Überwachung
Monitoring-Geräte zeichnen das tatsächliche Verhalten einer Photovoltaikanlage auf. Dabei werden die Erzeugung, Gleich- und Wechselstromspannung sowie -strom, der Wirkungsgrad, der Batteriezustand sowie der Netzbezug und die Netzeinspeisung gemessen. Die Daten werden in einer Zeitachse dargestellt, mit der Sie Fehler prüfen, den Ertrag mit der Planung abgleichen und Gewährleistungsansprüche belegen können. Wählen Sie nach der gewünschten Detailtiefe (Wechselrichterebene, Stringebene oder Modulebene mit Optimierern), nach der Frage, ob auch der Eigenverbrauch gemessen werden soll – was einen Smart Meter am Anschlusspunkt erfordert –, und nach der Art der Datenübertragung: ein Wi-Fi-, LAN- oder 4G-Modul, ein Datenlogger oder offenes Modbus. Logger und Gateways finden Sie unter Zubehör. Leitfaden
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Verwandte Monitoring-Kategorien
- Wi-Fi- und LAN-Module
- Intelligente Zähler
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Was Monitoring Ihnen außer einer Zahl auf dem Wechselrichter-Display bietet
Ein Monitoring-System macht eine Installation zu einem messbaren Objekt. Es protokolliert die Energieproduktion, DC- und AC-Spannung und Strom, den Wirkungsgrad, die Wechselrichtertemperatur, Ereignis- und Fehlercodes und mit der entsprechenden Hardware auch den Eigenverbrauch, den Netzbezug, die Einspeisung sowie den Batterieladezustand. Daraus ergeben sich vier wesentliche Vorteile. Sie können den Ertrag verifizieren und mit dem Wert abgleichen, für den das System ausgelegt wurde, anstatt sich auf ein Gefühl bezüglich des Wetters zu verlassen. Sie erhalten Fehlermeldungen an dem Tag, an dem etwas ausfällt, und nicht erst bei der nächsten jährlichen Inspektion – was bei einem verschatteten String oder einem defekten MPPT-Eingang einen Unterschied von mehreren hundert kWh ausmachen kann. Sie können sehen, wohin die selbst verbrauchte Energie fließt, und entscheiden, ob sich eine Batterie, ein Umlenkventil oder eine zeitgesteuerte Last tatsächlich auszahlt. Und Sie behalten Nachweise für Garantieansprüche, da ein Hersteller bei der Prüfung eines Leistungsanspruchs Zeitreihendaten anfordert und keine bloßen Erinnerungen.
Wie viel davon Sie erhalten, hängt davon ab, wo die Messung erfolgt. Der Wechselrichter selbst ist der günstigste Sensor im System und meldet die Werte pro MPPT kostenlos. Ein Smart Meter am Anschlusspunkt ergänzt die Verbrauchsseite. Optimierer oder Mikro-Wechselrichter fügen eine Telemetrie pro Modul hinzu. Ein Datenlogger oder ein Gateway fasst mehrere Wechselrichter in einer Anlagenansicht zusammen und kommuniziert oft via Modbus TCP mit einem Gebäudeleitsystem. Die richtige Tiefe ist diejenige, die die Fragen beantwortet, die der Anlagenbesitzer tatsächlich stellen wird.
AUS DER PRAXIS
"Die Systeme, die stillschweigend eine Unterleistung erbringen, sind fast nie diejenigen, die lautstark ausfallen. Ein einzelner MPPT-Eingang fällt aus, der Kunde sieht jeden Morgen immer noch eine Produktion, und ein Jahr lang bemerkt es niemand. Was dies erkennt, ist nicht ein hübscheres Dashboard, sondern eine Alarmregel, die einen String mit seinem Nachbarstring vergleicht. Zwei Strings auf demselben Dach sollten sich innerhalb weniger Prozent gegenseitig folgen. Wenn sie aufhören, synchron zu laufen, stimmt an diesem Tag etwas nicht, und Sie haben die Daten, um es zu beweisen."
Ladislav Proc · Photovoltaik-Spezialist, ONSA Plus
So wählen Sie das passende Monitoring für eine PV-Anlage aus
Monitoring wird zweimal gekauft: einmal als Hardware und einmal als das Portal, an das diese Hardware gebunden ist. Die Hardware ist günstig und lässt sich leicht vergleichen. Das Portal entscheidet für die nächsten zwanzig Jahre, was Sie sehen können, wie weit Sie in die Vergangenheit zurückblicken können und ob die Daten die Plattform überhaupt verlassen können.
Gehen Sie in dieser Reihenfolge vor: was sichtbar sein muss und in welcher Granularität, dann was gemessen werden muss, um dies zu ermöglichen, dann wie die Daten den Standort verlassen, und zuletzt die Fragen, die erst später auftreten: Alarmierung, Fernzugriff, Datenspeicherung und Export.
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Inverter-Ebene, String-Ebene und Modulebene
Die Granularität ist die erste Entscheidung, da sie sowohl die Kosten als auch die Darstellung eines Fehlers auf dem Bildschirm bestimmt.
- Die Inverter-Ebene ist die Basis und ist bei jedem Wechselrichter enthalten: gesamte AC-Ausgangsleistung, täglicher und kumulativer Ertrag, Effizienz, Temperatur und Fehlercodes. Sie sagt Ihnen, dass die Anlage funktioniert. Sie sagt Ihnen jedoch nicht, welches der vierzig Panele das Problem verursacht.
- Die String-Ebene bedeutet Spannung und Strom pro MPPT-Eingang, was die meisten modernen Wechselrichter melden und größere Einheiten pro einzelnem String ausgeben. Zwei Strings mit derselben Ausrichtung sollten innerhalb weniger Prozent übereinstimmen, sodass eine Divergenz einen Fehler auf einen String auf einer Dachfläche lokalisiert.
- Die Modulebene erfordert Optimierer oder Mikro-Wechselrichter und liefert Spannung, Strom und Ertrag pro Panel. Das ist genau das, was man auf Dächern mit Schornsteinen, Gauben oder Teilverschattung benötigt, und es ist die einzige Ansicht, die das einzelne zu ersetzende Panel benennt.
- Kosten gegenüber Nutzen: auf einem unverschatteten Südach mit zwei sauberen Strings beantwortet die String-Ebene fast jede Frage. Auf einem komplexen Dach mit mehreren Ausrichtungen amortisiert sich die Modulebene bereits beim ersten Mal, wenn ein defektes Panel gefunden werden muss.
Die Verbrauchsüberwachung benötigt einen Zähler
Ein Wechselrichter misst nur das, was er produziert. Er kann den Wasserkocher, die Wärmepumpe oder die Wallbox nicht sehen, daher muss jeder Wert für den Eigenverbrauch, den Import oder den Export aus einer separaten Messung am Netzanschlusspunkt stammen. Dies ist ein Smart Meter am Hauptanschluss, hinter dem Stromzähler des Versorgers und vor jedem Verbraucher sowie dem eigenen AC-Anschluss des Wechselrichters, der über RS485 Modbus RTU an den Wechselrichter oder Logger zurückgeführt wird.
- Ohne Zähler zeigt das Portal nur die Produktion an. Eigenverbrauchsquoten sind in diesem Fall Schätzwerte, keine Messungen.
- Mit einem Zähler erhalten Sie die bidirektionale Leistung pro Phase, sodass das Portal Produktion, direkten Eigenverbrauch, Batterieladung und Export trennen kann.
- Die Phasenanzahl richtet sich nach der Versorgung, nicht nach dem Wechselrichter. Eine Dreiphasen-Versorgung benötigt einen Dreiphasen-Zähler, selbst hinter einem einphasigen Wechselrichter.
- Die Untermessung einer Wärmepumpe, einer Wallbox oder einer Mietereinheit erfordert einen zusätzlichen Zähler in diesem Stromkreis, den die meisten Portale als separaten Kanal anzeigen.
Praxis-Tipp
Legen Sie den erwarteten Ertrag der Anlage und mindestens eine Alarmregel bei der Inbetriebnahme fest, während Sie noch vor Ort sind. Ein nicht konfiguriertes Portal meldet Fehler an niemanden. Die zwei Regeln, die die meisten Fehler aufdecken, sind Nullproduktion bei Tageslicht und eine String-Abweichung von seinem Pendant. Überprüfen Sie, ob die Benachrichtigungsadresse die des Kunden und des Installateurs ist und nicht nur die des Kontos, das die Anlage erstellt hat, und bestätigen Sie, dass das Kommunikationsmodul über eine stabile Verbindung verfügt, damit die Warnungen nicht einfach nur Offline-Meldungen sind.
Datenlogger und Gateways für Anlagen mit mehreren Wechselrichtern
Ein einzelner Wechselrichter für Privathaushalte mit einem Kommunikations-Stick benötigt nichts Weiteres. Sobald mehr als ein Wechselrichter vorhanden ist oder Zähler, Batterien und Drittsysteme an einem Ort erscheinen sollen, ist dies die Aufgabe eines Datenloggers oder Gateways.
- Aggregation: Der Logger pollt mehrere Wechselrichter über eine RS485-Daisy-Chain oder über Ethernet und präsentiert die Anlage als eine Einheit, mit kombiniertem Ertrag und Gerätedetails.
- Gerätekapazität: Logger sind für eine bestimmte Anzahl von Geräten ausgelegt, üblicherweise Dutzende von Wechselrichtern pro Einheit. Überprüfen Sie das Limit und die Liste der unterstützten Geräte, bevor Sie den Bus planen.
- Lokale Speicherung: Ein Logger puffert Messwerte, wenn das Internet ausgefallen ist, und lädt sie nachträglich hoch, sodass ein Leitungsabbruch kein dauerhaftes Loch in der Aufzeichnung hinterlässt.
- Exportsteuerung: Bei größeren Installationen wendet der Logger, nicht der einzelne Wechselrichter, das anlagenweite Leistungslimit basierend auf dem Zählerstand am Anschlusspunkt an.
- Gewerbliche Anlagen: Wenn gewerbliche Energiespeicher im Spiel sind, koordiniert das Gateway in der Regel auch das Laden und Entladen und meldet die Batterie an dasselbe Portal.
Offene Protokolle gegenüber geschlossenen Portalen
Die meisten Hersteller bieten ein kostenloses Cloud-Portal und eine App an. Das ist bequem, stellt aber auch eine Abhängigkeit dar: Das Portal definiert, was Sie sehen können, das Konto besitzt die Anlage und der Hersteller entscheidet, wie lange die Historie gespeichert bleibt und ob eine API existiert. Für ein Einfamilienhaus ist das in der Regel akzeptabel. Für eine gewerbliche Anlage, eine Wohnungsbaugesellschaft oder jeden mit einem Energiemanagementsystem lohnt es sich zu prüfen, welche Daten die Hardware lokal bereitstellt, bevor man sie kauft.
- Modbus TCP über Ethernet ist der gängige offene Weg. Der Wechselrichter oder Logger agiert als Server im lokalen Netzwerk, und jeder Client – von einem Gebäudeleitsystem bis hin zu Open-Source-Software – kann die Register auslesen.
- Modbus RTU über RS485 ist dasselbe Protokoll auf einem zweiadrigen seriellen Bus, das für Zähler und für Wechselrichter ohne Ethernet-Port verwendet wird. Verwenden Sie die Daisy-Chain-Verkabelung, geschirmte Twisted-Pair-Kabel und terminieren Sie lange Leitungen mit 120 Ω.
- SunSpec ist eine standardisierte Registerkarte auf Basis von Modbus, sodass ein kompatibles Gerät ohne markenspezifisches Mapping-Dokument ausgelesen werden kann.
- REST-APIs, die vom Portal bereitgestellt werden, ermöglichen es, historische Daten in das eigene Reporting zu ziehen, wobei Ratenbegrenzungen und auf einigen Plattformen kostenpflichtige Tarife gelten.
- MQTT findet sich in einigen Loggern und Drittanbieter-Gateways und eignet sich hervorragend, um Live-Werte direkt an einen lokalen Energiemanager zu senden, ohne den Umweg über die Cloud.
Alarmierung, Ferndiagnose und Serviceverträge
Für einen Installateur mit Serviceverpflichtung ist das Monitoring das Werkzeug, das diese Verpflichtung erschwinglich macht. Der Wert liegt nicht im Dashboard, sondern darin, eine Störung zu erkennen, bevor es der Kunde tut, und mit dem richtigen Ersatzteil vor Ort zu sein.
- Alarmregeln: Nullproduktion bei Tageslicht, Kommunikationsverlust, Abweichung eines Strings von seinem Nachbarstring, Wechselrichter-Fehlercodes, Warnungen zum Isolationswiderstand und bei Batterien ein abnormaler Ladezustand.
- Flottenansichten: Installateur-Portale listen jede Anlage unter einem Konto mit Status auf, sodass ein Bildschirm das Öffnen von dreißig Kunden-Logins ersetzt.
- Ferndiagnose: Das remote Auslesen der Fehlerhistorie und der Firmware-Versionen macht viele Vor-Ort-Einsätze zu einem Telefonat, und einige Marken ermöglichen Parameteränderungen oder Firmware-Updates über dieselbe Verbindung.
- Nachweise: Ein Hersteller, der einen Leistungsanspruch prüft, verlangt Zeitreihendaten. Eine kontinuierliche Protokollierung ab dem Tag der Inbetriebnahme ist die Grundlage hierfür.
- Zugriffsrechte: Trennen Sie Installateur- und Eigentümerkonten von Anfang an. Das Teilen eines Logins ist das, was eine spätere Übergabe oder einen Wechsel des Installateurs mühsam macht.
Datenspeicherung und Export
Die Aufbewahrungsrichtlinien unterscheiden sich stark und werden vor der Inbetriebnahme selten gelesen. Portale speichern hochauflösende Daten, Werte alle 5 oder 15 Minuten, typischerweise für ein begrenztes Zeitfenster von einigen Monaten, bevor sie zu täglichen, monatlichen und jährlichen Gesamtwerten kondensiert werden, die über Jahre aufbewahrt werden. Wenn Sie für einen Garantiefall Fünf-Minuten-Daten von vor drei Jahren benötigen, sind kondensierte Gesamtsummen nicht ausreichend.
Prüfen Sie drei Dinge, bevor Sie sich auf eine Plattform verlassen. Ob das Portal einen CSV- oder Excel-Export anbietet und in welcher Auflösung. Ob eine API verfügbar ist und ob diese inkludiert ist oder separat berechnet wird. Und ob die Hardware die Daten auch lokal über Modbus TCP in Ihre eigene Datenbank protokollieren kann, was die einzige Lösung ist, die den Datensatz unabhängig von den Geschäftsentscheidungen des Herstellers hält. Klären Sie zudem, wer Inhaber des Anlagenkontos ist, da in der Regel der Kontoinhaber, nicht der Standortbesitzer, die Daten und die Möglichkeit zu deren Übertragung kontrolliert.
Schnellvergleich der Monitoring-Ebenen
| Ebene | Was benötigt wird | Was angezeigt wird |
|---|---|---|
| Wechselrichter-Ebene | Wechselrichter plus Wi-Fi-, LAN- oder 4G-Modul | Gesamtproduktion, Effizienz, Temperatur, Fehlercodes. Basis für jedes System |
| String-Ebene | Pro-MPPT- oder Pro-String-Messung im Wechselrichter | Spannung und Strom pro String, sodass ein Fehler einer Dachfläche zugeordnet werden kann |
| Modul-Ebene | Optimierer oder Mikrowechselrichter an jedem Modul | Ertrag pro Modul, Verschattungsverluste und das exakte zu ersetzende Modul |
| Leistungsaufnahme | Smart Meter am Netzanschluss über Modbus RTU | Bezug, Einspeisung, Eigenverbrauchsquote und Batterieladeentscheidungen |
| Anlagenebene | Datenlogger oder Gateway über RS485 oder Ethernet | Mehrere Wechselrichter als eine Anlage, standortweite Einspeisebegrenzung, lokale Pufferung |
| Integration | Modbus TCP, SunSpec, REST-API oder MQTT | Daten im eigenen System, unabhängig vom Portal des Herstellers |
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Häufig gestellte Fragen zum PV-Monitoring
Was bringt mir ein Monitoring eigentlich konkret?
Vier Dinge: Die Verifizierung, dass das System den geplanten Ertrag liefert, Alarmmeldungen am Tag des Fehlers statt erst bei der nächsten Inspektion, ein gemessenes Bild des Eigenverbrauchs sowie eine lückenlose Datenhistorie zur Unterstützung von Garantie- oder Leistungsansprüchen.
Kann ich den Verbrauch auch ohne Smart Meter sehen?
Nein. Nein. Der Wechselrichter misst nur das, was er produziert. Für den Bezug, die Einspeisung und den Eigenverbrauch ist daher ein Smart Meter am Netzanschluss erforderlich, das über RS485 Modbus RTU angebunden ist. Ohne dieses Gerät ist jeder Eigenverbrauchswert im Portal lediglich eine Schätzung.
Was ist der Unterschied zwischen Monitoring auf String-Ebene und Modul-Ebene?
Das Monitoring auf String-Ebene meldet Spannung und Strom pro MPPT-Eingang, wodurch ein Fehler auf einen String einer bestimmten Dachfläche eingegrenzt werden kann. Das Monitoring auf Modul-Ebene erfordert Optimierer oder Mikrowechselrichter und meldet jedes Modul einzeln, sodass das exakte zu prüfene oder zu ersetzende Modul benannt werden kann.
Benötige ich für ein Einfamilienhaus einen Datenlogger?
In der Regel nicht. Ein Wechselrichter mit einem Kommunikationsmodul meldet die Daten direkt an das Portal des Herstellers. Ein Logger oder ein Gateway wird nützlich, wenn mehrere Wechselrichter vorhanden sind, Zähler und Batterien kombiniert werden sollen oder eine standortweite Einspeisebegrenzung erforderlich ist.
Kann ich meinen Wechselrichter ohne die Cloud des Herstellers auslesen?
Oft ja, über Modbus TCP im lokalen Netzwerk oder Modbus RTU über RS485, wobei einige Geräte dem SunSpec-Registermap folgen. Prüfen Sie die Schnittstellen vor dem Kauf, da die Portalverfügbarkeit und der lokale Zugriff separate Funktionen sind und nicht jedes Modell beides bietet.
Wie lange werden Monitoring-Daten gespeichert?
Das variiert je nach Plattform. Hochauflösende Daten mit Werten alle 5 oder 15 Minuten werden in der Regel für einen begrenzten Zeitraum von einigen Monaten vorgehalten und dann zu täglichen, monatlichen und jährlichen Gesamtwerten kondensiert, die über Jahre gespeichert werden. Klären Sie die Richtlinien und Exportoptionen, bevor Sie sich auf diese verlassen.
Kann ich die Daten nach Excel oder in mein eigenes System exportieren?
Die meisten Portale bieten einen CSV- oder Excel-Download an, wenn auch manchmal nur in reduzierter Auflösung, und einige stellen eine REST-API bereit, für die möglicherweise Gebühren anfallen. Für die volle Kontrolle sollten Sie die Daten zusätzlich zum Cloud-Portal lokal über Modbus TCP in Ihre eigene Datenbank loggen.
Welche Alarme lohnt es sich, einzurichten?
Beginnen Sie mit Nullproduktion während des Tages, Kommunikationsverlust und einer Abweichung eines Strings von einem vergleichbaren String. Ergänzen Sie dies durch Wechselrichter-Fehlercodes, Warnungen zum Isolationswiderstand und Anomalien des Batterieladezustands. Senden Sie diese an den Eigentümer und den Installateur, nicht nur an ein einziges Konto.
Funktioniert das Monitoring auch, wenn die Internetverbindung ausfällt?
Der Wechselrichter produziert unabhängig davon weiter, und ein Logger oder Kommunikationsmodul puffert die Messwerte lokal und lädt sie hoch, sobald die Verbindung wiederhergestellt ist. Ein kurzer Ausfall wird nachgepflegt, ein langer hinterlässt eine Lücke. Die Alarmierung stoppt während des Ausfalls, weshalb die Stabilität der Verbindung entscheidend ist.
Wem gehört das Monitoring-Konto nach der Übergabe?
Der Person, die die Anlage angelegt hat; weshalb Installateur- und Eigentümerkonten bereits ab der Inbetriebnahme getrennt sein sollten. Der Eigentümer benötigt einen eigenen Login mit vollständigem Anlagenzugriff, während der Installateur den Servicezugriff behält. Dies später oder nach einem Wechsel des Installateurs zu regeln, ist wesentlich schwieriger.
Was ein Monitoring-System anzeigen kann, hängt vom Wechselrichter, dem installierten Zähler und den vom Hersteller bereitgestellten Protokollen ab.
Über ONSA Plus
Warum Installateure in ganz Europa auf unser Monitoring setzen
ONSA Plus ist ein europäischer B2B-Distributor für Photovoltaik, Batteriespeicher, Wärmepumpen und E-Ladestationen. In unseren eigenen EU-Lagern führen wir über 1.500 Produkte von mehr als 25 Marken, darunter Huawei, Solis, SolaX und Dyness.
Wir sind nicht nur ein Handelsunternehmen. Wir planen und warten Energiesysteme selbst, sodass wir Fragen zu Monitoring, Messwesen und Ferndiagnose aus der Engineering-Praxis beantworten und nicht aus einem Katalog. Garantieansprüche wickeln Sie direkt mit uns ab, und Sie kaufen projektbezogen ein.
