Was ist ein Optimierer?

Ein Optimierer ist ein elektronisches Gerät, das die Leistung einzelner Solarmodule überwacht und optimiert. Anders als herkömmliche Wechselrichter, die die gesamte Modulgruppe als Einheit steuern, arbeitet ein Optimierer pro Modul und sorgt dafür, dass jedes Modul unabhängig vom Rest der Anlage immer im optimalen Arbeitspunkt betrieben wird.

Optimierer sind besonders wichtig, weil verschiedene Module unterschiedliche Bedingungen haben können. Faktoren wie Teilverschattung durch Bäume, Schornsteine oder Dachaufbauten, unterschiedliche Ausrichtungen der Module oder leichte Produktionsunterschiede der Solarzellen führen dazu, dass ein Modul weniger Strom liefert als die anderen. Ohne Optimierer würde dies den Ertrag der gesamten Modulgruppe verringern.

Wie funktioniert ein Optimierer?

Ein Optimierer überwacht kontinuierlich Spannung und Strom jedes Moduls. Mithilfe spezieller Algorithmen passt er den Arbeitspunkt des Moduls so an, dass immer die maximale Leistung (Maximum Power Point, MPP) erreicht wird.
Technisch gesehen wandelt der Optimierer den Ausgangsstrom des Moduls in einen angepassten Strom oder Spannung um, der optimal zum Wechselrichter passt. Dabei werden Leistungsverluste durch Verschattung oder unterschiedliche Ausrichtungen deutlich reduziert.
Die meisten Optimierer sind direkt an die Rückseite eines Solarmoduls angebracht, sodass sie kompakt und unauffällig in die Anlage integriert werden können. Moderne Optimierer unterstützen auch Monitoring-Funktionen, die die Leistung jedes Moduls in Echtzeit anzeigen und Probleme frühzeitig erkennen lassen.

Warum werden Optimierer eingesetzt?

Optimierer werden aus mehreren Gründen eingesetzt:

• Reduzierung von Leistungsverlusten bei Verschattung: Selbst kleine Schatten auf einem Modul können ohne Optimierer den Ertrag der gesamten Modulgruppe mindern. Mit Optimierern wird jedes Modul unabhängig geregelt.
• Flexiblere Anlagenplanung: Optimierer ermöglichen unterschiedliche Dachausrichtungen oder Modultypen in einer Anlage, ohne dass der Ertrag leidet.
• Überwachung und Wartung: Dank der Modulüberwachung lassen sich Defekte, Verschmutzungen oder Leistungsabfälle schnell erkennen.
• Sicherheit: Einige Optimierer schalten die Module bei Gefahr (z. B. Brand) automatisch spannungsfrei, was die Brandsicherheit erhöht.

Welche Arten von Optimierern gibt es?

Es gibt grundsätzlich zwei Haupttypen von Optimierern:

Moduloptimierer (Module Level Power Electronics, MLPE):

• Werden direkt an jedes Modul angeschlossen.
• Erhöhen die Flexibilität und Effizienz einzelner Module.
• Bieten in der Regel Monitoring und Sicherheitsfunktionen.

String-Optimierer:

• Arbeiten auf der Ebene von Modulgruppen (Strings).
• Sind besonders bei großen Anlagen wirtschaftlich interessant.
• Reduzieren jedoch nicht die Leistungsverluste einzelner Module so effektiv wie MLPE.

Wie unterscheiden sich Optimierer von Wechselrichtern?

Während die Funktionsweise eines Wechselrichters die Gleichspannung der Solarmodule in netzkonformen Wechselstrom umwandelt, optimiert der Optimierer die Leistung auf Modulebene.
Mit anderen Worten:

• Wechselrichter: sorgt für die Stromumwandlung der gesamten Anlage.
• Optimierer: sorgt dafür, dass jedes Modul seine maximale Leistung liefert, unabhängig von den anderen Modulen.

In Anlagen ohne Optimierer kann die Leistung eines einzigen verschatteten Moduls den Ertrag einer ganzen Modulgruppe reduzieren. Mit Optimierern wird dies vermieden.

Welche Vorteile bieten Optimierer für Solaranlagen?

• Maximale Energieausbeute: Besonders bei teilverschatteten Dächern oder unregelmäßigen Dachflächen.
• Flexibilität bei der Planung: Module mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder Leistungen können kombiniert werden.
• Echtzeit-Überwachung: Betreiber können Probleme sofort erkennen und gezielt warten.
• Erhöhte Sicherheit: Automatische Abschaltung bei Gefahr reduziert Risiken.
• Längere Lebensdauer der Anlage: Optimierung verhindert Überlastungen einzelner Module.

Wann lohnt sich der Einsatz von Optimierern?

Optimierer sind besonders sinnvoll bei:

• Dachanlagen mit Verschattung durch Bäume, Schornsteine oder Dachaufbauten.
• Dächern mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder Neigungen, z. B. Satteldächer mit Ost-West-Ausrichtung.
• Anlagen mit unterschiedlichen Modultypen oder nachträglich erweiterten Anlagen.
• Großen Freiflächenanlagen, bei denen einzelne Modulgruppen unterschiedlich beeinflusst werden.

Kleine, einheitliche Flachdachanlagen ohne Verschattung profitieren hingegen weniger stark von Optimierern.

Optimierer sind also moderne Technologien, die die Leistung von Photovoltaikanlagen auf Modulebene maximiert. Sie reduzieren Verluste durch Verschattung, erhöhen die Flexibilität bei der Planung, ermöglichen detailliertes Monitoring und verbessern die Sicherheit. Besonders bei teilverschatteten oder komplex aufgebauten Dachanlagen sorgen sie dafür, dass jedes Modul seinen Beitrag zur Energieproduktion optimal leisten kann, wodurch die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage steigt.