Technisches Konzept

Die Anlagen werden modular mit sogenannten trafolosen Strangwechselrichtern vom Typ sunways 5.01 aufgebaut. Dabei sind jeweils 20 bis 30 Module auf einen eigenen Wechselrichter geschaltet. Diese Variante bietet gegenüber der herkömmlichen Bauweise mit niedrigen Eingangsspannungen und einem zentralen Wechselrichter mehrere entscheidende Vorteile:
1. Durch Serienschaltung einer entsprechenden Anzahl von Modulen werden hohe Gleichspannungen um 500 V DC erreicht, somit sinken die Verluste in den Zuleitungen von den Modulen zu den Wechselrichtern.
2. Die hohen Eingangsspannungen müssen im Wechselrichter nicht mehr weiter hochtransformiert werden, um die Leistung in das öffentliche Netz einspeisen zu können. Dadurch kann auf den Einsatz eines Trafos, der zwangsläufig mit Verlusten behaftet ist, verzichtet werden. Der Wirkungsgrad des Wechselrichters steigt um rund 3 bis 4 % gegenüber herkömmlichen Geräten.
3. Die einzelnen Modulstränge der Anlage beeinflussen sich nicht gegenseitig, dadurch kann eine Fehlanpassung (sog. Mismatching) innerhalb des Generatorfeldes vermieden werden. Die Entkoppelung der Einzelstränge wirkt sich gerade bei größeren Anlagen mit entsprechend vielen Strängen deutlich leistungssteigernd aus.
4. Bei Ausfall eines Wechselrichters oder eines Modules ist nicht die gesamte Anlage, sondern lediglich ein kleiner Teil betroffen. Ertragsausfälle werden damit minimiert.
5. Die Anlagengröße kann jederzeit problemlos variiert werden, ohne die vorhandenen Komponenten anpassen zu müssen.
Aufbau der Anlagen
Die Wechselrichter stellen die technisch anspruchsvollste Komponente einer PV-Anlage dar. Der Auswahl eines zuverlässigen Gerätetyps kommt daher eine zentrale Bedeutung bei der Ausfallsicherheit der Anlage zu.
Für das oben erläuterte trafolose Strangkonzept kommen Wechselrichter der Fa. Sunways zum Einsatz
. Die Garantiezeit beträgt 24 Monate.
Die Fa. Sunways mit Sitz in Konstanz ist ein auf die Photovoltaik spezialisiertes Unternehmen. Zusammen mit der Fachhochschule Konstanz und der Fa. REFU Elektronik begann man dort vor 6 Jahren mit der Entwicklung eines einphasigen Wechselrichters zur Netzeinspeisung. Der erste Prototyp ging 1993 in Betrieb, im Mai 1996 wurde die komplette Wechselrichterserie nach einer gründlichen Test- und Erprobungsphase am Markt angeboten und hat sich sehr erfolgreich etabliert. Mit einem europäischen Jahreswirkungsgrad von 96,1 % stehen die Geräte an der Spitze aller Solarwechselrichter, auch die sonstigen relevanten Meßgrößen wie MPP-Anpassung, Oberwellenspektrum etc. zeigen hervorragende Werte. Durch den analogen Aufbau sind die Geräte ausgesprochen robust und bieten eine hohe Zuverlässigkeit.
Wechsel-
richter
Bei den PV-Modulen haben wir auf erprobte und langlebige Komponenten namhafter Hersteller geachtet. So wurden die komplette Teilanlage "Kirchenstraße" sowie der Großteil der Anlage in der Arnulfstraße mit den rahmenlosen Siemens-Modulen vom Typ SM 110-L (monokristallin) aufgebaut. Durch die sogenannte Schindeltechnik erreichen wir hier eine optimale Hinterlüftung, reduzierte Verschmutzung der Module und folglich ausgezeichnete Jahreserträge.
Die Anlage in Moosburg sowie ein Teil des Generatorfeldes in der Arnulfstraße wurden mit ASE-Großmodulen zu je 285 W
peak bestückt. Diese Module überzeugen durch einen äußerst robusten mechanischen Aufbau in Doppelglastechnik und einen selbsttragenden Aluminiumrahmen.
Die Modulverkabelung erfolgt mit Radox-Solarkabel der schweizer Firma Huber&Suhner. Dieses doppelt isolierte Kabel hat sich in der Photovoltaik bestens bewährt. Kabelverbindungen werden mit hochwertigen einpoligen gasdichten Steckverbindungen (Multi-Contact-Stecker) ausgeführt, um die Montagezeit zu verkürzen und mögliche Fehlerquellen bei der Verdrahtung auszuschließen. Plus- und Minusleitungen werden dabei in jeweils eigenen Kabelschächten bzw. Installationsrohren geführt. Die gesamte gleichstromige Installation erfüllt damit die Anforderungen der Schutzklasse II.
Module/
Verka-
belung
Die Befestigung der Module auf dem Dach der Fa. Steinbock wird über Balkenklauen aus Edelstahl realisiert, die direkt auf die Bördel der Aluminiumbahnen geschraubt werden. Zusammen mit den Modulrahmen aus Aluminium ergibt sich eine sehr hochwertige Werkstoffkombination, Korrossion kann auch über Jahrzehnte hinweg ausgeschlossen werden. Die Siemens-Laminate in der Kirchen- und Arnulfstraße werden durch Edelstahlhalteklammern geschindelt verlegt. Für das Schrägdach in der Kirchenstraße wurde eine individuell berechnete Aufdach-Konstruktion gewählt.
Die Fixierung des Generators auf dem Flachdach der Post (arnulfstr.) erfolgte je hälfig durch eine statisch optimierte Wannenkonstruktion, dei der die Dachhaut nicht durchstoßen werden muß bzw. durch Verschrauben mit der Stahlbetondecke und sorgfältiger Abdichtung/Dämmung der Dachdurchdringung.
Befesti-
gungs-

system
Die Netzeinspeisung bei der Fa. Steinbock erfolgt über einen eigenen Anschluss an das öffentliche Versorgungsnetz. Die Anlage arbeitet damit völlig unabhängig vom betriebseigenen Netz. Die frei zugängliche Freischaltstelle, die durch den VDEW für derartige Photovoltaikanlagen gefordert wird, ist durch die von außen erreichbare Anschlussäule der Stadtwerke gegeben.
Analog sind wir bei der Teilanlage auf dem Postgelände verfahren. Aufgrund der Anlagengröße wurde hier zusätzlich ein Oberflußverteilungskasten notwendig.
In der Grundschule in der Kirchenstraße speisen die Wechselrichter im Keller der Gebäude in das Netz der Stadtwerke ein. Die Überwachung und ggf. die Abschaltung des Netzes übernehmen dabei sogenannte ENS-Baugruppen. Eine Schaltstelle an der Außenseite der Gebäude ist somit nicht nötig.
Einspei-
sung
Alle Wechselrichter einer Teilanlage werden an einen zentralen Controller angeschlossen, der ständig die Funktion sowie alle Betriebsdaten der einzelnen Wechselrichter überwacht und aufzeichnet. Über eine Auswertung der Betriebsdaten sind damit auch Rückschlüsse auf die Module möglich. Tritt ein Fehlerfall auf, sendet dieser Controller automatisch Nachrichten an beliebige Empfänger (Fax, Mobilfunk, email etc...) und ermöglicht damit die unverzügliche Einleitung von Servicearbeiten. Darüber hinaus ist jederzeit online der Zugriff auf alle Meßdaten möglich.
Fernüber-
wachung
Am Haupteingang der Postfiliale (Arnulfstr.) wurde eine elektronische Großanzeige installiert, um Besucher ständig über die aktuellen Anlagedaten zu informieren. Die Schautafel erhält dabei vom Anlagencontroller kontinuierlich die solare Einstrahlung, die aktuelle Wechselrichterleistung, den jeweiligen Tagesertrag sowie die aufsummierte Energieerzeugung seit Inbetriebsetzung gemeldet.
Eine komfortable Auswertesoftware ermöglicht darüber hinaus die grafische Aufbereitung und Analyse der Anlagenerträge.
Informa-
tionstafel