Die Produktion von Türen und Fenstern ist ein energieintensives Unterfangen. Um die Energiekosten zu senken, erwog der Hersteller Portawin Kriege 2018 die Installation einer Photovoltaik-Anlage. Das Essener Unternehmen beauftragte die Bürger-Energiegenossenschaft „Energiegewinner“ mit der Prüfung des Projekts. Diese führten eine Energieverbrauchsanalyse durch, prüften die Dachauslegung und untersuchten die EEG-Bedingungen. Am Ende war klar: Eine Dachanlage mit 750 Kilowattpeak ist nicht nur möglich, sondern eine gute Investition.

Hohe Brandschutzanforderungen
Auch wenn weltweit Millionen von PV-Anlagen installiert sind und keine Gefahr für Menschen und Sachwerte darstellen, waren bei der Vorstellung des Projekts sowohl die örtliche Feuerwehr als auch die Gebäudeversicherer vorsichtig. Sollte sich ein Brand wie im Jahr 2013 wiederholen, würden die Einsatzkräfte auch mit einer strombetriebenen PV-Anlage konfrontiert werden.

Es hagelte Vorgaben von Seiten der Feuerwehr. Zum einen sollte die Anlage in die örtliche Brandmeldeanlage integriert werden. Zum anderen sollte neben der automatischen Abschaltung ein zusätzlicher Schalter vorhanden sein, mit dem die Anlage im Brandfall manuell abgeschaltet und auf ein sicheres Spannungsniveau entladen werden kann.

PV-Module mit Intelligenz
In Anbetracht dieser Anforderungen rieten die Energiegewinner von der Installation eines herkömmlichen PV-Systems mit String-Wechselrichtern ab. Sie empfahlen ein Wechselrichtersystem, das die Leistungsoptimierer von SolarEdge verwendet.

Bei dieser Technologie rüsten Installateure jedes oder jedes zweite Modul mit einer kleinen Box aus, die es in ein „intelligentes“ Modul verwandelt. Leistungsoptimierer nennen sie sich, weil sie die Stromproduktion eines Moduls unabhängig von den anderen Modulen im Strang machen und so sicherstellen, dass eventuelle Fehler oder Verschattungen ebenfalls isoliert werden. Leistungsverluste durch Ungleichgewichte in der Modul Performance werden minimiert. Dies ist bei herkömmlichen Systemen nicht der Fall. Hier kann z. B. ein verschattetes Modul alle anderen im String auf sein niedriges Erzeugungsniveau herunterziehen.

Darüber hinaus ermöglichen Leistungsoptimierer die individuelle Kommunikation der Module. Dadurch können Installateure und Anlagenbetreiber über eine digitale Plattform auf hochauflösende Daten in Echtzeit zugreifen. Sollte ein Modul nicht die gewünschte Leistung erbringen, wird ein Alarm an das Überwachungssystem gesendet, der das fehlerhafte Modul genau identifiziert. So kann das Wartungspersonal eventuelle Leistungsprobleme schnell und effizient beheben, was die Kosten für Wartungseinsätze reduziert und gleichzeitig hilft, Energieverluste auf ein Minimum zu reduzieren.

Sicherheit, direkt integriert
Für Portawin Kriege war der wichtigste Aspekt der intelligenten Systemtechnik die Sicherheit. In Gefahrensituationen schalten die Power-Optimizer die gesamte Anlage auf das berührungssichere Spannungsniveau von 1 Volt pro Modul ab. Auch bei einem so genannten Lichtbögen (Funkenschlag, ausgelöst z. B. durch ein defektes Kabel) schaltet der Wechselrichter in den Sicherheitsmodus. Darüber hinaus schützen Temperatursensoren die PV-Anlage vor Überhitzung.

Mit Blick auf den Brand im Jahr 2013 waren das für Portawin-Projektleiter Marcel Hebben die entscheidenden Argumente: „Für uns mit unserer Vorgeschichte waren die fortschrittlichen Sicherheitslösungen dieses Systems ohne Alternative. Aber auch die Effizienz der Anlage ist durch die erhöhte Energieausbeute mit den Leistungsoptimierern erstklassig.“

Nachdem die Feuerwehr bei der Abnahme der PV-Anlage alle Brandmeldefunktionen und Abschaltungen getestet hatte, gab es keinen Zweifel mehr: Die Anlage reduziert das Risiko deutlich. „Sicherheit steht an erster Stelle. Neben überzeugenden Vorteilen wie der Anlagentransparenz ist die erhöhte Sicherheit bereits in der Technologie integriert. Alles im System ist perfekt aufeinander abgestimmt“, so Hebben.

Die Energiegewinner loben auch das Engagement des Wechselrichterherstellers SolarEdge. „Eine Photovoltaikanlage in eine Brandmeldeanlage zu integrieren, ist nicht gerade alltäglich. Es gibt immer wieder Herausforderungen mit der Sensorik. SolarEdge hat die Integration aller brandschutztechnischen Prozesse begleitet und aktiv unterstützt“, erklärt Projektleiter Johannes­ Hüppe.

Hat es sich gelohnt?
Mittlerweile produziert die PV-Anlage rund 620.000 kWh pro Jahr, von denen etwa 280.000 kWh direkt in die Produktion von Portawin Kriege fließen. Damit konnte das Unternehmen im Jahr 2020 45 % seines Energiebedarfs decken. Nach der aktuellen Prognose wird sich die PV-Anlage nach acht bis neun Jahren amortisiert haben. „Ohne diese Technik wäre die Anlage in vielerlei Hinsicht nicht möglich gewesen“, lautet das abschließende Urteil von Johannes Hüppe. „In Anbetracht der finanziellen Vorteile stellen wir uns immer wieder die Frage: Warum haben wir uns nicht schon viel früher für die Photovoltaik entschieden?“, fragt sich Marcel Hebben.