Teilverschattung bei der PV-Anlage: Wann sich Moduloptimierer oder Mikrowechselrichter lohnen

Die Sonne scheint, Ihr Dach hat die perfekte Ausrichtung – doch ein Baum, eine Gaube oder der Schornstein wirft im Laufe des Tages einen Schatten auf Teile Ihrer Photovoltaikanlage. Was wie ein kleines Ärgernis wirkt, kann den Stromertrag empfindlich schmälern.

Dieses Problem lässt sich heute jedoch technisch elegant lösen.

In diesem Beitrag erfahren Sie, warum Teilverschattung die Leistung Ihrer Anlage so stark beeinträchtigt und welche Technologien wie Leistungsoptimierer oder Mikrowechselrichter dafür sorgen, dass Sie trotzdem das Maximum aus Ihrer Solaranlage herausholen. Gerade für alle, die ihre Anlage selbst planen, ist dieses Wissen entscheidend für den späteren Erfolg.

Das Problem mit dem Schatten: Warum ein kleines Hindernis große Wirkung zeigt

Um zu verstehen, warum ein Schattenwurf so problematisch ist, muss man die Funktionsweise einer klassischen Photovoltaikanlage kennen. In den meisten Standardanlagen werden die Solarmodule in Reihe geschaltet, ähnlich einer Lichterkette. Diese Reihenschaltung wird auch „String“ genannt. Die Module geben ihren erzeugten Gleichstrom an einen zentralen String-Wechselrichter weiter, der ihn in nutzbaren Wechselstrom für Ihr Hausnetz umwandelt.

Das Prinzip der Reihenschaltung hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: Der schwächste Teil der Kette bestimmt die Leistung des gesamten Strangs. Wird auch nur ein einziges Modul durch ein Blatt, einen Ast oder eine Gaube teilweise verschattet, sinkt dessen Leistung. Da alle Module im String miteinander verbunden sind, drosselt dieses eine schwache Modul die Leistung aller anderen auf sein niedriges Niveau herunter.

Der Effekt ist oft drastischer, als man zunächst vermuten würde. Studien zeigen: Eine Verschattung von nur 1 % der Fläche eines Solarmoduls, beispielsweise durch einen Schornstein, kann den Ertrag dieses Moduls um bis zu 40 % reduzieren – und damit den gesamten String negativ beeinflussen. Ein herkömmlicher Wechselrichter kann dieses Problem nicht eigenständig lösen.

Die Lösung: Intelligente Technik für maximalen Ertrag

Glücklicherweise müssen Sie sich mit diesen Ertragsverlusten nicht abfinden. Moderne Technologien setzen genau hier an, indem sie die Abhängigkeit der Module voneinander aufheben. Die beiden führenden Lösungen sind Leistungsoptimierer und Mikrowechselrichter.

Beide steuern jedes Modul einzeln, sodass ein verschattetes die anderen nicht mehr ausbremst. Untersuchungen belegen, dass diese Technologien den Ertragsverlust durch Verschattung um bis zu 25 % im Vergleich zu Anlagen mit herkömmlichen String-Wechselrichtern reduzieren können.

Lösung 1: Leistungsoptimierer – Das Beste aus jedem Modul holen

Leistungsoptimierer sind kleine elektronische Bauteile, die direkt an jedes Solarmodul angeschlossen werden. Sie finden für jedes Modul individuell den optimalen Arbeitspunkt (Maximum Power Point, MPP) und passen die Spannung entsprechend an. So kann jedes Modul seine maximal mögliche Leistung erbringen, unabhängig von den anderen Modulen im String.

Der Strom aller Module fließt anschließend wie gewohnt zu einem zentralen String-Wechselrichter, der die Umwandlung in Wechselstrom übernimmt. Leistungsoptimierer sind also eine Ergänzung zum klassischen Anlagenaufbau.

Vorteile von Leistungsoptimierern:

• Effizient bei Teilverschattung: Sie verhindern, dass ein einzelnes Modul den gesamten String ausbremst.
• Detailliertes Monitoring: Sie ermöglichen die Überwachung der Leistung jedes einzelnen Moduls über eine App oder Software.
• Sicherheit: Viele Modelle bieten eine Sicherheitsfunktion, die die Gleichspannung der Module im Brandfall oder bei Wartungsarbeiten auf ein ungefährliches Niveau senkt.

Typisches Einsatzszenario: Sie planen eine größere Dachanlage auf einem Satteldach, aber eine Gaube verschattet morgens zwei der zwölf Module. In diesem Fall ist der Einsatz von Leistungsoptimierern ideal. Sie sorgen dafür, dass die restlichen zehn Module ihre volle Leistung erbringen, während die beiden verschatteten Module nur sich selbst und nicht den gesamten String beeinträchtigen. Die Kosten für Leistungsoptimierer liegen bei ca. 50–80 € pro Modul und sind damit oft eine wirtschaftliche Lösung für größere Dächer mit vorhersehbaren Schattenproblemen.

Lösung 2: Mikrowechselrichter – Die flexible Alternative

Mikrowechselrichter gehen noch einen Schritt weiter: Sie ersetzen den zentralen String-Wechselrichter komplett. Bei diesem Ansatz wird jedes Solarmodul mit einem eigenen, kleinen Wechselrichter ausgestattet. Dieser wandelt den Gleichstrom direkt am Modul in Wechselstrom um. Die Module arbeiten dadurch vollständig autonom voneinander.

Vorteile von Mikrowechselrichtern:

• Maximale Erträge bei komplexen Bedingungen: Ideal für Dächer mit mehreren Ausrichtungen, Neigungen oder unvorhersehbaren Schattenwürfen.
• Einfache Skalierbarkeit: Die Anlage kann problemlos Modul für Modul erweitert werden, ohne dass der Wechselrichter ausgetauscht werden muss.
• Hohe Ausfallsicherheit: Fällt ein Mikrowechselrichter aus, produzieren alle anderen Module normal weiter. Es gibt keinen zentralen Ausfallpunkt.
• Besonders sicher: Auf dem Dach fließt nur ungefährliche Wechselspannung, sobald die Umwandlung erfolgt ist.

Typisches Einsatzszenario: Mikrowechselrichter sind die Technologie der Wahl für Balkonkraftwerke. Hier kann es vorkommen, dass im Tagesverlauf ein Balkongeländer oder eine Pflanze Schatten auf eines der beiden Module wirft. Auch für verwinkelte Dächer, Garagen oder Carports mit unterschiedlichen Ausrichtungen sind sie perfekt geeignet. Zwar liegen die Kosten mit 100–250 € pro Modul höher, doch die Flexibilität und der maximale Ertrag bei schwierigen Bedingungen rechtfertigen diesen Preis oft, insbesondere bei kleineren Anlagen.

Leistungsoptimierer vs. Mikrowechselrichter: Der direkte Vergleich

Welche Technologie ist nun die richtige für Sie? Die Entscheidung hängt von der Anlagengröße, den Gegebenheiten vor Ort und Ihrem Budget ab.

Bei Neuanlagen auf Standarddächern mit klar definierter Teilverschattung (z. B. durch einen Schornstein) sind Leistungsoptimierer oft die wirtschaftlichere Wahl. Sie kombinieren die Vorteile der Einzelmoduloptimierung mit der bewährten Technik eines zentralen Wechselrichters.

Für kleine Anlagen, Balkonkraftwerke, sehr komplexe Dächer oder wenn eine spätere Erweiterung geplant ist, sind Mikrowechselrichter meist die überlegene Lösung. Ihre Flexibilität und Robustheit gegenüber Schatten sind hier unschlagbar.

Auch wenn der Wirkungsgrad von Mikrowechselrichtern (ca. 95–97 %) manchmal etwas geringer ist als der von hochwertigen String-Wechselrichtern (bis 98 %), wird dieser kleine Nachteil bei jeder Art von Verschattung durch den Mehrertrag mehr als ausgeglichen.

FAQ – Häufige Fragen zur Teilverschattung

Kann ich Leistungsoptimierer auch nachträglich installieren?
Ja, eine Nachrüstung ist technisch möglich. Allerdings ist der Installationsaufwand deutlich höher, da jedes einzelne Modul auf dem Dach erneut zugänglich gemacht werden muss. Es ist daher ratsam, dies direkt bei der Erstinstallation zu berücksichtigen.

Was sind Bypass-Dioden und reichen diese nicht aus?
Jedes moderne Solarmodul verfügt über eingebaute Bypass-Dioden. Diese können einen stark verschatteten Teil eines Moduls überbrücken, um den Leistungsabfall zu begrenzen. Sie sind eine Basisschutzfunktion, können die Leistung aber nicht aktiv optimieren. Leistungsoptimierer und Mikrowechselrichter sind hier die deutlich effektivere Lösung, um den Ertrag zu maximieren.

Wie finde ich heraus, ob ich ein Verschattungsproblem habe?
Beobachten Sie Ihr Dach an einem sonnigen Tag zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten. Achten Sie auf den Schattenwurf von Bäumen, Nachbargebäuden, Schornsteinen, Gauben oder Satellitenschüsseln. Es gibt auch Online-Tools und Apps, die eine Sonnenstands-Simulation für Ihren Standort ermöglichen.

Fazit: Die richtige Wahl für Ihre individuelle Situation

Teilverschattung ist bei der Planung einer Photovoltaikanlage ein ernst zu nehmendes, aber keineswegs unlösbares Problem. Moderne Technologien wie Leistungsoptimierer und Mikrowechselrichter stellen sicher, dass Sie auch unter nicht optimalen Bedingungen hohe Stromerträge erzielen.

Die Entscheidung zwischen den beiden Systemen hängt von Ihren individuellen Anforderungen ab. Eine gute Entscheidung basiert daher immer auf einer genauen Analyse der Gegebenheiten vor Ort.

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