Erstellt von Marcus Rönz | 21.06.2021
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Hohe Temperaturen sind nie gut fĂŒr Batterien und Elektronik. Und Photovoltaik-Module brechen in ihrer Leistung je nach Typ unterschiedlich ein. Hier siehst du, wie viel.

In diesem Beitrag zeige ich dir, wie die Leistung von PV-Modulen unter Laborbedingungen getestet werden und welche Probleme durch WĂ€rme bei der ganzen Solarstromanlage auftreten. Und zu jedem der nachfolgenden Punkte gebe ich ein paar Tipps.

Inhaltsverzeichnis:

PV-Module Leistungsmessung und Messbedingungen

Die Maximalleistung von Photovoltaik-Modulen wird ebenso auf dem Datenblatt (Modul-RĂŒckseite) aufgedruckt wie auch die Messbedingung.

Schauen wir uns ein typisches Datenblatt einmal an.

PV-Modul Messbedingungen fĂŒr Leistungsdaten Das Datenblatt zeigt die Messbedingungen, damit die maximale Leistung des Moduls erreicht werden kann.

PV-Modul Messbedingungen fĂŒr Leistungsdaten
Das Datenblatt zeigt die Messbedingungen, damit die maximale Leistung des Moduls erreicht werden kann.

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Die Testbedingungen fĂŒr PV-Module unterliegen einer weltweiten gemeinsamen Normung und oft mit der AbkĂŒrzung STC (Standard Test Conditions, zu deutsch: Standard-Testbedingungen. Mehr dazu findest du unter Norm IEC 60904 bzw. bei uns DIN EN 60904.

Du siehst folgende Angaben:
  • AM1,5:
    Dieser Wert steht fĂŒr die Sonnenstrahlung. Je nach Jahres- und Tageszeit muss die Sonnenstrahlung einen bestimmte LĂ€nge durch die AtmosphĂ€re zurĂŒcklegen. Die IntensitĂ€t ist bei wolkenfreiem Himmel und im Zenit stehender Sonne im Sommer am höchsten.
  • E=1000W/m2:
    E = BestrahlungsstÀrke bei senkrechtem Strahlungseinfall bei einer StÀrke von 1000W pro Quadratmeter.
  • Tc = 25°C:
    Tc steht fĂŒr Temperatur der Zelle (Temperature Cell). Temperaturbedingungen 25° Celsius (Zell-Temperatur). Eine Abweichung ergibt geringere Leistung, wobei jedoch geringere Temperaturen zu höheren Leistungen fĂŒhren können. Das gilt generell fĂŒr Elektronik.
Wissenswert: Die Modultemperatur habe ich bei senkrecht auftreffender Sonne (und wolkenfreiem Himmel) gemessen. Das ergab 48°C, bei 28°C Außentemperatur am 21.06.2021. Heute ist Sommersonnenwende und damit nicht nur der lĂ€ngste Tag, sondern auch die theoretisch höchste Stromernte fĂŒr Photovoltaikanlagen. Das dass aber nicht so ist, wirst du auf meinem nĂ€chsten Bild sehen.

PV-Module: so viel Leistung kommt bei Sommersonne

Neben der Modultemperatur von 48°C zeige ich dir nachfolgend die maximale Leistung ĂŒber den Laderegler und der Victron-App.

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Victron App: 400Wp Anlage Peakleistung Sommersonnenwende Die maximale Leistung bei senkrecht auftreffender Sonne am 21.06.2021 (Soommersnnenwende) von 335Wp von 400Wp, 48°C Modultemperatur

Victron App: 400Wp Anlage Peakleistung Sommersonnenwende
Die maximale Leistung bei senkrecht auftreffender Sonne am 21.06.2021 (Soommersnnenwende) von 335Wp von 400Wp, 48°C Modultemperatur

Berechnen wir die tatsÀchliche Leistung:
AbkĂŒrzung Wp steht fĂŒr Watt-Peak. Also der höchsten Leistung nach den obig gezeigten STC (Standard-Testbedingungen).

400Wp = 100%
335Wp = 83,75% (100% / 400Wp x 335Wp)

Du siehst einen Leistungseinbruch von 16%. Dabei sind die Bedingungen gut: senkrecht auftreffende Sonne auf das Modul. Jedoch fĂŒhren die 28°C Außentemperatur und 48°C Modultemperatur zu diesem Einbruch.

Batterie: Leistung und Degradation nach Temperatur

FĂŒr Batterien gelten Ă€hnliche Standard-Testbedingungen wie fĂŒr PV-Module. Hier kommt jedoch der Unterschied hinzu, dass vor allem Bleibatterien bei tiefen Temperaturen KapazitĂ€tsverluste aufweisen.

Manche Batterien wie LiFePo4, haben oft eine untere Grenztemperatur, unter der nicht geladen werden darf/sollte. Meist 3-5°C.
Höhere Temperaturen, das gilt fĂŒr alle Batterien, lassen diese schneller altern. Der KapazitĂ€tsverlust ist nicht wiederherstellbar und wird Degradation genannt.
Temperatur entsteht im Inneren der Batterie auch bei hohen Be- und Entladeströmen.

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Tipp:
Lagere und installiere deine Batterie im optimalen WohlfĂŒhlbereich. In der Regel um die 20-25°C. Bei höheren Temperaturen gilt fĂŒr Lithium-Batterien: geringere Ladeströme und ein geringerer Ladezustand erreichen.
FĂŒr Bleibatterien haben manche Laderegler wie mein Victron 75/15 ein spezielles temperaturabhĂ€ngiges Ladeprogramm.
Wenn du deine Bleibatterien nur zu einem bestimmten Prozentsatz entladen möchtest, rechne bei tieferen Temperaturen mit der geringeren KapazitÀt, die entnehmbar ist.

Wechselrichter und andere Leistungselektronik

Elektronik altert bei höheren Temperaturen schneller. Sowohl Modulwechselrichter (direkt am PV-Modul fĂŒr Einspeisung), aber auch Inselwechselrichter in Garagen, Dachböden oder an AußenwĂ€nden sind hier betroffen. Hier kommt es im Sommer zu Hitzeproblem/WĂ€rmeproblem und auch ein Abschalten der Elektronik zum Eigenschutz ist möglich.

Tipp: Achte bereits beim Bau der Anlage, in welchen Temperaturbereichen du deine Bauteile verbaust. Das ist stark abhÀngig von der Jahreszeit bzw. dem Sonnenverlauf.

Hierzu noch eine Grafik.

PV Modul Winkel und Ausrichtung: Diagramm Ertrag in Prozent Die Tabelle gibt einen JahresĂŒberblick als durchschnittlichen Ertrag je nach Ausrichtung und Modulwinkel. Eine flachere Ausrichtung ist vor allem im Sommer gut, gegenĂŒber eine steileren im Winter. Flacher liegende Module sind jedoch effizienter durch den Tagesverlauf der Sonne.

PV Modul Winkel und Ausrichtung: Diagramm Ertrag in Prozent
Die Tabelle gibt einen JahresĂŒberblick als durchschnittlichen Ertrag je nach Ausrichtung und Modulwinkel. Eine flachere Ausrichtung ist vor allem im Sommer gut, gegenĂŒber eine steileren im Winter. Flacher liegende Module sind jedoch effizienter durch den Tagesverlauf der Sonne.

Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige GrĂŒĂŸe, dein

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