DC/AC-Verhältnis erklärt: Was es bedeutet und der beste Bereich für Solarsysteme

Was ist das DC/AC-Verhältnis?

Das Gleichstrom-Wechselstrom-Verhältnis (DC/AC-Verhältnis) bezeichnet das Verhältnis zwischen der Gleichstrom-Nennleistung einer Photovoltaikanlage und der Wechselstrom-Nennleistung eines Wechselrichters.

Formel:

DC/AC-Verhältnis= DC-Leistung des PV-Generators (kW) / AC-Leistung des Wechselrichters (kW)

Beispiel:

Wenn eine PV-Anlage eine DC-Nennleistung von 12 kW und der Wechselrichter eine AC-Nennleistung von 10 kW hat, beträgt das Verhältnis DC/AC 1,2.

Was ist das ideale DC/AC-Verhältnis?

In den meisten Fällen liegt das ideale DC/AC-Verhältnis zwischen 1,2 und 1,4. Der optimale Wert kann jedoch je nach den örtlichen Klimabedingungen, den Gerätekosten und den spezifischen Projektzielen variieren.

Risiken eines hohen DC/AC-Verhältnisses (>1,5)

Gemeinsame Probleme:

• Clipping-Verlust: Bei starker Sonneneinstrahlung wird der Wechselrichter überlastet und kann nicht die gesamte verfügbare Gleichstromleistung in Wechselstrom umwandeln, was zu Energieverlusten führt.
• Ausrüstung Stress: Längerer Hochlastbetrieb kann die Lebensdauer des Wechselrichters verkürzen.
• Reduzierter ROI: Überschüssige Solarmodulkapazitäten werden nicht ausgelastet, was die Gesamtrendite des Systems senkt.

Beispiel:

Wenn ein System ein Gleichstrom/Wechselstrom-Verhältnis von 1,8 hat (18 kW Gleichstrom zu 10 kW Wechselstrom), kann der Wechselrichter in den Spitzenzeiten der Sonneneinstrahlung nur 10 kW ausgeben, und die zusätzlichen 8 kW werden "abgeschnitten".

Risiken eines niedrigen DC/AC-Verhältnisses (<1,0)

Gemeinsame Probleme:

• Unterauslastung des Wechselrichters: Die AC-Kapazität wird nicht vollständig genutzt, was zu einer Verschwendung von Investitionen führt.
• Reduzierte Energieausbeute: In den Spitzenzeiten des Sonnenlichts ist die Leistung des Systems begrenzt.
• Höhere Systemkosten: Überdimensionierte Wechselrichter führen zu höheren Anfangsinvestitionen und Installationskosten.

Beispiel:

Wenn ein System ein Gleichstrom/Wechselstrom-Verhältnis von 0,8 hat (8 kW Gleichstrom zu 10 kW Wechselstrom), würde der Wechselrichter oft unter seiner vollen Kapazität arbeiten und 2 kW ungenutzt lassen.

Schlüsselfaktoren, die bei der Entwicklung des DC/AC-Verhältnisses abzuwägen sind

• 1. Beschneidungstoleranz: Ein geringes Maß an Beschneidung (z. B. weniger als 5% Jahresstunden) ist oft akzeptabel, um eine höhere Gesamtenergieproduktion zu erreichen.
• 2. Auswirkungen der Temperatur: In Hochtemperaturregionen sinkt der Wirkungsgrad von PV-Modulen, so dass ein höheres DC/AC-Verhältnis dazu beitragen kann, Verluste auszugleichen.
• 3. Wechselrichter-Technologie: Einige Wechselrichter erlauben eine kurzzeitige Überlastung (z. B. bis zur Nennleistung von 110%) und bieten damit flexiblere Systemkonzepte.

Optimierungsfall in der realen Welt

In Kalifornien, wo die Sonneneinstrahlung stark und die Temperaturen moderat sind, wurde eine Solaranlage mit einem Gleichstrom-Wechselstrom-Verhältnis von 1,3 konzipiert. Mit dieser Anlage konnte die jährliche Energieproduktion um 12% gesteigert werden, bei nur 2% Abschneideverlusten, was die beste wirtschaftliche Gesamtrendite ergab.

Schlussfolgerung

Die Auslegung des richtigen DC/AC-Verhältnisses ist entscheidend für die Maximierung der Effizienz, Lebensdauer und Rentabilität einer Solaranlage. PV-Anlage. Durch eine sorgfältige Abwägung der örtlichen Bedingungen, der Anlageneigenschaften und der Projektziele können Solarentwickler die Gesamtleistung und den finanziellen Ertrag ihrer Solaranlagen erheblich verbessern.