Möchte man den selbst erzeugten Strom der Photovoltaik-Anlage nutzen, so wird ein Wechselrichter benötigt. Der Wechselrichter ist ein wichtiges Bauteil, welches die Anlage komplettiert und unbedingt notwendig ist.
Warum ist das so? Eine PV-Anlage produziert Gleichstrom und mit diesem funktionieren die Endgeräte nicht, da sie auf Wechselstrom ausgerichtet sind. Der Wechselrichter wechselt den Gleichstrom in Wechselstrom, damit er verwendet werden kann. Genau genommen hat der Wechselrichter jedoch noch weitere Funktionen. Er ist im Endeffekt das Herzstück einer PV-Anlage und sollte daher gut gewählt werden, denn er stellt ein elementares Bauteil dar.
Der Wechselrichter erklärt – Was ist ein Wechselrichter?
Ein Wechselrichter, auch Inverter oder Drehrichter genannt, ist ein Gerät, das Gleichspannung in Wechselspannung umwechselt. Der Wechselrichter ist überall dort notwendig, wo Gleichstrom die Quelle ist und Wechselstrom benötigt wird.
So wird zum Beispiel bei einer Photovoltaikanlage immer zunächst Gleichstrom erzeugt. Dieser kann jedoch im Haushalt nicht genutzt werden, denn Wechselstrom wird benötigt. Der Strom in den öffentlichen Stromnetzen ist Wechselstrom und unsere Geräte funktionieren ebenfalls nur damit.
Ein Wechselrichter ist somit außerordentlich wichtig, da die Umwandlung zwangsläufig erfolgen muss. Wenn man mit einer Photovoltaikanlage Strom erzeugen, selbst nutzen oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen möchte, ist er unumgänglich. Ein verlässliches Modell, welches zuverlässig jahrelang eine hervorragende Leistung erbringt, ist dementsprechend stets einem Billigmodell vorzuziehen. Quittiert der Wechselrichter seinen Dienst, stehen Sie sprichwörtlich im Dunkeln.
Neben der Wahl des richtigen Wechselrichters spielt auch die Ballastierung eine wichtige Rolle bei Photovoltaikanlagen, insbesondere bei der Installation auf Flachdächern. Eine gute Ballastierung sorgt dafür, dass die Anlage stabil bleibt und auch unter schwierigen Wetterbedingungen zuverlässig funktioniert.
Aufgaben, die ein Wechselrichter übernimmt
In erster Linie übernimmt der Wechselrichter die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Je nach Photovoltaik-Anlagen-System kann er weitere wichtige Aufgaben übernehmen.
Zu diesen Aufgaben gehören zum Beispiel:
- die Steuerung der Netzeinspeisung
- Steuerung der PV-Anlage
- Erfassung von Daten des Betriebes
- Optimierung der erzielten Erträge der PV-Anlage
- Aktivierung des Back-up Systems bei einem Stromausfall
Moderne Wechselrichter lassen sich zusätzlich durch eine DC-Trennvorrichtung von den Solarmodulen trennen. DC ist eine aus der englischen Sprache stammende Abkürzung. DC für „Direct Current“ bedeutet Gleichstrom. Es handelt sich also um eine „Gleichstrom-Trennvorrichtung“. Dadurch können Wartungsarbeiten während des Tages an einer PV-Anlage durchgeführt werden, ohne umständlich die Solarmodule abdecken zu müssen.
Gibt es verschiedene Arten von Wechselrichtern?
Dadurch, dass Photovoltaikanlagen individuell gestaltet sind, durch Planung und Zusammenstellung, gibt es verschiedene Arten von Wechselrichtern. Es ist außerordentlich wichtig, den für Ihre jeweilige Solaranlage passenden Wechselrichter zu wählen. Je besser dieser mit Ihrem System harmoniert, desto ertragreicher gestaltet sich die Nutzung. Gehören Bestandteile zusammen, da sie füreinander konzipiert wurden, erhöht sich die Lebensdauer und die Fehleranfälligkeit sinkt.
Die wichtigsten Arten verschiedener Wechselrichter im Überblick
Micro-Wechselrichter/Modul-Wechselrichter
Der Micro-Wechselrichter oder auch Modulwechselrichter wird für kleine PV-Anlagen oder einzelne Module genutzt. Er kann auch bei Anlagen eingesetzt werden, die aufgrund unterschiedlicher Ausrichtung oder Neigungswinkel unterschiedliche Erträge erbringen. Durch die Einzelsteuerung durch einen eigenen Wechselrichter können diese besser gesteuert werden. Auch für Balkonkraftwerke eignen sich diese Wechselrichter hervorragend.
Stringwechselrichter
Im Normalfall besteht eine Photovoltaikanlage aus mehreren Modulen. Diese Module sind wie an einem Strang miteinander verbunden. Strang wird im Englischen “String” genannt, wodurch der Ausdruck Stringwechselrichter stammt.
Ein Stringwechselrichter ist in der Lage dazu, die gesamte geschaltete Reihe an Modulen erfassen und ins Stromnetz senden. Durch das hervorragende Preis-Leistungs-Verhältnis sind diese Wechselrichter sehr beliebt und kommen oft zum Einsatz.
Hybridwechselrichter
Ein Hybridwechselrichter kann den PV-Wechselrichter und einen Batteriewechselrichter in einem Gerät kombinieren. Dadurch ist es eine gute Option, wenn eine PV-Anlage mit einem Batteriespeicher kombiniert wird.
Diese Art Wechselrichter kann also den Gleichstrom zu Wechselstrom umwandeln und diesen in einer an ihn angeschlossenen Batterie speichern. Auf diese Art sorgt das Kombigerät für im Haushalt nutzbaren Strom, welcher gespeichert, genutzt oder eingespeist werden kann. Außerdem kann der Gleichstrom dann, wenn es notwendig sein sollte, auch wieder in Wechselstrom zurückwandeln. Einige Modelle sorgen zudem dafür, dass bei einem Stromausfall des öffentlichen Netzes trotzdem Notstrom für das jeweilige Gebäude zur Verfügung gestellt wird.
Zentralwechselrichter
Der Zentralwechselrichter kommt bei Photovoltaikanlagen über 30 kWp, also bei größeren Modellen zum Einsatz. Der Zentralwechselrichter kann im Gegensatz zum String Wechselrichter alle Stränge der PV-Anlage erfassen. Dadurch ist es möglich, große, gewerblich genutzte Photovoltaikanlagen zentral zu steuern. Auch die Wartung und Optimierung wird dadurch vereinfacht.
Welche technischen Anforderungen sind bei Wechselrichtern zu beachten?
In erster Linie achtet jeder Planer und auch jeder Käufer auf die Wahl der Module und des Speichers. Wichtig ist es auch, auf den Wechselrichter zu achten. Der Wechselrichter hat schließlich einen großen Einfluss auf die endgültige Effizienz der Photovoltaikanlage.
Wichtige Faktoren eines Wechselrichters
Wichtige Faktoren eines WechselrichtersDer Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad zeigt, wie effektiv ein Wechselrichter den Gleichstrom aus den Modulen in Wechselstrom umwandelt. Das bedeutet, wie viel Strom der Wechselrichter benötigt und in welcher Höhe der Verlust der Umwandlung ist.
Je geringer der Stromverlust des Wechselrichters, je höher sein Wirkungsgrad. Damit Wechselrichters verglichen werden können, wurde für den europäischen Markt ein Wirkungsgrad festgelegt. Dieser zeigt einen Mittelwert der unterschiedlichen Leistungswirkung der Wechselrichter angibt.
Eingangsspannung
Die Strommenge, die von den Modulen in den Wechselrichter fließt, wird Eingangsspannung genannt. Ist die Eingangsspannung höher als die des Wechselrichters, so kann dieser beschädigt werden. So können zum Beispiel zu viele Module in Reihe eine zu hohe Leistung bringen. Es ist daher wichtig, dass der Wechselrichter an die Größe der Anlage genau angepasst wird.
Das Maximum Power Point Tracking
Die größtmögliche Leistung eines Moduls wird Maximum Power Point Tracking, kurz MPP genannt. Dieses MPP kontrolliert laufend die Leistung der Module und steuert über den Mikrocontroller die Innenwiderstände. So kann die Leistung der Photovoltaik-Module optimiert werden.
Wie erfolgt die Montage eines Wechselrichters?
Im Normalfall wird der Wechselrichter in der Nähe eines Sicherungskastens montiert. Auf jeden Fall sollte der Ort der Montage trocken und gut belüftet sein. Wird der Wechselrichter nah am Hauptstromkreis montiert, so müssen weniger Kabel verlegt werden und die Kosten werden geringer.
Durch ein Gleichstromkabel ist der Wechselrichter mit der PV-Anlage verbunden. Vom Wechselrichter weg führt ein Wechselstromkabel zum Verteilerkasten der Hausstromanlage. Es ist darauf zu achten, dass alle Kabelverbindungen sicher befestigt und überprüft werden, bevor der Wechselrichter in Betrieb genommen wird.
Bei der Wahl des Wechselrichters und der dazugehörigen Verkabelung sollte immer ein Fachmann zurate gezogen werden. Dadurch können Kosten reduziert werden und die Anlage läuft sicher und einwandfrei.
