4 Mangelhafte Funktionen und Defekte bei autarken PV-Anlagen (S. 159-160)

Autarke PV-Anlagen, die oft auch als Inselanlagen bezeichnet werden, unterscheiden sich von netzgekoppelten PV-Anlagen vor allem dadurch, dass bei ihnen nicht eine maximale Jahresausbeute sondern eine optimal dosierte Kurzzeitleistung der Solarenergie angestrebt wird. Bei netzgekoppelten PV-Anlagen geht es also vor allem darum, möglichst viel solarelektrisch erzeugte Energie ins öffentliche elektrische Netz durchzuverkaufen. Es spielt dabei keine Rolle, wann die Netzeinspeisung erfolgt, denn der Anlagenbetreiber erhält einen Festpreis pro Kilowattstunde ohne Rücksicht auf eine eventuelle Abstimmung des Angebots auf den Bedarf.

Hier wird dann jede „einspeisetaugliche" Menge der erzeugten Energie vermarktet. Bei autarken PV-Anlagen ist dagegen die Abstimmung des Angebots auf den Bedarf die wichtigste Bedingung, der sich alles andere unterordnen muss. Projektbezogen wird daher bei autarken Anlagen meist in Kauf genommen, dass nur ein Teil der zur Verfügung stehenden Solarenergie auch tatsächlich genutzt wird. Aus diesem Grund kann auch die theoretische Nennleistung der Solarmodule einer autarken PV-Anlage nicht vergleichbar einfach auf den Jahresertrag umgerechnet werden, wie es bei einer netzgekoppelten Anlage üblich ist. Hier müssen im Gegenteil oft die Solarmodule für Leistungen dimensioniert werden, von denen nur saisonbedingt oder bedarfsgerecht profitiert werden kann.

Dies beinhaltet, dass die solarelektrische Leistung des ganzen Systems auf die Schwerpunkte des Bedarfs oder sogar auf die Bedarfsspitzen konzipiert werden muss. Die Solarenergie wird bei autarken Anlagen in gewissem Umfang in Batterien gespeichert. Aber abgesehen davon, dass die Batteriekapazität ebenfalls auf die Schwerpunkte des Bedarfs abgestimmt werden muss, bleibt oft auch noch viel Solarenergie ungenutzt, wenn kein Ladebedarf besteht.

Mangelhafte Funktionen und Defekte der eigentlichen Solarmodule oder Solarmodulstränge unterscheiden sich in ihrer Art und Auswirkung nicht von denen, die bereits im Zusammenhang mit netzgekoppelten PV-Anlagen in den Kapiteln 2 und 3 erläutert wurden. Die Planungsphilosophie berücksichtigt jedoch bei autarken PV-Anlagen andere Schwerpunkte, als es bei netzgekoppelten Anlagen üblich ist. Zu den kritischsten Planungskriterien gehört hier die Frage einer wetter- oder jahreszeitunabhängigen Funktion dieser Art von netzunabhängiger Energieversorgung.

Mangelhafte Funktionen können somit durch Planungs- oder Einschätzungsfehler ganz anderer Art verursacht werden als bei netzgekoppelten Anlagen. Maßgeblich für eine optimale Planung und somit auch für eine optimale Funktion einer autarken PV-Anlage ist vor allen die Frage, wie man die Überbrückung von Durststrecken plant, oder der Stellenwert einer bedarfsgerecht kontinuierlichen Energieversorgung. Es ist nicht schwer, den eigentlichen Bedarf zu berechnen. Schwer ist jedoch, den rechnerisch leicht ermittelbaren Energiebedarf mit den Launen der Natur in Einklang zu bringen.

Oft gelingt es nur annähernd oder man gibt sich mit einer lückenhaften Funktion zufrieden, wenn andernfalls die Errichtungskosten zu hoch wären. Der Unterschied zwischen einer lücken- und einer mangelhaften Funktion besteht daher bei autarken PV-Anlagen nur darin, ob man eine solche Funktionsweise von vorneherein einkalkuliert hat, oder ob man sie als unzumutbar einstuft und nachbessern möchte. Autarke PV-Anlagen werden bedarfsgerecht unterschiedlich ausgelegt. Abb. 4.1 zeigt die gängigsten Grundkonfigurationen: Eine direkte Stromversorgung nach Abb. 4.1 a) kann allein bei elektrischen Verbrauchern angewendet werden, bei denen es genügt, wenn sie nur an sonnigen Tagen arbeiten, und die zudem eine laufend vorkommende Unterspannung nicht beschädigen kann.