Der Wechselrichter ist der Drehpunkt einer Photovoltaikanlage. Da der von der Solaranlage gewonnene Gleichstrom eine volatile Stromfrequenz aufweist, muss dieser mit Hilfe des Wechselrichters in eine konstante Frequenz umgewandelt werden. Diese Umwandlung ist notwendig, da die im Eigenheim verlegten Stromleitungen mit Wechselstrom arbeiten. Hier erfahren Sie mehr darüber, wie Solarenergie mit Hilfe des Wechselrichters als Spannungswandler in nutzbaren Strom verwandelt wird.
Inhaltsverzeichnis
Wechselrichter Photovoltaik Funktion – Wie funktioniert
ein Photovoltaik Wechselrichter?
Um den von den Solarmodulen gewonnenen Gleichstrom nutzen zu können, muss dieser zunächst in Wechselstrom umgewandelt werden. Gleichstrom weist eine zeitlich konstante Polarität auf, Wechselstrom hingegen wechselt die Polarität in regelmäßigen zeitlichen Abständen. Die übliche Wechselstromfrequenz beträgt hierbei 50 Hertz. Der Wechselrichter funktioniert hauptsächlich als Spannungswandler.
Die verschiedenen Arten von Photovoltaik Wechselrichtern
Es existieren eine Vielzahl von Wechselrichtern, die sich je nach Art der Photovoltaikanlage in ihrer Funktionsweise und Nennleistung unterscheiden. Auch nach der Anzahl der Solarmodule und angeschlossenen Strings werden diverse Wechselrichter unterschieden. Zudem gibt es neben Wechselrichtern ohne Speicher auch Wechselrichter mit Speicher.
Wechselrichter Inselbetrieb – Solar Wechselrichter ohne Netzeinspeisung
Der Inselwechselrichter wird in sogenannten Inselanlagen eingesetzt. Inselanlagen sind Photovoltaik-Anlagen, die zu den netzunabhängigen Gleichstromanlagen zählen. Das bedeutet, dass Inselwechselrichter Spannung und Frequenz selbst regeln können und nicht auf eine Verbindung mit dem öffentlichen Stromnetz angewiesen sind. Der erzeugte Strom wird meist in einer Solarbatterie gespeichert und dient ausschließlich dem Eigenverbrauch, da kein Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.
Wechselrichter für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen
Bei einem Wechselrichter für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen ist zunächst wichtig, dass sich der erzeugte Strom sowohl im Eigenverbrauch nutzen lässt, als auch eine Einspeisung ins Stromnetz möglich ist. Die Einspeisung wird durch den Anschluss der Photovoltaikanlage an das öffentliche Stromnetz ermöglicht.
PV Wechselrichter – Stringwechselrichter
Der Stringwechselrichter steuert mehrere Solarmodule, die in Reihe geschaltet werden. Diese Module werden Strings genannt und weisen bestimmte Gemeinsamkeiten wie die gleiche Ausrichtung oder Verschattung auf. Ein Vorteil des Stringwechselrichters ist deshalb vor allem die einfachere Wartung, weil nicht für jedes einzelne Modul ein Wechselrichter verbaut wird. Der Stringwechselrichter eignet sich daher für kleinere und mittlere Anlagen.
PV Wechselrichter – Modulwechselrichter
Bei einem Modulwechselrichter handelt es sich um einen Wechselrichter, der an einem einzelnen Modul verbaut ist. Modulwechselrichter lohnen sich vor allem dann, wenn es sinnvoll ist, dass die Solarmodule einzeln steuerbar sind. Dies kann der Fall sein, wenn die Module verschieden ausgerichtet sind und dadurch unterschiedliche Leistung erbringen. Durch die einzelne Ansteuerung der Module kann der Ertrag optimiert werden. Die Ertragsoptimierung gelingt unter anderem durch die genaue Ermittlung des Maximum Power Point (MPP). Mit einem Maximum Power Point Tracker wird die elektrische Belastung der Solarmodule so angepasst, dass die Solarzellen die optimale Leistung erbringen. Modulwechselrichter eignen sich vor allem für kleinere Anlagen, da die Kosten erheblich zunehmen, wenn für jedes Einzelmodul ein Wechselrichter eingebaut wird.
PV Wechselrichter – Zentralwechselrichter
Bei Zentralwechselrichtern wird ein Wechselrichter für die gesamte Photovoltaikanlage verbaut. Durch den Einbau eines Wechselrichters wird eine einfache, zentrale Wartung ermöglicht. Zentralwechselrichter werden vor allem in Großanlagen eingesetzt, bei der die Solarmodule meist sehr ähnliche Einstrahlungsverhältnisse aufweisen.
Wie viele Wechselrichter sollten bei Photovoltaikanlagen verbaut werden?
Die ideale Anzahl der Wechselrichter in einer Photovoltaikanlage hängt stark von der Größe der Solar-Anlage und der spezifischen Eigenschaften der Module ab. Auch der Kostenfaktor spielt eine nicht unerhebliche Rolle. Wenige Wechselrichter weisen oft ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis auf und die Montage ist wesentlich einfacher. Zudem werden die Fehleranfälligkeit und der Wartungsaufwand beim Auftreten eines Fehlers minimiert. Für eine größere Anzahl an Wechselrichtern sprechen die besseren Anpassungsmöglichkeiten in der Steuerung der einzelnen Module oder Strings sowie ein geringeres Risiko eines Totalausfalls.
Wechselrichter Photovoltaik Lebensdauer – Wie lange hält ein Solar Wechselrichter?
Generell gibt die Garantie des Herstellers oft eine Auskunft über die Lebensdauer der Photovoltaikanlagen und ihrer Komponenten, einschließlich des Wechselrichters. Für einen Wechselrichter wird oft mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 15 Jahren gerechnet, wobei die Herstellergarantien mit fünf bis zehn Jahren deutlich darunter liegen. Bei einer durchschnittlichen Lebensdauer von 20 Jahren der Photovoltaikanlage ist demnach davon auszugehen, dass der Wechselrichter repariert oder ausgetauscht werden muss.
Wechselrichter Photovoltaik-Anlagen | Fazit
Unabhängig davon, für welche Art des Wechselrichters Sie sich entscheiden, bietet jedes Modell gewisse Vor- und Nachteile. Welcher Wechselrichter sich am besten für Ihre Photovoltaikanlage eignet, kommt auf diverse Faktoren und nicht zuletzt Ihre eigenen Präferenzen an.
Möchten Sie mehr über Photovoltaikanlagen erfahren? Lesen Sie unsere Photovoltaik-Ratgeber über Photovoltaik Eigenverbrauch, Photovoltaik Inselanlagen und Photovoltaik Komplettanlagen!
