28.03.2023 - 21:04 Uhr
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PV-Anlage

Die am Standort installierte PV-Anlage besteht auf zwei Modulen mit einer Fläche von je 1.82 m2 und einer Nennleistung von 750 Wp (Abb. rechts). Die Module sind entsprechend der Dach­neigung von 42° und der Orientierung des Hauses in Richtung Südwest (237°) ausge­richtet. Bei einer empfangenen Leistung von über 600 W drosselt der Wechsel­richter die abgegebene Leistung gemäß den Vorgaben für Balkonkraftwerke auf 600 W. Zur Messung der exakten Leistung bzw. der über die Zeit empfangenen Energie hinter dem Wechsel­richter wird eine zwischengeschaltete wlan-Steckdose mit Mess­funktion (Shelly Plug S) alle zehn Sekunden ausgelesen und ausgewertet (Messwerte in Abb. 1).

Zur Validierung der theoretischen Leistung der PV-Anlage wird am Standort ein Pyranometer (links) zur Messung der Gesamt­strahlung mit identischer Ausrichtung (SW) und Neigung (42°) wie die PV-Elemente betrieben (Messwerte in Abb. 2).

Mit einem zweiten Pyranometer (rechts) wird zum Vergleich die horizontal einfallende Globalstrahlung erfasst (Werte in Abb. 3).

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Abb. 1: Leistung der PV-Anlage hinter dem Wechsel­richter in Watt


Abb. 2: Leistung der geneigten Empfängerfläche in W/m2


Abb. 3: Globalstrahlung auf horizontaler Empfängerfläche in W/m2






Hier exemplarisch für den 09.10.2022 ein Vergleich zwischen der gemessenen Gesamtstrahlung des geneigten Pyranometers (links) und der von den PV-Elementen empfangenen Leistung (rechts). Aus den Messwerten des geneigten Pyranometers und der wlan-Steckdose lässt sich der Wirkungsgrad der PV-Elemente errechnen (Abb. 4).

Der Wirkungsgrad der PV-Elemente lässt sich entsprechend der in den Abbildungen angegebenen Messwerte der solaren Einstrahlung für den 09.10.2022 abschätzen:
η = 2.6 kWh / (3.64 m2 * 4.39 kWh/m2) ≈ 16.3 %
     
Der tatsächliche Wirkungsgrad dürfte jedoch etwas höher liegen, da die PV-Elemente im Gegensatz zu dem geneigten Pyranometer bei tief stehender Sonne abends teilweise verschattet werden.

Detaillierte Informationen zum Wirkungsgrad von Photovoltaikanlagen finden sich u.a. hier:



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