Die Sonne liefert genügend Energie - SBB
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Schritt für Schritt zur rentablen Photovoltaikanlage vom ESF geförderte Photovoltaik-Offensive
• Wie viel Energie kommt von der Sonne?− In einer halben Stunde strahlt die Sonne so viel Energie
auf die Erde, wie innerhalb eines Jahres verbraucht wird.− In Italien strahlt die Sonne je nach Lage eine Menge von
etwa 900 – 1.800 kWh pro Jahr auf jeden Quadratmeter ein.− In Südtirol sind es etwa 1.000 – 1.300 kWh pro Jahr und m².
• Wie viel Energie lässt sich nutzen?− Von der eingestrahlten Energie lassen sich je nach Standort,
Ausrichtung und verwendeter Technik zwischen 80 und 160 kWh Strom pro m² Modulfläche erzeugen.
− Bei der Stromerzeugung mit Photovoltaik liegt der Wirkungskradzwischen 6% (amorphes Silizium) und 18% (monokristalline Zellen).
− Vergleich: Kohlekraftwerke ohne Wärmekopplung ca. 30%Gas- und Dampf-Kombinationskraftwerk ca. 80%
− 1 Liter Öl enthält ca. 10 kWh, also 1m² entspricht ca. 100 Liter Öl
Die Sonne liefert genügend Energie
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Sonneneinstrahlung – Einfluss Neigung/Ausrichtung
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Prozentuelle Einstrahlung bei nicht optimaler Ausrichtung der PV-Module (Quelle: www.agsn.de – Thomas Stark)
Einstrahlung in Abhängigkeit der Neigung und Ausrichtung
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Technik, Komponenten und Dimensionierunga PV-Moduleb Generatoranschlusskasten (GAK)c Kabeld Gleichstromhauptschaltere Wechselrichterf Produktionszähler g Bezugszählerh Schutzvorrichtung i Verbraucheri Netz
Anlagenschema und notwendige Bauteile einer PV-Anlage (Quelle: erarbeitet aus http://www.mt-bauberatung.de/)
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PV Module – Kristalline Module– Monokristalline Zellen besitzen einen hohen
Wirkungsgrad und einen verhältnismäßig niedrigen Flächenbedarf. Sie bestehen aus einem einzigen Kristall mit regelmäßiger Gitterstruktur und sind durch die einheitliche, meist dunkelblaue bis schwarze Farbgebung zu erkennen.
– Polykristalline Zellen stellen die am häufigsten verwendeten Zellentypen dar. Sie bestehen aus vielen unterschiedlichen Kristallen und haben im Allgemeinen einen niedrigeren Wirkungsgrad als monokristalline Zellen. Dieser Nachteil wird meist durch günstigere Herstellung- bzw. niedrigere Anschaffungskosten kompensiert.
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PV Module – DünnschichtmoduleDabei werden Halbleitermaterialien verdampft und auf einem Trägermaterial sehr dünn aufgetragen. Je nach verwendetem Halbleitermaterial gibt es verschiedene Dünnschichtmodultypen; dazu zählen v.a.:• Amorphes Silizium• CIS-Technologie (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid)• Cadmiumtellurid-Technologie (CdTe)
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§ Glas-Glas-Module
§ Semitransparente Solarzellen
§ Dachprofil integrierte Solarzellen
Quelle: Solarnova – Sol 109 ISO
Quelle: Sunways AG, A. Kaiser
Quelle: Terra Piatta - Solar
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Quelle: Leitner Solar
Quelle: PVEnergy
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PV Module – Eigenschaften
ModultypErforderliche PV- Fläche für
1kWp [m²]
Modulwirkungs-grad [%]
Monokristalline Module 5 – 7,5 14 – 18
Polykristalline Module 6 – 9 12 – 15
Amorphe Siliziummodule 12 – 24 6 – 8
CIS-Module 9 – 11 8 – 10
Cadmiumtellurid-Module 9 – 13 7 – 9
Erforderliche Fläche, Wirkungsgrad und jährlicher Ertrag in Südtirol verschiedener Modultypen (Quelle: www.solarpraxis.de, Eurac und TIS eigene Erhebung)
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PV Module – EigenschaftenMechanische Belastbarkeit
Bis 850 m.ü.M. genügt es, wenn die PV-Module 2.400 N/m² mechanisch belastbar sind;
Ab 850 bis 1.500 m.ü.M. müssen PV-Module bis 5.400 N/m² mechanisch belastbar sein.
NormenCEI EN 61215 - für Kristalline ModuleCEI EN 61646 - für Dünnschichtmodule
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Wirkungsgrad: 13 – 18%
Pro kWp sind 8-10 m2 PV-Paneele notwendig
Lebensdauer PV-Module: > 30 Jahre
PV Generator
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Solargenerator - Grundbegriffe
EinzelneSolarzellen
Modul
Solar-generator
Solarzelle = elektrisches Bauelement, das kurzwelligeStrahlungsenergie direkt in elektrische Energie wandelt
Modul =besteht aus mehreren elektrisch miteinander verschalteten Solarzellen
Paneel = besteht aus zusammen-geschalteten PV-Modulen, auf derselben Tragstruktur
String = besteht aus mehreren Paneelen/Modulen in Reihenschaltung
Solargenerator =Gesamtheit derzusammengeschaltetenPaneele/Module
Paneel
String
Aufbau und Verschaltung eines Solargenerators (Quelle: TIS erarbeitet aus www.ingegneriadelsole.it)
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VerschattungBypassdioden
Der abgeschattete Zellbereich verhält sich wie ein Widerstandim einem Stromkreis. Bypassdioden schließen den beschatteten Bereich kurz und leiten den Strom um.
Beispiel: Temporäre Verschattung
Schnee (taut schnell ab)In schneereichen Gebieten lassen sich durch waagrechte Anordnung der Module die Verluste durch den Schnee reduzieren.
Ein Schattenwurf auf die PV-Anlage wirkt sich stark auf den Ertrag aus. Deshalb ist eine genaue Verschattungsanalyse zu machen.
(Quelle: www.solarpraxis.de, DGS Leitfaden Photovoltaische Anlagen)
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Verschattung• Antennen, Blitzschutzanlagen, Freileitungen• Kamine, Dachaufbauten, Dach- und
Fassadenvorsprünge• Bäume (auch deren Wachstum ist zu
beachten)• Schnee, Staub, Ruß und Laub
Eine bekannte Faustregel zur Minimierung der Verluste bei aufgeständerten Anlagen lautet:
Abstand D = 6 x Höhe H
(Quelle: www.solarconsult.de)
(Quelle: www.ingegneriadelsole.it)
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Wechselrichter & Komponenten
Modulwechselrichter Stringwechselrichter Zentralwechselrichter
GAK KabelWechselrichter
Schutzeinrichtungen
äußerer Blitzschutz
Blitzschutz Zähler
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Lebensdauer Wechselrichter: > 10 Jahre
Produktgarantie des Herstellers: zwischen 2 und 5 Jahre
Bis zu einer Leistung von 20kWp können trafolose Wechselrichter verwendet werden
Die Belastung der einzelnen Fasen darf max. 6 kW abweichen
Zulassung für Italien
Wechselrichter
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MontageartenNicht integrierte PV-Anlagen§ Anlagen, die direkt am Boden (Bodenanlagen)
installiert sind. § Anlagen, bei denen die PV-Module nicht parallel zur
Montagefläche aufgestellt sind, d.h. bezogen auf die Dachfläche geneigt installiert sind.Nicht integrierte PV-Anlagen benötigen eine stabile und witterungsbeständige Tragstruktur.
(Quelle: OETSunpower)
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MontageartenTeilweise integrierte PV-Anlagen§ Anlagen, die auf einem traditionellen Schrägdach
angebracht sind und der Schräge des Daches folgen. Der Solargenerator wird auf eine speziell erstellte metallische Unterkonstruktion montiert. Die Abdichtung gegen Regen und Schnee ist dabei weiterhin vom bestehenden Ziegeldach unter dem Solargenerator gewährleistet.§ Anlagen, die auf Flachdächern oder Terrassen von
Gebäuden installiert sind und deren seitliche Abdeckung/Begrenzung (z.B. eine Mauerscheibe) niedriger als 50cm ist. Bei Begrenzungen höher als 50 cm (z.B. ein Handlauf auf einem begehbarem Dach) muss die Mittellinie der aufgeständerten Module niedriger als die Begrenzung sein.
(Quelle: PVEnergy)
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MontageartenTeilweise integrierte PV-Anlagensind Anlagen, welche auf Flachdächern oder Terrassen von Gebäuden installiert sind.
Als Flachdächer werden Dächer mit einer Neigung bis zu 5% (ca. 3°) bezeichnet.
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MontageartenIntegrierte PV-Anlagen§ Anlagen, bei denen die PV-Module vollständig oder
auch nur teilweise die Gebäudehülle bzw. die Dacheindeckung ersetzen. Vor allem bei Neubauten ist die Integration sinnvoll, weil dadurch ein Teil der Kosten für die konventionelle Dachkonstruktion eingespart werden kann. Dabei muss der Solargenerator aber auch den Witterungsschutz vollständig übernehmen.
(Quelle: Leitner Solar)
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HeubelüftungBei einer Integration mit einer PV-Anlage wird die angestaute warme Luft unter den Modulen für die Trocknung genutzt. Dies hat noch den weiteren Vorteil, dass die Module selbst durch den Luftzug gekühlt werden und somit einen besseren elektrischen Wirkungsgradaufweisen.
Um eine optimale Nutzung der PV-Anlage und der Heubelüftung zu gewährleisten, ist dies jedoch bereits bei der Planung der Anlage in der Aufständerung und den jeweiligen Zugklappen für die Kühlung der Module und der Nutzung der gestauten warmen Luft für die Heubelüftung zu berücksichtigen.
(Quelle: Leitner Solar)
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ÜberdachungIn einigen Situationen ist die zur Verfügung stehende Dachfläche für die Errichtung einer PV-Anlage nicht ausreichend, bzw. das Dach könnte bereits mit einer solarthermischen Anlage ausgestattet sein.Eine Möglichkeit für den Bau einer PV-Anlage ist daher die Errichtung eines Autoabstellplatzes.Durch die relativ einfache Struktur kann die PV-Anlage in verschiedenen Formen ausgeführt werden – auch integrierte Systeme sind möglich. Diese Art von Anlagen findet sich besonders häufig an Autobahnraststätten bzw. Überdachungen bei Flughäfen und anderen öffentlichen Einrichtungen. Eine ebenso einfache Überdachung wurde bereits bei der Abdeckung von Siloflächen und von Mistlegen eingeführt. Grundsätzlich ist eine solche einfache Überdachung überall anzuwenden.
(Quelle: Leitner Solar)
(Quelle: Urban Tragust)
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Ursprungaltes „conto energia“: DM 28.07.2005 Limitierung: 100 MW
Aufbesserung: DM 06.02.2006 Limitierung: 500 MWFörderung von einzelnen Anlagen <= 1MW
Dünnschichtzellen werden nicht gefördert
neues „conto energia“: DM 19.02.2007 Limitierung: 1.200 MWFörderung von einzelnen Anlagen > 1MW
Dünnschichtzellen werden gefördert
Übersicht „conto energia“
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Übersicht „conto energia“
ZWISCHENSTAND (30. Oktober 2009)
– 53.116 Anlagen welche in Betrieb sind („altes und neues conto energia“),mit einer Gesamtleistung von 662,4 MW, davon
26.956 Anlagen zwischen 1 und 3 KW,
24.250 Anlagen zwischen 3 und 20 KW,
1.910 Anlagen größer 20 KW.
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– Aufteilung auf Regionen:
84 MW in Apulien
76 MW in der Lombardei
56 MW in der Emilia Romagna
51 MW im Piemont
44 MW im Veneto
39,7 MW in Trentino-Südtirol
− Aufteilung nach Art der Integration:(neues „conto energia“)
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§ Die Fördertarife sind fix und für 20 Jahre garantiert.§ Die Bezahlung geschieht über den GSE (Gestore dei Servizi Elettrici).§ Das Geld kommt nicht aus Staatskassa, sondern aus dem Topf der
Tarifkomponente A3 der Stromrechnungen sämtlicher Verbraucher.
Zusätzlich zum Fördertarif kann die Energie nach einer der folgenden drei Varianten verwertet werden
§ Energietausch § Energieverkauf§ Eigenverbrauch mit Verkauf des Überschusses
Fördertarife
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Bau und InbetriebnahmeAnsuchen an die Gemeinde
Meist sieht Gemeindebauordnung vor, dass PV-Anlagen in Form einer Dachintegration(der Dachneigung folgend) bis zu einer bestimmten Größe lediglich einer Baubeginn-Meldung unterliegen.
Für Anlagen, welche aufgeständert sind oder nicht in die oben genannte Kategorie fallen, muss hingegen um eine Baukonzession angesucht werden. Dasselbe gilt für Anlagen in historischen Ortskernen oder für Bauten, welche unter besonderem Schutz stehen (z.B. Denkmalschutz, Landschaftsschutz, etc.).
» Da jede Gemeinde in der jeweiligen Gemeindebauordnung selbst festlegen kann, für welche Anlagen um eine Baukonzession angesucht werden muss, ist es sinnvoll, vor Entscheidung für den Bau einer PV-Anlage mit dem jeweiligen Gemeindebauamt in Kontakt zu treten.
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Ansuchen und Meldungen 1
AbnahmeprotokolleKonformitätserklärungen
Baukonzession
Ansuchen Netzbetreiber
Endgültiges Projekt
Baukonzession
Baubeginnmeldung
Ausführungsprojekt:Statik
ElektroprojektSicherheitsplan
Blitzschutz und Erdung
Anlagenbau
Meldung Bauende
Benutzungs-genehmigung
Technische Abnahmen
ok? nein
ja
SicherheitskoordinationBauleitung
KollaudoMeldungen GSE
Betrieb der Anlage
1. Von einem Techniker oder einem spezialisierten Fachunternehmen wird eine Machbarkeitsstudie erarbeitet, in deren Rahmen sämtliche notwendigen Daten sowie eine überschlägige Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage, samt Verschattungssimulation, erhoben werden.
2. Wenn die Rahmenbedingungen (jährlicher Ertrag, Kosten) passen, wird ein Vorprojekt der PV-Anlage in Auftrag gegeben, welches von einem befähigten Techniker unterschrieben werden muss.
3. Ein befähigter Techniker erstellt die Baubeginnmeldung (falls keine Baukonzession erforderlich) oder die Unterlagen für den Antrag um Erhalt der Baukonzession.
4. Beim lokalen Netzbetreiber muss ein Vorprojekt eingereicht und um Netzanschluss angesucht werden.
5. Gleichzeitig muss bei Anlagen unter 200 kW dem Netzbetreiber mitgeteilt werden, ob um einen Energietausch, den sog. „scambio sul posto“, angesucht wird oder nicht.
6. Der Netzbetreiber teilt dem Antragsteller den Anschlusspunkt an das Netz sowie die Anschlussgebühren und den Zeitraum bis zum möglichen Anschluss mit.
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Ansuchen und Meldungen 2
AbnahmeprotokolleKonformitätserklärungen
Baukonzession
Ansuchen Netzbetreiber
Endgültiges Projekt
Baukonzession
Baubeginnmeldung
Ausführungsprojekt:Statik
ElektroprojektSicherheitsplan
Blitzschutz und Erdung
Anlagenbau
Meldung Bauende
Benutzungs-genehmigung
Technische Abnahmen
ok? nein
ja
SicherheitskoordinationBauleitung
KollaudoMeldungen GSE
Betrieb der Anlage
7. Der Antragsteller akzeptiert (sofern alles in Ordnung ist) den Vorschlag des Netzbetreibers und geht mit ihm einen Vertrag ein.
8. Bei der Gemeinde wird der Beginn der Errichtung der Anlage gemeldet (DIA).
9. Die PV-Anlage wird errichtet.
10. In der Zwischenzeit installiert der Netzbetreiber die entsprechenden Zähler.
11. Der Hersteller der PV-Anlage muss nach Abschluss der Arbeiten die Konformitätserklärung (M.D. 37/08) über die ordnungsgemäße Ausführung der Arbeiten ausstellen.
12. Durch einen befähigten Techniker erfolgt die Abnahme der PV-Anlage (Abnahmeprotokoll).
13. Die PV-Anlage ist - falls notwendig – bei der zuständigen Finanzbehörde UTFzu melden.
14. Nach Realisierung der Anlage ist dem lokalen Netzbetreiber die Fertigstellung der Arbeiten mitzuteilen.
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Ansuchen und Meldungen 3
AbnahmeprotokolleKonformitätserklärungen
Baukonzession
Ansuchen Netzbetreiber
Endgültiges Projekt
Baukonzession
Baubeginnmeldung
Ausführungsprojekt:Statik
ElektroprojektSicherheitsplan
Blitzschutz und Erdung
Anlagenbau
Meldung Bauende
Benutzungs-genehmigung
Technische Abnahmen
ok? nein
ja
SicherheitskoordinationBauleitung
KollaudoMeldungen GSE
Betrieb der Anlage
15.Der Hersteller der PV-Anlage hängt zusammen mit dem Netzbetreiber die Anlage an das Netz.
16.Nach erfolgtem Netzanschluss kann das Ansuchen beim GSE erfolgen.
Adresse GSE
Gestore dei Servizi Elettrici – GSE S.p.A.
Incentivazione impianti fotovoltaici ai sensi del DM 19 febbraio 2007
N°= ………… (Numero identificativo Impianto)
Viale Maresciallo Pilsudski, 92
00197 - Roma
www.gse.it
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Ansuchen an den NetzbetreiberFür das Ansuchen um Netzanschluss beim zuständigen Netzbetreiber (Enel, Etschwerke,…) müssen die Formulare des jeweiligen Netzbetreibers verwendet und ein Vorprojekt eingereicht werden.
Der Netzbetreiber teilt innerhalb von 30 Tagen folgendes mit:Anschlusspunkt ans Netz Gebühren für den Anschluss Zeitraum bis Anschluss
Der Antragsteller akzeptiert (sofern alles in Ordnung ist) den Vorschlag des Netzbetreibers und geht mit ihm einen Vertrag ein.
Bis zu 100 kW Anschluss in Niederspannung, darüber in Mittelspannung.
Gleichzeitig muss dem Netzbetreiber bei Anlagen unter 200 kW mitgeteilt werden, ob um einen Energietausch, den sog. „scambio sul posto“, angesucht wird oder nicht.
Wichtig: rechtzeitige Absprache mit dem zuständigen Netzbetreiber!
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Ansuchen beim GSENach Inbetriebnahme der Anlage muss der Antragsteller innerhalb von 60 Tagen beim GSE das Ansuchen um Förderung im Sinne des „conto energia“ stellen.
Wird der Termin von 60 Tagen nicht eingehalten, verliert die Anlage unwiderruflich das Anrecht auf die Auszahlung der Förderung im Sinne des „conto energia“.
WICHTIG: Das Ansuchen muss vollständig sein. Die Vollständigkeit sollte von einem Techniker bzw. dem Anlagenbauer garantiert werden, sodass Missverständnisse ausgeräumt werden können.
Die zuständige Behörde, der GSE, bewertet die eingereichten Unterlagen und teilt dem Anlagenbetreiber innerhalb von 60 Tagen ab Erhalt des Antrages den für 20 Jahre zugestandenen Fördertarif und die technischen Anlagencharakteristika zu.
Falls die beim GSE eingegangenen Gesuche unvollständig sind, können diese innerhalb von 90 Tagen nachgereicht werden, ansonsten verfallen sie.
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Ansuchen beim Ufficio Tecnico di Finanza (UTF)Für Anlagen über 20 kW muss der Antragsteller bei der zuständigen Finanzbehörde (Ufficio Tecnico di Finanza – UTF) eine Meldung über die Tätigkeit als Stromproduzent einreichen.
Dies gilt nicht, falls die PV-Anlage sämtliche produzierte Energie direkt verkauft
Das UTF stellt auf Antrag die Lizenz für eine „officina elettrica“ (jährliche Spesen von € 23,24 im Falle von Eigenverbrauch und € 77,47 im Falle von kommerziellen Vorhaben) aus, d.h. es werden die Voraussetzungen geschaffen, die elektrische Energie zu messen, auf welche die Verbrauchsteuerangewendet wird.
Dazu werden entweder eigens geeichte Zähler verwendet oder aber die vom Energieversorger angebrachten Zähler mit UTF-Plomben versehen.
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Abnahme, Einweisung und Übergabe der AnlageDie technische Abnahme erfolgt durch einen im Berufsverzeichnis eingetragenen Techniker, der vom Auftraggeber oder von der ausführenden Firma beauftragt wird. Das Abnahmeprotokoll für die technische Abnahme muss dem Netzbetreiber und dem GSEübermittelt werden.
Die administrative Abnahme erfolgt durch den Anlagenbetreiber/-besitzer zusammen mit dem Anlagenerbauer. Hier werden nochmals der beauftragte Angebotsumfang mit der ausgeführten Anlage und den effektiv erbrachten Leistungen verglichen und ev. Korrekturen in der Endrechnung vorgenommen.
Bei der Einweisung in die Anlage muss der Anlagenerbauer dem Anlagenbetreiber/-besitzer die notwendigen Informationen zur Bedienung der Anlage sowie eine ausführliche Dokumentation der Anlage übergeben.
Mit dem Übergabe-Protokoll, welches vom Anlagenerbauer und vom Anlagenbetreiber/-besitzer gegengezeichnet wird, beginnen auch Garantie und Gewährleistung.
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InbetriebnahmeDie Inbetriebnahme der PV-Anlage führt die ausführende Firma zusammen mit einem Techniker des Netzbetreibers durch.
Dabei werden die PV-Anlage und die Sicherheitseinrichtungen besichtigt und kontrolliert. Anschließend wird die Anlage mit dem Netz verbunden. Zudem werden die notwendigen Messungen durchgeführt und protokolliert, der Produktionszähler sowie der Wechselrichter verplombt und abschließend das Inbetriebnahme-Protokoll verfasst.
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Störungsarten und ÜberwachungMögliche Störungsarten der Anlage sind :
• Solargenerator: Gewittereinwirkungen, Ausfall der Strangdioden, defekte Module und fehlerhafte Gleichstrom-Verkabelung.
• Der Wechselrichter ist die störanfälligste Komponente der PV-Anlage. Wichtigste Störungsursachen sind: Schäden durch fehlerhafte Anpassung, Gewittereinwirkung, Netzrückwirkung und Gerätefehler.
• Bei falscher Materialwahl können Korrosionserscheinungen auftreten (z.B. Messingschrauben an verzinktem Montagesystem).
• Sonstige Störungen: Ausfall von Sicherungen oder Zählern und Probleme mit Netzfehlern.
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Störungsarten und ÜberwachungMit den vielen technischen Hilfsmitteln zur Anlagenüberwachung ist heute möglich, PV-Anlage genau zu überwachen. Je nach Anlagengröße werden mehr oder weniger detaillierte Überwachungssysteme eingesetzt.
Bei kleineren Anlagen genügt eine lokal installierte Fernanzeige, welche die Ertragswerte in Tages-, Monats-, und Jahreswerte aufzeichnen und ev. Störungen am Wechselrichter anzeigen.
Bei größeren Anlagen werden die Ertragswerte auf einem WEB-Server aufgezeichnet und ev. mit Referenzwerten verglichen. Ev. Störungen am Wechselrichter werden via Mail oder SMS übermittelt. Weiters gibt es die Möglichkeit, auf der eigenen Anlage ein Strahlungspyranometer zu installieren. Ein Rechner berechnet kontinuierlich den aktuellen Soll-Ertrag und vergleicht ihn mit dem Ist-Ertrag. Gibt es Abweichungen, so wird ein Fehler gemeldet.