Stringwechselrichter verringern Leistungsverluste, doch wann lohnen sie sich?

Bei in Reihe geschalteten Photovoltaikmodulen kommt es häufig zu Verlusten: Das schwächste Modul drosselt die Leistung aller anderen. Fällt zum Beispiel auf ein Modul einen Teil des Tages Schatten, hat das Auswirkungen auf alle anderen Module und die Leistung des gesamten Stranges reduziert sich zum Teil drastisch. Diese Leistungsverluste durch Temperatur, Einstrahlung der Sonne, Verschattung, Neigung oder auch schon durch produktionsbedingte Unterschiede heißen Mismatching-Verluste. String- oder Strangwechselrichter halten diese Verluste so gering wie möglich. Deshalb ist ihr Einsatz sowohl in kleineren PV-Anlagen als auch in größeren Solaranlagen ratsam.

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Einen Überblick über die verschiedenen Hersteller und Typen von Stringwechselrichtern finden Sie hier!
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Vor- und Nachteile des Stringwechselrichters

Großer Vorteil des Einsatzes von Stringwechselrichtern ist wie bereits erwähnt die Reduzierung der Leistungsverluste der gesamten Anlage. Zwar gibt es auf dem Markt bereits Solarmodule mit eigenen MPP-Tracker, der eine Anpassung der einzelnen Paneele je nach Sonneneinstrahlung ermöglicht, diese sind allerdings derzeit noch sehr preisintensiv. Durch Einsatz der Stringschaltung kann man diese Verluste minimieren, eine komplette Reduzierung der Verluste ist jedoch auch mit Stringwechselrichter nicht realisierbar.

Im Allgemeinen wird angeraten, die Missmatching-Verluste bei größeren Anlagen ab einer Fläche der Solarmodule von über 30 Quadratmetern aktiv zu reduzieren. Hier lohnt sich der Einsatz des Stringwechselrichters, um gegen Einbußen in der Energiegewinnung vorzugehen.

Bei Multi-String-Wechselrichtern variieren die Preise der Modelle stark entsprechend der Höhe ihres Wirkungsgrades. Je höher der Wirkungsgrad des Modells ist, desto teurer ist das Gerät. Hier ist es umso wichtiger, durch Berechnungen im Vorfeld abzuklären, ob sich die Investition des Strangwechselrichters für die Solaranlage lohnt und wirtschaftlich ist. Und es lohnt sich in jedem Fall immer, schon bei der Planung daran zu denken, die Module zu sortieren und zum Beispiel darauf zu achten, Module desselben Herstellers an einen Strang anzuschließen, um Verluste zu vermeiden.

Bildquelle: Fronius
Bildquelle: Fronius

Wie unterscheiden sich zentrale Wechselrichter und Multi-String-Wechselrichter?

Wesentlicher Unterschied beider Systeme ist der Anschluss der einzelnen Module. Beim zentralen Wechselrichter werden die Anschlüsse der Module parallel und zentral an einem Gerät verbunden, wohingegen bei einem String-Wechselrichter die einzelnen Paneele in Reihe geschaltet werden.

Der Vorteil des Multi-String-Wechselrichters zeigt sich beispielsweise bei Anlagen mit verschiedener Ausrichtung, Neigung oder Verschattung der einzelnen Solarpaneele. Hier macht es der Multi-String-Wechselrichter möglich, Module, welche den gleichen Bedingungen unterliegen, gezielt zusammenzuführen. Dies führt auch zur Reduzierung von Kabelverlusten und ermöglicht kleinere Kabelquerschnitte. Die Betriebs- sowie Installationskosten werden somit gesenkt und die Anlage ist effizienter.

Ausstattung und Zusatzoptionen

Die zahlreichen Wechselrichtermodelle auf dem Markt unterscheiden sich nicht nur durch ihren Preis, sondern auch durch ihre Zusatzfunktionen. Multi-String-Wechselrichter haben verschiedene Leistungsbereiche, Eingangsspannungsbereiche, Eingangsströme, Wirkungsgrade, MPP-Eingänge und Einsatzbereiche (indoor oder outdoor). Je nach Modell gibt es integrierte Kühlsysteme und Lüftungsmöglichkeiten.

Seit einiger Zeit setzen sich immer mehr Geräte, welche trafolos arbeiten, auf dem Markt durch. Diese haben nicht außer Acht zu lassende Vorteile gegenüber Anlagen mit Trafo: Bedeutend für einen trafolosen Wechselrichter ist der Wegfall der Umwandlungsverluste im Trafo selbst. Dadurch erreicht man einen höheren Wirkungsgrad bis zu etwa 98 Prozent gegenüber Wechselrichtern mit Trafo, bei denen der Wirkungsgrad nur etwa 96 Prozent beträgt.

Bildquelle: SMA
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Ab einer Wechselstromleistung von 4,6 kW sollte die Anlage dreiphasig (anstatt einphasig und zweiphasig) einspeisen, bei kleineren Anlagen würde anstatt dreiphasig auch einphasige und zweiphasige Einspeisung genügen.

Zu bedenken ist auch, wie der Inverter verbaut wird. Ihn innen zu montieren empfiehlt sich, wenn dieser als Überwachungsstation der Anlage dienen soll. Aber auch Stringwechselrichter im Outdoor-Bereich sollten vor Feuchtigkeit und direkter Sonneneinstrahlung geschützt sein. Günstig wäre auch hier das Aufstellen eines kleinen Schutzhauses für die Anlage.

Zueinander passende Geräte und Module sind auf dem auf Solaranlagen spezialisierten Portal SecondSol zu finden. Hier finden sich sowohl gebrauchte als auch neue Wechselrichter für jede Anlage.