Ertragsoptimierung bei Teilverschattung: Leistungsoptimierer vs. Mikro-Wechselrichter

Ein sonniger Tag, das Dach ideal nach Süden ausgerichtet – perfekte Bedingungen für Ihre Photovoltaikanlage. Doch dann wirft der Schornstein, eine Gaube oder der Baum des Nachbarn am Nachmittag einen wandernden Schatten auf einige Solarmodule.

Was nach einer kleinen Beeinträchtigung klingt, kann erhebliche Folgen haben: Studien, etwa vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), zeigen, dass eine Teilverschattung den Jahresertrag einer PV-Anlage um 10 bis über 25 % reduzieren kann. Moderne Technologien schaffen hier jedoch gezielt Abhilfe.

Wir vergleichen die zwei führenden Lösungen – Leistungsoptimierer und Mikro-Wechselrichter – und zeigen, wie beide Systeme funktionieren, für welche Dächer sie sich eignen und wie Sie die richtige Entscheidung für maximale Energieerträge treffen.

Das Problem der Teilverschattung: Warum ein Schatten die ganze Anlage bremst

Um zu verstehen, warum ein kleiner Schatten so große Auswirkungen hat, stellen Sie sich eine in Reihe geschaltete Kette von Weihnachtslichtern vor: Fällt eine einzige Lampe aus, erlischt die gesamte Kette. Ganz ähnlich verhält es sich bei herkömmlichen PV-Anlagen mit einem zentralen String-Wechselrichter.

Dort werden mehrere Solarmodule zu einem „String“ verbunden, sodass der Strom nacheinander durch jedes Modul fließt. Liegt nun ein Modul im Schatten, produziert es weniger Strom und wird zum Flaschenhals für den gesamten String. Dadurch können selbst die Module in voller Sonne ihre Leistung nicht mehr vollständig abgeben, denn das schwächste Glied bestimmt die Performance des gesamten Strangs.

Dieses Phänomen, bekannt als „Mismatching-Verlust“, führt dazu, dass der tatsächliche Photovoltaik Ertrag deutlich unter dem theoretisch möglichen Wert liegt.

Lösung 1: Leistungsoptimierer – Das smarte Upgrade für den String

Leistungsoptimierer sind kleine elektronische Bauteile, die direkt an jedem Solarmodul montiert werden. Sie regeln die Leistung jedes Moduls individuell, bevor der Strom zum zentralen String-Wechselrichter gelangt.

Stellen Sie sich ein Orchester vor: Der Leistungsoptimierer ist wie ein persönlicher Tontechniker für jeden Musiker, der dafür sorgt, dass jeder Einzelne sein Instrument perfekt spielt – unabhängig von den anderen. Fällt die Leistung eines verschatteten Moduls ab, stellt der Optimierer sicher, dass die anderen davon unberührt bleiben und mit voller Kraft weiterarbeiten.

Die Wirksamkeit ist belegt: Leistungsoptimierer können den Energieverlust durch Mismatching bei signifikanter Verschattung um 30 bis 40 % reduzieren, verglichen mit einem traditionellen System ohne diese Technik.

Wann sind Leistungsoptimierer die richtige Wahl?

Leistungsoptimierer sind besonders sinnvoll, wenn Sie es mit klar definierten und vorhersehbaren Verschattungen zu tun haben.

• Typisches Szenario: Ein Schornstein oder eine Satellitenschüssel wirft im Tagesverlauf einen klar umrissenen Schatten, der über einige Module wandert.
• Praxisbeispiel: Ein Eigenheimbesitzer hat ein einfaches Satteldach, aber eine Gaube auf der Westseite sorgt am späten Nachmittag für eine Teilverschattung. In diesem Fall stellen Leistungsoptimierer sicher, dass die nicht verschatteten Module ihre volle Leistung erbringen.

Viele Kunden entscheiden sich für diese Lösung, weil sie die Vorteile der Modulüberwachung schätzen, aber die einfache Wartung eines einzigen, zugänglichen Wechselrichters im Keller oder Hauswirtschaftsraum bevorzugen. Die Kosten liegen bei etwa 50 bis 80 Euro pro Modul.

Lösung 2: Mikro-Wechselrichter – Die maximale Unabhängigkeit für jedes Modul

Mikro-Wechselrichter verfolgen einen noch konsequenteren Ansatz. Anstatt die Leistung nur zu optimieren, wandeln sie den Gleichstrom (DC) jedes einzelnen Moduls direkt vor Ort in netzkonformen Wechselstrom (AC) um. Jedes Solarmodul wird so zu einem kleinen, autarken Kraftwerk, weshalb ein zentraler String-Wechselrichter bei diesem Aufbau überflüssig wird.

Um bei unserem Orchester-Beispiel zu bleiben: Mit Mikro-Wechselrichtern haben Sie keinen zentralen Dirigenten mehr, sondern eine Gruppe von hochkarätigen Solisten. Jeder spielt sein Stück perfekt und unabhängig von den anderen. Fällt ein Musiker aus, hat das keinerlei Einfluss auf die Darbietung der restlichen Gruppe.

Diese maximale Entkopplung macht das System äußerst robust gegenüber Störungen. Bei komplexen Szenarien mit mehreren, unregelmäßigen Schattenquellen können Mikro-Wechselrichter laut Studien den Gesamtertrag im Vergleich zu zentralen Wechselrichtern um 5 bis 25 % steigern.

Wann sind Mikro-Wechselrichter ideal?

Mikro-Wechselrichter spielen ihre Stärken vor allem bei komplexen Dachlandschaften und anspruchsvollen Bedingungen aus.

• Typisches Szenario: Ein Dach mit mehreren Ausrichtungen (z. B. Ost-West), unterschiedlichen Neigungswinkeln oder mehreren unregelmäßigen Schattenquellen wie Bäumen, deren Blätterwerk sich bewegt.
• Praxisbeispiel: Ein Hausbesitzer hat ein verwinkeltes Dach mit einer Gaube, einem Dachfenster und einem großen Baum im Garten. Hier sorgt jeder Mikro-Wechselrichter dafür, dass jedes Modul, egal ob es gerade verschattet ist oder nicht, seinen optimalen Beitrag leistet. Sie sind auch eine hervorragende Wahl, wenn Sie Ihre Photovoltaikanlage planen und sich eine spätere Erweiterung offenhalten möchten: Neue Module mit eigenen Mikro-Wechselrichtern lassen sich unkompliziert hinzufügen.

Die Kosten für Mikro-Wechselrichter sind mit etwa 100 bis 200 Euro pro Modul zwar höher, doch diese Investition kann sich durch potenziell höhere Erträge und längere Garantien auszahlen.

Direkter Vergleich: Leistungsoptimierer vs. Mikro-Wechselrichter auf einen Blick

	Leistungsoptimierer	Mikro-Wechselrichter
Funktionsweise	DC-Optimierung pro Modul, zentraler Wechselrichter	Wandlung von DC in AC direkt am Modul
Effizienz bei Verschattung	Sehr gut bei klar definierter, vorhersehbarer Verschattung	Exzellent bei komplexer und unregelmäßiger Verschattung
Systemaufbau	Module + Optimierer + zentraler Wechselrichter	Module + Mikro-Wechselrichter
Anfangskosten	Ca. 50-80 € pro Modul	Ca. 100-200 € pro Modul
Wartung	Zentraler Wechselrichter leicht zugänglich, Optimierer auf dem Dach	Alle Komponenten auf dem Dach
Lebensdauer & Garantie	Optimierer bis zu 25 Jahre, Wechselrichter 10-15 Jahre	Mikro-Wechselrichter oft bis zu 25 Jahre
Monitoring	Modulüberwachung möglich	Standardmäßig Überwachung auf Modulebene

Welches System ist das richtige für Ihr Dach?

Die Entscheidung hängt von drei Faktoren ab: der Komplexität Ihres Daches, Ihrem Budget und Ihren langfristigen Zielen.

Als Faustregel gilt:

• Leistungsoptimierer sind oft die wirtschaftlichste und effizienteste Lösung für Dächer mit einfachen, vorhersehbaren Schattenverläufen (z. B. durch einen Schornstein oder eine Gaube auf einem ansonsten freien Dach).
• Mikro-Wechselrichter sind die überlegene Wahl für komplexe Dächer mit mehreren Ausrichtungen, Neigungen oder unregelmäßigen Schattenquellen (z. B. durch Bäume). Sie bieten maximale Ertragssicherheit und Flexibilität für zukünftige Erweiterungen.

Unsere Erfahrung aus zahlreichen Kundenprojekten bei Photovoltaik.info zeigt: Eine genaue Analyse der Verschattungssituation im Vorfeld ist entscheidend für den langfristigen Erfolg Ihrer Anlage.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Sind diese Systeme auch für Anlagen ohne Verschattung sinnvoll?

Auch auf einem komplett unverschatteten Dach kann es zu Leistungsunterschieden zwischen den Modulen kommen, etwa durch Fertigungstoleranzen, unterschiedliche Alterung oder Verschmutzung. Sowohl Leistungsoptimierer als auch Mikro-Wechselrichter können diese geringfügigen Verluste ausgleichen und ermöglichen zudem eine detaillierte Überwachung jedes einzelnen Moduls. Der wirtschaftliche Nutzen ist hier jedoch geringer.

Erhöhen Leistungsoptimierer oder Mikro-Wechselrichter die Brandgefahr?

Nein, im Gegenteil. Moderne Systeme verfügen über integrierte Sicherheitsfunktionen wie eine Schnellabschaltung (Rapid Shutdown). Im Notfall, etwa für die Feuerwehr, lässt sich die Spannung jedes einzelnen Moduls auf ein ungefährliches Niveau reduzieren, was die Sicherheit im Vergleich zu älteren Anlagen sogar erhöht.

Kann ich mein bestehendes System nachrüsten?

Eine Nachrüstung mit Leistungsoptimierern ist bei vielen bestehenden Anlagen technisch möglich und kann eine sinnvolle Maßnahme sein, um den Ertrag zu steigern. Ein System vollständig auf Mikro-Wechselrichter umzurüsten, ist aufwendiger und wird meist bei Neuinstallationen oder einer kompletten Sanierung in Betracht gezogen.

Was passiert, wenn ein Optimierer oder Mikro-Wechselrichter ausfällt?

Fällt ein Mikro-Wechselrichter aus, produziert nur das eine betroffene Modul keinen Strom mehr; der Rest der Anlage läuft normal weiter. Bei einem Leistungsoptimierer hängt es vom Modell ab. Viele moderne Optimierer verfügen über eine Bypass-Funktion, sodass der Rest des Strings weiterarbeitet, wenn auch mit der Leistung des nun unoptimierten Moduls.

Fazit: Die richtige Technologie für maximalen Ertrag

Teilverschattung ist heute kein Hindernis mehr für eine ertragreiche Photovoltaikanlage. Leistungsoptimierer und Mikro-Wechselrichter sind zwei ausgereifte Technologien, die Ertragsverluste effektiv minimieren.

Die Wahl zwischen beiden Systemen ist dabei keine Frage von „besser“ oder „schlechter“, sondern von „passend“. Während Leistungsoptimierer eine kosteneffiziente Lösung für einfachere Schattenprobleme darstellen, bieten Mikro-Wechselrichter die maximale Leistung und Flexibilität für komplexe Dächer. Eine sorgfältige Analyse Ihrer individuellen Gegebenheiten im Rahmen der Anlagenplanung ist entscheidend, um das volle Potenzial Ihrer Dachfläche auszuschöpfen.

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Sie sind unsicher, welche Lösung die beste für Ihr Dach ist? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Die Experten von Photovoltaik.info helfen Ihnen, die optimale Lösung für Ihre Anlage zu finden und maximale Erträge zu sichern.