Ab wann Sie sich Gedanken über die Zukunft Ihrer PV Anlage machen sollten und was Sie tun können

Ihre Photovoltaik-Anlage ist nun seit einigen Jahren in Betrieb, jedoch sind die Erträge leider nicht so wie erwartet. Genauere Auswertungen der Anlagendaten und gegebenenfalls Messungen vor Ort haben ergeben, dass die Qualität der Komponenten ausschlaggebend für die Minderleistung ist.

Als wäre dies nicht schon problematisch genug, kommt dazu, dass die Hersteller der Komponenten längst nicht mehr auf dem Markt existieren. Somit stellt sich die Frage: Was nun?

Die Anlage in diesem Zustand zu belassen stellt keine Alternative dar. Doch wie kann man vorgehen? Die folgenden Möglichkeiten könnten zur Auswahl stehen:

• Reparatur der Komponenten
• Tausch der Komponenten

Der erste Punkt kann möglich sein, allerdings ist fraglich, ob die Performance der Komponenten nach Reparatur tatsächlich in einem akzeptablen Bereich liegt, wie lange ein Verbesserungseffekt anhält oder ob sich eine Reparatur überhaupt wirtschaftlich darstellen lässt.

Der zweite Punkt könnte in einigen Fällen interessanter erscheinen – das sogenannte Revamping. Dieser Begriff steht für den großflächigen Austausch von Komponenten wie Modulen oder Wechselrichtern bei gleichbleibender Gesamtleistung der Anlage.

Ausschlaggebend für ein Revamping kann z.B. die Minderleistung der verbauten Module sein. Die durchschnittliche jährliche Leistungsdegradation der Module liegt laut einschlägigen Studien zwischen 0,3% und 0,5% bei kristallinen Modulen. Sollte die Degradation jedoch über das vertraglich vereinbarte Niveau hinausgehen (Stichwort Produkt- und Leistungsgarantie), kann unter Umständen ein Gewährleistungsanspruch gegenüber dem Modulhersteller geltend gemacht werden. Die Gründe für die Minderleistung von PV Modulen sind vielfältig, jedoch lassen sich bei „alternden“ Solaranlagen folgende Ursachen regelmäßig feststellen:

• Unsachgemäße Behandlung der Module bei Lieferung, Installation und/oder Wartung
• Glas- und/oder Zellbrüche (z.B. „Schneckenspuren“)
• PID (Potenzial-Induzierte Degradation)
• Schäden an der Rückseitenfolie (u.a. Delamination, Chalking, Yellowing)

Bei einem Austausch von alten Modulen niedriger Leistung durch aktuelle Module mit einer höheren Leistung würde beim Eins-zu-Eins-Tausch der Module die ursprüngliche Nennleistung der Anlage deutlich überschritten werden. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass zum Erreichen der genehmigten Nennleistung der Anlage weniger Platz benötigt wird als im ursprünglichen Layout. Die „frei“ gewordene Fläche könnte somit genutzt werden, um die PV-Anlage zu erweitern. Dies wird häufig auch Repowering genannt.

Folgende Fallbeispiele sollen im Folgenden betrachtet werden:

• Die installierten Module liefern nicht die erwartete Leistung. Die Module sollen gegen neue Module ausgetauscht werden.
• Die installierten Wechselrichter laufen sehr instabil, wodurch es zu vielen Anlagenausfällen kommt.

Bevor die oben erwähnten Beispiele behandelt werden, soll der Hinweis gegeben werden, dass es durchaus komplex ist, ein Revamping- bzw. Repowering-Projekt umzusetzen. Es ist nicht allein damit getan, die alten Komponenten abzumontieren und neue zu installieren.

Vielmehr handelt es sich dabei um vielschichtige Projekte, die sowohl rechtlich als auch technisch detailliert geprüft und geplant werden müssen. Die Realisierung eines solchen Projektes sollte mit erfahrenen Partnern durchgeführt werden, sofern die Expertise nicht im eigenen Haus abgedeckt werden kann.

Anforderungen seitens des Gesetzgebers (Genehmigungen) oder von Netzbetreibern (Anlagenzertifikat) können sich von Land zu Land unterscheiden. Gegebenenfalls müssen nochmals Genehmigungsprozesse durchlaufen oder Zertifikate der Anlage angepasst bzw. neu erstellt werden, was ein Risiko darstellen kann. Aus technischer Sicht sind beispielsweise folgende Punkte zu beachten:

• Abmessungen der Module:

Passen die gewählten Module zur Unterkonstruktion oder sind Umbau- bzw. Anpassungsarbeiten notwendig?

• Statik der vorhanden Unterkonstruktion:

Ist die Statik des installierten Gestells im Zusammenhang mit den neu gewählten Modulen weiterhin gewährleistet?

• Strangleitungen / Verkabelung:

Können vorhandene Kabel genutzt werden oder müssen die Kabel aufgrund des neuen Designs der Anlage auch getauscht werden?

• Transformator:

Kann der vorhandene Transformator bei einem Austausch der Wechselrichter weiterhin verwendet werden oder muss er aufgrund von abweichenden Spannungsniveaus getauscht werden?

• Monitoring-System:

Kann das vorhandene Monitoring-System weiterhin genutzt werden oder muss dieses umgebaut bzw. getauscht werden, um bei einem Wechselrichtertausch die vollständigen Betriebsdaten erfassen zu können?

• Netzanschluss:

Kann im Falle eines Repowering die zusätzliche Kapazität am vorhandenen Netzeinspeisepunkt angeschlossen werden? Liegen hierzu entsprechende Einspeisezusagen des Netzbetreibers vor? Wie sieht das neue Abrechnungsmodell bei Einspeisetarifen aus?

Natürlich ist auch eine wirtschaftliche Bewertung notwendig, um zu ermitteln, ob sich die geplanten Umbauarbeiten überhaupt rechnen oder die mögliche Ertragssteigerung nicht die Kosten aufwiegen kann. Hierzu sollten detaillierte Ertragsberechnungen durchgeführt werden.

Während der Abwicklung ist darauf zu achten, dass die Maßnahmen vor Ort (Logistik und Umbauarbeiten) gut vorbereitet werden, die alten Komponenten entsprechend Vorgaben entsorgt werden und eine vollständige Anlagendokumentation (inkl. Protokollen zur normgerechten Inbetriebnahmemessungen) erstellt wird.

Revamping und Repowering – Beispiele aus der Praxis:

In einem deutschen Projekt, das die meteocontrol bereits in den Jahren 2015 und 2016 betreute, wurden die ursprünglich installierten Dünnschicht-Module aufgrund von starker Minderleistung gegen kristalline Module ausgetauscht.

Aufgrund der deutlich höheren Nennleistung der kristallinen Module wurde nicht nur die ursprüngliche Nennleistung ersetzt, sondern zudem die noch verfügbaren Gestelle für eine Erweiterung der Anlage genutzt. Für den Austausch der Module musste die vorhandene Unterkonstruktion umgebaut werden. Das elektrische Layout der Anlage musste komplett auf die neuen Module angepasst werden. D.h. die DC-Verkabelung musste erneuert werden.

Vorhandene Generatoranschlusskästen wurden nach kleineren Umbauarbeiten (neue Anschlussstecker) wiederverwendet. Die vorhandenen Wechselrichter wurden in diesem Projekt weiterverwendet, da hier kein Handlungsbedarf bestand. Für die Anlagenerweiterung mussten natürlich neue Wechselrichter und Transformatorstationen installiert bzw. errichtet werden. Die Umbaumaßnahmen wurden seitens des Energieversorgers als förderfähig akzeptiert.

Auch im zweiten Beispiel wies eine Anlage von meteocontrol betreute Anlage in Italien eine deutliche Minderleistung auf. Diesmal war diese jedoch nicht auf die Module, sondern auf die installierten Zentralwechselrichter zurückzuführen.

Aufgrund eines instabilen Betriebs der Wechselrichter kam es immer wieder zu Anlagenausfällen und damit Mindereinnahmen für den Betreiber. Als erster Schritt wurden unterschiedliche Wechselrichterkonzepte geprüft. Hierbei wurden Ertragsberechnungen auf Basis der Konzepte erstellt. Geprüft wurde der Tausch durch neue Zentralwechselrichter sowie durch drei Typen Strangwechselrichter.

In der finanziellen Bewertung der Konzepte mussten neben den unterschiedlichen Erträgen auch Mehrkosten durch weitere Komponententäusche berücksichtigt werden. Mit dem final gewählten Strangwechselrichter-Konzept mussten neben den Wechselrichtern auch die Transformatoren ausgetauscht werden.

Die Strangwechselrichter wurden an den Positionen der davor installierten und nun hinfälligen Generatoranschlusskästen installiert, wodurch die DC-Verkabelung nur geringfügig angepasst werden musste. Um weitere Teile der ursprünglichen Verkabelung (Hauptleitungen) nutzen zu können, wurden zusätzliche Anschlusskästen installiert.

Die AC-Leitungen der Wechselrichter wurden in einer neuen Niederspannungshauptverteilung angeschlossen, welche mit den neuen Transformatoren verbunden wurde. Zudem wurde ein neues Monitoring-System installiert, um eine detailliertere Erfassung der Betriebsdaten zu ermöglichen. Großer Wert musste auch auf die Dokumentation der Umbaumaßnahmen gelegt werden, welche der GSE (Gestore dei servizi energetici – GSE S.p.A.) im Detail vorgelegt werden musste, um den vorhandenen Einspeisetarif nicht zu gefährden.

Das Thema Revamping ist nicht nur für Anlagen mit mangelhaften Komponenten interessant. Auch für Anlagen, in denen – wie eingangs erwähnt – installierte Komponenten Probleme aufweisen, deren Hersteller nicht mehr am Markt vertreten sind, einen schlechten und noch dazu teuren Support bieten oder deutlich niedrigere Wirkungsgrade im Vergleich zu aktuellen Komponenten aufweisen (z.B. Wechselrichter), kann ein Tausch sinnvoll sein.

Besonders spannend wird Revamping in Zukunft für Anlagen, die aus der Förderung auslaufen und auf Grund von vorhandenen Pachtverträgen und Zusagen zur zukünftigen Nutzung des Netzanschlusses weiterbetrieben werden sollen – Stichwort Post-EEG-Zeit.

Wie auch bei neuen Projekten wird seitens der meteocontrol aufgrund von Erfahrungen aus weiteren Revamping- und Repowering-Projekten empfohlen, nach Fertigstellung der Umbauarbeiten und der Inbetriebnahme der Anlage eine Technische Inspektion der Anlage durch einen unabhängigen Gutachter durchführen zu lassen, um im Zuge der Abnahme ein Bild über die Qualität der Arbeiten zu erhalten, damit Ihre Anlage Ihnen auch dauerhaft wieder mehr Freude als Kopfzerbrechen bereitet.

Christopher Meyer-Friedrich, Business Development Manager, ist seit 2010 im Bereich der Erneuerbaren Energien und seit 2019 für die metecontrol GmbH tätig. Er ist für den Vertrieb und die Entwicklung von Beratungsdienstleistungen im Bereich der Qualitätssicherung von PV-Anlagen verantwortlich.

Matthias Hadamscheck, Leiter der Abteilung Technische Beratung, arbeitet seit 2010 für die meteocontrol GmbH und ist seither im Bereich der Qualitätssicherung von PV-Anlagen aktiv – vor allem im Bereich der Erstellung von Technischen Due Diligences und der Technischen Inspektionen von Projekten in Deutschland wie auch internationalen Projekten.