Was man über Wechselrichter wissen sollte

Wechselrichter sind das A und O jeder Solaranlage, denn sie verwandeln den in den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom und machen ihn so brauchbar für den eigenen Haushalt, wie auch das öffentliche Stromnetz. Kurz erklärt funktioniert dieser Prozess so: An der Eingangsseite des Wechselrichters wird Gleichstrom und Gleichspannung produziert und von einem Mikroprozessor so gesteuert, dass an der Ausgangsseite Inverter ein-, zwei-, oder dreiphasiger Wechselrichter Wechselstrom und Wechselspannung erzeugen. Der Wechselrichter ist so gestaltet, dass er sich automatisch mit dem öffentlichen Stromnetz synchronisiert. Zu den wichtigsten Herstellern von Wechselrichtern gehören unter anderen Bosch, Fronius, Siemens, Danfoss, Kaco, Kostal, Solar Edge, Solar Max.

Abhängig von der Größe der Anlage, den Standortbedingungen und dem Zweck, den man mit einer Photovoltaikanlage erfüllen möchte, kommen folgende Varianten in Betracht:

Inselwechselrichter

Mit einem Inselwechselrichter werden dezentrale Anlagen, die nicht ans öffentliche Netz angeschlossen sind, ausgestattet. Handelsübliche Geräte für Haushalt und viele andere Einsatzbereiche können so genützt werden, ohne dass das öffentliche Stromnetz eingespeist werden müsste, somit sorgt der Inselwechselrichter für absolute Autonomie.

Modulwechselrichter

Der große Vorteil des Modulwechselrichters liegt darin, dass Mismatching-Verluste, also Energieverluste am Weg vom Solarmodul zum Endgerät, ausgeschlossen werden können, da er direkt an der Solaranlage montiert ist. Modulwechselrichter werden in einem Leistungsbereich von 100 Wp bis 1400 Wp eingesetzt, ein Trenntransformator trägt zur Sicherheit bei. Nachteilig an diesem System ist der relativ geringe Wirkungsgrad bei recht hohem Preis, sowie die Tatsache, dass der Modulwechselrichter zusammen mit dem Solarmodul direkt auf dem Dach montiert werden muss, was Wartung und eventuellen Austausch erschwert. Im zeitgemäßen PV-Markt spielen Modulwechselrichter daher nur eine eher untergeordnete Rolle.

Bildquelle: Kaco
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Stringwechselrichter

Wenn mehrere Solarmodule in Reihe geschaltet und mit einem Kabel miteinander verbunden sind, spricht man von Stringwechselrichtern. Sie sind aktuell die am weitesten verbreiteten PhotovoltaikanlageWechselrichter. Stringwechselrichter werden auch Strangwechselrichter genannt. Hier wird der PV-Generator in Stränge aufgeteilt, wodurch starke und schwache Module unterteilt und dadurch effizienter eingesetzt werden können. Dieses dezentrale Konzept hat den Vorteil, dass Mismatching-Verluste und Verschattungseinbußen minimiert werden können. Entsprechend der Gesamtzahl der Module werden pro Anlage einer oder viele Stringwechselrichter eingebaut. Bei größeren Anlagen und entsprechenden Umweltbedingungen kommen auch Multistringwechselrichter zum Einsatz. Diese verfügen über mehrere MPP-Tracker, die den Maximalen Power Point ermitteln. So erhält man die Möglichkeit, verschiedene Stränge unterschiedlicher Modulzahl, Neigung und Ausrichtung zusammenzuschließen, wodurch sich die Betriebspunkte der einzelnen Modulstränge individuell einstellen lassen. Stringwechselrichter kommen besonders bei kleinen bis mittelgroßen Anlagen im Leistungsbereich von 2 bis 30 kW zum Einsatz. Mit noch größeren Stringwechselrichtern werden Anlagen von etwa 100 kW realisiert.

Bildquelle: Fronius
Bildquelle: Fronius

Speicherwechselrichter

Bei Photovoltaikanlagen mit angeschlossenem Batteriespeichersystem kommen oft Speicherwechselrichter zum Einsatz. In vielen Fällen verfügen sie über ein integriertes Energiemanagementsystem, das zwischen autark erzeugter Solarenergie und dem öffentlichen Stromnetz unterscheidet. So wird das ganze Haus mit eigenem Strom versorgt und erst wenn dieser verbraucht ist, wird auf das öffentliche Netz umgeschaltet.

Speicherwechselrichter verfügen oft über spezielle Schnittstellen für Batteriemanagementsysteme von externen Speichersystemen.

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Zentralwechselrichter

Für große und sehr große Solaranlagen bis in den MW-Bereich wird der Zentralwechselrichter empfohlen. Bei einem Zentralwechselrichter fasst man viele Modulstränge zusammen und schließt sie an einen Wechselrichter an. Dieses Konzept bietet sich vor allem dann an, wenn die PV-Module nahezu gleichen Bedingungen in Neigung und Ausrichtung unterliegen.

Zentralwechselrichter werden in erster Linie in Großanlagen eingesetzt, wenn Stringwechselrichter, die man dann in großer Zahl einsetzen müsste, aus Kosten- und Wartungsgründen nicht mehr sinnvoll sind. Sowohl Überwachung, als auch Wartung lassen sich bei Zentralwechselrichtern ganz einfach realisieren. Der großer Nachteil bei Zentralwechselrichtern ist, dass im Falle einer Störung der gesamte Anlagenteil ausfällt.

Bildquelle: SolarMax
Bildquelle: SolarMax

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