Wechselrichter für Photovoltaikanlagen
Wechselrichter spielen eine essenzielle Rolle in jeder Solaranlage. Sie sind dafür zuständig, den durch Sonnenenergie erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, denn nur so kann dieser im Haushalt verwendet werden. Darüber hinaus verfügen moderne Wechselrichter auch über eine Vielzahl anderer Funktionen, die die Solaranlage steuern und regulieren, um zum Beispiel maximalen Ertrag erzielen zu können.
In nur 1 Minute zum Angebot für deine eigene PV-Anlage! Unsere Experten beraten dich bei der Wahl des richtigen Wechselrichters für deine Photovoltaikanlage.
Welche Funktionen erfüllt ein Wechselrichter?
Solaranlagen produzieren aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Wirkungsweise Gleichstrom (oder DC = direct current), der, um entweder im eigenen Haus verwendet oder ins Stromnetz eingespeist werden zu können, zuerst in Wechselstrom (AC = alternate current) umgewandelt werden muss. Diese essentielle Aufgabe übernimmt der Wechselrichter und bildet damit ein unabkömmliches Kernstück jeder Solaranlage. Moderne Wechselrichter können allerdings mehr als nur Strom umzuwandeln und erfüllen gleich mehrere zusätzliche Funktionen:
- Steuerung und Überwachung der gesamten Photovoltaikanlage inklusive Erfassung aller Betriebsdaten
- Maximierung des Gesamtwirkungsgrads der Anlage
- Automatische Unterbrechung der Netzeinspeisung und Trennung vom Netz, wenn notwendig
- Manche Wechselrichter erlauben auch das Umschalten von Netz- auf Notstrom bei Stromausfällen
In diesem Artikel sprechen wir hauptsächlich von sogenannten Stringwechselrichtern, worum es sich dabei genau handelt, wird weiter unten noch ausführlich erklärt.
Interesse an der eigenen PV-Anlage? In nur 1 Minute zum Angebot!
Aufbau eines Wechselrichters
Wechselrichter für Solaranlagen haben eine „Eingangsseite“ für Gleichstrom, an der sich ein oder mehrere von einem Mikroprozessor gesteuerte Gleichstromsteller befinden. Strom, der über diese Seite eingespeist wird, wird im Wechselrichter zu Wechselstrom umgewandelt und an die Ausgangsseite weitergeleitet. Erst jetzt kann der Solarstrom verwertet werden.
Um Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen zu können, muss der Wechselrichter eine netzidentische Wechselspannung aufbauen können - und vom Netzbetreiber anerkannt werden. Achte daher darauf, dass das von dir gekaufte Modell deinen Anforderungen entspricht!
Modelle und Ausführungen von Wechselrichtern
Um sich wirtschaftlich zu rentieren, müssen Wechselrichter für Solaranlagen gewisse Anforderungen erfüllen. Moderne Modelle sind in der Lage, sich flexibel an die Menge des erzeugten Solarstroms anzupassen und immer einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. So kann sowohl bei hohen (direkte Sonneneinstrahlung) als auch bei niedrigen Eingangsspannungen (schlechte Wetterlage, Wolken) das Maximum aus der Photovoltaikanlage herausgeholt werden. Es empfiehlt sich also, den Wechselrichter dem Standort und der Größe der Solaranlage anzupassen, damit seine Eigenschaften den gegebenen Anforderungen gerecht werden können. Sich gut zu informieren oder einen Experten zu Rate zu ziehen, kann große Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit der Solaranlage insgesamt haben!
Alle hier von uns genannten Wechselrichter sind Komponenten von netzwerkgekoppelten Photovoltaikanlagen, da wir, wie im Artikel zu Solarbatterien angesprochen, Inselanlagen nur bedingt empfehlen. Solltest du dich dennoch für eine solche Anlage interessieren, ersuchen wir dich, dich mit uns in Verbindung zu setzen!
Mikrowechselrichter
Bei kleinen Solaranlagen mit wenigen Solarmodulen werden manchmal Mikrowechselrichter mit jedem einzelnen Solarmodul verbunden. Somit verfügt jedes Modul über seinen eigenen Wechselrichter, was auch bei Anlagen mit unterschiedlichen Ausrichtungen von Nutzen sein kann. Zudem erlaubt es der flexible Einsatz von Mikrowechselrichtern, komplexe und verwinkelte Dächer (etwa mit Gaupen oder Dachvorsprüngen) sinnvoll mit Modulen zu belegen.
Stringwechselrichter
Wenn mehrere Solarmodule in einer Reihe verbunden werden, spricht man von einem sogenannten String. Ein Stringwechselrichter verbindet diese Kette an verbundenen Modulen dann mit dem privaten oder öffentlichen Stromnetz. Diese Art von Wechselrichtern ist weit verbreitet, da sie ein guter Preis – Leistungsverhältnis haben und sich in vielen verschiedenen Anlagen sinnvoll einsetzen lassen. Sie eignen sich etwa für kleinere Haushaltssysteme genauso wie für große Freiflächenanlagen.
Batteriewechselrichter
Durch einen Batteriewechselrichter kann eine Photovoltaikanlage mit einem Batteriespeicher verbunden werden. Er regelt das Laden und Entladen der Batterie und kontrolliert die Energieflüsse im hauseigenen Netz.
Manche Stringwechselrichter fungieren auch als Batteriewechselrichter, aber nicht alle. Es gilt daher, beim Kauf besonders darauf zu achten, welche Funktionen die verschiedenen Modelle haben!
Spare Stromkosten mit der eigenen PV-Anlage!Wo wird der Wechselrichter für die PV-Anlage angeschlossen?
Der Wechselrichter kann an mehreren Orten platziert werden, er muss nicht immer direkt an die Solaranlage angeschlossen werden. Mehrere Faktoren spielen bei der Wahl des richtigen Standorts eine Rolle:
- Zuerst muss das Gerät wettergeschützt sein. Eine Außenmontage ist also nicht zu empfehlen, eher bieten sich der Keller oder die Garage an.
- Da sich der Wechselrichter zudem an einem kühlen Ort befinden sollte, sind Dachböden nur bedingt zu empfehlen. Der Wechselrichter erzeugt beim Umwandeln von Strom Wärme, die dann an die Umgebung abgegeben wird. Kann der Wärmeaustausch aufgrund zu hoher Umgebungstemperatur nicht durchgeführt werden, senkt das die Lebensdauer des Geräts und seiner Komponenten. Achte also besonders auf die festgeschriebenen Mindestabstände von anderen Geräten, der Raumdecke und Möbelstücken.
- Nicht zu unterschätzen ist auch der Lärm, der bei der Transformation von Strom entsteht. Moderne Wechselrichter sind zwar meist geräuscharm, bei hohen Belastungen kann es aber trotzdem zu Brumm- oder Klickgeräuschen kommen. Unmittelbare Nähe zu Wohnräumen sollte also vermieden werden.
- Bei gewissen Modellen (wie etwa dem Stringwechselrichter) ist die Entfernung zwischen Wechselrichter und Einspeisezähler für die Effizienz des Geräts von Bedeutung.
Grundsätzlich empfehlen wir, bei der Installation eines Wechselrichters einen ausgebildeten Fachmann zu Rate zu ziehen.
Was ist MPP Tracking und welche Rolle spielt es für intelligente Wechselrichter?
MPP steht für Maximum PowerPoint und bezeichnet den Punkt, an dem ein Solarmodul maximale Leistung erbringt. Wo dieser Punkt genau liegt, ist von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und der Art des Moduls abhängig – um ihn zu finden, bedarf es also kontinuierlicher Erfassung der Leistung. Wechselrichter mit MPP Tracking zeichnen diese Daten auf und verwenden sie anschließend, um dann die größtmögliche Energiemenge zu produzieren. Aufgrund der großen positiven Wirkung, die MPP Tracking auf den Ertrag einer Photovoltaikanlage hat, muss zumindest ein MPP Tracker vorhanden sein. Das Tracking muss aber nicht unbedingt am Gerät selbst erfolgen, es gibt hier verschiedene Methoden: So können entweder MPP Tracker in die Strings der Solarmodule integriert werden oder auch in jedem einzelnen Modul angehängte Optimierer die Leistungsaufzeichnung übernehmen. Moderne Solaranlagen besitzen oft sogar eine Vielzahl an Trackern, um sich noch besser an die Gegebenheiten vor Ort anpassen zu können.
Wie lässt sich der Wirkungsgrad eines Wechselrichters vergleichen?
Der Wirkungsgrad des Wechselrichters spielt eine entscheidende Rolle für den Ertrag der gesamten Anlage. Er kontrolliert die maximal mögliche Energieumwandlung der Solaranlage und damit verbunden die Wirtschaftlichkeit derselben. Erbringt der Wechselrichter nicht seine vollständige Leistung, leidet der Wirkungsgrad der Photovoltaikanlage als Ganzes. Abhängig vom Standort und den verschiedenen, unter anderem technischen Gegebenheiten kann der Wechselrichter sein ganzes Potenzial entfalten oder auch nicht.
Um den Wirkungsgrad der Geräte vergleichbar zu machen, wurde vor einigen Jahren der „europäische Wirkungsgrad“ eingeführt, der es erlaubt, einen Mittelwert bei unterschiedlichen Teilleistungen zu vergleichen. Diese Mittelwerte werden unter Einbeziehung durchschnittlicher europäischer Temperatur- und Wetterschwankungen erhoben.
Unverzichtbar, und Qual der Wahl für Laien
Wechselrichter sind unverzichtbare Bestandteile jeder Photovoltaikanlage und erfüllen eine Vielzahl von Funktionen. Welche Funktionen das genau sind und welches Modell sich für welche Anlage eignet, hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab. Das Angebot an Wechselrichtern ist in den letzten Jahren massiv gestiegen und für Laien beinahe unüberschaubar geworden. Den perfekten Wechselrichter für die eigene Anlage zu finden, kann dementsprechend eine langwierige und schwierige Aufgabe sein. Unsere Empfehlung ist es also, sich beim Kauf professionelle Hilfe zu holen. Wer das Optimum aus seiner Solaranlage holen möchte, tut gut daran, auf den Rat von Experten zu hören, denn jede Anlage ist anders, was allgemeine Kaufempfehlungen eigentlich unmöglich macht.