Renogy ShadowFlux 200W: unsere ausführliche Einschätzung

Was die ShadowFlux-Technologie wirklich ändert

Bei einem klassischen Solarmodul sind die Zellen in Reihe geschaltet und in drei große Abschnitte gruppiert, jeder durch eine einzelne Bypass-Diode geschützt. Fällt nur eine Zelle in den Schatten, wird ihr gesamter Abschnitt überbrückt: Das Modul verliert schlagartig ein Drittel seiner Leistung wegen weniger Quadratzentimeter Abdeckung. Das ist die strukturelle Schwachstelle der Photovoltaik auf einem verbauten Dach, und genau das greift das ShadowFlux an.

Das Modul ist in 28 unabhängige Zonen unterteilt, jede mit eigener Diode. Ein punktueller Schatten legt nun nur noch einen Bruchteil der Fläche still statt eines ganzen Drittels des Moduls: Je feiner die elektrische Unterteilung, desto weniger belastet ein lokaler Schatten das Ganze. Das Prinzip beruht auf der Physik der Reihenschaltung und nicht auf einem Marketing-Argument, das Renogy vorbehalten wäre, und findet sich in ähnlicher Form auch bei anderen Herstellern, die eine feine Segmentierung einsetzen.

Renogy nennt unter diesen Bedingungen bis zu 85 % Mehrertrag gegenüber einem klassischen Modul. Das ist eine Herstellerangabe, gültig im für die Marke günstigsten Szenario (ein dünner, gut platzierter Schatten), kein Durchschnitt über alle Bedingungen hinweg: Der nächste Abschnitt zeigt, was das konkret bedeutet, Grenzen eingeschlossen.

Dünner Schatten, breiter Schatten: zwei sehr unterschiedliche Verhaltensweisen

Der Mechanismus zeigt sich auf zwei Verschattungsebenen mit jeweils unterschiedlichem Ergebnis.

Unter einem dünnen, punktuellen Schatten (eine Linie, der Rand einer Dachluke, ein Antennenmast) bleibt der Leistungsverlust weitgehend proportional zur bedeckten Fläche. Ein Schatten, der etwa ein Zehntel der Modulfläche verdeckt, senkt die Leistung um ungefähr denselben Anteil, weit entfernt vom unverhältnismäßigen Einbruch eines klassischen Moduls mit drei Dioden, bei dem derselbe dünne Schatten die Leistung um mehr als 90 % senken kann, weil er einen ganzen Abschnitt mitnimmt.

Sobald ein breiterer Schatten dagegen mehrere Zellen gleichzeitig bedeckt, etwa ein Ast, der das Modul überquert, sinkt die Leistung trotzdem stark. Bei zwei zusammengeschalteten Modulen dieser Baureihe fällt die Leistung so auf rund 35 W unter breitem Schatten, gegenüber über 300 W bei voller Sonne.

Der physikalische Grund liegt in der Reihenschaltung: Bei einem klassischen Modul zwingt eine verschattete Zelle ihren schwachen Strom dem gesamten Abschnitt auf, der ein gutes Dutzend gesunder Zellen umfassen kann, die dadurch im Leerlauf mitlaufen. Mit 28 statt 3 Abschnitten zählt jeder Abschnitt nur noch wenige Zellen: Eine verschattete Zelle belastet dann eine deutlich kleinere Gruppe, weshalb der Verlust der tatsächlich beschatteten Fläche näher folgt.

N-Typ-Zellen mit 25 %: was über die Zahl hinaus Bestand hat

Die N-Typ-Zelle ist kein Alleinstellungsmerkmal von Renogy: Sie ist die Generation, die PERC in der gesamten Photovoltaikbranche ablöst. Zwei Vorteile tauchen unabhängig von der Marke immer wieder auf. Der erste betrifft die Temperatur: Eine PERC-Zelle, Bor-dotiert, leidet unter lichtinduzierter Degradation, die sich mit Wärme verstärkt, während eine N-Typ-Zelle, Phosphor-dotiert, diesen Mechanismus nicht zeigt.

Der Temperaturkoeffizient des ShadowFlux liegt bei -0,29 %/°C, ein Wert, der diesen Vorteil direkt widerspiegelt: Pro Grad über 25 °C verliert das Modul nur 0,29 % seiner Leistung, während ein übliches PERC-Modul eher zwischen -0,35 und -0,40 %/°C liegt. Auf einem Fahrzeugdach, dessen Oberfläche im Hochsommer regelmäßig 60 °C überschreitet, summiert sich der Abstand auf mehrere Leistungspunkte.

Diese Rechnung bleibt eine rechnerische Hochrechnung aus den von den Herstellern veröffentlichten Koeffizienten, angewendet auf einen Abstand von 35 °C über dem Referenzwert von 25 °C: keine Messung an zwei zur gleichen Zeit nebeneinander platzierten Modulen, sondern nur der Abstand, den die jeweiligen Datenblätter rechnerisch zulassen.

Der zweite Vorteil betrifft die Degradation über die Zeit. Renogy sichert die Modulleistung 25 Jahre lang mit einer Zusage von 80 % erhaltener Leistung zu diesem Zeitpunkt zu, ein günstigeres Tempo als das, was üblicherweise mit einer Standard-PERC-Zelle verbunden wird, auch wenn der verfügbare Erfahrungswert bei dieser Zellgeneration im Endkundenmarkt kürzer ausfällt als bei PERC, das schon länger verbaut wird. Die 16 Busbars (gegenüber 5 bis 9 bei einem klassischen Modul) senken zudem die Widerstandsverluste und begrenzen die Auswirkung eines Mikrorisses, aus denselben Gründen, die bereits beim Renogy 16BB derselben Zellreihe festgestellt wurden.

Format und Gewicht: eine Dichte auf Augenhöhe mit dem 16BB, kein eigenständiges Argument

Mit 1262 x 764 x 30 mm bei 10,81 kg belegt das ShadowFlux rund 0,96 m² für 200 W installierte Leistung, eine Dichte von rund 208 W je Quadratmeter Dachfläche. Das ist ein guter Wert an sich, verdankt sich aber nicht der ShadowFlux-Technik als solcher: Das Renogy 16BB 175W, das dieselbe N-Typ-Zelltechnik teilt, aber nicht die Verschattungsunterteilung, erreicht eine nahezu identische Dichte von rund 206 W je Quadratmeter.

Das flexible EcoFlow-Modul fällt auf einer ganz anderen Achse auf: Mit nur 23 g je Watt gegenüber 54 bis 59 g bei den drei starren Modulen ist es mit Abstand das leichteste, eine direkte Folge seiner Bauweise ohne Glas und Rahmen. Diesen Vorteil bezahlt es mit einer geringeren Flächendichte (155 W/m² gegenüber 200 bis 208 W/m² bei den starren Modulen, die jeden Quadratzentimeter Dach besser nutzen) und in der Regel einer kürzeren Lebensdauer bei gleicher Zelltechnik.

Gegenüber den beiden anderen starren Modulen derselben Marke bringt das ShadowFlux also keinen Vorteil bei Format oder Gewicht: Sein Mehrwert liegt vollständig in der oben beschriebenen Verschattungsunterteilung, nicht in einer besseren Dichte.

MC4-Stecker und Spannungsstabilität bei Teilverschattung

Das ShadowFlux nutzt MC4-Stecker nach IP67, den nahezu universellen Standard der Solarbranche. Seine Leerlaufspannung von 36,5 V und seine Spannung am Punkt maximaler Leistung von 31,3 V bei 6,86 A liegen im Eingangsbereich nahezu jedes 12-V- und 24-V-MPPT-Reglers am Markt, die in der Regel deutlich höhere Spannungen zulassen, um bei großer Kälte Spielraum zu lassen.

Die Zonenaufteilung bringt einen zweiten Vorteil, der auf einem Datenblatt weniger sichtbar ist: Da unter Teilverschattung mehr Zellen aktiv bleiben, bleibt die Ausgangsspannung des Moduls stabiler als bei einem klassischen Modul, bei dem ein vollständig überbrückter Abschnitt die verfügbare Spannung stark schwanken lässt. Ein MPPT-Regler rastet leichter auf seinem Punkt maximaler Leistung ein, wenn die Spannung stabil bleibt, statt bei jeder vorbeiziehenden Wolke oder jedem wandernden Schatten zu springen.

Ein praktischer Punkt für alle mit einer bestehenden Anlage: Dieses Modul mit vorhandenen PERC-Modulen unterschiedlicher optimaler Spannung in Reihe zu verbinden, kann die gesamte Kette leicht auf das Niveau des schwächeren Moduls begrenzen, genau wie beim 16BB derselben Marke. Am sichersten bleibt es, dieses Modul an einen eigenen MPPT-Eingang anzuschließen, sofern der Regler mehrere bietet.

Montage: Gewicht und Abdichtung rechtzeitig einplanen

Mit 10,81 kg bei 1262 x 764 mm lässt sich das ShadowFlux allein ohne große Schwierigkeit handhaben, ist aber groß genug, dass ein zweites Paar Hände beim Positionieren auf einem geneigten Dach oder bei leichtem Wind hilfreich ist. Dem Modul liegen keine Montagewinkel bei: Das ist ein separater Kauf, üblich bei dieser Art von Produkt, aber im Budget und im Zeitplan zu berücksichtigen.

Bei der Abdichtung nennt das Datenblatt des Herstellers die Schutzart IP67 für Modul und Stecker insgesamt. Für dasselbe Modell kursiert auf manchen Seiten auch ein höherer Wert von IP68, ohne dass die offizielle Renogy-Dokumentation ihn bestätigt: Besser, man hält sich an das vom Hersteller angegebene IP67 und klärt den Punkt vor einem stark exponierten Einsatz, insbesondere auf einem Boot.

Der angegebene Betriebsbereich von -40 °C bis 85 °C deckt die Bedingungen auf einem Fahrzeugdach in Europa, Winter wie Sommer, komfortabel ab. Einscheibensicherheitsglas mit geringem Eisenanteil, ein korrosionsgeschützter Aluminiumrahmen und die Anschlussdose runden eine Konstruktion ab, die den bewährten Standards der Branche folgt.

Verarbeitung, Garantie und was das Datenblatt tatsächlich bestätigt

Die Konstruktion folgt den oben bereits beschriebenen Standards der Branche. Renogy gewährt 5 Jahre Garantie auf Material und Verarbeitung und sichert 80 % der Nennleistung nach 25 Jahren zu, ein Tempo, das eher aktuellen Marktstandards entspricht als darüber hinauszugehen: Mehrere Wettbewerber nennen 10 bis 12 Jahre allein auf das Material, doppelt so lang wie bei diesem Modul.

Das Vokabular rund um die elektrische Aufteilung geht mancherorts weiter, als das Datenblatt hergibt: In der Produktkommunikation ist von einer dynamischen Stromverteilung und einer Umschaltung in 0,01 Sekunden die Rede, ein Vokabular, das aktive Steuerelektronik nahelegt. Das Datenblatt selbst beschränkt sich dagegen auf eine Architektur aus Bypass-Dioden, eine Standard-Anschlussdose und keine zusätzlich aufgeführte aktive Komponente. Eine Bypass-Diode reagiert physikalisch innerhalb eines Bruchteils einer Mikrosekunde, sobald sie in Durchlassrichtung gepolt ist, was die Formulierung technisch korrekt macht, sie aber in ein Vokabular kleidet, das eher der Elektronik-Werbesprache als der Beschreibung eines tatsächlich zusätzlich verbauten Bauteils entspricht.

Für dieses Modell wurde kein Sicherheitsrückruf gefunden. Ein älterer Rückruf betrifft ein faltbares flexibles Modul einer völlig anderen Generation (Überhitzungsrisiko, 2016), ohne Bezug zu dieser starren Konstruktion aus Einscheibensicherheitsglas.

Renogy vertreibt einen Teil seiner ShadowFlux-Baureihe inzwischen auch unter der ergänzenden Bezeichnung REGO, ohne dass für dieses konkrete Modell ein Spezifikationsunterschied zwischen den beiden Bezeichnungen festgestellt wurde.

Preis und Einordnung innerhalb der Renogy-Baureihe

Der beobachtete Preis liegt in Deutschland bei rund 234 Euro, gegenüber etwa 140 Euro für das 16BB 175W derselben Marke mit derselben Zelltechnik. Der Abstand von rund 94 Euro erklärt sich weder durch den Wirkungsgrad (nahezu identisch) noch durch die Dichte je Quadratmeter (gleichwertig), sondern vollständig durch die Verschattungsunterteilung in 28 Zonen.

Je Watt bleibt das ShadowFlux ein teures Modul: rund 1,17 Euro je Watt gegenüber 0,80 Euro beim 16BB. Dieser Aufpreis ergibt nur Sinn, wenn das betroffene Dach wirklich wiederkehrend teilverschattet ist (Antenne, Dachluke, Dachträger). Auf einem freien Dach bietet das 16BB einen nahezu identischen Grundwirkungsgrad für deutlich weniger Geld, und das 100W-Modul derselben Marke geht bei der Materialgarantie noch weiter (10 statt 5 Jahre) für alle, die weder die Leistung noch die Verschattungsunterteilung benötigen.

Für wen sich dieses Modul eignet, und für wen nicht

Das Renogy ShadowFlux 200W eignet sich zuerst für alle, die ein Modul auf ein Dach eines Wohnmobils, Kastenwagens, Boots oder einer Hütte montieren, das bereits teilweise durch eine Antenne, eine Dachluke, einen Dachträger oder einen Kamin belegt ist, also für Fälle, in denen ein dünner, punktueller Schatten regelmäßig zu einem bestimmten Zeitpunkt des Tages wiederkehrt. Die Aufteilung in 28 Zonen bringt dort einen echten, auf dem physikalischen Mechanismus dieser Segmentierung beruhenden Gewinn, nicht nur eine Herstellerangabe.

Weniger geeignet ist es für alle mit einem vollständig freien Dach ohne vorhersehbare Schattenquelle: Das 16BB derselben Marke bietet dann einen gleichwertigen Grundwirkungsgrad für deutlich weniger Geld. Ebenso wenig geeignet ist es für alle, die mit einem breiten, dauerhaften Schatten zurechtkommen müssen (ein naher Baum, der einen großen Teil des Dachs den ganzen Tag über bedeckt), ein Fall, in dem die Leistung unabhängig vom montierten Modul stark einbricht. Wer schließlich ein transportables, faltbares Format für den mobilen Einsatz sucht, greift besser zu einem flexiblen oder faltbaren Modul statt zu diesem starren 10,81-kg-Modul.