Photovoltaik Wechselrichter

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Wechselrichter für Photovoltaikanlagen

Solarzellen produzieren systembedingt Gleichstrom. Um den Solarstrom entweder selbst nutzen zu können oder ihn in das öffentliche Netz einspeisen zu können, werden deshalb Wechselrichter benötigt, deren Aufgabe die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom ist.

Verschiedene Arten von Wechselrichtern

Zunächst sind Wechselrichter danach zu unterscheiden, ob sie in einer Inselanlage oder einer netzgekoppelten Photovoltaikanlagen eingebaut werden. Zudem werden Wechselrichter danach unterschieden, wie viel Module oder Strings an ihnen angeschlossen werden. Wechselrichter gibt es außerdem als trafolose oder als Wechselrichter mit Trafo.

Inselwechselrichter

Wechselrichter Photovoltaik
Wechselrichter Inselanlage © SMA

Ein Inselwechselrichter bezieht seinen Gleichstrom aus der Batterie. Das heißt, er wird auf die Batteriespannung abgestimmt. Gleichzeitig muss ein Inselwechselrichter auf der Ausgangsseite, also der Wechselstromseite, gerade so viel Leistung bieten, wie der angeschlossene Verbraucher benötigt. Deshalb wird die Ausgangsspannung von Inselwechselrichtern geregelt und ist nicht lastabhängig. Bei der Auswahl des Inselwechselrichters muss auf die Ausgangsleistung geachtet werden. Sie muss für die angeschlossenen Verbraucher groß genug sein.

Die Wechselrichter für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen

  • Modulwechselrichter
    Modulwechselrichter Photovoltaik
    Modulwechselrichter © SMA

    Modulwechselrichter werden für ein einzelnes Modul eingesetzt. Dabei benötigt man entsprechend viele Wechselrichter. Dies kann aber dennoch sinnvoll sein, wenn die einzelnen Module unterschiedlich ausgerichtet sind und sehr unterschiedliche Leistung bringen. Modulwechselrichter bieten hervorragende Optimierungsmöglichkeiten, geeignet für kleinere Anlagen.

  • Stringwechselrichter
    Stringwechselrichter Photovoltaik
    Stringwechselrichter © Solarmax

    Stringwechselrichter sind sehr weit verbreitet. Mehrere Strings laufen hier in einem Wechselrichter zusammen. Sie bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, geeignet für kleinere bis mittlere Anlagen. Vorteil: Verschiedene Ausrichtung oder Verschattungen haben weniger Einfluss.

  • Multistringwechselrichter
    Multistringwechselrichter Photovoltaik
    Multistringwechselrichter © SMA

    Hierbei werden mehrere Strings von einem Wechselrichter bedient. Bei Multistringwechselrichtern kommen mehrere MPP-Tracker zum Einsatz, die für jeden String den optimalen Arbeitspunkt ermitteln. Sie bilden eine Alternative zu Stringwechselrichtern bei größeren Anlagen.

  • Zentralwechselrichter
    Zentralwechselrichter Photovoltaik
    Zentralwechselrichter © Fronius

    Sie kommen in Großanlagen zum Einsatz und sind vor allem dann sinnvoll, wenn es sich um eine sehr homogene Anlage eignet, bei der alle Strings die gleiche Neigung aufweisen und auch gleich ausgerichtet sind. Sie erzielen gute Wirkungsgrade und lassen sich in Großanlagen besonders gut warten.

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Anzahl an Wechselrichtern

Die Frage, wie viel Wechselrichter für eine Photovoltaikanlage ideal sind, lässt sich nicht einfach beantworten. Zum Teil ist es regelrechte Glaubenssache. Für wenige Wechselrichter spricht, dass zum Beispiel die Montage beziehungsweise Verdrahtung einfacher ist, es auf jeden Fall billiger ist, nur einen großen Wechselrichter zu installieren und es unter Umständen einfacher ist, einen großen als mehrere kleine Wechselrichter unterzubringen. Zudem ist die Fehlersuche einfacher. Für mehrere Wechselrichter spricht dagegen, dass bei einem Defekt nicht gleich die gesamte Photovoltaikanlage lahmliegt, mehrere kleine Wechselrichter sich eventuell leichter verteilen lassen. Außerdem lassen sie sich hervorragend auf unterschiedlich ausgerichtete Module anpassen, damit werden zum Beispiel Verschattungsprobleme geringer.

Bedeutung der Wechselrichter für den Ertrag

Die Leistung der Photovoltaikanlage wird durch die Wahl der Wechselrichter ganz entscheidend beeinflusst. Der gesamte erzeugte Gleichstrom muss durch die Wechselrichter hindurch, bevor er ins Netz eingespeist wird. Daher hat der Wirkungsgrad der Wechselrichter und seine optimale Auslegung einen enormen Einfluss auf den gesamten Anlagenertrag.

Optimale Auslegung von Wechselrichtern

Die Auslegung eines Wechselrichters richtet sich nach vier Kriterien:

  • Eingangsleistung der Module
    Die Leistung, die die Strings oder der Generator erbringen, sollte unter der maximalen Leistung des Wechselrichters liegen. Meist wird mit einem Faktor zwischen Modulleistung und Nennleistung des Wechselrichters von 0,9 bis 1,2 gerechnet.
  • Maximale Modulanzahl
    Diese ist abhängig von der maximalen Gleichstrom-Eingangsspannung des Wechselrichters. Achtung: Die Spannung steigt bei niedrigen Temperaturen. Die Leerlaufspannung sollte immer unter der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters liegen.
  • Minimale Modulanzahl
    Die Spannung der Solarmodule ist am Maximum Power Point am höchsten. Die MPP-Spannung des Wechselrichters muss durch eine entsprechend hohe Anzahl an Modulen immer übertroffen werden.
  • Anzahl paralleler Stränge
    Wird bestimmt durch den maximalen Eingangsstrom des Wechselrichters, da dieser immer größer sein muss als der Solargeneratorstrom.
Tipp: Für die richtige Auslegung der Wechselrichter gibt es eine Vielzahl von Programmen, die von den Herstellern kostenlos zur Verfügung gestellt werden und die die genannten Punkte berücksichtigen.

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