierte Störungsmeldung ?

Was die von den meisten Datenloggern und Ertragsportalen automatisch generierten Störmeldungen angeht, kann ich nur davor warnen, bedenkenlos bei allen möglichen Störungsursachen Emails oder SMSe verschicken zu lassen. Man kann zum Beispiel bei vielen Portalen einstellen, dass es automatisch zu einer Störmeldung kommt, wenn mal ein Wechselrichter eine X%ige Minderleistung gegenüber einem anderen Gerät hat. Meine tägliche Erfahrung hat gezeigt, dass es in solchen Fällen sehr häufig zu Fehlalarmen kommt, diese wiederum führen dazu, dass der Betreiber – anstatt die Alarmierung abzuschalten oder zu korrigieren – schon nicht mehr darauf reagiert. Mit der Folge, dass ein echter und begründeter Alarm dann auch ignoriert wird. Es kommt nämlich sehr oft vor, dass zwei Wechselrichter im ganzen Jahr exakt gleiche Erträge bringen, just bis auf die beiden Wintermonate in denen der Baum aus Nachbars Garten einen Strang für ein paar Stunden verschattet. Dann bekommt man für diese Zeit jeden Tag eine Fehlermeldung. Natürlich kann man dies in vielen Portalen berücksichtigen und angeben, dass in der Zeit eine größere Ertragsabweichung toleriert wird. Leider wird dies aber oft nicht gemacht, mit der Folge, dass die Alarmierung dann wertlos wird.
Ich empfehle daher grundsätzlich nur die wichtigsten Alarme zu aktivieren wie: Stromausfall; Ausfall eines kompletten Wechselrichters; Komplettausfall eines Modulstranges (letzteres ist natürlich nur möglich wenn jeder Strang einzeln überwacht wird) und sich zusätzlich täglich die spezifischen Erträge eines jeden Wechselrichters anzusehen.

spezifische Energieerträge stimmen exakt überein

Das Bild oben zeigt den Tagesverlauf der spezifischen Leistungen zweier Wechselrichter. Da beide Kurven exakt übereinander liegen ist die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers in der Anlage extrem gering.

Wer eine Anlage mit dem SolarLog von solare Datensysteme überwacht, findet unter diesem Link ein sehr gutes Tool zum Vergleichen zweier Anlagen.

Kommentare

  1. Danke für den Artikel, dem ich voll und ganz zustimme. Ich selbst vergleiche meine Anlage regelmäßig mit Anlagen im Umkreis, die die ähnliche Ausrichtung und Neigung aufweisen. Der spezifische Energieertrag kWh/kWp ist aus meiner Sicht die richtige Größe, die die Vergleichbarkeit ermöglicht. Dadurch eliminiere ich Leistungsdichte und Art der Anlage.

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