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Wo Licht ist, ist auch Schatten

Es gibt eine leidige Wahrheit, mit der viele Eigentümer von Solaranlagen erst konfrontiert werden, wenn ihre Anlage bereits auf dem Dach installiert ist: Wo Licht ist, ist auch Schatten. Lesen Sie, wie Sie mit einem besseren Solarmodul die Auswirkungen von Verschattung auf Ihre Anlage minimieren können.
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Es gibt eine leidige Wahrheit, mit der viele Eigentümer von Solaranlagen erst konfrontiert werden, wenn ihre Anlage bereits auf dem Dach installiert ist: Wo Licht ist, ist auch Schatten. Und Schatten ist nicht nur unvermeidlich, sondern hat auch erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb Ihres Solarmoduls und die Einsparungen auf Ihrer Stromrechnung. 

Er stammt möglicherweise von Blättern, die vom Baum des Nachbarn fallen, der viel zu nah an Ihrem Grundstück steht. Oder ein darüber fliegender Vogelschwarm war ganz besonders zielsicher. Oder ein nahe gelegenes Gebäude wirft jeden Morgen einen Schlagschatten auf Ihr Dach. 

Wo immer die Verschattung auch herrührt, das Ergebnis ist stets dasselbe, da sie die direkte Sonnenlichteinstrahlung auf Ihre Module und damit den zuverlässigen Betrieb Ihrer Anlage einschränkt. 

Doch nun zur guten Nachricht. Nicht alle Solarmodule sind gleich – mit einem besseren Solarmodul können Sie die Auswirkungen von Verschattung auf Ihre Anlage effektiv minimieren. Design und Technologie Ihrer Module machen tatsächlich einen großen Unterschied hinsichtlich der von Ihrer Anlage erzeugten Energiemenge und der Einsparungen aus, die Sie von Monat zu Monat erzielen können aus.

Im Folgenden sind einige Szenarien aufgeführt, die Sie bedenken sollten.

SunPower® Performance-Module und herkömmliche Module im Vergleich

Szenario 1: Punktschatten

Wir beginnen mit einem herkömmlichen Standard-Solarmodul mit Frontkontakt.  Beachten Sie, wie der Strom in einer kontinuierlichen Reihenschaltung durch das Modul fließt (A). Jede Unterbrechung des Stroms kann sich nachteilig auf die Leistung auswirken. Aus diesem Grund ist das Modul in der Regel in drei unabhängige elektrische Zonen unterteilt, damit auch bei einer Unterbrechung des Energieflusses weiter Energie erzeugt wird (B).

 Punktschatten

Betrachten wir den Schatten eines einzelnen Blatts. Er sieht harmlos aus, aber er kann Ihrem Modul eine ganze Menge Energie entziehen (C). Wenn der Schatten dieses Blatts über einer Zelle in einem herkömmlichen Modul liegt, kann die verdeckte Zelle Energie weder produzieren noch an benachbarte Zellen weiterleiten. Aufgrund dieser Störung der ordnungsgemäßen Funktionsweise fällt die gesamte elektrische Zone solange aus, bis das Blatt entfernt wird. Das bedeutet, dass 33 % des Moduls ausfallen, was wiederum eine um 33 % geringere Stromproduktion bedeutet. All das wegen eines einzigen Blatts! 

Auswirkung der Verschattung durch ein einzelnes Blatt

SunPower® Performance-Module hingegen sind so konzipiert, dass die Energie in unabhängigen, parallel geschalteten Zellreihen immer fließen kann (D). Jede Reihe besitzt flexible, redundante Stromwege, über die Energie von Zelle zu Zelle fließen kann, wodurch Hindernisse auf der Moduloberfläche einen deutlich geringen Effekt haben. Darüber hinaus ist die elektrische Architektur des Moduls nicht nur in 6 horizontale, sondern auch in 3 vertikale Reihen unterteilt. Dies steigert die Leistung sowohl bei Hoch- als auch bei Quermontage (E).

Diagramm des Energiestroms von SunPower Performance-Modulen

Nachfolgend sehen wir, dass das Performance-Modul aufgrund seiner kleineren Zellen und der redundanten elektrischen Verbindungen weniger Einbußen hinnehmen muss, wenn der Schatten desselben Blatts wie im vorherigen Beispiel darauf fällt (F). Während es bei der herkömmlichen Technologie zum Ausfall eines Drittels des Moduls kam, sorgt die einzigartige elektrische Architektur des SunPower Performance-Moduls für einen kontinuierlichen Energiefluss mit minimalem Leistungsverlust. 

Diagramm des kontinuierlichen Energieflusses von SunPower Performance-Modulen  

Szenario 2: Lineare Verschattung in Querausrichtung

Werfen wir nun einen Blick auf einen geradlinigeren Schatten, der auf die Oberfläche eines herkömmlichen Moduls fällt. Erneut sehen wir bei einem herkömmlichen Modul eine sofortige Auswirkung (G). Da der Schatten entlang der Längskante des Moduls (Querausrichtung) fällt, wird beim herkömmlichen Modul schnell eine der drei elektrischen Zonen abgeschaltet, um die Verschattung zu umgehen. Genau wie beim durch das Blatt verursachten Punktschatten kommt es zu einem 33%igen Leistungsabfall. In diesem Fall wird aus einem 295-W-Modul schnell ein 198-W-Modul. 

 Lineare Verschattung

Bei einer Verschattung an der Längskante des Performance-Moduls sind die Leistungseinbußen hingegen proportional zum Grad der Verschattung. Wenn also die Hälfte der ersten Zellenreihe verschattet wird (H), erzeugt die andere Hälfte der Zellen in dieser Reihe weiterhin Energie, und das Modul arbeitet mit 92 % seiner Nennleistung. Falls der Schatten auf die komplette erste Zellreihe fällt (I), verzeichnet das Performance-Modul nur einen Leistungsrückgang um 17 % (1/6 des Moduls) im Gegensatz zur Leistungseinbuße von 33 % beim herkömmlichen Modul (siehe oben). Sie sehen also, wie schon einige Zentimeter Schatten eine beträchtliche Auswirkung auf die Leistung der Module haben kann. 

Lineare Verschattung in Querausrichtung    

Szenario 3: Lineare Verschattung in Hochausrichtung

Wir empfehlen dringend, Performance-Module stets in Querausrichtung zu montieren, um Energieertrag und Einsparungen zu maximieren. Aber auch bei einer Montage im Hochformat bewahrt das Modul seine erheblichen Vorteile gegenüber einem herkömmlichen Panel. Wenn ein Schatten auf die Unterseite (kurze Kante) eines herkömmlichen Moduls fällt, wirkt er sich rasch auf alle drei elektrischen Zonen aus, wodurch das Modul komplett ausfällt (J). 

Lineare Verschattung in Hochausrichtung

Weil die Zonen des Performance-Moduls aber nicht nur horizontal, sondern auch vertikal angelegt sind, kann auch bei der Hochmontage weiterhin Energie erzeugt werden, da die oberen zwei Drittel des Moduls weiterarbeiten können. Die Einbußen sind zwar spürbar, aber Sie werden mir vermutlich zustimmen, dass eine Energieerzeugung auf 67 % der Modulfläche besser ist als ein Totalausfall. 

Die obigen Beispiele zur Verschattung zeigen, dass das Design und die Konstruktion eines Moduls für die mögliche Energieerzeugung entscheidend sind und die Zuverlässigkeit dieser Energiequelle über die gesamte Lebensdauer Ihrer Anlage erhöhen können.

Und während einige Solarhersteller noch nicht einmal eine Garantie gegen Schäden durch Verschattung für ihre Module gewähren, deckt SunPower seine Module mit seiner umfangreichen Qualitätsgarantie über 25 Jahre ab, selbst wenn sie verschattet sind. 

Dies sind nur einige Beispiele für Verschattung, die an Ihren Module auftreten können. Wenden Sie sich bitte an Ihren örtlichen SunPower Partner, um das beste Installationsdesign für Ihr Eigenheim oder Unternehmen zu finden und mehr darüber zu erfahren, wie die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von SunPower Performance-Modulen die Energieerzeugung Ihrer Anlage maximieren können. 

 
HINWEIS DES AUTORS: In diesem Blogbeitrag geht es darum, die verschiedenen Auswirkungen von Verschattungen auf Solarmodule aufzuzeigen und zu veranschaulichen, wie ein optimales Design und eine bessere Konstruktion diese Auswirkungen minimieren können. Wir beleuchten oben einige anschauliche Beispiele, verfolgen in diesem Artikel aber nicht die Absicht, die praktisch unendlichen Varianten, wie Schatten sich auf Solarmodule auswirken kann, umfassend darzustellen. Wir ermuntern Sie dazu, eingehende Gespräche mit Ihrem SunPower Fachhändler zu führen, um die Vorteile der SunPower Technologie voll auszuschöpfen. Im Übrigen dienen die Angaben der Nennleistung ausschließlich dem besseren Verständnis und können je nach Produktverfügbarkeit in verschiedenen Märkten variieren.