Das Wichtigste zusammengefasst
- Solarmodule erzeugen Gleichstrom, das Stromnetz und die Haushaltsstromleitungen sind jedoch auf Wechselstrom ausgelegt.
- Der Solar-Wechselrichter wandelt den produzierten Gleichstrom in von Haushaltsgeräten nutzbaren Wechselstrom um.
- Der Wechselrichter ist ein unverzichtbares Bindeglied zwischen der PV-Anlage und dem Haushaltsstromkreis.
- Grundsätzlich nehmen sie die Umwandlung von Strom vor. Darüber hinaus können spezifische Modelle weitere Zusatzfunktionen erfüllen. Dazu gehören beispielsweise die Optimierung und Steuerung der Anlage sowie das Erfassen von Betriebsdaten.
- Um Beschädigungen vorzubeugen, koppelt der Solar-Wechselrichter die Solaranlage vom Netz ab, sobald die maximale Spannung überschritten wird.
Technische Grundlagen
Ein Wechselrichter ist ein elektrisches Gerät, das für die Umwandlung von Spannung verantwortlich ist. Hierbei ist sowohl eine Umwandlung von Wechselspannung zu Gleichspannung oder andersrum möglich. Auch die Wandlung von Gleichspannung in eine Gleichspannung mit entweder höherem oder auch niedrigerem Spannungsniveau kann über spezifische Wechselrichter erfolgen.
Die Solarmodule der Photovoltaik-Anlage produzieren durch Sonneneinstrahlung Gleichstrom. Um diesen im Haushalt verwenden zu können, muss er jedoch in Wechselstrom umgewandelt werden. Der PV-Wechselrichter gilt als das Herzstück jeder Solaranlage – ohne ihn könnten Sie die Energie, die Ihre Solaranlage produziert, nicht für ihre Haushaltsgeräte nutzen.
Arten von Wechselrichtern
Grundsätzlich wird zwischen reinen Sinuswellen-Wechselrichtern, modifizierten Sinuswellen-Wechselrichtern sowie quadratischen Wechselrichtern unterschieden. Reine Sinuswellen-Wechselrichter erzeugen eine beinahe reine Sinus-Ausgangswelle und kommen am häufigsten zum Einsatz, da sie besonders stabilen Wechselstrom produzieren und sich bestens für die meisten Haushaltsgeräte eignen.
Darüber hinaus gibt es verschiedene Arten von Solar-Wechselrichtern, die sich hinsichtlich ihrer Verschaltung mit den Solarmodulen unterscheiden. Modul- beziehungsweise Mikro-Wechselrichter werden direkt an einzelne Panels angeschlossen und kommen insbesondere bei kleineren PV-Anlagen mit wenigen Modulen zum Einsatz. String-Wechselrichter werden dagegen mit einem ganzen Strang, also einer Reihe aus mehreren Solarpanels, verbunden und eignen sich somit optimal für mittelgroße Dachanlagen. Bei sehr leistungsstarken PV-Anlagen kommen dagegen meist Zentralwechselrichter zum Einsatz. Diese führen alle Stränge der Solaranlage zusammen und ermöglichen somit eine zentrale Steuerung. Für Photovoltaik-Anlagen mit Stromspeicher eignen sich dagegen Hybrid-Wechselrichter. Diese kombinieren den Solar-Wechselrichter und Batteriewechselrichter in einem Gerät.
Auswahl eines Solarwechselrichters
Bei der Auswahl eines Wechselrichters sollten Sie sich zunächst vergewissern, dass dieser mit den anderen Komponenten Ihrer PV-Anlage kompatibel ist. Im Zweifelsfall kann Ihr Fachhändler oder eine Elektrofachkraft behilflich sein.
Leistung und Wirkungsgrad
Die Nennleistung der Solarmodule sollte zur Nennleistung des Wechselrichters passen, um optimale Erträge zu gewährleisten und Schäden zu vermeiden. Eine höhere Wechselrichterleistung kann jedoch sinnvoll sein, wenn beispielsweise geplant ist, in Zukunft weitere PV-Module zu installieren.
Neben der in Watt angegebenen Leistung gibt der Wirkungsgrad Auskunft über die Effizienz eines Wechselrichters. Dieser wird in Prozent angegeben und sagt aus, wie viel nutzbarer Strom bei der Umwandlung verloren geht. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass ein großer Teil der eingespeisten Energie in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt wird, wobei nur ein kleiner Teil als Wärme verloren geht.
Installation und Inbetriebnahme
Wenn Sie über ein wenig handwerkliches Geschick verfügen, können Sie die Installation eines Wechselrichters problemlos selbst durchführen. Achten Sie dabei jedoch sorgfältig darauf, die Installationsanleitung des Herstellers zu befolgen und die geltenden Sicherheitsstandards der VDE-Normen einzuhalten. Im Zweifelsfall sollten Sie eine professionelle Elektrofachkraft kontaktieren, um Sicherheitsrisiken zu minimieren.
Ein PV-Wechselrichter sollte an einem trockenen und gut belüfteten Ort, idealerweise an einer Wand in der Nähe des Sicherungskastens, montiert werden.
Leistungsüberwachung und Wartung
Neben der Umwandlung von Strom übernehmen Wechselrichter weitere Aufgaben, darunter die Überwachung der Solaranlage. Ein PV-Wechselrichter überprüft durchgehend das Versorgungsnetz und muss die Anlage im Falle einer Störung vom Netz trennen. Darüber hinaus besteht eine optionale Funktion in der Überwachung des Energieertrags und der Auskunft über eventuelle Störungen. Über Kommunikationsschnittstellen am Wechselrichter ist es möglich, sämtliche Parameter zu kontrollieren. Die Daten lassen sich über einen Netzwerkanschluss oder über Bluetooth-Funktionen abrufen und beispielsweise auf einem Online-Datenportal einsehen. Auf diese Weise ist es möglich, Störungen und Ertragseinbußen unmittelbar zu erkennen und die maximale Eingangsleistung langfristig aufrechtzuerhalten.
Anwendungsbeispiele
Ob Balkonkraftwerk, Dachanlage oder Solarpark – Solarwechselrichter sind das Herzstück jeder PV-Anlage.
In der heimischen Energieerzeugung mit einem Balkonkraftwerk kommen in der Regel Modul-Wechselrichter mit einer Leistung von 800 Watt zum Einsatz. Modul-Wechselrichter sind außerdem sinnvoll, wenn einzelne Module einen sehr unterschiedlichen Sonneneinfall haben.
Für mittelgroße heimische Dachanlagen eignen sich dagegen String-Wechselrichter, die mehrere Module miteinander verbinden. Diese stellen eine preiswerte und effiziente Möglichkeit der Stromumwandlung dar. Die verfügbare Leistung beginnt in der Regel bei etwa 2 Kilowatt, für private Hausdachanlagen sind Leistungen von etwa 5 Kilowatt gängig.
Für gewerbliche Anlagen, etwa auf Hallen- oder Scheunendächern, eignen sich String- oder Zentralwechselrichter mit einer Leistung ab 10 Kilowatt.
In Solar-Kraftwerken kommen dagegen besonders leistungsstarke Zentralwechselrichter mit einer Leistung von 500 bis 800 Kilowatt zum Einsatz.
FAQ
Für ein Balkonkraftwerk mit einem oder zwei Solarmodulen eignen sich Modul-Wechselrichter mit einer Gesamtleistung von 800 Watt. Falls mehrere Solarpanels verwendet werden, kann gegebenenfalls ein String-Wechselrichter lohnenswert sein.
Falls Sie sich für Modul-Wechselrichter entscheiden, benötigen Sie einen separaten Wechselrichter für jedes einzelne Solarmodul. Falls Sie String-Wechselrichter verwenden, benötigen Sie dagegen einen Solar-Wechselrichter pro Strang Solarmodule.