PV-Anlage
Unsere PV-Anlage auf dem Carport
Planung und Ausführung
Nach einigem Variantenstudium entschieden wir uns, eine PV-Anlage auf den beiden Dachflächen des Carport zu installieren.
Diese Dächer sind zwar nach Ost und West ausgerichtet, aber mit Leistungsoptimierer sollte trotzdem ein guter Stromertrag erreicht werden - hoffentlich.
Zudem ist der Carport nicht so hoch und ich kann die Anlage selbst montieren, worauf ich grosse Lust hatte.
Nach der Planung der 7 kWp PV-Anlage konnten die Bewilligungen bei der Gemeinde Niederlenz
(Meldung der Anlage) und der RTB (Anschlussgesuch)
eingeholt werden. Für den AC-Anschluss nach erfolgter Montage wurde Jenni + Bolliger beauftragt.
Sämtliche Komponenten für die Anlage bestellte ich bei Elektrobedarf Troller.
Nach der raschen Lieferung stand die Montage an und ich war nun gefordert.
Mitte Juli 2022 waren die ersten beiden Dachhaken gesetzt und es konnte richtig losgehen, immer schön gesichert, denn es galt "safety first".
Die ersten beiden Dachhaken sind gesetzt.
Für die Montage der PV-Module wählte ich das Einlegesystem im Kreuzverbund TRI-STAND.
Dieses besteht bei unserer Anlage aus insgesamt 64 auf die Sparren geschraubten Dachhaken, 16 Universalprofile, die mit Hammerkopfschrauben und Sperrzahnmuttern an den Dachhaken befestigt werden.
Die 8 Einlegeschienen für die 2 x 3 Reihen horizontal ausgerichteten PV-Module werden mittels 64 SaveClick an den Universalprofilen befestigt.
Das Einlegesystem ist montiert und besteht auf beiden Dachseiten aus insgesamt 64 Dachhaken, 16 Universalprofilen mit 64 SaveClick und den 8 Einlegeschienen.
Die 18 PV-Module von Meyer Burger
mit einer Leistung von 385Wp werden jeweils über die Leistungsoptimierer P401I in Serie auf den
Wechselrichter SE7K von SolarEdge aufgeschaltet.
Auf jeder Dachseite habe ich bei der Installation zuerst die Leistungsoptimierer platziert und miteinander verbunden. Danach die Erdungskrallen gesetzt und
die PV-Module montiert. Für die oberste Reihe habe ich bei der Montage das Modul jeweils mit einem Seil gesichert. Die Montage der 20kg schweren Module
war recht anstrengend, aber gerade noch alleine machbar. Etwas ausgebremst hat mich bei der Montage der Module, dass ich die Einlegeschienen vereinzelt etwas zu enge
montiert hatte (ca. 2mm). So musste ich diese und auch die nachfolgenden zwangsweise versetzten.
Leistungsoptimierer P401I, Erdungskralle und die fertig montierten 9 PV-Module auf dem Dach Ost.
Ende September 2022 war es dann soweit, der Elektriker schloss den Wechselrichter an, ich nahm die Anlage mit der SetApp von SolarEdge in Betrieb und die Produktion kann starten.
Nun bin ich gespannt, wieviel elektrische Energie wir im Jahr produzieren. Werden wir die von mir prognostizierten 6'300 kWh pro Jahr erreichen? Wie lange wird es dauern, bis wir
den Break Even für die Investition von CHF 23'000.- erreichen, mehr als 20 Jahre oder bereits nach 15 Jahren?
Der Wechselrichter ist am Netz angeschlossen, die Anlage in Betrieb gesetzt und für das Monitoring konfiguriert.
Nach der Montage standen noch administrative Arbeiten und Abnahmen der Anlage an. Die Sicherheitsnachweise mussten erstellt werden und die Anmeldung bei Pronovo erfolgen. Der SiNa für die AC-Seite wurde
vom Elektroinstallateur erstellt und war somit kein Problem. Beim SiNa mit Mess- und Prüfprotokoll der DC-Seite wurde es schwieriger. Da ich die DC Kabel bei der Montage der PV-Module und der
Leistungsoptimierer selbst verlegt, zusammengesteckt und auf den Wechselrichter aufgeschaltet habe, muss ich einen Elektroinstallateur finden, der den notwendigen SiNa mit MPP für mich erstellt.
Der Elektriker, der die AC-Seite angeschlossen hat, konnte dies nicht durchführen. Die Suche nach einem Elektriker für die DC-Seite erwies sich als ausgesprochen schwierig. Nach langer Suche und vielen Anfragen
erklärte sich der Lieferant der Komponenten Elektrobedarf Troller bereit, den SiNa mit MPP für die DC-Seite durchzuführen.
Einfacher wäre es wohl gewesen, ich hätte bei der Wahl des Elektroinstallateur für die AC-Seite, einen genommen, der bereit gewesen wäre,
das Mess- und Prüfprotokoll der von mir erstellten DC-Seite zu erstellen. Im Nachhinein ist man meistens schlauer. Meine Empfehlung lautet daher, vor dem Start der Projektausführung muss der Elektroinstallateur
für die AC- und die DC-Seite verpflichtet sein!
Für die PV-Anlage musste nun noch durch eine unabhängige Stelle eine Abnahmekontrolle durchgeführt werden. Damit und mit der Beglaubigung, um den Förderbeitrag von
Pronovo zu erhalten, beauftragte ich Elektrokontrollen Schweiz AG.
Anlagenerweiterung
Die Betriebserfahrung der ersten 9 Monate zeigte, dass die PV-Anlage erweitert werden muss, um das Optimum aus den einzelnen Modulen herauszuholen.
Die Anlage habe ich daher von Mitte Juli bis Mitte August 2023 mit 4 PV-Modulen vom Typ Haitai HTM15
auf dem Dach des Einfamilenhauses ergänzt.
Für den Anschluss der neuen Module an die bestehende Anlage erstellte ich einen Graben mir Rohr zwischen dem Carport und dem Wohnhaus.
Die weiteren Arbeiten kannte ich bereits von der Installation auf dem Carport. Dies waren die Montage von 15 Dachhaken, 6 Universalprofilen mit je 3 SaveClick, der 3 horizontalen Einlegeprofile,
4 Leistungsoptimierer, so dass zulest noch die 4 PV-Module inkl. Erdungskrallen installiert und angeschlossen werden konnten. Dies tönt kurz und bündig, war aber teilweise wieder recht anstrengend.
Trotzdem hat die Arbeit wiederum viel Spass gemacht. Die erweiterte PV-Anlage konnte ich am 16. August 2023 mittags erfolgreich in Betrieb nehmen.
Graben zwischen Carport und dem Wohnhaus
Universalprofile mit Save-Click, Einlegekonstruktion mit den Leistungsoptierer und die fertige Installation der 4 PV-Module auf dem Dach des EFH
Das Monitoring ist eingerichtet.
Die gesamte installierte Modul-Leistung beträgt nun 8.59kWpeak, wobei auf Grund der Ausrichtung nach Osten, Süden und Westen eine maximale Leistung von knapp 6kW erreicht werden kann.
Die Jahresenergiemenge wird neu auf 7'000kWh geschätzt. Die Gesamtinvestition inkl. Eigenleistungen ist mit der Erweiterung auf CHF 27'500.- angestiegen. Ich hoffe, dass diese
innerhalb von 25 Jahren oder weniger ammortisiert sein wird.
Die aktuelle Produktion der PV-Anlage kann mit dem
Monitoring betrachtet werden.
Weitere Informationen zu unserer PV-Anlage können hier angefragt werden. Gerne beantworte ich die Fragen, soweit mir dies möglich ist.
Betrieb
Die PV-Anlage produziert witterungsabhängig zuverlässig Strom. Bald musste ich jedoch feststellen, dass bei bestem Sonnenschein am Nachmittag die Produktion einbricht, wobei diese doch bis abends
schön allmählich abnhemen sollte. Eine detaillierte Analyse und eine Nachfrage bei SolarEdge ergab, dass bei schönem Wetter morgens die Leistungsoptimierer
auf der Ostseite und nachmittags diese auf der Westseite an die Spannungsbegrenzung von 60Vdc kommen und somit nicht die gesamte Leistung der PV-Module
transformieren können, womit nicht die gesamte verfügbare Energie zum Wechselrichter transportiert werden kann. Der Grund dafür ist, dass beim WR
immer 750Vdc anstehen müssen. Dies führt dazu, dass die Optimierer der stark beschienen PV-Module in den Spannungsanschlag getrieben werden, da die Optimierer der schwach beschienen oder beschatteten
PV-Module nur eine geringe DC-Spannung abgeben. Oder einfacher ausgedrückt, die Optimierer der schwach beschienen PV-Module verhindern die maximale
Leistungsausbeutung der stark beschienen PV-Module. Bei weniger schönen Tagen tritt dieser Effekt nicht auf, da die Leistung der einezelnen PV-Module
nur gering unterschiedlich ist und sich die DC-Spannung der 18 Leistungsoptimierer gleichmässig zwischen 35Vdc und 45Vdc aufteilt, um auf die erforderlichen 750Vdc
am Wechselrichter zu kommem.
Die Grafiken der untenstehenden Leistungs- und Spannungsverläufe vom 25.6.2023 zeigen diesen Effekt auf. Die Gesamtproduktion steigt erst spät am Vormittag an und fällt am frühen Nachmittag wieder zusammen.
Aus den Leistungen der einzelnen PV-Modulen ist ersichtlich, dass dies durch die beiden Gruppen der Ost- und der Westseite verursacht wird. Die Spannungsverläufe der
Leitungsoptimierer zeigen, dass lediglich um die Mittagszeit die Spannungen auf beiden Seiten nicht am Anschlag sind und somit die maximal mögliche Leistung generiert werden kann.
Es stellt sich nun die Frage, was kann unternommen werden, damit die Leistungsotimierer nicht mehr an die Spannungsbegrenzung kommen. Die 750Vdc des Wechselrichters sind zwingend erforderlich
und können durch keinen Parameter reduziert werden. Es könnten Leistungsoptimierer mit einer maximalen Spannung von 80Vdc installiert werden. Dabei müssten jedoch die 18 installierten Optimierer ersetzt werden,
was ich als Fehlinvestition betrachte.
So bleibt noch die Erhöhung der Anzahl der PV-Module, um die erforderliche DC-Spannung am WR bereitzustellen. Ich werde die PV-Anlage mit 4 Modulen auf dem nach Süden ausgerichteten
Hausdach erweitern. Diese werden die Spannungsaufteilung am Vormittag und Nachmittag verbessern und mittags wird die maximale Leistung zudem erhöht, so dass der WR besser ausgelastet wird.
Diese zusätzliche Investition von gut CHF 3'000.- finde ich sinnvoll, entspricht sie doch einer Vorwärtsstragtegie und es muss kein Umbau der PV-Anlage
erfolgen, sondern lediglich eine Anlagenerweiterung.
Ergebnis der Anlagenerweiterung
Ein Vergleich der Produktion und der Optimierer-Spannungen nach der Anlagenerweiterung muss zwingend gemacht werden.
Die Grafiken der entsprechenden Verläufe vom 20.08.2023 verglichen mit denen vom Juni 2023 zeigen follgene Verbesserungen auf:
- Die Produktionskurve der gesamten PV-Anlage ist breiter und das Maximum als Folge der zusätzlichen Module auch höher.
- Die Produktion der Module auf der Ost-, Süd- und Westseite wird nur noch an den Randstunden des Tages begrenzt, die Maximum der Süd- und Westseite werden erreicht.
Eine Leistungsreduktion ist am Vormittag auf Grund der Beschattung des Carportes durch das Wohnhaus weiterhin vorhanden.
- Die Spannungen der Leistungsoptimierer werden ebenfalls nur noch an den Randstunden des Tages auf 60V begrenzt.
Die Anlagenerweiterung hat den erhofften Effekt gebracht und war somit erfolgreich, was mich sehr freut.
Produktion
Die aktuelle Produktion der PV-Anlage kann mit dem
Monitoring betrachtet werden.
Per 31. Dezember 2024, also nach zwei und ein Viertel Betriebsjahren der PVA wurden 11.9 MWh elektrische Energie produziert und ca. 8.1% der Investition konnte amortisiert werden.
In den letzten 12 Monaten wurden 6.2 MWh produziert. Dies entspricht einer Betriebsstundendauer von 718 Stunden pro Jahr, was niedrig ist. Das Ziel von 7 MWh pro Jahr wurde nicht erreicht.
Die bisherige Amortisation ist auch noch zu gering, damit die Anlage über die Lebensdauer rentiert.
Ich hoffe auf eine Verbesserung der Jahresproduktion durch sonnigeres Wetter als im Jahr 2025.
Ich bleibe zuversichtlich.
Die Analyse des Eigenverbrauchs und der Rücklieferung zeigt, dass lediglich ein Viertel der produzierten Energie selbst genutzt werden kann. Ein grosser Anteil muss somit ins Netz eingespeist werden.
Eine Verbesserung der Eigenverbrauchsrate wäre mit einem Speicher oder zusätzlichem Verbrauch tagsüber, z.B. für ein Elektrofahrzeug möglich. Eine Wärmepumpe würde den Eigenverbrauch im Winterhalbjahr ebenfalls erhöhen.
