Wechselrichter für Photovoltaikanlagen
Was ist ein Wechselrichter für Photovoltaikanlagen?
Scheint die Sonne auf die in den Photovoltaikmodulen befindlichen Solarzellen, so absorbieren diese die Strahlung und wandeln sie in elektrische Energie um. Dieser produzierte Strom heißt Gleichstrom (direct current, DC). Damit er im Haushalt verwendet oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann, muss er allerdings zunächst in Wechselstrom (alternating current, AC) umgewandelt werden. Das ist Aufgabe des Wechselrichters. Er sorgt dafür, dass die Energie aus der PV-Anlage überhaupt nutzbar wird. Aus diesem Grund ist die Installation eines Wechselrichters bei einer Solarstromanlage Pflicht, da der erzeugte Sonnenstrom sonst gar nicht genutzt werden kann.
Eine weitere Aufgabe des Wechselrichters ist die Überwachung der Strom- und Spannungswerte der Solarmodule, um sicherzustellen, dass diese durchgehend eine optimale Leistung bringen. Auch aus Sicherheitsgesichtspunkten kommt dem Wechselrichter eine wichtige Rolle zu: Er verfügt über eine Kühlung, die eine Überhitzung der Anlage verhindert.
Sollte es die Frequenz des Stromnetzes notwendig machen, so ist der PV-Wechselrichter in der Lage, die Leistung bei Bedarf zu drosseln oder im Notfall die Anlage ganz vom Netz zu trennen. Einige Wechselrichter verfügen zudem über eine Notstromfunktion, sodass bei einem Blackout dennoch Solarstrom erzeugt und mit Hilfe eines Akkus gespeichert werden kann. Das sorgt für mehr Unabhängigkeit den Verbraucher:innen
Welche Arten von Wechselrichtern gibt es?
Modulwechselrichter (Microwechselrichter)
Bei kleineren Anlagen werden mitunter Modulwechselrichter eingesetzt. Nützlich sind sie vor allem dann, wenn die Panels verschiedene Ausrichtungen ausweisen oder unterschiedliche Leistungen, bedingt z.B. durch Verschattungen, vorliegen. Sie werden direkt an die Solarmodule angeschlossen, wodurch bis zur Hälfte der Kabel eingespart werden können. Jedes Solarmodul verfügt über einen separaten Wechselrichter, was höhere Kosten mit sich bringt. Zudem ist der Wirkungsgrad niedriger als bei Stringwechselrichtern.
Stringwechselrichter
Hierbei handelt es sich um die am häufigsten eingesetzten Wechselrichter. Sie eignen sich für nahezu jede Anlagengröße. Mehrere Photovoltaikmodule werden in Reihe geschaltet und bilden einen Strang (= String), der an das öffentliche Stromnetz angeschlossen wird. Alle Module der Reihe sollten dieselbe Ausrichtung, Neigung und Verschattung aufweisen. Im Gegensatz zu Modulwechselrichtern punkten Stringwechselrichter mit einem hohen Wirkungsgrad. Weiterer Vorteil: die Wartung kann einfacher erfolgen, da sich die Wechselrichter im Inneren des Hauses befinden und nicht auf dem Dach.
Multistringwechselrichter
Bei größeren PV-Anlagen mit unterschiedlichen Einstrahlungsbedingungen werden oft Multistringwechselrichter eingesetzt. Sie ermöglichen die Bedienung und Überwachung mehrerer Strings. Je nach Neigung und Ausrichtung lassen sich für jede Modulreihe optimale Betriebseinstellungen wählen.
Zentralwechselrichter
Zentralwechselrichter zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus und kommen in der Regel bei größeren Dachanlagen ab ca. 30 kWp, Großanlagen für Gewerbe- und Industrieunternehmen oder Freiflächenanlagen zum Einsatz. Alle Modulstränge werden dabei zentral zusammengeführt. Die Module sollten dabei ähnlichen Bedingungen in puncto Neigung und Ausrichtung unterliegen. Wartung und Handhabung dieses Wechselrichters sind unkompliziert, da sie oft in Form eines Schaltschrankes oder als Station in Containerbauweise aufgestellt werden.
Hybrid-Wechselrichter
Als Kombination aus Photovoltaik- und Batteriewechselrichter werden in diesen Geräten zwei Komponenten vereint. Hybrid-Wechselrichter wandeln den erzeugten Gleichstrom der PV-Anlage in nutzbaren Wechselstrom um. Zusätzlich könne sie Solarstrom mit Hilfe einer Batterie zwischenspeichern. Oft enthält diese platz- und kostensparende Variante zusätzlich noch eine Notstromfunktion.
Standort und Wartung des Wechselrichters für Solaranlagen
Außer bei Modulwechselrichtern, die direkt an die Module angeschlossen werden, sollte Ihr Wechselrichter im Inneren des Hauses an einem möglichst kühlen, gut belüfteten Ort installiert werden. Das beugt einer Überhitzung vor. Garagen, Hauswirtschaftsräume oder Keller sind ideale Räumlichkeiten. Typabhängig wird der Wechselrichter entweder auf einen ebenen Untergrund gestellt oder an der Wand montiert. Achtung: Ein falscher Standort kann sich negativ auf die Leistung und die Lebensdauer des Geräts auswirken.
Zudem sollten Sie in regelmäßigen Abständen eine Wartung des Wechselrichters durchführen lassen. Dazu zählt u.a. den Gleichstrom-Anschluss und die Kühlung zu überprüfen und zu reinigen. Bewahren Sie das Wartungsprotokoll in Ihren Unterlagen auf. Um durch eventuelle Defekte verursachte Leistungsverluste zu erkennen, lohnt sich ein Vergleich der Erträge mit denen des Vorjahres.
Was kostet ein Wechselrichter für eine Photovoltaikanlage?
Als Orientierung können Sie von 10% bis 15% der Anlagekosten als Preis für den Wechselrichter ausgehen. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus sind das zwischen 1000€ und 2500€. Hoher Wirkungsgrad, große Nennleistung und Extrafunktionen wirken sich selbstverständlich auch auf den Preis des Wechselrichters aus. Es empfiehlt sich bei dieser Komponente nicht nur nach dem günstigsten Schnäppchen, sondern vor allem nach einem qualitativ hochwertigen Produkt zu schauen.
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