fbpx
Allgemein

Solar-Wechselrichter – Funktion und Arten

Keine Kommentare

Was ist der Solar-Wechselrichter?

Der Solar-Wechselrichter einer Solaranlage ist ein wichtiger Bestandteil zwischen Solaranlage und Stromnetz. Eine Solaranlage erzeugt Gleichstrom – um diese Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln, benötigt man einen Wechselrichter. Grundsätzlich sind Wechselrichter danach zu unterscheiden, ob sie Komponente einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage sind oder einer Inselanlage. Je nachdem, ob ein Anschluss ans Stromnetz vorhanden ist, funktioniert der Wechselrichter etwas anders.

Funktion eines Wechselrichters

Bei einer ans Stromnetz angeschlossenen Photovoltaikanlage ist der Wechselrichter zwischen Stromzähler und Solarmodul bzw. zwischen Solarmodul und Verbraucher angeordnet. Gegebenenfalls auch dem Stromspeicher.

Wird der Strom ins Netz eingespeist, muss der Wechselrichter eine netzidentische Wechselspannung aufweisen. Diese netzidentischen Wechselrichter müssen von den Netzbetreibern anerkannt werden. Die Hauptaufgabe eines Wechselrichters ist also die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Diese Umwandlung ist notwendig, da unsere Stromnetze und auch die hausinternen Stromleitungen mit Wechselstrom arbeiten. Wechselrichter haben eine Eingangsseite (für Gleichstrom, Abkürzung: DC), an der sich ein oder mehrere Gleichstromsteller mit MPP-Tracker befinden, die von einem Mikroprozessor gesteuert werden. MPP meint hier den maximalen Power Point. In der nächsten Stufe erfolgt die eigentliche Umwandlung der Energie in Form von Wechselstrom (kurz AC), die anschließend an die Ausgangsseite weitergeleitet wird. Von dort wird sie ins Stromnetz eingespeichert.

Ein moderner Wechselrichter übernimmt weitere Funktionen. Neben der Umwandlung sind weitere Aufgaben z.B.:

  • Leistungsoptimierung: Alle Photovoltaikanlagen haben einen Maximum Power Point (MPP). An diesem Maximum Point ist die Kombination aus Strom und Spannungswerten optimal. Durch eine gezielte Veränderung des Innenwiderstands in regelmäßigen Zeitabständen schafft es der Wechselrichter die Solarmodule beständig auf diesem Maximum Power Point zu halten
  • Netzüberwachung: eine konstante Frequenz von 50Hertz ist essenziell – genauso wie die Einhaltung von weiteren Netzparametern. So kann sichergestellt werden, dass das Stromnetz stabil bleibt. Wenn die Werte der Spannung, Frequenz und Impedanz einen Grenzwert überschreiten, kann der Wechselrichter mittels einer Trennvorrichtung das Gerät automatisch vom Stromnetz trennen.
  • Schutz des Netzes vor Überlastung
  • Ertrags- und Anlagenüberwachung: Mittels einer Kommunikationsschnittstelle wird die Spannung, die Stromstärke und die aktuelle Leistung der Anlage überwacht. Störungen können so schnell erfasst werden
  • Sicherheit: Durch eine Kühlfunktion wird eine Überhitzung verhindert. Mittels einer DC-Trennvorrichtung kann auch während der Betriebszeit an der Anlage gearbeitet werden

Die verschiedenen Typen von Wechselrichtern

Stringwechselrichter: Ein Stringwechselrichter ist der am häufigsten eingesetzte Wechselrichter. Hier werden mehrere Module in Reihe geschaltet und bilden somit einen Strang (String). Die Photovoltaikmodule werden also in Reihe geschaltet und so an das öffentliche Stromnetz angeschlossen.  Die Stringwechselrichter eignen sich sowohl für kleine als auch große Anlagen.

Mikrowechselrichter: Diese Art eines Wechselrichters wird direkt an das Solarmodul angeschlossen. So verfügt jedes Solarmodul über seinen eigenen Wechselrichter. Sie werden hauptsächlich bei kleineren Anlagen eingesetzt.

Batteriewechselrichter: Ein Batteriewechselrichter kombiniert eine Solaranlage mit einem Stromspeicher – so regelt er intelligent das Laden und Entladen der Solarbatterie.

Hybrid-Wechselrichter: Diese Wechselrichter sind eine Kombination aus Photovoltaik- und Batteriewechselrichter. Mittels dieser Lösung werden zwei Geräte vereint. Das spart Platz und Kosten. Zusätzlich enthalten sie eine Notstromfunktion

Weiterer Wechselrichter: Zentralwechselrichter

Solar Wechselrichter für Photovoltaikanlagen | IBC SOLAR (ibc-solar.de)

Der Solar-Wechselrichter und der Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad des Solar-Wechselrichters ist von zentraler Bedeutung. Dieser stellt Informationen über die maximale Energieumwandlung der gesamten Anlage bereit und entscheidet so über den Ertrag einer Photovoltaikanlage und somit auch über die Wirtschaftlichkeit. 

Wichtige Faktoren sind z.B. die Sonneneinstrahlung und der Standort der Anlage. Diese Faktoren wirken sich auf die Leistung aus. Daraus geht hervor, dass an verschiedenen Standorten ein und derselbe Wechselrichter einen unterschiedlichen Wirkungsgrad hat.

Anhand des eingeführten „europäischen Wirkungsgrades“ wird der Mittelwert der Wirkungsgrade bei unterschiedlichen Teilleistungen abgebildet.

Anschluss des Solar-Wechselrichters

Der Anschluss eines Solar-Wechselrichters wird mittels eines Gleichstromkabel umgesetzt. Dieses Gleichstromkabel besteht üblicherweise aus einem Kupferkabel mit großen Kabelquerschnitten.

Grundsätzlich empfiehlt sich die Installation des Wechselrichters im Hausinneren, weil er hier vor Wind und Wetter geschützt ist. Bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom entstehen Verluste. Diese werden in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben. Aus diesem Grund sollte der Wechselrichter in einem kälteren Raum installiert werden, da die Wärme womöglich nicht richtig abgeleitet werden kann und so die Lebensdauer des Gerätes beeinflusst wird. Ebenso die Nähe zur Decke oder zu weiteren Wechselrichtern kann die Wärmeabfuhr beeinflussen. So sollten also fest vorgeschriebene Mindestabstände eingehalten werden.

Sie haben Fragen? Wir sind für Sie da. Als Experten für dezentrale Energiesysteme stehen wir Ihnen jederzeit zur Verfügung. Für ein kostenloses Angebot können Sie uns jederzeit kontaktieren.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.