Performance Ratio / Qualitätsfaktor

Die Performance Ratio gibt an, wie viel Prozent des theoretisch maximal möglichen Ertrags eine Photovoltaikanlage tatsächlich erbringt. Sie gibt so Aufschluss über den Zustand der PV-Anlage und die Qualität der verwendeten Komponenten. Aus diesem Grund wird die Performance Ratio oft auch als Qualitätsfaktor bezeichnet.

Die Definition erinnert ein wenig an die Definition eines Wirkungsgrads. Die Performance Ratio ist definiert als der Quotient aus tatsächlichem Ertrag und dem theoretisch möglichen maximalen Ertrag einer Photovoltaikanlage. Dieser maximale Ertrag, der auch als nominaler Ertrag bezeichnet wird, ergibt sich aus der Multiplikation der tatsächlich eingestrahlten Sonnenenergie mit dem Wirkungsgrad der Solarmodule. Beträgt die jährliche Einstrahlung beispielsweise 1.000 Kilowattstunden pro Quadratmeter und weisen die Module einen Wirkungsgrad von 15 Prozent auf, so beträgt der jährliche nominale Ertrag 150 Kilowattstunden pro Quadratmeter.

Eine PV-Anlage mit einer aktiven Kollektorfläche von zehn Quadratmetern könnte also maximal 1.500 Kilowattstunden im Jahr liefern. Typisch für hochwertige Anlagen ist unter diesen Bedingungen ein realer Ertrag von etwa 1.200 Kilowattstunden pro Jahr. Die Performance Ratio beträgt in diesem Fall 80 Prozent.

Die Definition der Performance Ratio ist ein wenig willkürlich, genauer gesagt gilt das für die Definition des nominalen Ertrags. Der Wirkungsgrad der Photovoltaik Module ist in dieser Definition berücksichtigt, alle anderen bekannten limitierenden Faktoren jedoch nicht. Hier ist zunächst der Wirkungsgrad des Wechselrichters zu nennen. Kein Wechselrichter erreicht 100 Prozent und es wäre durchaus denkbar, den Wirkungsgrad des Wechselrichters bei der Definition des nominalen Ertrags zu berücksichtigen.

Dasselbe gilt für andere Verlustmechanismen, die nicht auf einen Fehler hindeuten, sondern unvermeidlich sind und von den Herstellern der jeweiligen Komponenten in der technischen Dokumentation auch angegeben werden. Beispiele sind Leistungsverluste in den Solarkabeln und der geringere Wirkungsgrad der Photovoltaik Module bei höheren Temperaturen. Aus diesem Grund ist die Beschreibung des nominalen Ertrags als „theoretisch maximal möglicher Ertrag“ streng genommen nicht ganz korrekt. Nicht nur die Module, sondern auch die übrigen Komponenten der Photovoltaikanlage können auch theoretisch nicht vollkommen verlustfrei arbeiten.

Leicht zu bestimmen ist der tatsächliche Ertrag der PV-Anlage, dieser kann einfach am Stromzähler beziehungsweise am Wechselrichter abgelesen werden. Die kritische Messgröße ist die Sonneneinstrahlung, die zur Ermittlung des nominalen Ertrags benötigt wird. Wer es nicht zu genau nimmt, wird sich einfach mit Daten einer nahe gelegenen Wetterstation begnügen, die entsprechende Messungen vornimmt. Es werden jedoch auch Messgräte angeboten, um die Sonneneinstrahlung direkt an der PV-Anlage zu messen. Beim Einsatz dieser Geräte ist allerdings einiges zu beachten.

Die Oberfläche darf nicht verschmutzt sein und die Geräte müssen so montiert werden, dass sie auch bei tief stehender Sonne nicht von den Modulen verschattet werden. Über welchen Zeitraum die Performance Ratio ermittelt werden sollte, hängt davon ab, welche Informationen damit gewonnen werden sollen. Um mehrere Solaranlagen miteinander zu vergleichen, genügen relativ kurze Zeiträume von einigen Tagen. Um allmähliche Leistungsverluste der Anlage aufzuspüren, sind längere Messzeiträume erforderlich.

Meist wird geraten, ganze Jahre miteinander zu vergleichen. Das ist sicher richtig, allerdings geht der Sinn des Ganzen damit ein wenig verloren. Die Definition der Performance Ratio verfolgt ja gerade den Zweck, eine von Wetterschwankungen weitgehend unabhängige Messgröße zu liefern. Wer ganze Jahre vergleicht, kann auch einfach den Ertrag vergleichen, ohne allzu viel falsch zu machen.

Jeder Anlagenbesitzer kennt den Ratschlag, die Leistung der Photovoltaikanlage im Auge zu behalten, um mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen. Die ständige Überwachung der Performance Ratio stellt eine Verfeinerung dieses Verfahrens dar, weil kurzfristige wetterbedingte Leistungsschwankungen hier bereits berücksichtigt sind und die Ergebnisse zumindest deutlich weniger stark verfälschen.