Was ist im Winter zu beachten ?

Durch die kürzeren Tage und die geringere Solareinstrahlung sinkt die Leistung einer PV-Solaranlage im Winter natürlich deutlich. Über das ganze Jahr gesehen entspricht die Leistungskurve der Solarmodule einer Sinuskurve die im Sommer ihr Maximum und im Winter das Minimum erreicht.

Soll nun eine PV-Inselanlage das ganze Jahr ausreichend Strom liefern müssen folgende Punkte beachtet werden:

- Auslegung der Solarmodule für den schwächsten Monat (Dezember/Januar)
Da die PV-Module im Winter deutlich weniger Strom erzeugen ist deutlich mehr Modulfläche erforderlich. Das verteuert die Anlage natürlich nicht unerheblich.

- Steiler Aufstellwinkel
Um die Sonnenstrahlung optimal zu nutzen müssen die PV-Module steiler aufgestellt werden als im Sommer. Dadurch erhält man im Sommer etwas weniger Leistung, aber durch die Überdimensionierung der Solarfläche im hat man da sowiso schon mehr als genug.

- Ein PPT bzw. MPP Laderegler
Normale Shunt-Laderegler können den Solarakku maximal mit dem Strom laden, den das PV-Modul bei der Ladespannung liefern kann. Bei vollem Akku wird der Ladestrom dann reduziert um den Akku vor Überladung zu schützen. Die maximale Leistung bringen PV-Modul aber bei einer höheren Spannung.

Hier ein Beispiel :

Ein PV-Modul mit 36 Zellen liefert 4,71A vei 18,05V, das sind 85W

4,71A x 18,05V = 85W

Durch den Shunt-Laderegler wird die Spannung auf 14,4V runtergezogen, dabei liefert das Modul dann 4,9A. Die Leistung ist jetzt 70,6W

4,9A x 14,4V = 70,6W

also ca. 17% geringer als im optimalen Arbeitspunkt.

Ein PPT bzw. MPP Laderegler transformiert den Strom des Moduls im idealen Arbeitspunkt auf die benötigte Ladespannung und könnte so, theoretisch, bei 14,4V den Akku mit 5,9A laden

85W / 14,4V = 5,9A

Natürlich geht bei der Umwandlung auch etwas verloren.

Da die Spannung der PV-Module mit zunehmender Erwärmung sinkt, und die Module dann weniger leisten, machen PPT-Laderegler im Sommer nur bei größeren Anlagen Sinn. Anders sieht es im Winter aus. Die Module sind dann gut gekühlt und arbeiten mit der vollen Spannung, so daß mit einem PPT-Laderegler die zur Verfügung stehende Solarleistung besser ausgenutzt werden kann als mit einem Shunt-Laderegler.

- Notstromversorgung
Eine zusätzliche Notstromversorgung, z.B. durch einen benzinbetriebenen Generator, kann sinnvoll sein um Energieengpässe zu überbrücken. Der Generator soll dabei nicht die eigentliche Stromversorgung sein, sondern die Batterie über ein seperates Ladegerät möglichst schnell wieder laden und dann abgeschaltet werden.

- Überschussmanagement
Eine PV-Inselanlage die für die Wintermonate berechnet wurde wird im Sommer viel Überschussenergie erzeugen. Diese Energie lässt sich möglicherweise für zusätzliche "Sommerverbraucher", z.B. einen Kühlschrank, nutzen.