Aufbau
Was macht ein Wechselrichter?
Jede Photovoltaikanlage benötigt einen Wechselrichter. Doch was genau macht ein Wechselrichter? Welche Modelle sind auf dem Markt und wie entscheidet man sich für das richtige? Hier erfahren Sie mehr über dieses unerlässliche Bauelement von Solaranlagen, alles über den optimalen Wechselrichter-Standort und auch darüber, wie Sie Wechselrichter und Photovoltaik anschließen.
Was ist ein Wechselrichter in einer PV-Anlage
Ein kurzer Überblick für Sie: Wie funktioniert eine Solaranlage – und welche Funktionen übernimmt der Wechselrichter dabei? Die Antwort in Kürze: Wechselrichter sind entscheidend für die Umwandlung des erzeugten Gleichstroms der Solarmodule in netzkonformen Wechselstrom. Für die Verwendung des erzeugten Solarstroms in Ihrem Eigenheim oder auch für die Einspeisung ins öffentliche Netz ist eine Umwandlung in 230-V-Wechselstrom notwendig. Der Wechselrichter agiert dabei also als Brücke zwischen Ihrer PV-Anlage und Ihrem alltäglichen Stromverbrauch. Diese Aufgabe übernimmt der Wechselrichter der Photovoltaikanlage.
Gleichstrom und Wechselstrom: Was bedeutet das genau?
Wie funktioniert ein Wechselrichter Photovoltaik im Detail?
Ein Wechselrichter in einer Photovoltaikanlage hat die Aufgabe, den von den Photovoltaikmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln. Die Wechselrichter für PV-Anlagen erzeugen einen sinusförmigen Spannungsverlauf – vergleichbar mit dem eines Synchrongenerators aus dem öffentlichen Stromnetz. Dies ermöglicht es, den von Ihrer PV-Anlage erzeugten Solarstrom entweder direkt ins Netz einzuspeisen oder ihn in Ihrem Haushalt zu nutzen. Dabei geschieht die Transformation von Gleichstrom zu Wechselstrom mittels komplexer Transistor-basierter Schaltungen. Neben der Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom übernehmen Wechselrichter von Solaranlagen aber noch weitere Aufgaben, wie zum Beispiel:
Leistungsoptimierung
Jede Photovoltaikanlage hat einem Maximum Power Point (MPP), welcher die Spitzenleistung markiert. Dieser Punkt ist abhängig von Faktoren wie Spannung, Stromstärke, Sonneneinstrahlung und Temperatur und variiert im Tagesverlauf. Um stets die optimale Leistung zu erzielen, passt der MPP-Tracker in einem Wechselrichter den Betriebszustand der Anlage fortlaufend an.
Überwachung des Systems
Der Wechselrichter kontrolliert sowohl den Energieertrag der Photovoltaikanlage als auch das angeschlossene Stromnetz. Dieses ist besonders wichtig, denn so verhindert er eine potenzielle Netzüberlastung. Bei Abweichungen in Spannung oder Frequenz nimmt der Wechselrichter, je nach Grad der Abweichung, regulierende Maßnahmen vor, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Kommunikation
Wechselrichter sind mit durchdachten Kommunikationsschnittstellen ausgestattet. Diese Schnittstellen ermöglichen die Überwachung von Spannung, Stromstärke und Leistung. Für eine bequeme Überwachung und Optimierung können Ertragsdaten online an Datenportale oder Energiemanagementsysteme gesendet und von verschiedenen Endgeräten aus abgerufen werden.
Sicherheit
Zur Vermeidung von Überhitzung besitzen Wechselrichter eine Kühlung. Viele Modelle bieten auch eine DC-Trennvorrichtung, die den Stromfluss zwischen Solarmodulen während des Betriebs unterbrechen kann, um sicher Wartungsarbeiten durchzuführen.
Arten von Solarstrom-Wechselrichtern
Wechselrichter für Photovoltaikanlagen unterscheiden sich nicht nur in ihrem Funktionsumfang, sondern auch in ihrem Wirkungsgrad. Welchen Typ von Wechselrichter Sie für Ihre Photovoltaikanlage benötigen, hängt in erster Linie von der Leistung und der Verschaltung Ihrer Solarmodule ab. Aber auch der Standort Ihrer Anlage und die spezifischen örtlichen Gegebenheiten sollten Sie berücksichtigen.
Für Photovoltaikanlagen gibt es fünf verschiedene Wechselrichter-Typen:
- Inselwechselrichter
- Modulwechselrichter
- Stringwechselrichter
- Multistringwechselrichter
- Zentralwechselrichter
- Hybridwechselrichter
Wechselrichter für zuverlässige Stromversorgung
Leistungsstarke Wechselrichter von renommierten Herstellern, die für eine effiziente Energieumwandlung sorgen und eine zuverlässige Stromversorgung gewährleisten, finden Sie bei uns. Wir beraten Sie gerne!
Für jede Anlage der passende Wechselrichter – ein Überblick
Wechselrichtern lassen sich jedoch anhand von drei zentralen Eigenschaften kategorisieren: ihrer Leistung, der DC-seitigen Konfiguration und ihrer Schaltungstopologie. Hier erhalten Sie einen Überblick über die verschiedenen Eigenschaften und worauf es zu achten gilt:
Die Leistung eines Wechselrichters
Die Bandbreite der verfügbaren Leistungen reicht von zwei Kilowatt bis in den Megawattbereich. Übliche Leistungen sind 5 kW für private Hausdachinstallationen, 10–20 kW für gewerbliche Einrichtungen wie Hallen- oder Scheunendächer und 500–800 kW, die in Solar-Kraftwerken Anwendung finden.
Die Modulverschaltung des Wechselrichters
Die DC-seitige Auslegung beschäftigt sich mit der Verbindung der Solarmodule zum Wechselrichter. Hierbei wird zwischen String-, Multistring- und Zentral-Wechselrichtern unterschieden. Der Begriff „String“ bezieht sich auf einen in Reihe geschalteten Strang von Modulen. Multistring-Wechselrichter besitzen zwei oder mehrere String-Eingänge, wobei jeder über einen eigenen MPP-Tracker (Maximum Power Point) verfügt. Diese sind vor allem dann von Vorteil, wenn der Solar-Generator aus unterschiedlich ausgerichteten Teilflächen besteht oder wenn es zu partiellen Verschattungen kommt. Zentral-Wechselrichter, obwohl leistungsstärker, verfügen nur über einen MPP-Tracker und sind ideal für Großinstallationen mit einem homogenen Generator.
Verschiedene Schaltungstopologie eines Wechselrichters
In Bezug auf die Schaltungstopologie wird zwischen ein- und dreiphasigen Wechselrichtern sowie Geräten mit und ohne Transformator differenziert. In kleineren Anlagen werden in der Regel einphasige Wechselrichter verwendet. In großen Solaranlagen, aufgrund der Schieflastgrenze von 4,6 kVA, ist entweder ein Zusammenschluss mehrerer einphasiger Wechselrichter oder der Einsatz dreiphasiger Wechselrichter erforderlich. Der Transformator dient zur galvanischen Trennung und ermöglicht die Erdung der Solar-Module. Wenn es die Gegebenheiten erlauben, werden jedoch transformatorlose Wechselrichter bevorzugt. Diese sind kompakter und leichter als Geräte mit Transformator und zeichnen sich zudem durch einen höheren Wirkungsgrad aus.
Wechselrichter und Photovoltaik anschließen: darauf sollte Sie achten
Der richtige Wechselrichter Standort und das korrekte Anschließen sind essenziell für seine Effizienz.
Modulwechselrichter werden an den Modulen selbst angebracht. String-
und Multistringwechselrichter werden dagegen meist frei platziert. Positionieren Sie den Wechselrichter
nahe den Photovoltaikmodulen, um Leistungsverluste zu minimieren. Üblicherweise wird er an einer Kellerwand
montiert, doch bei Flachdachinstallationen auch am Boden. Er sollte für Sie leicht zugänglich und nicht in
Wohnräumen sein, da er laut werden kann. Ein kühler, gut belüfteter und staubarmer Ort optimiert seine
Leistung und Effizienz.
Fazit: Der passende Wechselrichter für Ihre PV-Anlage
Wenn Sie nun noch auf folgende Punkte achten, sollte Ihrem Weg zur erneuerbaren Solarenergie nichts mehr im Wege stehen. Beachten Sie eine mindestens fünfjährige Herstellergarantie mit Verlängerungsoption, das Vorhandensein des europäischen CE-Zeichens und holen Sie sich rechtzeitig Angebote für vergünstigten Austausch oder Reparatur nach Garantieende. Beachten Sie auch, dass Wechselrichter eine Lebensdauer von etwa 15 Jahren haben, während Photovoltaikanlagen über 20 Jahre laufen können. Eine regelmäßige Wartung des Wechselrichters zusammen mit der gesamten Anlage ist daher empfehlenswert.