Dach und Energie
Warum liefert ein Photovoltaikdach bei sonnigem Frost und Sommerhitze unterschiedliche Leistung?
Kurz gefasst
Starke Sonne ist nicht der einzige Faktor, der die momentane Leistung einer Photovoltaikanlage bestimmt. Auch die Zelltemperatur ist von Bedeutung. Bei typischen Siliziummodulen begünstigt ein kühlerer Betrieb die Leistung bei gleicher Lichtmenge. Das bedeutet jedoch nicht, dass der Winter eine höhere Jahresproduktion als der Sommer liefert. Kürzere Tage, der Sonnenstand, Schnee und Wetter können den Vorteil der niedrigeren Temperatur überwiegen. Die Lufttemperatur im Schatten ist nicht die Temperatur der aktiven Dachfläche. Die Zellen absorbieren Strahlung und erwärmen sich im Betrieb. Ihre Bedingungen hängen auch von Wind und der Wärmeabgabe über die Dachdeckung ab. Eine sommerliche Messung der Umgebungstemperatur allein erlaubt es daher nicht zu bestimmen, wie die Photovoltaikschicht arbeitet.

Warum reicht ein Thermometer an der Wand nicht aus?
Bei einem integrierten System muss dessen tatsächlicher Aufbau berücksichtigt werden. Ein Stahlelement mit Zellen hat eine andere Umgebung als ein Modul auf einem offenen Gestell. Die richtigen Annahmen sollten in die Ertragsprognose einfließen. Eine zufällig an einer Stelle abgelesene Temperatur oder ein Wärmebild sollte nicht auf das gesamte Dach übertragen werden.
Was bedeutet der Temperaturkoeffizient?
Im Datenblatt findet sich möglicherweise eine Angabe zur Leistungsänderung mit der Temperatur. Sie dient zur Berechnung innerhalb eines bestimmten Bereichs von Bedingungen. Für sich allein beschreibt sie nicht das Jahresergebnis einer Anlage. Verschiedene Produkte können unterschiedliche Koeffizienten haben, daher sollte ein Vergleich konkrete Modelle und dieselbe elektrische Größe betreffen.
Neben der Leistung ändern sich auch andere Parameter, darunter die Spannung. Der Planer berücksichtigt sie bei der Auswahl von Stromkreisen und Geräten. Der Eigentümer sollte deshalb im Winter nicht selbst die Konfiguration ändern. Aufgabe einer korrekten Planung ist es, die zu erwartenden Bedingungen über das ganze Jahr zu berücksichtigen und nicht nur am Tag der Montage.
Warum kann ein klarer Wintertag überraschend sein?
Wenn die Fläche frei liegt, die Luft kühl ist und ausreichend Licht vorhanden ist, kann das momentane Ergebnis sehr gut aussehen. Das bedeutet nicht, dass das Dach an jedem Wintertag ähnlich arbeitet. Wolken, liegender Schnee und ein niedriger Sonnenstand können die Situation schnell verändern. Der kürzere Tag begrenzt zudem die Zahl der Produktionsstunden.
Daher muss zwischen Leistung und Energie unterschieden werden. Ein hoher Messwert über kurze Zeit muss keine große Tagessumme ergeben. Am besten vergleicht man die Kurven ganzer Tage und anschließend ganzer Monate. So lässt sich erkennen, warum ein eindrucksvoller Winterrekord die längeren Betriebszeiten des Sommers nicht ersetzt und keine Deckung des Heizbedarfs garantiert.
Ein solcher Vergleich sollte mit Daten aus demselben Gebäude durchgeführt werden. Ergebnisse aus einem anderen Ort oder von einer Dachfläche mit anderer Neigung sind kein einfacher Bezugspunkt.
Bedeutet ein sommerlicher Mittagseinbruch einen Defekt?
Ein niedrigerer Messwert als erwartet reicht für eine solche Schlussfolgerung nicht aus. Temperatur, Bewölkung, Gerätegrenzen und Netzbedingungen können von Bedeutung sein. Manchmal endet die Kurve auf einem Niveau, das sich aus der Auswahl des Wechselrichters ergibt. Jeder dieser Fälle erfordert eine andere Interpretation. Der Alarm sollte jedoch nicht automatisch allein mit Hitze erklärt werden.
Bei der Meldung eines Problems geben Sie Datum, Uhrzeit, die Gerätemeldung und vergleichbare Daten aus einem früheren Zeitraum an. Der Service kann dann prüfen, ob das Verhalten im erwarteten Bereich liegt. Es lohnt sich nicht, das Dach ausschließlich am besten Ergebnis eines kühlen Tages zu messen. Die Betriebsbedingungen waren damals andere.
Kann die Wärmeabgabe verbessert werden?
Grundlage ist die Beibehaltung der im Entwurf vorgesehenen Lösungen. Lüftungswege sollten nicht durch Kabel, Laub oder spätere Umbauten am Dachüberstand verdeckt werden. Das spricht für eine Koordinierung von Dachdeckung und Elektrik von Anfang an. Bei einem integrierten Stahldach lassen sich diese Details festlegen, bevor die Dachfläche geschlossen wird.
Allerdings sollte man ein aufgeheiztes Dach nicht selbst mit Wasser kühlen oder zusätzliche Öffnungen anbringen. Solche Ideen können das Produkt beschädigen, die Dichtheit beeinträchtigen oder eine Gefahr bei der Arbeit in der Höhe schaffen. Wenn die Temperaturen Zweifel wecken, müssen Planung und Ausführung geprüft werden. Abhilfemaßnahmen sollten eine konkrete Ursache haben.
Wie lässt sich dieses Wissen beim Kauf nutzen?
Fragen Sie, ob die Simulation die Integration in die Dachdeckung und die angenommenen Lüftungsbedingungen berücksichtigt. Bitten Sie um den monatlichen Ertrag statt nur um die höchste Leistung. Das erleichtert die Beurteilung des saisonalen Bedarfs des Hauses. Es ist auch gut zu wissen, welche Betriebsinformationen das Monitoring bereitstellt und ob es die einzelnen aktiven Felder abdeckt.
Der Vorteil eines gut geplanten Daches ist nicht eine konstante Leistung bei jedem Wetter. Er liegt in einem vorhersehbaren Betrieb innerhalb der beschriebenen Annahmen, bei Wahrung der Dachfunktion und eines einheitlichen Erscheinungsbildes. Ein verlässliches Angebot erklärt natürliche Schwankungen. Es versucht nicht, sie hinter dem Versprechen eines maximalen Ertrags das ganze Jahr über zu verbergen.
Zu den Herstellern und Marken von Photovoltaikdächern gehören MDM NT (MyRoof), Megasol Energie, SolRoof, ML System, Autarq, 3S Swiss Solar Solutions, SunRoof, Wienerberger Wevolt, BIPVco und Electrotile.
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