Was das Werkzeug leistet
Ein zu langer String kann an einem kalten Morgen die maximale Spannung des Wechselrichters überschreiten; ein zu kurzer String fällt an einem heißen Nachmittag unter den MPPT-Bereich. Das Werkzeug bestimmt beide Grenzen aus den Koeffizienten des Datenblatts und den Temperaturen des Standorts, prüft die Ströme je MPPT-Eingang und schätzt dann, wie viel Energie die Anlage über ein Jahr liefert.
- Strings: Leerlaufspannung bei der tiefsten Umgebungstemperatur, MPP-Spannung bei der höchsten und bei der tiefsten Zelltemperatur, zulässige Anzahl Module je String, Abstand zur maximalen Spannung, Betriebs- und Kurzschlussstrom je MPPT, Einschaltspannung und DC/AC-Verhältnis.
- Auslegungstemperaturen: absolutes und mittleres jährliches Minimum und Maximum aus 24 Jahren täglicher NASA-POWER-Daten für den Standort, die Grundlage steht im Bericht.
- Energie: Stundensimulation mit Sonnenstand, diffuser Himmelsstrahlung auf der geneigten Ebene, Reflexionsverlusten, Modultemperatur, Temperaturkoeffizient, Systemverlusten und der Wirkungsgradkurve des Wechselrichters mit Abregelung. Monatstabelle, spezifischer Ertrag, Performance Ratio, Kapazitätsfaktor und eine Verlustkette vom Sonnenlicht bis zum Wechselstrom.
- Varianten: bis zu vier Auslegungen am selben Standort mit derselben Ausrüstung im Vergleich.
So wird es benutzt
- Den Standort eingeben oder eine Wetterdatei öffnen, die auch den Standort festlegt.
- Die Auslegungstemperaturen abrufen und die Grundlage wählen, die Norm oder Netzbetreiber verlangen: absolutes Minimum oder mittleres Jahresminimum.
- Die elektrischen Daten aus dem Modul-Datenblatt und dem Wechselrichter-Datenblatt einfügen, auf Werte lesen drücken und jedes Feld prüfen. Werte können auch von Hand eingegeben werden.
- Unter Strings eine Länge aus dem zulässigen Bereich wählen und die Anzahl der Strings und MPPTs setzen; jede Prüfung zeigt Wert, Grenzwert und Ergebnis.
- Wetter laden: ein Jahr stündlicher NASA-POWER-Daten im Browser oder ein typisches Jahr aus PVGIS oder einer EPW-Datei. Unter Energie und Varianten die Ergebnisse lesen, unter Verluste die Verluste an den Standort anpassen.
- Den Auslegungsbericht, die Arbeitsmappe oder die stündliche CSV exportieren.
Welche Wetterdaten
NASA POWER lässt sich für jeden Ort und jedes Jahr direkt laden. Ein typisches meteorologisches Jahr (TMY) aus PVGIS bildet das langjährige Klima besser ab als ein einzelnes Jahr; es wird auf der PVGIS-Website heruntergeladen und hier geöffnet. Dasselbe Dach in Seoul ergibt in NASA POWER 2023 etwa 1,428 kWh/m² Horizontalstrahlung und im PVGIS-TMY etwa 1,525 kWh/m², der Ertrag unterscheidet sich also um etwa denselben Anteil. Der Bericht nennt die verwendeten Daten, sodass zwei Schätzungen fair verglichen werden können.
Wie es geprüft wurde
Die Stringspannungen reproduzieren veröffentlichte Handrechnungen: 23 Module mit Voc 22,60 V und -0.075 V/°C ergeben bei -7 °C 575 V (Beispiel von Mike Holt zum NEC), und ein 600-V-Wechselrichter mit einer korrigierten Voc von 44,6 V erlaubt 13 Module. Das Ertragsmodell wurde mit pvlib-python verglichen, das dieselben Gleichungen auf denselben typischen PVGIS-Jahren rechnet: Der Jahresertrag stimmt auf 0,01 % überein (Seoul 1.475,05 gegen 1.475,03 kWh/kWp). Gegenüber den eigenen Ergebnissen von PVGIS stimmt die Performance Ratio, die den Unterschied zwischen einem typischen Jahr und der mehrjährigen Einstrahlung von PVGIS ausblendet, auf 1,5 Punkte überein:
| Standort | Performance Ratio PVGIS | Dieses Werkzeug |
|---|---|---|
| Seoul | 80,0 % | 79,9 % |
| Tokio | 79,2 % | 79,4 % |
| Berlin | 80,1 % | 79,7 % |
| Delhi | 75,1 % | 75,3 % |
| Denver | 79,2 % | 77,9 % |
Bedingungen: 1 kWp kristallines Silizium, optimale PVGIS-Neigung und -Ausrichtung je Standort, 14 % Systemverluste, kein Horizont, PVGIS 5,3, Ergebnisse abgelesen am 2026-10-19.
Grenzen
Verschattung durch den Horizont oder nahe Objekte wird nur als prozentualer Verlust berücksichtigt, bifaziale Gewinne, Nachführung und spektrale Effekte gar nicht. Die Stringgrenzen nutzen die eingegebenen Koeffizienten; nationale Vorschriften können eine andere Grundlage oder eine Korrekturtabelle verlangen, und die Behörde und der Netzbetreiber entscheiden. Dies ist eine Auslegungshilfe, kein Ersatz für die geprüften Pläne oder die Prüfung durch den Netzbetreiber.
Quellen
- Modelle übernommen aus pvlib-python (BSD-3-Clause); Wechselrichter- und DC-Modell wie im PVWatts-Version-5-Handbuch.
- Wetter: NASA POWER (keine Nutzungsbeschränkung, Quellenangabe erbeten), PVGIS (Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission).
- Beispiel zur Stringspannung: Mike Holt, NEC 690,7 sample.
Zuletzt geprüft 2026-10-19