Leistungsoptimierer für PV-Module

In einer klassischen PV-Anlage sind mehrere Module in Reihe zu einem String verschaltet, und der Wechselrichter sucht für den ganzen String einen gemeinsamen Arbeitspunkt (MPP-Tracking). Liefert ein Modul wegen Verschattung, Verschmutzung oder anderer Ausrichtung weniger, beeinflusst das den Arbeitspunkt des ganzen Strangs. Ein Optimierer ist ein kleiner DC/DC-Wandler, der zwischen Modul und String geschaltet wird und den Arbeitspunkt für jedes Modul einzeln einstellt.

Wie groß solche Verluste in der Praxis sind, zeigt die Performance Ratio: Laut Fraunhofer ISE erreichen heute installierte PV-Anlagen im Jahresmittel typischerweise 80 bis 90 % einschließlich der Verluste durch Verschattung, Verschmutzung, Temperatur und Wechselrichter (Fassung vom 20.08.2026).

Neben der Optimierung bieten viele Geräte zwei weitere Funktionen:

• Überwachung auf Modulebene: Sie sehen, welches Modul wie viel liefert.
• Schnellabschaltung: Die Gleichspannung am Modul lässt sich abschalten. Tigo gibt für den TS4-A-O eine Zertifizierung nach UL 1741 PVRSE an, die sich auf US-Vorgaben bezieht.

Welche Fragen sich bei Schatten auf dem Dach generell stellen, erklärt der Ratgeber Verschattung.

Ein Optimierer bringt vor allem dort etwas, wo Module eines Strings unterschiedlich viel Licht bekommen:

• Teilverschattung durch Schornstein, Gaube, Satellitenschüssel, Nachbarhaus oder Bäume zu bestimmten Tageszeiten.
• Unterschiedliche Ausrichtungen oder Neigungen innerhalb eines Strings, etwa bei verwinkelten Dächern (siehe Ausrichtung Ost-West).
• Lange Strings: Huawei gibt für den Wechselrichter SUN2000-3–10KTL-M1 eine maximale PV-Eingangsleistung von 20.000 Wp an, wenn lange Strings mit den Optimierern SUN2000-450W-P2 oder SUN2000-600W-P geplant werden.
• Wunsch nach Modulüberwachung oder Schnellabschaltung.

Auf einem unverschatteten Dach mit einheitlich ausgerichteten Modulen ist der Nutzen dagegen gering. Die Verbraucherzentrale NRW weist in ihrer Checkliste für Angebotsvergleiche darauf hin, dass sogenannte Multistring-Wechselrichter den Betriebspunkt mehrerer Modulstränge unabhängig voneinander optimieren, was bei unterschiedlich ausgerichteten Modulfeldern wichtig ist. Liegen zwei Dachflächen jeweils in einem eigenen String, übernimmt diese Aufgabe also bereits der Wechselrichter – fragen Sie den Installateur, ob Optimierer dann überhaupt noch einen Mehrwert bringen.

Beim Kauf ist die wichtigste Frage, ob der Optimierer zu Ihrem Wechselrichter passt. Grob gibt es zwei Gruppen:

Herstellergebundene Systeme arbeiten nur mit Wechselrichtern derselben Marke zusammen. Huawei nennt als kompatible Optimierer die Modelle SUN2000-450W-P2 und SUN2000-600W-P, die über DC-MBUS mit Wechselrichtern wie der SUN2000-KTL-M1-Serie und dem SUN2000-MAP0 kommunizieren. Beim MAP0 führt Huawei Lichtbogenerkennung (AFCI) und Schnellabschaltung (RSD) „mit Optimierer“ auf. Details stehen auf der Seite Huawei Optimierer; weitere Huawei-Geräte finden Sie unter Huawei Wechselrichter.

Universelle Optimierer lassen sich mit Wechselrichtern verschiedener Hersteller kombinieren. Tigo gibt für den TS4-A-O an, dass er mit Tausenden Wechselrichtermodellen von mehr als 50 Marken kompatibel ist und sich für neue und bestehende Anlagen eignet. Der Optimierer wird am Modulrahmen eingeklickt; für Überwachung und Schnellabschaltung sind zusätzlich ein Tigo Access Point (TAP) und ein Cloud Connect Advanced (CCA) erforderlich. Die Marke im Überblick: Tigo. Ebenfalls im Vergleich: der BRC Optimierer.

• Strom und Leistung des Moduls: Moderne Module liefern hohe Ströme. Der TS4-A-O ist laut deutschem Datenblatt für einen Eingangsstrom von 16 A (IMP) bzw. 22 A (ISC), einen Spannungsbereich von 12 bis 80 V (VMP) und bis 725 W ausgelegt. Vergleichen Sie diese Werte mit dem Datenblatt Ihrer Module, etwa bei 500-Watt-Modulen.
• Funktionsumfang: Tigo bietet neben dem TS4-A-O (Optimierung, Überwachung, Schnellabschaltung) den TS4-A-S nur für Überwachung und Schnellabschaltung sowie den TS4-A-F nur für die Schnellabschaltung an. Die Varianten lassen sich laut Hersteller kombinieren (siehe FAQ).
• Steckverbinder und Schutzart: Der TS4-A-O wird mit MC4- oder EVO2-Steckern angeboten, die Schutzart ist IP68, der Betriebstemperaturbereich −40 bis 70 °C.
• Wirkungsgrad: Tigo nennt für den TS4-A-O einen maximalen Wirkungsgrad von 99,6 %.
• Garantie und Austausch: Optimierer sitzen wie Modulwechselrichter auf dem Dach. Die Verbraucherzentrale NRW rät bei Modulwechselrichtern zu fragen, ob die Garantie den Austausch einschließt – das gilt sinngemäß auch für Optimierer.

Eine Alternative für stark verschattete oder sehr verwinkelte Dächer sind Modulwechselrichter. Laut Checkliste der Verbraucherzentrale NRW hat dabei jedes Modul einen eigenen kleinen Wechselrichter; das kann bei Teilverschattung oder unterschiedlicher Ausrichtung Ertragsvorteile bringen, ist aber meist teurer. Optimierer behalten dagegen einen zentralen Wechselrichter – das ist praktisch, wenn ein Hybridwechselrichter mit Batteriespeicher geplant ist. Einen Überblick zu Modulwechselrichtern finden Sie unter Mikrowechselrichter, den direkten Vergleich der Konzepte im Beitrag Mikro- oder Stringwechselrichter. Nach welchen Kriterien wir Wechselrichter gegenüberstellen, erklärt die Wechselrichter-Bestenliste.

Zum Energiemanagement gehören außerdem ein Smart Meter für die PV-Anlage, ein PV-Heizstab für Überschussstrom und Lösungen für Notstrom und Ersatzstrom.

Nach § 12 Abs. 3 UStG gilt seit dem 01.01.2023 ein Steuersatz von 0 % für die Lieferung von Solarmodulen, Speichern und der für den Betrieb einer Photovoltaikanlage wesentlichen Komponenten an den Betreiber sowie für deren Installation, wenn die Anlage auf oder in der Nähe von Privatwohnungen, Wohnungen oder bestimmten dem Gemeinwohl dienenden Gebäuden installiert wird. Bei einer installierten Bruttoleistung von höchstens 30 kWp laut Marktstammdatenregister gelten die Voraussetzungen als erfüllt.

Das BMF-Schreiben vom 27.02.2023 definiert wesentliche Komponenten als Gegenstände, deren Verwendungszweck speziell im Betrieb oder in der Installation von PV-Anlagen liegt. Optimierer werden in der dortigen Beispielliste (u. a. Wechselrichter, Dachhalterung, Energiemanagement-System, Solarkabel) nicht ausdrücklich genannt; da sie nur im PV-Betrieb verwendet werden, spricht viel dafür, dass sie unter die Definition fallen. Mehr dazu im Ratgeber Mehrwertsteuer bei Photovoltaik.