Ertragsoptimierung der PV-Anlage am Deutschhaus-Gymnasium (DHG) in Würzburg im Projekt „Sonne in der Schule“ www.deutschhaus.de
(1) In der Planungsphase Die Ausrichtung des PV-Generator muss am geplanten Stand-ort zwischen S/SW und S/SO liegen. Am DHG weist die Modulfläche optimal gen Süden.
(1) In der Planungsphase Den Montageort des PV-Generators so wählen, dass es zu keiner auch nur teilweisen Abschattung der PV-Module durch Objekte (z.B. Bäume, Maste, etc) kommt. Mindestabstand L des PV-Generator berechnen mit der Formel L = H : tan , wobei H die Höhe des schatten-werfenden Objektes über der Unterkannte des Generators und der niedrigste Sonnenstand im Winter ist. Der PV-Generator ist am DHG völlig abschattungsfrei. Quelle: Siemens Solar
(1) In der Planungsphase Auf Zugänglichkeit des PV-Generators für Kontroll- und Wartungsarbeiten sowie zu Demonstrationszwecken im Rahmen des Fachunterrichtes achten. Am DHG steht die PV-Anlage gut zugänglich auf einem Flachdachbereich. Der Wechselrichter sollte für die ständige Kontrolle der Daten gut sichtbar montiert sein. Am DHG ist er durch eine Glastüre gut sichtbar in einem kleinen Raum untergebracht. Entscheidung zwischen manueller Messwerterfassung (energetisch günstiger) oder automatisiert mit PC: Am DHG werden aus didaktischen Erwägungen die Messdaten und Diagramme für die Schüler in den Pausen auf einem PC-Monitor gut sichtbar dargestellt .
(2) In der Aufbauphase Die Generator-Montage auf einem Flachdach mit Bodengestellen ist gefahrloser und vielseitiger (variabler Neigungswinkel) als auf einem Schräg-dach. Montageanleitung wegen hoher Windlasten genau beachten. Quelle: Siemens Solar
(2) In der Aufbauphase Stand der Sonne (Höhenwinkel) über der Horizontalebene in Würzburg um 12:00 Uhr MEZ im Jahresverlauf: Optimaler Neigungs-winkel des PV-Moduls bezüglich der Horizontalebene: Die Optimierung des Ertrages erfordert eine monatliche Anpassung des Neigungswinkels des PV-Moduls.
(2) In der Aufbauphase Strangbeschaltung der Module genau befolgen. Auf solide elektrische Installation achten. Modulleitungen und Strangleitungen mit Aderendhülsen versehen (Minimierung des Übergangswiderstandes). Kurze Kabellängen zwischen PV-Modulen und Generator-Anschlusskasten konfektionieren (Minimierung der Leitungsverluste). Installation des Wechselstromkreises durch autorisierten Elektriker vornehmen lassen. Endabnahme durch autorisierten Elektriker
(3) In der Betriebsphase Betriebsanleitung bei Inbetriebnahme der Anlage genau beachten. Funktionstüchtigkeit des Wechselrichters regelmäßig (wöchentlich) kontrollieren. Maximum-Power-Point (MPP): Optimaler Ertrag liegt nur dann vor, wenn der Solargenerator am Punkt maximaler Leistungsabgabe betrieben wird. Der Sinus-Wechsel- richter SPN 1100 von SIEMENS am DHG verfügt über eine auto- matische MMP-Regelung.
(3) In der Betriebsphase Reinigung der Modulflächen bei Staub, Vogelkot oder Schneebelag Abschaltung des PCs zur automatischen Messwerterfassung in der Nacht mit Hilfe einer Zeitschaltuhr Einschaltung des Monitors zur Datenanzeige nur werktags in den Pausen mit Hilfe einer Zeitschaltuhr
(3) In der Betriebsphase Den monatlichen Ertrag einer Solarzelle in Abhängigkeit vom Neigungswinkel gegen die Horizontale und vom Jahresverlauf zeigt beispielhaft das Diagramm (unten). Am DHG ist aus Gründen der Praktikabilität ein fester aber optimaler Neigungswinkel von 30° gewählt. Quelle: Arbeitskreis Schulinformation Energie
(4) Der Ertrag am DHG Jährlicher PV-Ertrag und jährliche Globalstrahlung korres-pondieren seit 2000 gut miteinander. Der mittlere Wirkungs-grad η unserer PV-Anlage beträgt seither 9,4 %. Vor 2000 gab es mehrmals Störungen im Wechselrichter, so dass die Anlage einige Wochen lang außer Betrieb war.
(5) Daten zur Anlage am DHG Siemens 1,1 kWp PV-Anlage SNS 1100 für den Netzparallelbetrieb 10 Module M 110/24V mit je 1 m² Fläche unter 30° gegen die Horizontale geneigt, exakt nach Süden ausgerichtet, Siemens Sinus-Wechselrichter SPN 1000 Visualisierung unserer PV-Daten mit PC-Programm SOLARUS Leitung des PV-Projektes am DHG: StD Kurt Faber