PV-Ertragsberechnung mit Polysun

Welchen Ertrag kann die geplante Photovoltaikanlage erreichen? Mit welchem Wechselrichter erzielt die Anlage den höchsten DC-Ertrag? Diese Informationen ermitteln Sie mithilfe der PV-Ertragsberechnung des DDS-CAD-Plug-ins "Polysun Inside" innerhalb kurzer Zeit. Erfahren Sie mehr hierzu in diesem Techniktelegramm-Beitrag.

Voraussetzungen

Erzeugen Sie vor dem Platzieren der Module in der DDS-CAD-Datenbank ein Modul, das exakt die Abmessungen aufweist wie das vorgesehene reale Modul.

Hintergrund: Bei der späteren Auswahl des Moduls aus der Polysun-Datenbank werden die Originialmaße aus der DDS-CAD-Planung mit einer 10-prozentigen Abweichung als Filterwerte verwendet. Beträgt die Größe des vorgesehenen Moduls also beispielsweise (L x B x H) 1.500 mm x 900 mm x 30 mm, so können Sie aus einer Liste an Modulen wählen, welche die Abmessungen von (L x B x H) 1.350 – 1.650 mm x 810 – 990 mm x 27 – 33 mm aufweisen. Module mit anderen Dimensionen werden nicht vorgeschlagen.

Die zu berechnenden Module sollten platziert und korrekt ausgerichtet sein; beachten Sie hierzu auch den Techniktelegramm-Beitrag "Photovoltaikobjekte auf Dachflächen platzieren" aus Mai 2021.

Um sicherzustellen, dass dieser Beitrag möglichst anschaulich und verständlich ist, verwenden wir in unserem Beispiel ein rechteckiges Gebäude mit Modulen, die auf dem Dach platziert werden.

Standort

Um eine korrekte Berechnung durchführen zu können, ist der Standort des Gebäudes ein wichtiger Parameter. Bitte prüfen Sie, ob der richtige Ort verwendet wird.

Beachten Sie zu diesem Thema auch den Techniktelegramm-Beitrag Projekt und Ort aus November 2019.

PV-Ertragsberechnung starten

Um die PV-Ertragsberechnung zu starten, gehen Sie wie folgt vor:

Klicken Sie in der Menüleiste auf 'Extras'. Eine Auswahl erscheint.
Wählen Sie 'PV-Ertragsberechnung mit Polysun'. Es öffnet sich der Dialog 'Daten-Schnittstelle'

In der Spalte 'DDS-CAD Beschreibung' finden Sie die Nummern der Gruppen, deren jeweilige Modulanzahl sowie eine Information zum verwendeten Modul. Die Spalte 'Externe Beschreibung' zeigt die Informationen aus Polysun Inside an. Der mittleren Spalte können Sie entnehmen, ob die DDS-CAD-Objekte bereits mit Polysun-Modulen verknüpft worden sind. Durch eine unterbrochene Linie wird angezeigt, dass zum gegebenen Zeitpunkt keine Verbindung besteht.

Führen Sie einen Doppelklick auf den Eintrag 'Mit Doppelklick zuordnen...' aus. Es öffnet sich der Dialog 'Polysun Inside'.

Der Dialog 'Polysun Inside' enthält die relevanten Informationen der zu berechnenden PV-Module. Links im Dialog finden Sie die 'Berechnungsgrundlage' und rechts wird die 'Auslegungsübersicht' angezeigt.

Berechnungsgrundlage

Im Folgenden wird erklärt, welche Möglichkeiten der Bereich Berechnungsgrundlage bietet. Zudem erfahren Sie, welche Auswirkungen die Angaben dieses Bereichs haben. Zunächst betrachten wir den oberen Bereich; anschließend gehen wir auf den unteren Bereich ein.

Zunächst zum Aufbau des oberen Dialog-Abschnitts:

Im oberen Teil der 'Berechnungsgrundlage' finden Sie Informationen, die aus dem definierten Standort des Gebäudes automatisch übernommen werden. Dazu zählen 'Stadt', 'Breitengrad', 'Längengrad' und 'Altitude' (Höhe).

Im Bereich 'Horizont' können Sie den Horizonverlauf für den aktuellen Standort abrufen und darstellen lassen. Gehen Sie wie folgt vor:

Klicken Sie auf 'Horizontlinie und Sonnenverlauf'. Es öffnet sich der Dialog 'Horizonlinie'.
Wählen Sie 'Vom Meteonorm-Server', um die Verfügbarkeit der Horizontlinie zu prüfen und abzurufen. Bitte beachten Sie: Es ist nicht für jeden Standort ein Horizontverlauf auf dem Meteonorm-Server verfügbar.

Eine Beispielansicht für den Standort Ascheberg stellt sich folgendermaßen dar:

Alternativ können Sie den Sonnenstand auch mittels *.csv-Datei importieren. Wählen Sie hierzu 'Import aus Datei...'.

Mit den Schiebereglern können Sie Datum und Uhrzeit anpassen; diese Anpassung hat keine Auswirkungen auf die Berechnung.

Bestätigen Sie Ihre Eingaben mit 'OK'. Es schließt sich der Dialog 'Horizontlinie'.

Für die Ertragsberechnung kann auch der für das Gebäude relevante Eigenverbrauch eingestellt werden.

Klicken Sie hierzu auf 'Eigenverbrauch ändern...'. Es öffnet sich der Dialog 'Eigenverbrauch'.

Der Eigenverbrauch kann über drei Varianten angegeben werden.

Variante 1 - 'Profil auswählen...'
Es stehen verschiedene Verbrauchsprofile des BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) für die Berechnung zur Verfügung.

Variante 2 - 'Import...' einer *.csv-Datei oder *.txt-Datei, welche den Eigenverbrauch in Kilowattstunden enthält. Beachten Sie folgende Struktur:

Angegeben werden jeweils 15 Minuten in Sekundenangabe; das Trennzeichen ist ein Minus.
Der Eigenverbrauch wird in Kilowattstunden angegeben; das Trennzeichen ist ein Punkt.
Das Trennzeichen zwischen Zeit und Leistung ist ein Semikolon.

Ein Auszug der ersten zweieinhalb Stunden könnte wie folgt aussehen.

Variante 3 - 'Jahresverbrauch in kWh'

Hierbei können Sie den zur Verfügung stehenden letzten Jahresverbrauch eintragen und mit einem Klick auf 'Einstellen' eine gleichmäßige Verteilung über die Monate berechnen lassen.

Bestätigen Sie nach Auswahl des Eigenverbrauchs Ihre Angabe mit 'OK'. Es schließt sich der Dialog 'Eigenverbrauch'.

Im unteren Teil der Berechnungsgrundlage sind Informationen zur berechnenden Gruppe hinterlegt. Die Information 'Ausrichtung' (des Gebäudes) und 'Neigung' (der PV-Module im Modell) werden direkt übertragen. Die 'Anzahl der Module' wird ebenfalls automatisch übertragen, kann aber hier manuell angepasst werden. Dies ist dann notwendig, wenn eine PV-Modulgruppe mit einer Nord-Süd-Ausrichtung manuell berechnet werden soll.

Die 'Hinterlüftung' definiert die Luftzirkulation hinter den PV-Modulen. Hierbei stehen folgende Optionen zur Auswahl:

'Schlecht' - z. B. direkt auf Fläche
'Mittel' - z. B. mit Unterkonstruktion auf Dachfläche
'Gut' - z. B. aufgeständert auf Flachdach

Das Drop-down-Menü 'Solar Tracker' gibt an, ob die PV-Module nachgeführt werden. Da die Module in diesem Beispiel auf dem Dach montiert sind, wird 'Nein' ausgewählt.

Die Werte 'Installierte Gesamtlstg.', 'Mpp Spannung', 'Mpp Strom' sowie 'Mpp Leistung' werden erst nach der Auswahl des zu berechnenden Moduls korrekt angezeigt.

Wählen Sie hierzu im Drop-down-Menü 'Hersteller' zuerst den gewünschten Hersteller und danach im betreffenden Menü den 'Modul Typ' aus.

Anschließend werden die vier Werte korrekt angezeigt.

Auslegungsübersicht

Der folgende Abschnitt erläutert die Möglichkeiten in der Auslegungsübersicht.

Die 'Auslegungsdetails' und der 'Prognostizierte AC Ertrag' stehen nach der erfolgten 'Wechselrichterauswahl' zur Verfügung.

Klicken Sie auf 'Wechselrichterauswahl'. Es erscheinen verschiedene Einstellungen bezüglich des Wechselrichters.

Das 'Leistungsverhältnis WR/Generator' kann vorgegeben werden. Ebenso die 'Blindleistungsvorgabe' und die 'Max. Phasen-Schieflast in kW'. Diese sollten Ihnen vom Energieversorgungsunternehmen genannt werden.

Mit dem Wert 'Max. Anzahl an Vorschlägen' geben Sie an, wie viele 'Verschaltungsvarianten' Ihnen nach dem Starten der Berechnung angezeigt werden sollen. Auch die 'Max. Anzahl Verschaltungen/Vorschlag' steuert die möglichen Verschaltungsvarianten.

Im Drop-down-Menü 'Bevorzugt ausgeglichene Modulaufteilung' können Sie einstellen, ob bei 65 vorhandenen Modulen die Aufteilung gleichmäßig ('Ja') 32 - 33 oder ungleichmäßig ('Nein') 30 - 35 verwendet werden soll.

Die Einstellungen für 'Innen-/Außenmontage' und 'Mit Trafo/trafolos' dient zur Filterung der Wechselrichter. Beachten Sie hierbei, dass die gewählten Vorgaben, z. B. 'Innen- und Außenmontage', mit den Angaben des Herstellers übereinstimmen müssen.

Möchten Sie einen bestimmten Wechselrichter berechnen, müssen diese beiden Angaben denen des Herstellers exakt entsprechen. Ist für den ausgewählten Wechselrichter vonseiten des Herstellers nur 'Innenmontage' angeben, wird durch das Suchkriterium 'Innen- und Außenmontage' der Wechselrichter nicht gelistet.

Mit der Auswahl 'Verfügbarkeit beachten' können Sie anpassen, ob nicht lieferbare Wechselrichter berechnet (bei Auswahl 'Nein') oder nicht berechnet (bei Auswahl 'Ja') werden.

Im Drop-down-Menü 'Hersteller' können Sie einen oder mehrere Hersteller manuell vorgeben. Bei der Auswahl 'Nicht defniert' werden Wechselrichter aller Hersteller berechnet.

Im Eingabefeld 'Leitungsverluste in %' können Sie vorgeben, wie hoch diese vom Einspeisezähler bis zu den Modulen sein dürfen.

Im folgenden Beispiel wird lediglich die Herstellerangabe auf 'SMA Solar Technology AG' geändert. Alle anderen Werte bleiben unverändert.

Zur Berechnung des Wechselrichters gehen Sie wie folgt vor:

Klicken Sie auf 'Starte Berechnung'. Die Berechnung auf Basis der eingestellten Werte beginnt.

Nach erfolgter Berechnung werden Ihnen die passenden 'Verschaltungsvarianten' angezeigt. Mit einem Klick auf "+" erweitern Sie die Ansicht. Die möglichen Wechselrichter inkl. Strängen werden angezeigt.

Sie können die Auflistung der Verschaltungsvarianten nach dem Ertrag sortieren. Klicken Sie hierzu auf 'Sortiert n. Ertrag', um eine absteigende Reihenfolge der Varianten zu erhalten. Die Einträge werden Variante für Variante geprüft und sortiert. Ein farbiger Hintergrund des Textes zeigt die Variante an, welche aktuell geprüft wird.

Um die prognostizierten Erträge anzuzeigen, klicken Sie auf eine der berechneten Verschaltungsvarianten.

Zur Auswahl Ihrer selektierten Verschaltungsvariante bestätigen Sie mit 'OK'.

In der Registerkarte 'Auslegungsdetails' wird nun die 'Ausgewählte Verschaltung' angezeigt.

Der Registerkarte 'Prognostizierter AC-Ertrag' können Sie den Ertrag sowie den Eigenverbrauch (gelbe Balken) entnehmen.

Bestätigen Sie abschließend mit 'OK'. Es schließt sich der Dialog 'Polysun Inside' und es öffnet sich der Dialog 'Daten-Schnittstelle'.
Berechnen Sie die nächste Gruppe oder klicken Sie 'OK', um den Dialog zu schließen.

Über einen Doppelklick in der Spalte 'Externe Beschreibung' kann eine erneute Bearbeitung einer bereits gerechneten Gruppe druchgeführt werden.