Warum eine Messdatenerfassung für eine Photovoltaikanlage in jedem Fall sinnvoll ist

Wenn man sich zum Bau einer Photovoltaikanlage entschlossen hat kommt immer wieder die Frage auf, ob man auch gleich eine sogenannte Messdatenerfassung mit installieren lassen sollte. Während diese Frage früher insbesondere bei kleineren Anlagen oft aus Kostengründen verneint wurde bieten sich inzwischen zahlreiche Möglichkeiten, die auch bei kleinen Photovoltaikanlagen unbedingt zu empfehlen sind.

Sind Datenlogger nur eine teure Spielerei?

Viele zukünftige Photovoltaikanlagenbetreiber denken immer noch eine Messdatenerfassung realisiert mit einem sogenannten Datenlogger (das ist der Fachbegriff für ein Datenaufzeichnungsgerät) sei eine Spielerei, auf die man gut verzichten kann. Im Prinzip stimmt das auch. Ein Datenlogger ist für die Funktion einer Solarstromanlage nicht zwingend notwendig. Bei der Entscheidung über das Für und Wider einer solchen Investition sollte man sich jedoch klar machen, dass eine Photovoltaikanlage über viele Jahre – im Idealfall sogar über 3 Jahrzehnte – ihren Dienst verrichten soll und das nach Möglichkeit ohne größere Betriebsstörungen. Das dies eine sehr lange Zeit ist für eine technische Einrichtung kann man daran ablesen indem man sich mal vergegenwärtigt wie lange das letzte Handy oder das letzte Auto durchgehalten hat. Ein wesentlicher Punkt, der darüber entscheidet wie gut die Rendite und damit auch der positive Umwelteffekt einer Solarstromanlage ausfallen wird, ist neben den eingebauten Komponenten auch die regelmäßige Funktionskontrolle der Solarstromanlage. Was nützt der beste Modulwirkungsgrad, wenn die Anlage zur schönsten Sommerzeit für 2 Wochen ausgefallen ist nur weil ein Leitungsschutzschalter einmal ausgelöst hat oder weil vielleicht ein Marder einmal an der Gleichstromleitung genascht hat? Man kann diese Überwachung natürlich auch dadurch erreichen, indem man regelmäßig den Zähler abliest und das Display des Wechselrichters beobachtet. Doch kann dies wirklich kontinuierlich über 20-30 Jahre täglich gewährleistet werden ? Ich spreche hier aus eigener Erfahrung, wenn ich jedem Betreiber einer Anlage nur dringend dazu rate einen Logger einzubauen. Auch ich habe anfänglich nur die Zählerstände protokolliert. Als die Anlage ganz neu war natürlich täglich, dann monatlich und dann … ging es hin und wieder auch mal vergessen. Bis dann wirklich einmal ein Ausfall der Anlage über mehrere Tage unbemerkt blieb.

Im Servicefall ein unersetzliches Hilfsmittel

typische Ansicht des Internetportals eines Datenloggers vom Typ SolarLogVon der Vergesslichkeit des Betreibers regelmäßig den Zähler abzulesen einmal abgesehen gibt es aber noch weitere Gründe einen Datenlogger einzusetzen. Die modernen Datenlogger zeichnen in aller Regel nämlich nicht nur die erzeugten kWh auf, sondern loggen alle relevanten Daten die der Wechselrichter so produziert. Dazu gehören neben der sogenannten AC-Leistung (AC steht hier für alternating current = Wechselstrom) auch die Gleichspannung und der Gleichstrom am Eingang des Wechselrichters, die Netzspannung, der Netzstrom, die Netzfrequenz und oft auch noch die Gerätetemperatur, sowie verschiedene Statusmeldungen des Wechselrichters, wo dieser mitteilt was er gerade so macht. Die Aufzeichnungsintervalle der Datenlogger hängen vom Typ und dem intern vorhandenen Speicher ab. Inzwischen ist es durchaus üblich 5 Minutenwerte oder zumindest Viertelstundenwerte aufzuzeichnen.

Auch wenn der private Photovoltaikstromproduzent vielleicht mit der Vielzahl dieser Daten nur wenig anfangen kann, liefern sie doch dem Fachmann im Falle eines Fehlers oder im Falle von Minderertrag der Anlage wertvolle Hinweise, die ohne Datenlogger erst mühsam zusammengetragen werden müssten.

typischer Ausschnitt des Ereignisprotokolls eines WechselrichtersWenn man z.B. die Gleichspannung am Solargenerator aufzeichnet und weiß, dass sich diese Spannung mit der Temperatur der Module verändert kann man an einem schönen sonnigen Tag einen typischen Spannungsverlauf erkennen. Weicht der Spannungsverlauf einer untersuchten Anlage signifikant von dem Standardverlauf ab, hat man schon einen ersten Anhaltspunkt wo man nach einem Fehler suchen kann.  (Ein Beispiel für einen solchen Fall den man sogar per Ferndiagnose erkennen kann finden Sie hier). Oft sind auch die Statusmeldungen des Wechselrichters zur Beurteilung der Anlage hilfreich. So wird ein Wechselrichter, der ständig die Statusmeldung ausgibt, dass er an seiner Leistungsgrenze arbeitet sicherlich am Ende des Jahres keine Spitzenerträge erbracht haben. Nicht zuletzt bietet der Datenlogger schließlich noch die Möglichkeit verschiedene Anlagenteile auf einfache Weise miteinander vergleichen zu können, da die meisten Logger mehrere Wechselrichter gleichzeitig aufzeichnen können, bzw. von Multistringwechselrichtern mit getrennten Eingängen die einzelnen Eingänge separat aufzeichnen.

Anlagendokumentation

Wer noch mehr Daten sammeln möchte und sich damit natürlich noch weitere Analysemöglichkeiten erschließt kann an die meisten heute gängigen Datenlogger noch Einstrahlungsfühler, Temperaturfühler oder gar Windsensoren anschließen. Damit wird aus dem Datenlogger dann eine richtige kleine Wetterstation. Wenn man in einem solchen Profisystem immer die eingestrahlte Sonnenenergie in kWh mit den eingespeisten kWh Strom vergleicht hat man ein gutes Maß dafür wie gut die Anlage über die Jahre läuft oder ob sich vielleicht schon eine leichte Verschlechterung der Anlagenleistung zeigt. Wenn man gar in die Verlegenheit kommt einen Leistungsgarantieanspruch gegenüber einem Modulhersteller geltend zu machen ist ein Datenlogger ein fast unverzichtbares Instrument der Beweissicherung. Auch bei einer Versicherung, die bei Betriebsunterbrechung zahlt ist es hilfreich zu wissen über welchen Zeitraum der Betrieb genau unterbrochen war…

Wie kommen die Daten dorthin wo man sie benötigt?

Die Wechselrichter hängen ja meist im Keller oder vielleicht auf dem Dachboden. Selten hängen sie dort wo man ständig mal vorbeikommt um die Funktion zu kontrollieren. Der Datenlogger muss nicht zwingend am gleichen Ort montiert werden wie der oder die Wechselrichter. Die Verbindung zwischen Wechselrichter und Datenlogger erfolgt meist über eine serielle sogenannte RS485 Schnittstelle. Es handelt sich hierbei um eine sehr robuste Zweidrahtverbindung, die zur Kommunikation zwischen einzelnen Geräten genutzt wird und die bis zu 1200m lang sein kann. Die Geräte werden dabei alle miteinander verbunden und jedes Gerät (alle Wechselrichter und der Datenlogger) hat eine eigene Adresse. Über diese Leitung kann der Datenlogger dann die Daten aus den Wechselrichtern abfragen und aufzeichnen. Der Datenlogger kann in der Regel Daten für mehrere Tage oder gar Wochen (mit zunehmender Tendenz…) speichern. Die meisten Geräte haben jedoch inzwischen auch die Möglichkeit ihre Daten in regelmäßigen Abständen an ein Internetportal zu übergeben wo sie gespeichert und graphisch aufbereitet werden. Außerdem halten die meisten Datenlogger sogenannte Alarmfunktionen bereit und versenden zu vorher definierbaren Anlässen SMS oder E-Mailnachrichten über Störungen der Anlage, über Statusberichte oder über der Solarerträge einer bestimmten Periode. Die Übergabe der Daten vom Logger zum Internetportal muss dabei nicht zwingend drahtgebunden realisiert werden. Befindet sich die Photovoltaikanlage zum Beispiel auf einer abgelegenen landwirtschaftlichen Halle ohne Internet und Telefonanschluss, lässt sich ohne weiteres eine Mobilfunkverbindung herstellen. Die Mobilfunkanbieter halten für solche Fälle inzwischen spezielle Datentarife bereit. Die monatlichen Kosten zur Anlagenüberwachung liegen inzwischen schon unter 10.-€/Monat. (siehe dazu diese Diskussion im Photovoltaikforum)

Hier finden Sie eine kleine Marktübersicht gängiger Datenlogger:

  • SolarLog Datenlogger, der mit sehr vielen Wechselrichtern zusammenarbeiten kann.
  • SunnyWebbox, Datenlogger des Wechselrichterherstellers SMA
  • Fronius Datenlogger Web, Datenlogger des Wechselrichterherstellers Fronius
  • Web’Log Pro Datenlogger der Fa. Meteocontrol
  • Solutronic, Wechselrichter mit integriertem Datenlogger
  • SolarFox, für alle, die die Daten gleich auf einem Groß-Display anzeigen wollen
  • SolConect, Datenerfassungssystem der Fa. Papendorf

One thought on “Warum eine Messdatenerfassung für eine Photovoltaikanlage in jedem Fall sinnvoll ist

  1. Toller Artikel. Ein Energiemonitoring der PV Anlage ist nicht mehr teuer und bringt sehr viele Vorteile, wie in diesem Artikel sehr schön erklärt wurde. Mittlerweile gibt es externe Datenlogger, die nicht mehr in das Hausnetz integriert werden muss. Es gibt zum Beispiel Stromklemmen, die an den PV Zähler angeschlossen werden und die Energiedaten entweder auf einen Energiemonitor oder Onlineportal darstellen. Diese Systeme sind einfach zu installieren und haben die gleiche Funktionen wie fest eingebaute Module.

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