Carlos Jofré

Begriff

Performance Ratio (PR)

Die Performance Ratio (PR) ist das Verhältnis zwischen der Energie, die eine Solaranlage geliefert hat, und der Energie, die sie geliefert hätte, wenn sie die gesamte empfangene Einstrahlung mit ihrer Nennleistung umgewandelt hätte. Sie wird in Prozent angegeben und fasst alle Verluste der Anlage zusammen: Temperatur, Verschmutzung, Verschattung, Kabel, Wechselrichter und Defekte. Sie ist die Kennzahl, mit der Anlagen an unterschiedlichen Standorten verglichen werden.

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Kurz gefasst

  • PR = spezifischer Ertrag ÷ Spitzensonnenstunden, gemäß der Norm IEC 61724-1.
  • Sie hängt nicht davon ab, wie viel Sonne es gibt: Deshalb eignet sie sich zum Vergleich von Anlagen in Arica und in Puerto Montt.
  • In Santiago maß eine Fraunhofer-Studie bei städtischer Verschmutzung rund 75 %.
  • Sie ändert sich mit der Jahreszeit: Für Garantien verwendet man ein volles Jahr oder die wetterkorrigierte PR.

Die Formel

Die Norm IEC 61724-1 definiert die PR als Verhältnis zweier Erträge:

PR = Yf ÷ Yr

Yf, Endertrag: gelieferte Energie in Wechselstrom, geteilt durch die installierte Modulleistung (kWh/kWp).

Yr, Referenzertrag: in Modulebene empfangene Einstrahlung, geteilt durch die Referenzbestrahlungsstärke, 1 kW/m². Entspricht den Spitzensonnenstunden.

Eine PR von 80 % bedeutet, dass die Anlage von je 100 kWh, die sie unter idealen Bedingungen mit der empfangenen Sonne erzeugt hätte, 80 geliefert hat.

Ein chilenisches Beispiel

Fraunhofer Chile und die Universidad Católica vermaßen in den Jahren 2014 und 2015 drei Photovoltaik-Modulfelder in Santiago. Mit ihren veröffentlichten Zahlen lässt sich die unkorrigierte PR von 2014 berechnen:

TechnologieErtrag (kWh/kWp)Einstrahlung in Modulebene (kWh/m²)PR
Monokristallin1.4591.981,373,6 %
Polykristallin1.4191.981,371,6 %
Dünnschicht1.2481.981,363,0 %

Die Studie nennt außerdem für die drei Technologien eine wetterkorrigierte PR nahe 75 %. Die Modulfelder waren der Verschmutzung Santiagos ausgesetzt, die sie ohne Reinigung zwischen 0,13 % und 0,56 % Ertrag pro Tag kostete.

Was die PR sinken lässt

VerlustWird behoben durch
ModultemperaturKaum: Sie ist durch Standort und Montage bedingt
VerschmutzungReinigung zum richtigen Zeitpunkt
VerschattungPlanung; manchmal Rückschnitt oder Versetzen
Kabel, Transformatoren und WechselrichterPlanung und Wartung
Abgetrennte Strings, Sicherungen, DiodenMonitoring und Inspektion
Degradation der ModuleHerstellergarantie, wenn sie das Vereinbarte übersteigt
EinspeisekürzungenKein Defekt der Anlage: wird aus der Berechnung herausgenommen

PR, spezifischer Ertrag und Kapazitätsfaktor

  • Spezifischer Ertrag (kWh/kWp): wie viel Energie jedes kWp liefert. Er hängt von der Sonne am Standort ab: Er ist in Copiapó höher als in Temuco, auch wenn beide Anlagen gleich gut funktionieren.
  • Kapazitätsfaktor: welchen Anteil der Zeit die Anlage mit Nennleistung arbeitet. Er hängt ebenfalls vom Standort ab.
  • Performance Ratio: rechnet die Sonne heraus. Zwei Anlagen in gutem Zustand haben eine ähnliche PR, auch wenn sie 2.000 km voneinander entfernt liegen.

Warum sie sich mit der Jahreszeit ändert

Module verlieren an Leistung, wenn sie sich erwärmen. Im Sommer sinkt die PR und im Winter steigt sie, ohne dass sich die Anlage verändert hätte. Eine im Januar gemessene PR lässt sich nicht mit einer im Juli gemessenen vergleichen.

Es gibt zwei Lösungen. Die einfache ist, sie über ein volles Jahr zu berechnen. Die andere ist die wetterkorrigierte PR, die NREL 2013 vorgeschlagen hat; sie passt die Berechnung an die Zelltemperatur an und liefert über das Jahr stabilere Werte. Sie ist diejenige, die man in einer vertraglichen Garantie verwenden sollte.

In einem Vertrag

Die garantierte PR ist die häufigste Leistungsklausel in Bau- und Betriebsverträgen für Solaranlagen. Damit sie etwas taugt, muss der Vertrag festlegen:

  1. Mit welchem Sensor die Einstrahlung gemessen wird, wer ihn kalibriert und wer ihn reinigt.
  2. Welcher Zeitraum bewertet wird.
  3. Welche Ereignisse ausgeschlossen werden: Netzausfälle, Einspeisekürzungen, höhere Gewalt.
  4. Was geschieht, wenn sie nicht eingehalten wird.

Häufige Fragen

Was häufig gefragt wird

Was ist die Performance Ratio einer Solaranlage?

Sie ist der Prozentsatz der theoretisch verfügbaren Energie, den die Anlage in Strom umgewandelt hat. Man berechnet sie, indem man den spezifischen Ertrag (kWh pro kWp) durch die in Modulebene empfangenen Spitzensonnenstunden teilt.

Was ist eine gute Performance Ratio?

Das hängt vom Klima, von der Technologie und von der Messmethode ab, es gibt also keinen allgemeingültigen Wert. In Santiago ermittelte eine Fraunhofer-Studie rund 75 % an Modulfeldern, die der städtischen Verschmutzung ausgesetzt waren. Am nützlichsten ist der Vergleich mit der im Vertrag garantierten PR und mit der Historie derselben Anlage.

Worin unterscheidet sie sich vom Kapazitätsfaktor?

Der Kapazitätsfaktor hängt davon ab, wie viel Sonne es am Standort gibt. Die PR rechnet sie heraus und misst daher nur, wie gut die Anlage funktioniert.

Wie berechne ich die PR meiner Anlage?

Mit der erzeugten Energie, der installierten Modulleistung und der Einstrahlung in Modulebene im selben Zeitraum. Der Performance-Ratio-Rechner übernimmt die Rechnung.

Quellen

Woher die Daten stammen

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