Wechselrichter für Photovoltaikanlagen
Solarstrom in netztypischen Strom wandeln
Der Wechselrichter (WR) wandelt den Solarstrom (Gleichstrom) in netzüblichen Wechselstrom um und macht ihn für den Haushalt nutzbar. Durch die geschickte Auswahl des passenden Wechselrichters lässt sich eine Photovoltaikanlage ideal auf die lokalen Einsatzbedingungen abstimmen. Die Planung der Anlage muss dabei die Merkmale des gewählten Standortes wie Anlagengröße, Lage, Ausrichtung und eine eventuelle Verschattung berücksichtigen. Je nach Art und Größe einer Solaranlage kommen unterschiedliche Wechselrichter von ganz unterschiedlichen Herstellern zum Einsatz kommen. Bei privaten Photovoltaikanlagen auf dem Einfamilienhaus verwendet man am häufigsten Strangwechselrichter und zwischenzeitig auch immer mehr Mikrowechselrichter. Bei größeren, gewerblichen Anlagen werden Zentralwechselrichter eingesetzt. Hier erhältst du alle wichtigen Informationen und Tipss.
Das erwartet dich auf dieser Seite
Strangwechselrichter
Zentraler Wechselrichter für mehrere Module
Bei einem Strangwechselrichter wird ein kompletter Modulstrang in Reihe geschaltet. Die gelieferte Gleichspannung wird auf der Netzseite in Wechselspannung gewandelt. Hat der Wechselrichter die Möglichkeit gleich mehrere Stränge (Strings) anzuschließen, spricht man von einem Multistring Wechselrichter. Wechselrichter arbeiten und steuern die Photovoltaikanlage völlig eigenständig. Die Kontrollleuchten, das Display am Gerät oder auch das Monitoringportal auf dem PC oder Smartphone zeigen den jeweiligen Betriebsstatus an und geben Auskunft über die Erträge.
Neben den herkömmlichen Wechselrichtern kommen auch immer mehr Hybrid-Wechselrichter zum Einsatz, die bei manchen Stromspeichern bereits im Gehäuse integriert sind. Ein Hybrid-Wechselrichter ist die Kombination aus einem Photovoltaik- und einem Batteriewechselrichter und bietet den Vorteil, dass der von der Solaranlage erzeugte Gleichstrom direkt im Stromspeicher gespeichert werden kann. Erst bei der Entnahme aus dem Speicher wird die Energie in haushaltsüblichen Wechselstrom (AC) gewandelt. Das spart Platz, ist in der Installation einfacher und hat zudem theoretisch weniger Wandlungsverluste.
Strangwechselrichter Hersteller
Mikrowechselrichter
Jedes Modul erhält einen eigenen Wechselrichter
Mikrowechselrichter sind nur mit einem einzigen Photovoltaikmodul verbunden. Im Gegensatz zum Strangwechselrichter, wandelt der Mikrowechselrichter den Gleichstrom direkt am Modul in Wechselstrom um. Die gesamte Technik, die sich sonst im Strangwechselrichter befindet, sitzt hier kompakt im Mikrowechselrichter. Auch das MPP-Tracking erfolgt dezentral auf Modulebene. Jedes Solarmodul arbeitet somit unabhängig von den anderen Modulen, wird individuell gesteuert und liefert immer maximale Erträge.
Ein Modulwechselrichter unterscheidet sich von seiner Funktion nicht von einem herkömmlicher Wechselrichter. Seine Aufgabe ist, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Anders als andere Wechselrichter macht der das jedoch nicht auf String- oder Anlagenebene, sondern für jedes PV-Modul einzeln. Aus diesem Grund macht der Einsatz von Mikrowechselrichtern insbesondere bei verwinkelten Photovoltaik-Anlagen einer ungleichmäßiger Dachausrichtung. Beliebt sind sie aber auch bei verschatteten Dächern.
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Häufige Fragen zu Wechselrichter
Wo ist der richtige Standort für einen Strang-Wechselrichter?
Die meisten Strang-Wechselrichter sind für die Innen- oder Außeninstallation konstruiert. Dennoch sollte man einen optimal geeigneten Standort wählen, weil dadurch die Lebensdauer und die Leistung der PV-Anlage erhöht wird. Die maximalen Solarerträge liefert der Wechselrichter, wenn er an einem dauerhaft kühlen Standort montiert wird. Hierfür eignen sich beispielsweise die Garage oder noch besser kühle Kellerräume. Ungeeignet sind dagegen ungedämmte Dachstühle mit einer sehr hohen Raumtemperatur oder Standorte im Außenbereich mit direkter Sonneneinstrahlung. Wichtig ist bei der Wahl des richtigen Standortes die notwendige Verbindung zum Internet, die man am leichtesten über das W-Lan einzurichten ist.
Wie wirkt sich eine Verschattung auf den Ertrag einer PV-Anlage aus und welche Abhilfe gibt es?
Verschattungen oder auch nur Teilverschattungen wirken sich negativ auf den gesamten Modulstrang aus. Fällt z.B. ein Schatten auf ein Modul, so wirkt sich die Leistungsminderung aufgrund der Reihenschaltung auf die Leistung des gesamten Strangs aus. Folgende Abhilfen sind möglich:
- Die einfachste Abhilfe ist die Aufteilung der Module auf verschiedene und unabhängige Stränge. Alle schattenfreie in einen Strang und evtl. verschattete Module in einen weiteren Strang. Das ist möglich, wenn der Wechselrichter 2 getrennte Eingänge (MPP) hat.
- Etwas kostspieliger ist der Einsatz speziell entwickelter Strang-Wechselrichter mit Modul-Leistungsoptimierern. Der Leistungsoptimierer maximiert den Energieertrag jedes einzelnen Moduls durch kontinuierliches MPP-Tracking. Die Lösung mit Leistungsoptimierern ist auch optimal für Anlagen geeignet, die sehr viele unterschiedliche Modulausrichtungen haben.
- Dritte Möglichkeit ist der Einbau von Mikrowechselrichtern. Hier hat jedes Modul seinen eigenen Wechselrichter, der das Modul steuert.
Worauf sollte man beim Kauf eines Strang-Wechselrichters achten?
- Der Wechselrichter sollte eine Hersteller-Produktgarantie von mindestens fünf Jahren haben.
- Der Hersteller sollte eine günstige Garantieverlängerung auf 10, 15 oder 20 Jahre anbieten.
- Kostengünstige Austauschgeräte oder Reparaturmöglichkeit nach Ablauf der Garantiezeit.
- Der Wechselrichter sollte das europäische CE-Zeichen besitzen.
- Eine selbsttätige Freischaltung (ENS) nach VDE 0126, für den Fall, dass das Netz abgeschaltet wird.
- Konformitätserklärung und Unbedenklichkeitsbescheinigung nach EMV Richtlinie.
- Eine Isolationsüberwachung für den Fall, dass ein Isolationsfehler in der Photovoltaikanlage vorliegt.
- Einen standardmäßigen LAN- oder WLAN-Anschluss damit der Wechselrichter ans Internet angeschlossen werden kann.
- Ein Online-Portal damit man die Erträge der PV-Anlage und die Funktion des Wechselrichters überprüfen kann.
Wie groß sollte der Strang-Wechselrichter sein?
Die Größe und die Anzahl der Wechselrichter hängt von der Menge der installierten Modulleistung (Generatorleistung DC) ab. Je mehr Module auf dem Dach installiert werden desto größer muss die Wechselrichterleistung sein und bei größeren Anlagen kommen oftmals auch mehrere Wechselrichter zum Einsatz. Eine zu große und zu kleine Wechselrichterleistung sollte deshalb vermieden werden, weil damit nicht der optimale Wrikungsgrad erreicht werden kann.
