Solar Wechselrichter

Der Solar Wechselrichter ist das Herzstück zwischen Solarmodulen und Stromnetz. Er wandelt den Gleichstrom der Solarzellen in netzkompatiblen Wechselstrom um. Bei netzunabhängiger Stromversorgung bildet er ein eigenständiges Stromnetz für alle wechselstrombetriebenen Elektrogeräte in das auch andere Solarwechselrichter einspeisen können. Dies ist ebenfalls in Backup-Systemen der Fall. Doch der Solar Wechselrichter fungiert nicht nur als Stromwandler.

Als multifunktionales Herzstück unterschiedlichster Photovoltaiksysteme erfüllt der Solar Wechselrichter noch eine ganze Reihe weiterer Aufgaben:

Dazu gehören:

  • Überwachung und Steuerung der gesamten Photovoltaikanlage
  • Erzielen maximaler Leistung
  • Erfassen sämtlicher Betriebsdaten
  • In netzgekoppelten Systemen bei Bedarf vollautomatische Trennung vom Netz
  • Unterbrechung der Netzeinspeisung
  • Schutz des Netzes vor Überlastung
  • In netzunabhängigen Backup-Systemen bei Stromausfall innerhalb von wenigen Millisekunden Umschaltung von Netz- auf Notstrom  - für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung.

Auf dem Markt werden zahlreiche Wechselrichter in verschiedenen Leistungsklassen angeboten. Ihr IBC SOLAR Fachpartner kennt die Unterschiede und weiß, welcher für Sie der Richtige ist. Er sorgt auch für die richtige Montage an einem geeigneten Aufstellungsort.

 

Alle Wechselrichter im Produktkatalog

Was macht ein Solar Wechselrichter?

Ein Solar Wechselrichter hat die wichtige Aufgabe den Gleichstrom, der in den Solarmodulen erzeugt wurde, in Wechselstrom umzuwandeln und ihn so für das öffentliche Stromnetz verwertbar zu machen. Er ist damit ein unabkömmlicher Bestandteil der Photovoltaikanlage: Erst durch die Stromumwandlung ist der Betrieb elektronischer Geräte mit Solarenergie möglich. 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. In der nächsten Stufe erfolgt die eigentliche Umwandlung der Energie in Form von Wechselstrom (kurz AC) die anschließend an die an die Ausgangsseite weitergeleitet wird. Von dort wird sie ins Stromnetz eingespeichert. Wechselrichter gibt es in verschiedenen Ausführungen. So existieren heutzutage Modelle mit oder ohne Transformator (Trafo). Moderne Wechselrichter kommen jedoch häufig ohne Trafo aus und haben somit einen höheren Wirkungsgrad. Zudem unterscheidet man zwischen drei verschiedenen Wechselrichtern für Photovoltaikanlagen. Im Folgenden werden diese kurz vorgestellt und näher erläutert.

 

Solar Wechselrichter: Modelle und Ausführungen

Wechselrichter für Photovoltaikanlagen müssen einer Reihe von Anforderungen entsprechen, um sich langfristig wirtschaftlich zu rentieren. Moderne Modelle richten sich schnell und flexibel auf die Menge des erzeugten Solarstroms ein, z. B. bei Veränderungen der Bewölkung und Wetterumschwüngen. Sowohl bei hohen, als auch bei niedrigen Eingangsspannungen sollte der Solar Wechselrichter seinen höchsten Wirkungsgrad erreichen. Je nach Größe und Standort der Photovoltaikanlage, besitzen die jeweiligen Wechselrichter daher unterschiedliche Eigenschaften. Immer gilt: Der Wechselrichter sollte fachgerecht und passgenau auf die Photovoltaikanlage abgestimmt sein.

 

Modulwechselrichter

Diese Art des Solar Wechselrichters wird direkt an das jeweilige Solarmodul angeschlossen jedes Solarmodul verfügt damit über seinen eigenen Wechselrichter. Modulwechselrichter werden hauptsächlich bei kleinen Solaranlagen oder bei Solaranlagen mit unterschiedlichen Ausrichtungen der Solarmodule eingesetzt eingesetzt.

 

Stringwechselrichter

Mehrere Solarmodule werden hier in Reihe verschaltet und bilden einen Strang (oder auch String genannt). Ein Stringwechselrichter schließt also eine ganze Reihe verbundener Photovoltaikmodule an das öffentliche Stromnetz an. Diese Form ist heutzutage weit verbreitet da sie ein breites Anwendungsspektrum und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet. Stringwechselrichter eigen sich sowohl für kleine Haushaltssysteme als auch für große Freiflächenanlagen.

 

Zentralwechselrichter

Ein Zentralwechselrichter kommt in der Regel nur bei großen und sehr großen Photovoltaikanlagen zum Einsatz. An ihm können sehr viele Solarmodule angeschlossen werden. Zentralwechselrichter haben einen hohen Wirkungsgrad und arbeiten daher besonders effizient. Der Nachteil: Kommt es zu einer Störung, ist der Betrieb aller Solarmodule betroffen und es entstehen große Ertragsverluste.

 

Solar Wechselrichter und MPP Tracking

Wer auf der Suche nach einem leistungsstarken Solar Wechselrichter ist, kommt nicht daran vorbei, sich über das MPP Tracking zu informieren. MPP steht für „Maximum Power Point“ und bezeichnet den Punkt, an dem ein Solarmodul seine höchste Leistung erbringt. Diese richtet sich nach der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Eigenschaften des Solarmoduls. Beim MPP Tracking geht es folglich darum, die Leistung des Photovoltaikmoduls kontinuierlich zu erfassen und an die jeweiligen Umstände anzupassen. Der MPP Tracker gewährleistet also, dass immer die größtmögliche Energiemenge produziert wird. Er wird von einem Mikrocontroller gesteuert, in dem ein bestimmter Sollwert vorab festgelegt wird. Aufgrund der wichtigen Bedeutung von MPP Tracking für Photovoltaikanlagen, besitzen moderne Solar Wechselrichter häufig mehr als einen MPP Tracker.

 

Der Solar Wechselrichter und sein Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad des Solar Wechselrichters ist für eine Photovoltaik Anlage von zentraler Bedeutung. Er gibt Auskunft über die maximale Energieumwandlung der gesamten Anlage und entscheidet maßgeblich über deren Ertrag und die damit verbundene Wirtschaftlichkeit. Die Höhe des Wirkungsgrades ist abhängig von vielen Faktoren, z.B. der Sonneneinstrahlung, und dem Standort der PV Anlage und der Anlagenkonfiguration. Der Solar Wechselrichter erbringt daher nicht immer seine vollständige Leistung und ein und dasselbe Gerät kann an verschiedenen Standorten einen unterschiedlichen Wirkungsgrad haben. Um die Geräte dennoch vergleichbar zu machen, wurde vor einigen Jahren der „Europäische Wirkungsgrad“ eingeführt. Dieser stellt einen Mittelwert der Wirkungsgrade bei unterschiedlichen Teilleistungen (5, 10, 20, 30, 50 und 100 Prozent der Maximalleistung) dar. Die Gewichtung dieses Wertes geschieht unter Einbeziehung durchschnittlicher europäischer Temperatur- und Wetterschwankungen.

 

Wo wird der Solar Wechselrichter angeschlossen?

Bei der Wahl der richtigen Platzierung des Solar Wechselrichters spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Grundsätzlich sollte er vor Wind und Wetter geschützt sein, weshalb sich die Montage im Hausinnern, z. B. im Keller oder in Garagenräumen, empfiehlt. Und auch hier gibt es Vorgaben: Unter anderem ist die Umgebungstemperatur ausschlaggebend für die Montage des Solar Wechselrichters. Bei der Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom entstehen Verluste, die in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben werden. In zu warmen Räumen kann die Wärme gegebenenfalls nicht richtig über die Luft abgeleitet werden. Die hohen Temperaturen beeinflussen die Lebensdauer des Geräts und seiner elektrischen Komponenten. Auch zu geringe Abstände zur Decke oder zu weiteren Wechselrichtern können die Wärmeabfuhr einschränken. Fest vorgeschriebene Mindestabstände sollen den sicheren Betrieb der Geräte gewährleisten. Ein weiterer Faktor, der bei der Montage berücksichtigt werden sollte, ist der bei der Transformation entstehende Geräuschpegel. Obwohl moderne Solar Wechselrichter in der Regel sehr geräuscharm arbeiten, kann es bei hoher Leistung gelegentlich zu Brummen oder Klick-Geräuschen kommen. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, das Gerät nicht in unmittelbarer Nähe zu den Wohnräumen anzubringen. Last but not least: Vor allem bei Stringwechselrichtern ist die Entfernung zum Einspeisezähler von Bedeutung. Grundsätzlich sollte die Montage eines Wechselrichters nur von fachlich ausgebildeten Personen durchgeführt werden.