Abregelung
Falls der Wechselrichter zu klein gewählt ist, muss ggf. vor dem Wechselrichter automatisch abgeregelt werden. Die Auswirkungen der Abregelung auf den energetischen Ertrag der Anlage sind stark abhängig vom Dimensionierungsverhältnis zwischen PV-Generator und Wechselrichter, der Anlagenausrichtung und dem Standort:
Bei einem Dimensionierungsfaktor von 100% führt eine Abregelung auf 70% in Mitteleuropa in der Regel zu Ertragsminderungen von 3 bis 8%.
Je größer der Dimensionierungsfaktor, desto geringer die Ertragsminderungen.
Je weiter die Anlagenausrichtung vom Ideal abweicht, desto geringer ist die prozentuale Ertragsminderung.
Je höher die Solarstrahlung am Standort, desto höher sind die Ertragsminderungen.
Je wechselhafter die Solarstrahlung am Standort, desto höher sind die Ertragsminderungen durch Nichtnutzung von Strahlungspeaks.
-> siehe auch: Einspeiseleistung, 70% Abregelung
Zeitraum, zu dem der Kapitalwert der Investition zum ersten mal positiv ist.
Der Anlagennutzungsgrad ist ein Maß für die Energieverluste, die im Vergleich zu den optimalen Betriebsbedingungen der Anlage auftreten. Die tatsächlich erzeugte Solarenergie wird ins Verhältnis gesetzt zur nominalen Energieabgabe. Die nominale Energieabgabe berechnet sich aus der Einstrahlung auf die geneigte PV-Fläche multipliziert mit dem Wirkungsgrad des Moduls bei Standardtestbedingungen (25 °C, 1000 W/m²).
Der Anlagennutzungsgrad wird berechnet: AN = (PV-Generatorenergie (AC-Netz) - Standby-Verbrauch)/(Maximal mögliche PV-Generatorenergie)
(Synonym: Performance Ratio)
-> siehe auch: Systemnutzungsgrad
Ein Anlagenwechselrichter ist ein Wechselrichter, dessen MPP-Tracker mit Modulgruppen unterschiedlicher Ausrichtung oder unterschiedlichen Typs belegt sind.
Aufgeständert
Als aufgeständert werden Anlagen bezeichnet, deren Module mit Hilfe von Gestellen auf einer Freifläche oder einem flach geneigten Dach montiert werden.
Aufstellwinkel / Neigung
Der Aufstellwinkel bezeichnet den Winkel zwischen den Modulen und der Horizontalen. Bei Fassadenmontage beträgt der Aufstellwinkel 90°.
Ausrichtung der PV-Module / Azimut
Der Azimutwinkel beschreibt die Abweichung der Ausrichtung einer Solarfläche aus der Südrichtung. Süd wird mit 0° angegeben, Ost entspricht -90°, Südost = -45°, Südwest = 45°, West = 90° usw.
Die Außentemperatur ist eine Angabe aus den Klimadateien. Sie wird zur Bestimmung der Modultemperatur benötigt, da der Modulwirkungsgrad temperaturabhängig ist (siehe PV-Modul-Kennwerte).
Bei Überschusseinspeisung mit Batteriespeichern gilt:
Autarkiegrad = 1- (Gesamtverbrauch gedeckt durch Netz/ Gesamtverbrauch), in %
Zum Beispiel: Ein Autarkiegrad von 100% bedeutet, dass kein Netzbezug nötig war.
-> Vergleiche: Solarer Deckungsanteil
Batterieladezustand (SOC = State of Charge)
Maximaler SOC : Gibt an bis zu welchem SOC die Batterie im normalen Betrieb geladen wird. Bei hohen SOCs sinkt der Wirkungsgrad der Batterieladung, es kann nicht mehr mit dem vollen zur Verfügung stehenden Strom geladen werden und daher wird die Batterieladung meist bei einem maximalen SOC angehalten.
Minimaler SOC : Gibt an bis zu welchem SOC die Batterien höchstens entladen werden. Je nach Batterietyp und Ladestrategie ist vom Hersteller eine minimale Ladung für die Batterien, vorgesehen.
Bleibatterien sollten nicht zu tief entladen werden, da die Lebensdauer der Batterien relativ stark davon abhängt wie tief sie entladen werden, siehe Kurve Zyklenanzahl in der Batteriedatenbank.
Neben dem SOC ist auch die Angabe der Entladetiefe DOD (engl., Depth of Discharge) üblich. Der SOC gibt an wie voll die Batterie, ist während der DOD angibt wie viel Prozent der Kapazität der Batterie entnommen wurde. Die Summe der beiden Werte ist daher stets 100% ein SOC von 40% entspricht z.B. einen DOD von 60%.
Ist der Entladestrom in der Simulation geringer als der zu C10 gehörige I10, kann es sein, dass der SOC auch unter diesen Wert fällt, da die Untergrenze bei Entladung auf den SOC-Wert, bezogen auf den momentanen Entladestrom und die dazugehörige Kapazität ausgewertet wird. Bei Entladeströmen über I10 kann es auch sein das der nominelle minimale Ladezustand nicht erreicht wird, sondern die Entladung vorher abgebrochen wird, um nicht unter den auf den hohen Entladestrom bezogenen SOC zu fallen.
Aufgrund der EEG-Novelle 2012 zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität, um das Blindleistungs-Gleichgewicht zwischen Netz und Verbrauchern zu gewährleisten, müssen PV-Anlagenbetreiber Blindleistung bereitstellen.
z.B.: Netzbetreiber verlangt cos(φ) = 0,9 -> Der Wechselrichter muß 10% mehr Leistung liefern: 90% für die bisherige Wirkleistung + 10% für die neue Blindleistung
Außerdem müssen großer PV-Anlagen, mit > 30 KW durch die Netzbetreiber fernsteuerbar sein.
Kleine PV-Anlagen, mit < 30kW müssen auf 70% abregelbar sein.
Es gilt: Blindleistung Q, Scheinleistung S, Wirkleistung P, Verschiebungsfaktor cos(φ)
S = P / cos(φ)
Q =√(S²-P²).
Kassenbestand, aufsummierter Cash Flow nach Steuern.
Dachintegriert
Dachintegriert bedeutet, dass die Dachhaut teilweise entfernt wird und Module selber die Dachhaut bilden.
Dachparallel
Dachparallel bedeutet, dass die Module mit einem Abstand parallel über der Dachhaut montiert werden.
= PV-Generatorleistung / AC-Nennleistung des Wechselrichters
Der Preis für den direktvermarkteten Strom wird verwendet, um die Einnahmen für den Stromanteil, der nicht vom EVU gesetzlich vergütet wird, sondern direkt, zum Marktwert an Dritte verkauft wird, zu berechnen.
Außerdem wird er herangezogen, um die Einnahmen nach Ende der Auszahlungsdauer (der Einspeisevergütung) bis zum Ende des Betrachtungszeitraum zu berechnen.
Er wird in €/kWh angegeben.
Bei Überschusseinspeisung gilt:
Eigenverbrauchsanteil = Eigenverbrauch /(Eigenverbrauch + Überschußeinspeisung) = Eigenverbrauch / PV-Generatorenergie
-> siehe auch: solarer Deckungsanteil
Einspeiseleistung (AC), 70% Abregelung
Sie können Wechselrichter-Ausgangsleistung (AC) in Prozent der installierten PV-Leistung abregeln.
Beispiel: Bei einer installierten PV-Leistung von 5kWp und einer Abregelung auf 70% würde die Wechselrichter-Ausgangsleistung AC-seitig auf 3,5 kW begrenzt werden.
Abregelung vs. Eigenverbrauch:
Falls keine Verbraucher oder Batterien in der Anlage vorhanden sind, wird die Ausgangsleistung des Wechselrichters (AC) auf den eingegebenen Wert abgeregelt. Dies entspricht im Normalfall der von den Wechselrichter-Herstellern implementierten Lösung.
Falls Verbraucher oder Batterien in der Anlage vorhanden sind, wird die ins Netz einzuspeisende Leistung in PV*SOL® erst am Netzanknüpfungspunkt auf den eingegebenen Wert abgeregelt. So ist eine Nutzung der PV-Leistung oberhalb der Abregelungsschwelle (in D: 70% oder beim KfW Förderprogramm für Photovoltaik-Speicher) durch direkten Eigenverbrauch oder Batteriespeicherung möglich.
Die Einstrahlung auf die geneigte PV-Generatorfläche ist die Energie (nach Abzug der Verschattung) auf die PV-Fläche, die zur Umwandlung zur Verfügung steht. Ein Teil dieser Energie geht durch Reflexion an der Moduloberfläche verloren.
Energieertrag, Ertragsprognose
Jährlicher Energieertrag bezeichnet, die in ein (öffentliches) Stromnetz eingespeiste Solarenergie.
-> siehe auch: Spezifischer Jahresertrag
-> siehe auch: PV-Generatorenergie
Investitionen
Die abschreibungsfähigen Investitionen sind die Gesamt-Anschaffungskosten (netto) der PV-Anlage (Material, Gerüst, Montage, Datenlogger), die zum Bau der Anlage erforderlich sind..
Der Kapitalwert berechnet sich aus der Summe der:
Barwerte aller jährlichen Kosten,
Barwerte aller jährlichen Einnahmen und Einsparungen,
Barwert der Kreditzahlungen,
Barwert der Steuerzahlungen,
einmaligen Zahlungen,
Förderungen,
Eigenfinanzierung
Kurzschlussstrom
Der Kurzschlussstrom eines Moduls IK wird üblicherweise vom Hersteller bei STC-Bedingungen angegeben. Da der Modulstrom auch temperaturabhängig ist, tritt der maximale Kurzschlussstrom bei tiefen Temperaturen z.B. –10°C und maximaler Sonneneinstrahlung auf.
Leerlaufspannung
Die Leerlaufspannung eines Moduls UL wird üblicherweise vom Hersteller bei STC-Bedingungen angegeben. Da die Modulspannung auch temperaturabhängig ist, tritt die maximale Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen z.B. –10°C und maximaler Sonneneinstrahlung auf.
Dieser Wert gibt an, welche Spannung maximal an einem PV-Generator anliegen darf. Es dürfen nur so viele Module in Reihe verschaltet werden, bis die maximale Systemspannung der Module bei der maximalen Leerlaufspannung (siehe Verschaltungsgrenzen) erreicht ist. Die maximale Systemspannung wird bei der Verschaltung des Wechselrichters berücksichtigt.
MPP (Maximum Power Point)
Die Leistung eines Moduls ist von der Einstrahlung, der Temperatur und auch der Spannung abhängig, bei der es betrieben wird. Der Maximum Power Point ist der Punkt im Strom / Spannungsdiagramm in dem das Modul die maximale Leistung abgibt.
MPP-Tracker
Der MPP-Tracker stellt automatisch den Arbeitspunkt des Solargenerators in seinem Maximum ein.
Je nach Einbaulage, Umgebungstemperatur und Einstrahlung auf die Module, entwickelt sich eine Modultemperatur. Diese kann von Hand, mittels vorgefertigter Standardwerte oder basierend auf dem NEC® (National Electrical Code®) eingegeben werden. Wählt man die NEC-Temperaturen, dann werden je nach Postleitzahl (PLZ) der Anlage die entsprechenden Temperaturen eingesetzt. Wird verwendet für Verschaltungsgrenzen - Randbedingungen der WR-Verschaltung
Die vom PV-Generator wechselstromseitig erzeugte Energie, die vom Wechselrichter abgegeben und ins Netz gespeist wird. Entspricht der PV-Generatorenergie (AC-Netz), abzüglich des Eigenverbrauchs.
Vom AC-Netz bezogener, jährlicher Strom.
Bei einem Wechselrichter, der den Parallelbetrieb der MPP-Tracker ermöglicht, können die MPP-Tracker zusammengeschaltet werden, so dass der Strom- und Leistungsbereich sich aufsummiert.
Performance Ratio = EPVuse / Ein * ηSTC
Der Performance Ratio ist ein Maß für die Energieverluste in der Anlage, die im Vergleich mit der Energieabgabe des PV-Generators unter Standardtest-Bedingungen (STC) auftreten. Die Energieabgabe unter STC wird aus der auf die PV-Generator-Fläche eingestrahlten Energie (Ein) multipliziert mit dem STC-Modulwirkungsgrad (ηSTC) berechnet.
Der Performance Ratio beschreibt den Nutzungsgrad der potentiell erzeugbaren photovoltaischen Energie in einer gegebenen Systemumgebung.
-> siehe Anlagennutzungsgrad
PV-Generator, Einstrahlung
Die Einstrahlung auf die geneigte PV-Generatorfläche ist die solare Energie, die nach Abzug der Verschattung zur Verfügung steht.
Die vom PV-Generator wechselstromseitig erzeugte Energie, die vom Wechselrichter abgegeben und bei Volleinspeisung ins Netz gespeist wird. Verluste an Modulen, Leitungen und Wechselrichtern sind berücksichtigt. Die vom PV-Generator für Stand-By- und Nachtverbrauch benötigte Energie wird gesondert ausgewiesen. Sie ist hier nicht abgezogen.
Die PV-Generatorleistung eines Solargenerators ist die Spitzenleistung, die dieser bei senkrechter Sonneneinstrahlung mit 1000 W/m² abgeben würde. Sie wird daher in Wp oder kWp angegeben. Das „p“ steht für „peak“ = Spitze.
Es können maximal 1000 Module berechnet werden. Die maximale Generatorleistung ist: 1000 x Modulleistung
Max. PV-Generatorleistung = PV-Modulwirkungsgrad * Einstrahlung auf das Modulfeld
Die Rendite gibt das Verhältnis der Auszahlungen zu den Einzahlungen einer Geld- bzw. Kapitalanlage an. Grundlage der Renditeberechnung einer Solar-Anlage ist der Gewinn, der ins Verhältnis zur Investition gesetzt wird. Die Gesamtkapitalrendite gibt einen Überblick über die Verzinsung der gesamten Investition. Die Rendite dient als Kennzahl für die Beurteilung der Rentabilität einer Solar-Anlage.
Berechnet nach der internen Zinsfußmethode. Der Kapitalzins wird solange erhöht, bis der Kapitalwert der Investition kleiner null wird.
Das Ergebnis kann folgendermaßen interpretiert werden:
Die Anlage des Eigenkapitals in diese Investition ist so gut wie die Anlage des Eigenkapitals bei einer Bank zum Zinssatz der Rendite.
Unter Schieflast versteht man die ungleichmäßige Belastung der Außenleiter eines Dreiphasenwechselstromnetzes (Drehstromnetzes)
Bei Überschusseinspeisung ohne Batteriespeicher gilt:
Der solare Deckungsanteil gibt an, wie viel Prozent der jährlich zur Verbrauchsdeckung erforderlichen Energie durch die Solaranlage gedeckt werden kann.
Solarer Deckungsanteil = Gesamte vom PV-Generator AC-seitig abgegebene Energie, die zur Verbrauchsdeckung genutzt wird / Gesamte zur Verbrauchsdeckung benötigte Energie
Netzgekoppelte Anlagen: Gesamte zur Verbrauchsdeckung benötigte Energie = Verbrauch, inklusive StandBy-Verbrauch des Wechselrichters
-> siehe auch:
Eigenverbrauchsanteil
Autarkiegrad
Spezifischer Jahresertrag = EPVuse / Pnom
= PV-Generatorenergie (AC-Netz) / (kWp der Anlage)
Für den spezifischen Jahresertrag einer PV-Anlage wird die pro Jahr erzeugte Energie (EPVuse) (wechselstromseitig) auf die Fläche bzw. die Leistung (Pnom) (in kWp) der Anlage normiert.
Anders ausgedrückt ist der spezifische Jahresertrag ein Maß für die jährlichen Vollastbetriebsstunden der PV-Anlage.
Häufig findet man in der Literatur statt des spezifischen Jahresertrags den Final Yield (Ertragsfaktor) angegeben. Dieser wird aus den jährlichen Vollaststunden dividiert durch 365 Tage berechnet und ist ein Maß für die täglichen Vollastbetriebsstunden.
Die vom Wechselrichter benötigt Energie, wenn der PV-Generator keinen Strom abgibt. Zwischen 20:00 Uhr und 05:00 Uhr wird Nachtverbrauch, sonst wird Standby-Verbrauch angenommen.
Die Standardtestbedingungen wurden eingeführt, um einheitliche (Leistungs-) Vergleiche von Modulen zu ermöglichen. Sie beschreiben die Rahmenbedingungen, unter denen die auf den Datenblättern angegebenen Kennwerte ermittelt wurden. Dies sind eine Temperatur von 25°C, 1000 W/m² Einstrahlung und ein AM-Faktor von 1,5. (AM „Air Mass“ beschreibt den Eintrittsweg der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre und damit die spektrale Zusammensetzung des Lichtes).
Die Stromgestehungskosten sind die jährlichen Kosten dividiert durch den erzeugten Stromertrag.
Die jährlichen Kosten ergeben sich aus:
den Barwerten der jährlichen Kosten,
den einmaligen Zahlungen,
den Kreditzahlungen
Stromverbrauch
-> siehe auch:
Systemnutzungsgrad = EPVuse / Ein
Der Systemnutzungsgrad ist ein Maß für die Umwandlung der insgesamt auf die Generatorebene eingestrahlten Energie (Ein) durch die PV-Anlage. Der Systemnutzungsgrad setzt sich zusammen aus den Nutzungsgraden des PV-Generators und des Wechselrichters und berücksichtigt die Leitungsverluste sowie Batterieverluste.
Zwei Standard-Testbedingungen: 1000 W/m² senkrechter Strahlungseinfall, 25 °C Modultemperatur und Strahlungsspektrum AM 1,5
-> siehe Anlagennutzungsgrad
Nur für Anlagen mit Überschusseinspeisung: Ist der Gesamtenergieverbauch der Verbraucher pro Jahr.
-> siehe: Blindleistung
Das Zwei-Dioden-Modell gilt als eines der präzisesten Modelle zur Beschreibung des elektrischen Verhaltens von poly- und monokristallinen PV-Modulen. Basierend auf den Dioden-Gleichungen von SHOCKLEY bildet es die physikalischen Vorgänge im Zellmaterial nach und kombiniert sie zu einem elektrischen Ersatzschaltbild, aus dem sich Formeln zur Berechnung der Zellen ableiten lassen.