Sechs Megawatt: Ingesamt 24.000 Solarmodule hat die Solar-Fabrik AG aus Freiburg im März auf einer Freilandanlage installiert, die bereits 2010 ans Netz gegangen war. Der Solarpark befindet sich auf einer Konversionsfläche. Ursprünglich wurde er mit Dünnschichtmodulen ausgestattet. Nun wurden kristalline Paneele aufgelegt, aus dem Modulwerk der Solar-Fabrik in Wismar. Das Projekt wurde durch Densys PV5 ausgeführt. Verbaut wurden polykristalline Module mit 60 Zellen. Ein Trend ist das allerdings noch nicht, derzeit spielt das Repowering von Solarmodulen im Photovoltaikgeschäft kaum eine Rolle.
In naher Zukunft dürfte seine Bedeutung steigen, wenn die ersten Anlagen in die Jahre gekommen sind. Denn die Modultische sind in der Regel so langlebig, dass sich der Austausch der Solarmodule und der elektrischen Komponenten lohnen kann. Wenn die Einspeisevergütung nach 20 Jahren ausläuft, hat die Anlage nur noch ein Geschäftsmodell, wenn sie Sonnenstrom für die Nachbarschaft erzeugt. Denn dann muss der Netzbetreiber den Solarstrom nicht mehr abnehmen. Wenn er ihn ins Netz aufnimmt, dann sicher nur zu Ramschpreisen.
Die Module an Anlagen auszutauschen, die sich noch einige Jahre in der Einspeisevergütung befinden, ist problematisch. Das EEG verbietet es, neue Module aufzulegen, die nur der Ertragssteigerung dienen. Schadhafte Module auszutauschen ist dagegen kein Problem. Mangelerträge durch PID könnten ein Grund sein, wenn sehr viele Module einer Anlage betroffen sind. Allerdings ist es günstiger, die Schäden mit geeigneten Maßnahmen auszuheilen.
Denkbar ist auch, dass die schadhaften Module im Original nicht mehr erhältlich sind. Dann dürfen die neuen Module von den elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Altmodule durchaus abweichen, ohne die Einspeisevergütung zu riskieren. Deshalb ist vor dem Modultausch unbedingt zu prüfen, ob die Maßnahme nach EEG zulässig ist oder dem Neubau des Generators gleichkommt.
Auch für Kleinanlagen interessant
Repowering ist nicht nur für Solarparks interessant. Vor allem bei kleinen Anlagen für private oder gewerbliche Nutzer bietet es sich an, über diese Möglichkeit nachzudenken. Der einfachste Weg ist der Austausch älterer oder defekter Wechselrichter. Denn die Wirkungsgrade der Geräte sind in den vergangenen Jahren stark gestiegen.
Steca aus Memmingen hat untersucht, wie sich der Ertrag einer Kleinanlage von drei Kilowatt Leistung durch neue Umrichter erhöhen lässt. In einer Studie mit der Hochschule München wurden ältere Wechselrichter durch neue Coolcept-Wechselrichter ersetzt. Konkret ging es um eine Anlage mit zwölf Strings zu je 2.890 Watt. Die Hälfte der Wechselrichter wurde getauscht. Der europäische Wirkungsgrad der Umrichter stieg von 92 Prozent (Altgeräte) auf 98,1 Prozent.
Über den Vergleich der Stringerträge der umgerüsteten und nicht umgerüsteten Strings wurde der Mehrertrag ermittelt. Die natürlichen Ertragsschwankungen der einzelnen Strings wurden zur Auswertung mithilfe von Korrekturfaktoren ausgeglichen.
Mehrertrag ohne Umbauten
Im Messzeitraum ergab sich ein Mehrertrag von 9,23 Prozent, bezogen auf die AC-Leistung der alten Wechselrichter. Das ist ordentlich, zumal am DC-Generator mit den Solarmodulen keine Umbauten notwendig waren.
Bei der Studie zeigte sich, dass der europäische Wirkungsgrad allein den hohen Mehrertrag nicht erklärt. Der Anstieg von 92 Prozent auf 98,1 Prozent legt nur 6,63 Prozent höhere Erträge nahe. Die Abweichung entsteht hauptsächlich dadurch, dass der europäische Wirkungsgrad die Spannungsabhängigkeit und den Wirkungsgrad des MPP-Trackings nicht berücksichtigt.
Als deutlich geeigneteres Werkzeug zur Vorhersage des Mehrertrages bietet sich eine Simulation mit anschließendem Vergleich der Ergebnisse an.
Die von Steca und der Hochschule München durchgeführten Simulationen mithilfe verschiedener Ertragsberechnungsprogramme ergaben Mehrerträge von acht beziehungsweise 8,83 Prozent. Auf diese Weise lässt sich die Wirtschaftlichkeit des Repowerings deutlich besser darstellen.
Neue Wirtschaftlichkeit errechnen
Als aufzuwendende Kosten für das Repowering kann man den Kaufpreis des neuen Wechselrichters ansetzen. Hinzu kommt der Arbeitslohn für den Installateur sowie Verbrauchsmaterial. Davon werden die Erlöse aus dem Verkauf oder dem Recycling (Elektroaltgeräte) des alten Wechselrichters abgezogen. Auch die Garantiezeit des Neugeräts ist einzubeziehen, als Abzug von den Umrüstungskosten.
Für die Testanlage wurden Umrüstungskosten in Höhe von 591 Euro je String veranschlagt. Gegen die Mehrerträge (Einspeisevergütung) gerechnet, ergibt sich ein Plus von 129,63 Euro für die gesamte Anlage. Wird der Austausch durch Kredit finanziert, sind die Finanzierungskosten anzusetzen. Die Sache ist wirtschaftlich, wenn der Kredit für das Repowering innerhalb der Restlaufzeit der Anlage eingespielt werden kann.
Wann ist der Austausch sinnvoll?
Nach Schätzungen der Versicherer wurden drei Viertel aller Solargeneratoren nach ihrer Installation nie wieder von einem Fachmann überprüft oder begutachtet. Dabei ist die regelmäßige Überprüfung der Anlagensicherheit gesetzlich vorgeschrieben. Das heißt, diese Anlagen werden nicht oder nur unzureichend gewartet. Meist werden Mindererträge nicht einmal erkannt. Das rote Lämpchen am Wechselrichter blinkt, und der Anlagenbetreiber bekommt es gar nicht mit.
Der Austausch der Wechselrichter ist sinnvoll, wenn die Altgeräte defekt sind oder die Garantiezeit abgelaufen ist. Besonders wirtschaftlich ist Repowering, wenn Wechselrichter mit NF-Transformatoren gegen trafolose Geräte ausgetauscht werden, denn bei ihnen ist der Sprung im Wirkungsgrad besonders groß. Anlagen mit Modulen, bei denen keine Erdung erforderlich ist, bieten sich dafür an.
Kleine Generatoren unter zehn Kilowatt bekommen in der Regel die höchste Einspeisevergütung. Deshalb zahlt sich der Austausch der Wechselrichter bei diesen Anlagen besonders aus, höher als beispielsweise bei Anlagen mit mehr als 30 Kilowatt. Sie erhalten in der Regel geringere Vergütungssätze je Kilowattstunde. Wichtig ist natürlich, dass die Stringverschaltung zum neuen Wechselrichter passt. Müsste man die Module und Strings neu verdrahten, um sie an die DC-Eingangsspannung der neuen Geräte anzupassen, steigen die Kosten für das Repowering unter Umständen deutlich.
Steca betreibt das Thema seit zwei Jahren, nun geht auch Fronius aus Österreich mit Repowering in die Offensive. „Viele Anlagenbesitzer erhalten nicht den gewünschten Service, weil es den betreffenden Hersteller der Wechselrichter womöglich gar nicht mehr gibt“, erläutert Martin Hackl, Leiter der Solarsparte bei Fronius in Wels. „Unsere Wechselrichter eignen sich für das Repowering von Anlagen in allen Leistungsgrößen. Auch die Geräte anderer Hersteller können wir ohne großen Installationsaufwand flexibel ersetzen.“
Auch bei Dünnschicht machbar
Sogar Solaranlagen mit Dünnschichtmodulen lassen sich mit den neuen Wechselrichtern einfach nachrüsten. Von Vorteil ist das breite Fenster der Eingangsspannung an den MPP-Trackern. Fronius deckt alle Leistungen von 1,5 bis 100 Kilowatt ab, mit einphasigen und dreiphasigen Geräten.
Moderne Wechselrichter bieten vielfältige Funktionen für die Anlagenüberwachung und den Datenaustausch. Dazu gehören Datenlogging, WLAN, Ethernet, Energiemanagement, der Webserver und zahlreiche Schnittstellen.
Ältere Anlagen laufen nicht selten ganz ohne Monitoring, weil Datenlogger damals noch nicht zum Funktionsumfang der Wechselrichter gehörten. Sie als Zusatzgeräte einzubinden war oft zu teuer.
Besseres Monitoring möglich
Deshalb laufen solche Anlagen heute in vielen Fällen mit unzureichenden Erträgen. Es sind Beispiele bekannt, bei denen der Wechselrichter seit Jahren ausgefallen ist, der Anlagenbetreiber hat es nicht bemerkt.
Übernimmt ein Installateur solche Anlagen in sein Wartungsregime, kann er mit dem Austausch der Wechselrichter die Generatoren in die Fernüberwachung holen. Er kann auch die von ihm präferierten Marken einbauen, um eine gewisse Standardisierung bei der Überwachung und der Wartung zu erreichen. Auch das senkt die Kosten im Betrieb.
Kurz nachgefragt
„Aktiv auf die Betreiber zugehen“
Welche Rolle spielt das Repowering von älteren Anlagen im Photovoltaikmarkt?
Roland Burger: Das Repowering hat noch nicht das Gewicht im Markt, das es haben könnte. Die Installateure haben dieses neue Geschäftsfeld noch nicht in der Breite erkannt. Denn bei Ausfall eines Wechselrichters hat der Installateur die Chance, seinem Kunden ein modernes Gerät mit besserem Wirkungsgrad und zusätzlichen Funktionen anzubieten. Bisher werden die älteren Geräte meist eins zu eins ausgetauscht.
Wann ist der Austausch sinnvoll?
Zunächst wird der Wechselrichter getauscht, wenn er defekt ist. Das ist vor allem bei älteren Anlagen der Fall, die langsam in die Jahre kommen. Immer häufiger steht dann der Installateur vor dem Problem, dass einige Anbieter aus der Zeit der Errichtung der Anlage nicht mehr am Markt sind. Er muss sich also ohnehin nach anderen Geräten umsehen. Zudem bietet sich der Tausch der Wechselrichter an, wenn man die Anlage erweitern will, etwa um ein zusätzliches Modulfeld für den Eigenverbrauch.
Welche Möglichkeiten eröffnen sich dem Installateur, wenn er eine Anlage durch Repowering optimiert?
Solargeneratoren, die zum Beispiel zwischen 2002 und 2007 installiert wurden, haben oft noch ältere Wechselrichter, die im Vergleich zu modernen Geräten einen deutlich geringeren Wirkungsgrad haben. Auch haben die neuen Geräte eine bessere Performance bei den MPP-Trackern, was die Erträge aus dem bestehenden Modulfeld erhöht.
Können Sie ein konkretes Beispiel nennen?
Ja, gern. Wir haben bei einer Anlage aus dem Jahr 2002 einen älteren SMA-Wechselrichter gegen ein Gerät von uns getauscht. Das ältere Gerät hatte noch einen 50-Hertz-Transformator eingebaut, dadurch ist der Wirkungsgrad alleine schon zwischen zwei und drei Prozent geringer als bei den neuen Wechselrichtern. In einer wissenschaftlichen Arbeit haben wir untersucht, wie sich der Austausch eines alten Wechselrichters einer Sunpower-Anlage auszahlt. Dort stieg der Wirkungsgrad laut Datenblatt sogar um sechs Prozent. Und weil die modernen Geräte auch im MPP-Tracking viel besser sind, ist der Ertrag insgesamt zwischen acht und neun Prozent höher als vorher – bei gleichem Modulfeld.
Welchen Nutzen hat der Anlagenbetreiber davon?
Ganz klar: Er bekommt nach unseren Erfahrungen bis zu neun Prozent höhere Erträge. Diese älteren Anlagen bekommen eine sehr hohe Einspeisevergütung, da ist diese Zusatzeinnahme nicht zu verachten. Zugleich bekommt er aber noch einen weiteren Nutzen: Frühere Wechselrichter boten kaum die Möglichkeit, die Anlagen aus der Ferne zu überwachen. Datenlogger waren damals sehr teuer, deshalb hat man oft darauf verzichtet. Mit neuen Wechselrichtern lässt sich die Anlage durch den Installateur überwachen, beispielsweise übers Internet. So kann er Fehler schneller erkennen und beheben.
Nicht nur einige Anbieter von Wechselrichtern sind aus dem Markt verschwunden, auch zahlreiche Installationsbetriebe ...
Die Anlagen stromen trotzdem, sie werden nun von den Solarteuren betreut, die in der Region nach wie vor erfolgreich tätig sind. Repowering bietet diesen Installateuren die Möglichkeit, die verwaisten Bestandsanlagen ins Monitoring zu übernehmen und Wartungsverträge abzuschließen, bei gleichzeitiger Erhöhung der Anlagenleistung. Das ist vor allem für kleinere Privatanlagen interessant, wo die Kunden derzeit nicht wissen, wie sie mit ihrer Anlage umgehen sollen. Denn die alten Ansprechpartner sind verschwunden.
Welche Vorteile ergeben sich außerdem?
Die älteren Wechselrichter sind oft sehr laut, vor allem wenn die Sonne über den Dächern brütet. Die Geräusche werden von Lüftern, den internen Induktivitäten oder der internen Schaltfrequenz verursacht. Sie können sehr lästig sein. Zum Beispiel wenn die Wechselrichter in einer Halle hängen, in der Waren für den Versand vorbereitet werden, wo Menschen arbeiten. Manchmal hängen die Wechselrichter unterm Dach oder im Treppenhaus, wo das Brummen ebenfalls als sehr störend empfunden wird. Moderne Geräte sind so leise, dass man sie so gut wie nicht mehr hört.
Wie verhält es sich mit der Garantie?
Wer einen neuen Wechselrichter in eine Bestandsanlage einbaut, bekommt trotzdem die volle Garantie des Herstellers. Nicht selten wurden Anlagen früher schon vor der Installation mit mindestens einem Wechselrichtertausch während der Lebensdauer geplant und finanziert. Heute sind die Geräte viel preiswerter und sie können viel mehr. Also sollte man diese Option ziehen, bevor der alte Wechselrichter tatsächlich ausfällt. Zumal die Anlage ja ausfinanziert ist.
Was macht der Installateur mit dem alten Wechselrichter, den er ausgetauscht hat?
Nach unserer Beobachtung entwickelt sich ein Zweitmarkt für gebrauchte Geräte, wobei man allerdings vorsichtig sein muss. Denn wir fertigen nur Wechselrichter für kleine Anlagen, typischerweise für private Endkunden. Für größere Stringwechselrichter kann ich keine Aussagen treffen. Für kleine Wechselrichter bekommt man auf Ebay unter Umständen mehrere Hundert Euro für ein funktionstüchtiges Altgerät. Aber dafür gibt es keine Garantie und keine Sicherheiten mehr. Möglicherweise gehen die Wechselrichter ins Ausland.
Welchen Weg würden Sie den Installateuren empfehlen?
Meiner Meinung nach sollten die Installateure in Deutschland das Thema Repowering aktiv angehen und als zusätzliches Geschäftsfeld begreifen. Betriebe, die schon viele Jahre aktiv sind, haben in ihrem Kundenstamm Daten zu errichteten Anlagen. Sie können auswählen, bei welchen Anlagen Repowering für den Anlagenbetreiber lukrativ sein könnte. Den Installateuren würde ich vorschlagen, die Besitzer von Bestandsanlagen zu kontaktieren und ihnen das Repowering vorzuschlagen, auch wenn der Wechselrichter nicht defekt ist. Diese Arbeiten sind nicht so dringend wie bei einem defekten Gerät und können zeitlich besser eingeplant werden.
Das Gespräch führte Heiko Schwarzburger.
Roland Burger
ist Produktmanager für Solarwechselrichter bei Steca in Memmingen. Das Unternehmen fertigt kleine Wechselrichter für private Endkunden. Der Vertrieb erfolgt über den Großhandel. Auch ist Steca als OEM-Lieferant tätig.
Beim Austausch von Wechselrichtern bietet sich die Modernisierung an. Denn die neuen Geräte bieten zahlreicheZusatzfunktionen, zudem ist ihre Effizienz viel besser als bei älteren Geräten.
