Kleine Dosen mit viel drin

Das neue Design vieler Anschlussdosen ist nur das augenfälligste Zeichen für die Veränderungen, denen dieser kleine, aber wichtige Photovoltaik-Baustein unterworfen ist. Hinter dem neuen Design steckt auch neue Elektronik, die für ein besseres Energiemanagement und höhere Wirkungsgrade sorgt, mit und ohne Verschattung. Damit hat, heißt es bei Azuray Technologies, „die Verschattung jetzt ihren Meister gefunden“.

Unternehmen wie Solaredge, Tigo Energy und Enphase haben Lösungen auf den Markt gebracht, die auf effiziente Stromproduktion bei Verlustminimierung abzielen. FPE Fischer und die Lapp Group beispielsweise stellten ihr neues „Inside-out“-Design des Epic Solar Map Sets vor, das an Legosteine erinnert und die Integration der Elektronik vereinfachen soll. Das variable Klick-Konzept erlaubt die Bestückung mit mehr Dioden in verschiedenen Anordnungen, zudem ist bei Bedarf eine bequeme Um- und Nachrüstung der Dioden und elektronischen Komponenten möglich. Auch maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Stringzahlen und variierende Kabellängen seien machbar, sogar innerhalb einer Produktionslinie. Die neue Anschlussdose ist im Vergleich zur herkömmlichen Dose kleiner, schmaler und somit platzsparender. In Zusammenarbeit mit Leistungselektronik-Unternehmen soll dieses neue Konzept weiterentwickelt werden.

In Sachen außergewöhnliches Design hat TE Connectivity die neue Anschlussdose Solarlok Breeze präsentiert. Die an der Außenseite zur besseren Hitzeableitung vom Modul befindlichen Dioden sollen Hotspots im Bereich direkt vor den Anschlussdosen vorbeugen. Anstelle der üblichen vertikalen Kabelverlängerungen verspricht der horizontale Ausgang weniger Verkabelung und eine leichtere Installation.

Flexibel automatisierbar

Das Schlagwort zur Einführung der Radox Solar HS3 mit kostenoptimiertem Verbindungssystem am Stand von Huber+Suhner war Flexibilität. Die für automatisierte Prozesse einsetzbare Radox Solar HS3 ist mit 150 mal 75 Millimeter kleiner als ihre Vorgänger und in mehreren Anschlussdesigns verfügbar.Nach Angaben von Huber+Suhner wird die HS3 in mehreren Anschlussdesigns angeboten werden, optimal für verschiedene Modularchitekturen und Fertigungsprozesse.

Im Hinblick auf die Integration haben Azuray Technologies und Renhe Photovoltaic Technology sich zusammengeschlossen, um ebenfalls eine so genannte intelligente Anschlussdose zu entwickeln, für die eine Erhöhung des Energieertrags bei Modulen mit niedrigem Leistungsniveau um bis zu 25 Prozent versprochen wird: die AP300. Die MPP-Tracking-Technologie von Azuray ist in der Anschlussdose von Renhe in Verbindung mit dem ACM300 von Azuray eingebaut und kann eine ganze Anlage zur Maximierung des Energieertrags mit Modulüberwachung und Sicherheitsmerkmalen für Installation und Notfälle ausstatten.

Da Leistungselektronik im Bereich Anschlussdosen immer häufiger verwendet wird, ist mehr Flexibilität gefragt. Ein großer Name, dem mit der Verleihung des Intersolar-Awards noch mehr Aufmerksamkeit zukommt, ist Solaredge. Die IndOP genannte Technologie des Unternehmens, die in der nächsten Generation von Leistungsoptimierern Anwendung findet, nutzt neue Halbleiter-Chips, was die Größe der Optimierer reduziert. Lior Handelsman, Vice President Product Strategy & Business Development bei Solaredge, meint dazu: „Die nächste Generation von Leistungsoptimierern mit IndOP-Technologie funktioniert ohne zusätzliches Hardware-Interface und zudem direkt mit Wechselrichtern von Drittanbietern. Das ist einzigartig. Dafür bedarf es keiner Kommunikationsschnittstelle.“

Neue Kooperationen

Solaredge hat es geschafft, die Anzahl der eingesetzten Komponenten um 50 Prozent zu reduzieren und das Produkt dadurch zuverlässiger zu machen. Der neue Leistungsoptimierer habe einen maximalen Wirkungsgrad von 99,5 Prozent und einen gewichteten Wirkungsgrad von 98,9 Prozent. Solaredge bietet auch in die Anschlussdose eingebaute Leistungsoptimierer an. Zurzeit laufen rund vier Integrationsprojekte mit Tier-1-Modulherstellern.

Im Hinblick auf Kooperationen haben Multi-Contact und die Shoals Technologies Group kürzlich für ihre MultiLink-Anschlussdose die Zertifizierung nach DIN V VDE 0126-5: 2008-05 vom TÜV Rheinland verkündet. Mit der Multilink-Plattform möchten die Unternehmen eine universelle Schnittstelle schaffen, die laut Dean Solon, dem Präsidenten von Shoals Technologies, „im Grunde den USB-Port für Photovoltaikmodule darstellt“. Dean Solon meint: „Während der vergangenen Jahre hat die Mainstream-Photovoltaikbranche zunehmend Leistungselektronik eingesetzt, jedoch haben sich Modulhersteller und Installateure bei integrierter Elektronik zurückhaltend gezeigt. Durch unsere Produktionsbeziehungen haben wir gesehen, dass es einen dringenden Bedarf nach einer universellen Schnittstelle gibt, die einem einzelnen Modul Kompatibilität mit einer Reihe von Leistungselektronik-Lösungen bieten würde. An diesem Punkt haben wir unsere Erfahrungen eingesetzt und ein robustes und zudem stabiles System entwickelt, das nicht nur die Anforderungen einer standardmäßigen Anschlussdose erfüllt, sondern auch als Schnittstelle fungiert, die mit PV-Elektronik kompatibel ist.“ Auch eine spätere Nachrüstung der Elektronik ist möglich.

Diskussion über die Methode

DC-DC-Wandler zum Beispiel erhalten die optimale DC-String-Spannung für den Wechselrichter aufrecht, unabhängig von Verschattung, Temperatur und Stringlänge. Dieser Ansatz kann die elektronische Komplexität senken. Er kann aber auch dazu führen, dass eine zusätzliche Leistungsstufe zu einem zusätzlichem Energieverlust führt. Bernd Neuner von Tigo Energy grenzt sich dagegen ab: „Das ist einer der Gründe, warum wir diesen Weg nicht eingeschlagen haben. Er wirbt mit einem höheren Wirkungsgrad für die Tigo Geräte.

Tigo Energy nennt die verwendete Technolgie Impedanz-Anpassung. Sie sei die „einfachste aller modulbasierten elektronischen Lösungen, da der Punkt maximaler Leistung mathematisch berechnet wird. Die entsprechende Leistung wird durch Abgleich der korrekten virtuellen Impedanz zu jedem Modul erreicht.“ Neuner sagt: „Vor drei Jahren haben auch wir einen DC-DC-Wandler entwickelt.Diese Technologie ist jedoch in Bezug auf den möglichen Wirkungsgrad begrenzt. Unsere Mitbewerber statten jedes Modul mit einem kompletten Tracker und einem DC-Buck-Boost-Wandler aus. Für uns ist das zu hardwarelastig. Wir wollten mit weniger mehr erreichen. Und das wird im Grunde mit der Impedanz-Anpassung erreicht.“ Die Maximizer-Lösung von Tigo Energy ist die Wahl der Modulhersteller Trina Solar, Hanwha Solarone, Upsolar, Delsolar, Astronergy, Luxor und seit neuestem auch Phono Solar. Phono Solar hat das Intelligent-Ti-Modul mit der Lösung von Tigo, die in eine speziell entwickelte Anschlussbox von Amphenol Industrial eingebaut wird, auf den Markt gebracht. Die Betriebszeit ist maximiert, und Fehler werden sofort lokalisiert.

Wie einfach – oder schwierig – ist jedoch solch eine gemeinsame Entwicklung? Neuner meint: „Wichtig ist, dass Tigo Energy von Anfang an die Modulintegration verfolgt hat. Wir wollten nie einfach nur Hardwareproduzent sein. Unser Ziel war: so wenig Elektronik am Modul und so wenig Platzbedarf wie möglich. Technisch erfordert unsere Lösung dank der Tatsache, dass wir alle entwicklungsrelevanten Einschränkungen bedacht haben, keine Änderung bei Größe oder Aussehen der Anschlussdose. Wenn man bisher eine kleine Plastik-Anschlussdose eingesetzt hat und jetzt mit einem großen Kühlkörper aus Metall konfrontiert wird, gibt es Bedenken. Wir bieten dieselbe Größe, dasselbe Gehäuse aus Polycarbonat, und da wir keine Wärme abführen müssen, müssen wir auch nicht auf Metall zurückgreifen. Der äußere Unterschied zwischen einer traditionellen und unserer intelligenten Anschlussdose ist unwesentlich, wohingegen unsere in Sachen Funktionalität in einer ganz anderen Liga spielt.“ Es sieht also nach Veränderungen und neuen Designs in diesem Bereich der Photovoltaikbranche aus. Man muss nur einen Blick hinter die Kulissen werfen.