Hintergrund
Diese verflixten Bypass-Dioden. Ursprünglich hatte jedes Modul nur eine einzige Diode. Wenn auf dem Dach eine lange Kette aus Modulen in Serie geschaltet ein Modul verschattet oder teilverschattet ist, dann kann der Strom über die Bypass-Diode einfach “über das Modul rüberspringen”, ohne große Einbußen. Ohne Bypass-Diode stände quasi jemand auf dem Schlauch, und nix läuft mehr. Hier ist der technische Hintergrund sehr anschaulich erklärt.
Erfreulicherweise haben heute qute Module mehr als nur eine Bypassdiode, und dann kann man diesen Effekt gut für teilverschattete Balkonkraftwerke nutzen, denn am Balkonkraftwerk sollte jedes Modul einen eigenen Eingang am Wechselrichter haben, d.h., es gibt keine langen Ketten aus mehreren Modulen sondern nur mehrere lange Ketten aus mehreren Zellen innerhalb jedes Moduls.
Was bedeutet das jetzt konkret? Das hängt vom Design der PV-Module ab. Denn es gibt Module mit Querstring-Design (z.B. Heckert Solar nemo 4.2). Meistens aber haben die Module ein Längsstring-Design.
Es gibt daher einen spannenden Unterschied zwischen dem Heckert-Modul und dem gängigen Twin-Design, jeweils leicht erkennbar an der Orientierung der länglichen Halbzellen:
Querstring-Design
kleinste entkoppelte Zone rot
Das Querstring-Design unterteilt das Modul in vier separate Zonen. Wenn wir die Module im Landschaftsformat (quer) aufhängen und ein Schatten (z. B. durch ein Fallrohr, einen Pfosten, eine vertikale Mauerkante) von der Seite über das Modul wandert, schaltet das Modul die Leistung in 25 %-Schritten ab.
Twin-Design
kleinste entkoppelte Zone rot
Beim Twin-Design ist das Modul in eine rechte und eine linke Hälfte unterteilt, die parallel angeschlossen sind. Hat das Modul drei Bypass-Dioden, sind die separaten Zonen streifenweise übereinander angeordnet. Wenn ein Schatten von unten nach oben wandert (horizontale Schattenkante), dann reduziert das Modul die Leistung in 33%-Schritten. Dank des Twin-Designs besteht jeder Streifen aus zwei (weitgehend) entkoppelten Hälften. Dadurch entstehen insgesamt 6 (weitgehend) unabhängiger Zonen.
Vergleich bei vertikaler Schattenkante
Da Module am Balkon im Querformat liegen, ist das Heckert-Design ein echter Joker. Wandert eine vertikale Schattenkante von der Seite ins Modul, schaltet das Modul die Leistung feinstufig in 25 %-Schritten ab (100 % → 75 % → 50 % → 25 % → 0 %).
Beim üblichen Twin-Design würde schon eine vertikale Schattenkante am Rand sofort dazu führen, dass 50% der Leistung wegfallen, denn das Modul schaltet die Leistung grober in 50%-Schritten ab (100 % → 50 % → 0 %).
Vergleich bei horiz. Schattenkante
Da Module am Balkon im Querformat liegen, ist das Querstring-Design à la Heckert bei horizontaler Schattenkante benachteiligt, denn der Schatten beeinrächtigt alle Zonen zugleich. Heckert würde bei einem seitlichen Schatten sofort ‘dichtmachen’ (100 % → 0 %).
Das üblichen Twin-Design dagegen ist der Joker, denn das Modul schaltet relativ feinstufig in 33% Schritten ab (100 % → 66 % → 33 % → 0 %).
Fazit für die Montage am Balkon
Die vorherrschende Richtung der Schattenkante bestimmt das optimale Design:
- horizontale Kante: Querstring-Design,
- vertikale Kante: Twin-Design.
Fazit für die Montage im Hochformat
Die vorherrschende Richtung der Schattenkante bestimmt das optimale Design:
- horizontale Kante: Twin-Design.
- vertikale Kante: Querstring-Design,