Wechselrichter

Finden Sie den Richtigen Wechselrichter für Ihre PV-Anlage

Photovoltaik

Wechselrichter

Wer eine Photovltaikanlage haben möchte, braucht auch einen Wechselrichter. Denn die Photovoltaik-Module produzieren Gleichspannung und im Hausnetz wird Wechselspannung gebraucht.

Mithilfe des Wechselrichters wird Gleichspannung in Wechselspannung umgewandelt.

Gleichspannung und Wechselspannung

Die Unterschiede von gleichspannung Und Wechselspannung leicht erklärt

Der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom ist leicht verständlich: Bei Gleichstrom bewegen sich Elektronen immer mit konstanter Geschwindigkeit in dieselbe Richtung. Hingegen bewirkt Wechselstrom einen Elektronenfluss in beiden Richtungen, wobei die Geschwindigkeit der Elektronen ebenfalls wechselt. Für den Transport von Elektrizität über lange Strecken und die Nutzung im Haushalt ist Wechselstrom erforderlich.

Warum? Weil die Impulse viel stärker sind und so weniger Energie durch Diffusion verloren geht. Die Frequenz dieser Elektronenimpulse wird in Hertz gemessen. Die Wechselspannung in Deutschland beträgt 50 Hertz, was 50 Wiederholungen pro Sekunde bedeutet.

Spannungsarten

Was kann ein Wechselrichter?

Der Wechselrichter fungiert als zentrale Steuereinheit der Solaranlage und erfüllt zahlreiche vielfältige Aufgaben. Die grundlegendste und wohl bedeutendste Funktion besteht in der Konvertierung von Gleichstrom in verwendbaren Wechselstrom. Zusätzlich zu dieser Hauptaufgabe übernimmt der Wechselrichter jedoch noch folgende wichtige Funktionen:

Welcher Wechselrichter passt zu Ihnen?

Zusammen finden wir den richtigen Wechselrichter für Ihre PV-Anlage

Leistungsmaximierung

Solaranlagen verfügen über einen bestimmten Punkt, an dem sowohl die erzeugte Stromstärke als auch die Spannung optimal sind. Dieser Punkt wird als Maximum Power Point (MPP) bezeichnet. Der Wechselrichter nutzt Veränderungen im elektrischen Widerstand, um die Photovoltaik-Anlage kontinuierlich im MPP zu halten, wodurch die maximale Produktionsleistung sichergestellt wird.

Anlagenüberwachung

Solaranlagen verfügen über einen bestimmten Punkt, an dem sowohl die erzeugte Stromstärke als auch die Spannung optimal sind. Dieser Punkt wird als Maximum Power Point (MPP) bezeichnet. Der Wechselrichter nutzt Veränderungen im elektrischen Widerstand, um die Photovoltaik-Anlage kontinuierlich im MPP zu halten, wodurch die maximale Produktionsleistung sichergestellt wird.

Netzüberwachung

Da das Stromnetz äußerst empfindlich auf Schwankungen in Spannung oder Frequenz reagiert und eine Überlastung riskiert, überwacht der Wechselrichter stetig diese Netzparameter. Im Falle einer Überschreitung vorgegebener Grenzwerte wird der Wechselrichter automatisch aktiv und trennt die Solaranlage sicher vom Stromnetz. Dieser Schutzmechanismus gewährleistet die Stabilität des Netzes und verhindert mögliche Schäden oder Ausfälle.

Sicherheit

Da Photovoltaikanlagen direkt mit dem Stromnetz verbunden sind, ist es entscheidend, dass Handwerker die Solarpaneele während der Wartung „abschalten“ können. Obwohl es an den Modulen selbst streng genommen keinen Schalter gibt, verfügt der Wechselrichter über eine DC-Trennvorrichtung. Mit Hilfe dieses Schalters wird die Zufuhr von Gleichstrom unterbrochen, wodurch die Kabel spannungsfrei sind. Dieser Schritt ist unerlässlich, da sonst Reparaturen oder Wartungsarbeiten aufgrund der Gefahr nicht durchgeführt werden könnten.

Was gibt es für Wechselrichter?

String-Wechselrichter, Modulwechselrichter oder Hybrid-Wechselrichter? Es existieren diverse Varianten von PV-Wechselrichtern, die jeweils für spezielle Anwendungen entwickelt wurden und spezifische Vorzüge bieten. Im Weiteren präsentieren wir Ihnen die vielfältigen Arten von PV-Wechselrichtern.

Photovoltaik-Wechselrichter-Arten

Modulwechselrichter

Modulwechselrichter werden auch als Mikrowechselrichter bezeichnet, da sie den Strom eines einzelnen Moduls in Wechselstrom umwandeln. Dies macht sie kompakter und ermöglicht die Optimierung jedes einzelnen Moduls mit einem Maximum Power Point (MPP)-Tracker. Obwohl dies viele Vorteile bietet, gibt es auch einen Nachteil zu beachten. Modulwechselrichter sind in der Regel weniger leistungsstark und weniger effizient als zentralisierte String-Wechselrichter. Daher werden sie hauptsächlich in Situationen eingesetzt, in denen String-Wechselrichter nicht praktikabel sind. Dazu gehören kleine Balkonkraftwerke und PV-Anlagen mit unterschiedlich ausgerichteten Solarpaneelen, bei denen die Verwendung von zentralen Wechselrichtern ineffizient wäre.

String-Wechselrichter

Sring-Wechselrichter wandeln den Strom eines Strings um, wobei ein String eine Gruppe von Solarpanelen ähnlicher Leistung ist, die in einer Reihe zusammengeschaltet werden. In einer Aufdachanlage bestehen normalerweise mehrere dieser Strings. Der Vorteil dieses Ansatzes hängt mit dem Maximum Power Point (MPP) zusammen, dem Punkt maximaler Leistung. In einer Reihenschaltung bestimmt das schwächste Glied den MPP. Wenn alle Module zentral zusammengefasst werden, führt dies häufig zu Leistungsverlusten, da einzelne Module möglicherweise verschattet sind.

Die Aufteilung in Strings löst dieses Problem, da jeder String unabhängig voneinander arbeiten kann. Statt mehrerer einzelner String-Wechselrichter werden oft sogenannte Multistring-Wechselrichter verwendet (wie im nächsten Abschnitt beschrieben). In einigen speziellen Fällen kann es sogar noch effizienter sein, einen Leistungsoptimierer für jedes einzelne Modul zu verwenden. Allerdings sind die Kosten für diese Optimierer in der Regel höher.

Multistring-Wechselrichter

Multistring-Wechselrichter sind eine Variante der String-Wechselrichter, die in der Lage sind, den Strom von mehreren Strings in einem einzigen Gerät zu verarbeiten. Sie verfügen über mehrere Maximum Power Point (MPP)-Tracker, entsprechend der Anzahl der angeschlossenen Strings. Diese Technologie ist besonders nützlich, wenn ein begrenzter Platz zur Verfügung steht oder wenn die Solarmodule unterschiedliche Ausrichtungen haben. Sie ermöglicht eine effiziente und platzsparende Integration mehrerer Strings in das System. 

Zentralwechselrichter

Zentral-Wechselrichter fungieren als ein einzelner Wechselrichter für die gesamte Solaranlage, was bedeutet, dass es nur einen Maximum Power Point (MPP)-Tracker für alle Module gibt. Aus den zuvor genannten Gründen ist dies in Haushalten oft nicht ideal. Allerdings sieht die Situation bei großen Solarkraftwerken auf Freiflächen anders aus. Hier sind die Bedingungen normalerweise sehr homogen, es gibt keine Verschattungen durch Bäume oder ähnliche Hindernisse. In solchen Fällen bieten zentrale Wechselrichter zwei entscheidende Vorteile: niedrigere Gesamtkosten im Vergleich zu vielen einzelnen String-Wechselrichtern und insgesamt weniger Stromverluste, da nur ein Wechselrichter betrieben werden muss. Dies macht sie zu einer wirtschaftlichen und effizienten Wahl für Großanlagen.

Hybrid-Wechselrichter

Wenn Sie einen Stromspeicher nutzen möchten, benötigen Sie theoretisch zwei separate Wechselrichter: Einen Wechselrichter, der den Strom zwischen der Photovoltaikanlage und den elektrischen Verbrauchern umwandelt, und einen speziellen Batteriewechselrichter, um den Gleichstrom für die Batterie während des Ladevorgangs umzuwandeln und beim Entladen zu verwenden. Hybrid-Wechselrichter bieten die Möglichkeit, beides in einem einzigen Gerät zu integrieren. Sie sind in der Lage, den Strom von der Photovoltaikanlage und der Batterie je nach Bedarf umzuwandeln. Manchmal sind Batterien direkt in das Gehäuse dieser Hybrid-Wechselrichter integriert, aber sie können auch mit externen Stromspeichern betrieben werden. Der Vorteil liegt darin, dass sie die Nutzung von Solarstrom und Batteriespeicherung unkomplizierter gestalten und somit eine effiziente Nutzung der erzeugten Energie ermöglichen.

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