Verschattungsanalyse für Einsteiger und Profis

Kategorie: Software & Medien, 06 / 2008 Eva Schubert

Schattenspiele: An erster Stelle bei der Planung einer PV-Anlage sollte immer die Verschattungsfreiheit der kompletten Anlage stehen, um einen möglichst hohen Ertrag zu realisieren. Mit PV*SOL-Expert 4.0 ist das jetzt auch mit 3D-Grafik möglich. Das Programm berechnet, welche Dachzonen sinnvollerweise mit Modulen belegt werden können und wie hoch dort die Ertragseinbußen durch Verschattung sind.

Mit PV*SOL-Expert lassen sich schnell und unkompliziert relativ genaue Verschattungsanalysen erstellen.
Screenshots: Valentin Energiesoftware/KW

Im 3D-Modus gibt’s ein Pulldown-Menü (oben). Objekte werden per Drag & Drop platziert (Mitte) und dann mit genauen Konturangaben versehen (unten).

Per Mausklick werden Einstrahlungsminderungen angezeigt (oben). Verschaltete Module werden farbigen Strängen zugeordnet (Mitte). Screenshots helfen bei der Dokumentation (unten).

Pünktlich zur Intersolar 2008 bringt Valentin Energiesoftware ein Update des bekannten Simulationsprogramms PV*SOL mit einem schicken 3D-Modul zur komplexen Verschattungsanalyse heraus. Das Tool wird jedem gefallen, der sich eine exakte Verschattungsberechnung gewünscht hat. Die für Anlagenkonfigu ration und Simulation bekannte Oberfläche wurde weitgehend beibehalten. Unverschattete Anlagen können weiterhin wie gewohnt konfiguriert und geplant werden. Die Auswahl, ob eine Anlage mit oder ohne Verschattung berechnet werden soll, wird schon beim Öffnen des Programms getroffen. Fast freut man sich, wenn bei einem Vor-Ort-Termin am Anlagenstandort einer geplanten Aufdachanlage ein verschattendes Objekt entdeckt wird und das neue Tool zum Einsatz kommen kann.

SunEye-Daten einlesbar

Im 3D-Modus befindet sich ein Pulldown-Menü für diverse Auswahlen in dem Kreis an der linken Seite der Menüleiste. Das verschattende Objekt kann unter Nutzung verschiedener vorangelegter Objekte per Drag & Drop aus einer Liste neben oder auf der ausgewählten Dachfläche platziert werden. Ein Doppelklick öffnet das Objekt zur Bearbeitung, die eine genaue Kontureneingabe ermöglicht.

Die Einbindung einer Datei mit definierter Horizontverschattung, die manuelle Erstellung der Horizontlinie und auch das Einlesen von mit SunEye erstellten Umgebungsdateien sind möglich. Über den Schattenanalysator der Firma Solmetric werden wir in einer der nächsten Ausgaben berichten. Eine Anbindung für Dateien des HORIcatcher (Meteotest) ist zurzeit noch nicht vorgesehen.

Ist das verschattende Objekt korrekt positioniert, können die Module auf verschiedene Arten auf dem Dach platziert werden. Sie können einzeln, gruppenweise oder alle zusammen in eine gewünschte Position gezogen werden. Anschließend kann man sich bereits die prozentuale Einstrahlungsminderung pro Jahr für jedes einzelne Modul anzeigen lassen, um stark verschattete Module zu entfernen. Die Berechnung der Einstrahlungsminderung erfolgt für eine exakte Bestimmung in Zehn-Minuten-Schritten. Daher verwundert es auch nicht, dass diese Berechnung bei vielen Abschattungsobjekten eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. Was nicht negativ ins Gewicht fällt, da das Ziel für Planer und Installateure logischerweise nicht eine möglichst stark verschattete Anlage ist. Werden die Module auf der Dachfläche verschoben, zeigt das Programm angenehmerweise sofort die sich ergebenden neuen Minderungswerte an.

Leider gibt es keine Zuordnung, welche Module zeitgleich verschattet werden. Da muss der Nutzer selbst mitdenken. Allerdings kann der Schattenverlauf über einstellbare Zeiträume bis zu einem Jahr visualisiert werden. Dies vermittelt dem Einsteiger und natürlich auch dem Kunden einen guten Überblick, was im Jahresverlauf auf dem Dach passiert.

Für die Auswahl der Wechselrichterbietet die Software alle möglichen Konfigu rationen der gewählten Module mit den entsprechenden Wechselrichtern an. Es besteht nicht mehr die Möglichkeit, einen unpassenden Wechselrichter zu wählen, um erst anschließend die Modulanzahl anzupassen. Sind viele Verschaltungsvarianten technisch möglich, ist es in der zur Verfügung gestellten Beta-Version etwas mühselig, die gewünschte herauszusuchen. Schön wäre es, wenn die symmetrischen Wechselrichter-Verschaltungen am Anfang der Liste angezeigt würden.

Ist die Wechselrichter-Verschaltung gewählt, können die Module farblich einem Strang zugeordnet, und zusätzlich die verminderte Einstrahlung angezeigt werden. Auf diese Art und Weise kann jedes einzelne Modul je nach Verschattungssituation den entsprechenden Strängen per Drag & Drop zugeordnet werden. Die Anzahl der Module in einem Strang kann an dieser Stelle allerdings nicht verändert werden.

Das grafische Verschattungstools ist dabei in der Lage in jeder Situation Screenshots zu erstellen und an den Projektbericht anzuhängen, was dem Kunden einen realistischen Eindruck seiner geplanten Anlage vermittelt.

Exakte Berechnungen

Soweit der grafische Teil, jetzt kommen wir zu dem eigentlichen Zweck des Ganzen. Ziel ist die Ermittlung des genauen mittleren Anlagenertrages über den Zeitraum der Einspeisevergütung durch eine möglichst realistische Abbildung der Bedingungen, die in der Anlage wirken. Also abzüglich aller Ertragsminderungen, wovon Verschattung ein Teil sein kann.

Nach Aufnahme der Verschattung sowie der Entscheidung für eine Verschaltungsvariante der Komponenten kehrt man zu PV*SOL zurück. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verschattung ausgewertet. Je nach Ausmaß der Verschattung dauert diese Berechnung unterschiedlich lange, da an dieser Stelle der Abschattungsgrad im Zehn-Minuten-Takt für jedes verschattete Modul errechnet wird. Auch der Verlauf des Schattens innerhalb des Moduls wird dabei berücksichtigt.

Wie bisher rechnet PV*SOL in Stundenschritten, also werden die zehnminütigen Verschattungswerte für die Ertragssimulation wieder auf Stundenwerte gemittelt.

Weiterhin muss die Anzahl der Bypassdioden im Modul angegeben werden – für die Berechnung der Auswirkung der Verschattung unerlässlich, in den Moduldatenblättern bedauerlicherweise nicht immer angegeben.

Das weitere Vorgehen erfolgt wie gewohnt, Festlegen der Verlustfaktoren und so weiter bis zur Simulation und dem Ausdruck des Projektberichtes.

Das gesamte neu integrierte Tool beeindruckt mit einer ausgesprochen intuitiven Bedienung. Wer mit den üblichen Programmen vertraut ist, wird keine Probleme mit der Navigation haben.

Die Software kann Dual-Core-Technik nutzen, was die Zeit für die komplexen Hintergrundberechnungen natürlich verkürzt.

Für diese Produktvorstellung war es nicht möglich, alle interessanten Programmdetails in Augenschein zu nehmen. Bei späteren Vergleichstests werden wir darauf noch eingehen. Erhältlich ist PV*SOL-Expert ab Juni 2008.


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