Der Energieertrag einer PV-Anlage hängt nicht nur von der installierten Leistung ab, sondern auch von wechselnden Umgebungs- und Betriebsbedingungen. Bestrahlungsstärke, Modultemperatur, Verschmutzung, Wind und Niederschlag können die Produktion beeinflussen und erschweren die Unterscheidung zwischen Gerätefehlern und vorübergehenden umgebungsbedingten Verlusten.
Einer der wichtigsten Indikatoren zur Bewertung der Leistung von PV-Systemen ist die Performance Ratio (PR). Sie vergleicht den tatsächlichen Systemertrag mit dem Referenzertrag, der aus der von der PV-Anlage empfangenen Solarstrahlung abgeleitet wird. Da die Bestrahlungsdaten die Grundlage dieser Berechnung bilden, können ungenaue oder unvollständige Messungen die PR verzerren, eine Minderleistung verschleiern oder irreführende Alarme erzeugen.
Eine kontinuierliche und zuverlässige Überwachung liefert den Betreibern die Informationen, die zur Identifizierung der Ursachen von Energieverlusten, zur Planung von Instandhaltungsmaßnahmen und zur Bewertung der Anlagenleistung im Zeitverlauf erforderlich sind.
Die für eine PV-Anlage verfügbare Solarressource wird durch Messung der für die Installation relevanten Komponenten der Bestrahlungsstärke bestimmt. Die Globalstrahlung auf der Horizontalen (GHI) wird mit einem horizontal montierten Pyranometer gemessen, während die Bestrahlungsstärke in Modulebene (POA) mit einem Pyranometer erfasst wird, das mit derselben Neigung und Ausrichtung wie die PV-Module installiert ist und die Hauptreferenz für die Bewertung von Performance Ratio und Ertrag liefert.
Bei bifazialen Anlagen können die rückseitige Bestrahlungsstärke, die reflektierte Bestrahlungsstärke und die Albedo mit zusätzlichen Pyranometern oder einem Albedometer gemessen werden.
Bei Trackersystemen wird die Direktnormalstrahlung (DNI) mit einem auf einem Solar-Trackingsystem montierten Pyrheliometer gemessen, sodass die verfügbare direkte Solarressource im Tagesverlauf präzise erfasst werden kann.
Minderleistung hat selten nur eine einzige Ursache. Eine Modultemperatur über 25 °C kann den Wirkungsgrad eines typischen Moduls um etwa 0,5 % pro Grad verringern und dadurch Verluste erzeugen, die andernfalls mit einer verminderten Solarressource verwechselt werden könnten. Kontakttemperaturfühler ermöglichen die kontinuierliche Überwachung der Paneeloberfläche, während abgeschirmte Temperatur- und Feuchtesensoren zur Interpretation des thermischen Verhaltens sowie von Bedingungen im Zusammenhang mit Tau, Frost und Kondensation beitragen.
Gleichzeitig können Staub und Oberflächenverschmutzung die auf die Module einfallende Bestrahlungsstärke zunehmend verringern. Ein spezieller Soiling-Sensor misst das Soiling-Verhältnis in Echtzeit und ermöglicht es den Betreibern, diese Verluste zu quantifizieren und die Reinigung anhand der tatsächlichen Bedingungen zu planen. Kombinierte Umweltdaten liefern zudem einen nützlichen Kontext zur Identifizierung von Verlusten durch Schnee, Frost und andere Formen der Oberflächenbedeckung und helfen dabei, thermische Effekte von verschmutzungsbedingter Minderleistung zu unterscheiden und die geeignete Korrekturmaßnahme auszuwählen.
Wind, Feuchte, Niederschlag, Umgebungstemperatur und Luftdruck beeinflussen die PV-Leistung auf unterschiedliche und teils entgegengesetzte Weise. Windgeschwindigkeit und -richtung, gemessen mit einem Zweiachsen-Ultraschallanemometer, helfen bei der Bewertung der Modulkühlung, der Trackersicherheit und des standortspezifischen Windrisikos. Die Niederschlagsmessung mittels Regenmesser liefert Kontext für Reinigungseffekte, Veränderungen der Verschmutzung, Schneefall und potenziell schädliche Wetterereignisse.
Umgebungstemperatur und relative Feuchte, gemessen mit in einer Schutzhülle installierten Sensoren, unterstützen die Interpretation von Modultemperatur, Tau, Frost und Kondensation. Eine optionale Luftdruckmessung kann zusätzlichen Kontext zu sich ändernden atmosphärischen Bedingungen liefern. Bei Installationen der IEC 61724-1 Klasse A müssen die Auswirkungen von Tau und Frost auf Bestrahlungsstärkesensoren dort abgemildert werden, wo sie während mehr als 2 % der jährlichen GHI-Stunden zu erwarten sind.
Schließlich bieten Gewitter- und Blitzdetektoren eine Echtzeit-Wahrnehmung heraufziehender elektrischer Aktivität und unterstützen so präventive Maßnahmen, den Personenschutz und die Analyse nach einem Ereignis. In Kombination mit den Datenerfassungssystemen von Senseca liefern diese Messungen ein vollständiges und IEC-konformes Bild der Umweltbedingungen, die Ertrag, Betrieb und Sicherheit der Anlage beeinflussen.
Präzise Sensoren allein reichen nicht aus. Überwachungsdaten müssen zudem kontinuierlich erfasst, sicher gespeichert und zuverlässig übertragen werden, um ein vollständiges und konsistentes Bild der Leistung von PV-Systemen zu liefern. Die Datenerfassungssysteme von Senseca integrieren Bestrahlungsstärke-, meteorologische und anlagenbezogene Messungen in eine einheitliche Überwachungsinfrastruktur und ermöglichen so eine kontinuierliche Datenerfassung und lokale Speicherung.
Ihre Fernkommunikations- und Datenübertragungsfunktionen gewährleisten den Zugriff auf Messwerte einzelner Anlagen oder verteilter PV-Portfolios. Sensorstatus, Alarme und Diagnosen helfen den Betreibern, anomale Messwerte, Kommunikationsprobleme und Gerätefehler zu erkennen, während die Alarm- und Datenlückenerkennung fehlende oder unvollständige Informationen aufzeigt, bevor sie die Leistungsanalyse beeinträchtigen.
Durch die Unterstützung der zentralisierten Überwachung einzelner oder mehrerer Standorte bieten die Datenerfassungslösungen von Senseca einen zuverlässigen langfristigen Datenfluss für die Leistungsbewertung, Fehlererkennung und vorbeugende Instandhaltung.
Damit Mensch und Natur wieder im Einklang zusammenwirken, darf der Mensch nur dieselbe Energie nutzen wie die Natur: die Energie der Sonne.
