Ratgeber
Um die Energie einer Photovoltaikanlage nutzen zu können, sind Solar-Wechselrichter notwendig. Stellen Sie Ihr Unternehmen auf Nachhaltigkeit ein und erzeugen eigenständig grünen Strom aus Sonnenenergie, benötigen Sie daher mindestens einen Wechselrichter.
Unser Ratgeber stellt Ihnen die Komponente genauer vor, sodass Sie vor Kauf und Installation ein besseres Verständnis von dem Bauteil erhalten.
Die grundlegende Aufgabe eines Solar-Wechselrichters in einer Photovoltaikanlage ist die Umwandlung von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC). Das ist notwendig, da die Solarmodule der PV-Anlage immer Gleichstrom erzeugen. Dieser Strom kann jedoch weder für den Betrieb elektrischer Geräte vor Ort noch für die Einspeisung ins Stromnetz genutzt werden.
Die vereinfachten Schritte hierfür:
1. Eine abriebfeste und flammwidrige Verkabelung transportiert den Gleichstrom der Solarmodule zum Wechselrichter.
2. Im Gerät erfolgt eine Umwandlung zu Wechselstrom.
3. Der Photovoltaik-Wechselrichter stellt entweder Strom für den angeschlossenen Haushalt bereit oder überträgt die Energie über entsprechende Verkabelung ins öffentliche Stromnetz. Auch hier müssen entsprechend zertifizierte Kabel eingesetzt werden.
In diesem Zusammenhang sehr wichtig: der Unterschied zwischen 1-Phasen- und 3-Phasen-Wechselrichtern. Der Hauptunterschied liegt in der Anzahl der erzeugten Phasen. Einphasige Wechselrichter besitzen exakt eine Stromleitung.Sie eignen sich nur für kleine Solaranlagen und sind kostengünstiger in der Installation.
Dreiphasige Wechselrichter bieten eine gleichmäßigere Verteilung der Last durch drei Stromleitungen. Sie sind gedacht für Anwendungen mit höherer PV-Leistung.
Gesetzliche Regelung
Seit 2012 gilt in Deutschland die Regelung VDE-AR-N 4105. Dahinter verbirgt sich die gesetzliche Vorgabe, dass alle Photovoltaikanlagen mit einer Scheinleistung (Kombination aus Wirk- und Blindleistung) über 4,6 kVA (Kilovoltampere) zwingend 3-Phasen-Wechselrichter nutzen müssen. Diese Anwendungsregel soll die Netzstabilität wahren.
Die häufigste Frage im Themenfeld lautet: Welchen Wechselrichter brauche ich für meine Solaranlage? Die Antwort ist relativ umfassend, denn es gibt verschiedene Arten von Solar-Wechselrichtern, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche haben. Wir stellen Sie Ihnen vor:
Mikro-Wechselrichter
Sie werden auch Modul-Wechselrichter genannt, da pro PV-Panel ein Wechselrichter installiert wird. Sie eignen sich daher eher für kleinere Anlagen, sind dafür aufgrund der Übersichtlichkeit auch unkompliziert in der Installation. Häufig werden sie als Off-Grid-Wechselrichter, also im Insel-Betrieb genutzt und nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen.
String-Wechselrichter
Diese werden in mittelgroßen PV-Anlagen verwendet und wandeln den Gleichstrom mehrerer Solarmodul-Gruppen in Wechselstrom um. String meint dabei das englische Wort für Strang, da mehrere Module in einer Reihe zusammengefasst sind. Werden mehrere Modulstränge zusammengeführt, spricht man von Multi-String-Wechselrichtern.
Hybrid-Wechselrichter
Hybrid-Wechselrichter können sowohl sofortigen Strom aus der PV-Anlage bereitstellen beziehungsweise diesen ins öffentliche Netz einspeisen als auch in Speichersystemen hinterlegte Energie entnehmen. Vor allem in kommerziellen und industriellen Anlagen sind sie aufgrund der Eigenverbrauchsoptimierung beliebt. Sie können Kosten im Unternehmen senken und ebenso eine wichtige Notstromfunktion erfüllen.
Zentral-Wechselrichter
In PV-Parks, also große Freiflächenanlagen, stehen schnell hunderte Solarmodule. Hier ist eine zentralisierte Umwandlung die einzig leistungs- und kosteneffiziente Vorgehensweise. Entsprechend werden die Stränge aller Module im Solar-Park in einem dafür vorgesehenen Technikraum zusammengeführt.
Moderne Wechselrichter übernehmen weitere Aufgaben bezüglich der Überwachung und Leistungsoptimierung.
Häufig werden die Solar-Systeme in ein smartes Management eingebunden und erlauben das Ablesen der erzielten Werte. Wichtig ist die kW-Angabe. Das Kürzel kW steht für die Leistung in Kilowatt. Während kW die Erzeugung oder den Verbrauch in einem Moment meint, ist zusätzlich auch die Angabe kWh wichtig, um die Kilowattstunde zu erheben. Neben dieser Ertragsüberwachung ist auch eine Netzüberwachung üblich. Der Wechselrichter der PV-Anlage sorgt für eine konstante Frequenz und Spannung und ist daher eine wichtige Sicherheitskomponente.
Für die Leistungsoptimierung kommt MPP-Tracking (Maximum Power Point Tracking) zum Einsatz. Der Wechselrichter kann die elektrische Belastung für jede einzelne Solarzelle anpassen und darüber die bestmögliche Leistung zu einem Zeitpunkt erzielen. So reagiert er beispielsweise auf Verschmutzungen oder auch Schatten durch Bäume und Wolken.
FAQ
Wie groß muss der Wechselrichter bei PV-Anlagen sein?
Unabhängig von der Unterart muss der gewählte Wechselrichter die Gesamtleistung der Solaranlage unterstützen. Zur Orientierung: Besonders kleine PV-Anlagen beginnen bei 1,5 kW und Eigenheime liegen in der Regel bei 3 bis 6 kW. Photovoltaikanlagen für die gewerbliche Anwendung starten eher bei 8 kW und reichen schnell bis 25 kW, während für Solar-Parks 50 bis 110 kW Leistung üblich sind. Werden mehrere Solarmodule an einen Wechselrichter angeschlossen, muss die Stärke der Module addiert werden. Vier Module mit je 400 Watt ergeben in Reihe 1.600 Watt, also 1,6 Kilowatt (kW). Gut zu wissen: Die Leistungsfähigkeit der Wechselrichter darf nie zu klein sein, während leistungsstärkere Modelle problemlos nutzbar sind.
Ist ein Solar-Wechselrichter immer zwingend vorgeschrieben?
Es gibt mobile Anlagen, bei denen der erzeugte Gleichstrom direkt nutzbar ist, beispielsweise in manchen Wohnwagen. Dies sind jedoch Ausnahmen. Sobald eine Einspeisung ins Stromnetz oder der Betrieb typischer Büro- und Haushaltsgeräte vorgesehen ist, wird Wechselstrom benötigt und es muss entsprechend ein Wechselrichter installiert sein.
Wie viel Strom verbraucht der Wechselrichter selbst?
Für seinen Betrieb verbraucht das Gerät selbst Strom, jedoch ist dieser Verbrauch relativ gering. Bei Tageslicht werden die durchschnittlich zwei bis fünf Watt aus der Solaranlage selbst gespeist. Die Kosten sind daher bei der Effizienzplanung vernachlässigbar.
Wie lange hält ein Wechselrichter in einer Photovoltaik-Anlage?
Die Lebensdauer hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter der Gerätequalität, den lokalen Betriebsbedingungen und der sorgfältigen Wartung. In der Regel haben Wechselrichter eine Lebensdauer von 15 bis 25 Jahren.