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Umgebungstemperatur und Verschattung

Die Umgebungstemperatur hat Einfluss auf die Leistung einer PV-Anlage. Prinzipiell gilt, dass bei den meistens eingesetzten Silizium-Solarzellen mit steigender Temperatur der Wirkungsgrad sinkt. Dünnschichtzellen reagieren nicht so stark auf erhöhte Temperaturen wie kristalline Zellen, ihr Wirkungsgrad wird also nicht so stark reduziert. Während beispielsweise der Wirkungsgrad einer kristallinen Solarzelle bei einem Temperaturanstieg von 10 °C um 4,4 % abnimmt, ist der Verlust bei Dünnschichtzellen nur etwa halb so groß.

Um Überhitzung zu vermeiden bzw. zu verringern, sollte man bei der Planung einer PV-Anlage auf eine ausreichende Hinterlüftung der Solarmodule achten (10–15 cm Abstand sind ideal). In der Jahresbilanz kann man so bis zu 10 % mehr Stromertrag generieren.

Verschattung

Die Verschattung von PV-Anlagen ist ein Problem, das bei der Planung oft nicht ausreichend berücksichtigt wird. Bereits kleine Schatten, z. B. von Oberleitungen, Antennen oder einer Satellitenschüssel, können den Ertrag von Solarmodulen deutlich verringern. Bauliche Gegebenheiten, wie Vorsprünge, ein Rauchfang oder das Nachbargebäude, sind ebenfalls zu beachten. Aber auch Bäume, die bei der Installation noch nicht gestört haben, können nach ein paar Jahren schon so weit gewachsen sein, dass sie Schatten auf die Solarmodule werfen.

Je näher das Objekt ist, das einen Schatten wirft, umso höher sind die Ertragsverluste. Sie können im Extrem bis zu 80 % gehen. Wichtig ist daher, die Abstände zwischen Solarmodulen und schattenwerfenden Objekten (z. B. dem Rauchfang, aber auch anderen Solarmodulen, wenn sie hintereinander aufgestellt werden) groß genug zu planen. Es gibt verschiedene Methoden und Programme, um vor der Planung eine Verschattungsanalyse durchzuführen.

Problematisch ist die Verschattung vor allem dadurch, dass die Zellen im Modul teilweise in Reihe geschaltet sind. Bei der Reihenschaltung bestimmt das schwächste Glied die Gesamtleistung. Ist nur eine der Zellen verschattet und erzeugt sie dadurch keinen oder weniger Strom, verringert sich die Leistung des gesamten Moduls. Darüber hinaus kann sich bei einer verschatteten Solarzelle ein sogenannter Hot Spot bilden. Das bedeutet, dass die Zelle durch den Strom der übrigen Zellen überhitzt wird und unter Umständen einen Brand auslösen kann. Dasselbe Prinzip gilt übrigens auch bei der Verschaltung von Modulen zur Gesamtanlage, das heißt, bei größerem Schattenwurf können ganze Modulstränge stark beeinträchtigt sein.

Wenn Teilverschattungen nicht zu vermeiden sind, empfiehlt es sich, die Solarmodule parallel zu verschalten oder die verschatteten Module getrennt von den nicht verschatteten zusammenzuschalten. Der Hot-Spot-Effekt einzelner Zellen bzw. einzelner Module kann durch sogenannte Bypassdioden vermieden werden, die den Strom der funktionierenden Solarzellen bzw. Module an den verschatteten Zellen/Modulen vorbeileiten.

Blendwirkung

Die Blendwirkung von PV-Anlagen führt immer wieder zu Beschwerden von Anrainern oder auch dazu, dass Genehmigungen für die Errichtung einer Anlage nicht erteilt werden, wenn daraus Gefahrensituationen im Verkehr entstehen könnten. In Österreich wurde daher im Jahr 2016 eine Richtlinie erlassen, mit deren Hilfe eine Einschätzung der von PV- Anlagen ausgehenden Lichtimmissionen ermöglicht wird. Beurteilt wird dabei u.a. die Dauer der Blendung. Um die Blendwirkung zu reduzieren, können Antireflexionsschichten aufgebracht oder satinierte Gläser verwendet werden. Beides stößt allerdings besonders bei flach einfallendem Licht an seine Grenzen (siehe Technologieplattform Photovoltaik Austria).

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