Wechselrichter

Warum ist ein Spannungswandler notwendig und was sind seine wichtigsten Funktionen?

Nutzung der erzeugten Energie: Photovoltaik-Paneele erzeugen Gleichstrom (DC), während die meisten Haushaltsgeräte und das Verteilungsnetz Wechselstrom (AC) verwenden. Ein Spannungswandler wandelt den Gleichstrom der Paneele in Wechselstrom um, so dass der erzeugte Strom in gängigen Haushaltsgeräten genutzt und über das Stromnetz verteilt werden kann. Einfach ausgedrückt: Ohne einen Wechselrichter würden Sie die erzeugte Energie nicht nutzen.

Leistungseffizienz: Der Wechselrichter sorgt dafür, dass der von der Photovoltaikanlage erzeugte Strom den Normen für Spannung, Frequenz und Stromqualität entspricht. Diese sind für einen sicheren und effizienten Anschluss an das Haus- oder öffentliche Stromnetz erforderlich.

Sicherheit: Spannungswandler verfügen über eingebaute Sicherheitsfunktionen, die das System vor Überspannung, Kurzschlüssen oder anderen potenziellen elektrischen Problemen schützen. Im Falle eines Stromausfalls im Netz können sie auch für eine automatische Abschaltung des Systems sorgen, um eine Rückspeisung zu verhindern und die Mitarbeiter der Netzwartung zu schützen.

Viele moderne Wechselrichter ermöglichen die Überwachung und Steuerung der Leistung der Photovoltaikanlage. Die Benutzer können überwachen, wie viel Energie ihr System produziert, und manchmal die Einstellungen anpassen, um die Leistung zu optimieren.

Wie werden Wechselrichter klassifiziert

Nach Anzahl der Phasen

• Einphasig
• Dreiphasig

Nach Nutzungsart

• On-Grid-Wechselrichter
• Insel-Wechselrichter
• Hybrid-Wechselrichter

Einphasige Wechselrichter werden hauptsächlich in kleineren Inselsystemen eingesetzt. Sie werden normalerweise nur für Geräte mit einer Leistung von bis zu 3 kW verwendet. Einphasige Wechselrichter werden häufig in kleineren oder privaten Photovoltaikanlagen eingesetzt. Sie sind effizient und ideal für Systeme, die keine komplexe Mehrphasensteuerung oder große Energiekapazität erfordern.

Dreiphasige Wechselrichter sind für größere Photovoltaikanlagen geeignet. Wenn es darum geht, große Mengen an erzeugter Solarenergie effizient zu verarbeiten und zu verteilen.

Dreiphasige Wechselrichter sind ideal für größere Photovoltaik-Anlagen, wie z. B. Geschäftsgebäude, Industrieanlagen oder große Wohnkomplexe, bei denen eine effiziente Verteilung großer Energiemengen wichtig ist. Dreiphasige Systeme sind im Vergleich zu einphasigen Systemen besser geeignet, um große Leistungen über größere Entfernungen mit geringeren Verlusten zu übertragen. Dreiphasige Wechselrichter tragen zu einer höheren Spannungsstabilität und einer gleichmäßigeren Lastverteilung auf die Phasen des Stromnetzes bei. Dies trägt dazu bei, Probleme mit der Spannungsstabilität zu minimieren und das Risiko einer Phasenüberlastung zu verringern.

Netzgebunden

Netzgekoppelte Wechselrichter, auch On-Grid- oder Grid-Tie-Wechselrichter genannt, sind für den Anschluss einer Photovoltaikanlage an das öffentliche Stromnetz vorgesehen. Ihre Hauptaufgabe ist die Umwandlung von Gleichstrom (DC) aus Photovoltaik-Paneelen in Wechselstrom (AC), der mit den Normen des Stromnetzes kompatibel ist.

• Netzwechselrichter optimieren die Leistung einer Photovoltaikanlage und sorgen dafür, dass der erzeugte Strom den Spannungs- und Frequenzanforderungen des Netzes entspricht.
• Sie verfügen in der Regel nicht über Batterien oder Energiespeichermöglichkeiten.
• Sie sind die ideale Wahl für Haushalte und Unternehmen, die ihre Stromrechnung mit Solarenergie senken und gleichzeitig überschüssige Energie in das Netz einspeisen wollen (sofern der Stromversorger dies zulässt).
• Sie verfügen nicht über Energiespeicherkapazitäten und liefern daher keinen Strom im Falle eines Netzausfalls.

Richtig konfigurierte Netzwechselrichter ermöglichen ihren Besitzern die Nutzung eines alternativen Energieerzeugungssystems, in diesem Fall der Solarenergie, ohne ein komplexes System und Batterien. Sollte diese alternative Energie einmal nicht ausreichen, können Sie das Defizit aus dem Stromnetz beziehen.

Netzunabhängig

Netzunabhängige oder netzferne Spannungswandler arbeiten ohne Anschluss an das Verteilungsnetz. Der Spannungswandler wird daher an eine Batterie angeschlossen, der er Energie entnimmt und diese von Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Die Umrichter in diesen Systemen sorgen nicht nur für die Energieumwandlung, sondern auch für ein effizientes Auf- und Entladen dieser Batterien, so dass eine kontinuierliche Energieversorgung auch in Zeiten ohne Sonnenlicht gewährleistet ist.

Hybride

Diese Spannungswandler vereinen die Vorteile von Netz- und Inselwandlern. Das bedeutet, dass sie Energie speichern und gleichzeitig Energie aus dem Verteilungsnetz beziehen oder dorthin senden können. Allerdings nutzen sie bevorzugt Solarenergie und schalten erst dann auf das Verteilernetz um, wenn die Batterien bis zu einem bestimmten Grad entladen sind. Der größte Vorteil und eine häufig genutzte Funktion von Hybrid-Wechselrichtern ist ihre Fähigkeit, die aus dem Netz oder aus Batterien entnommene Energie zu regeln.

Wie wählt man einen Spannungswandler aus?

Da es sich um ein Schlüsselelement des gesamten Systems handelt, empfehlen wir nicht, an der Qualität zu sparen oder die Wahl des richtigen Wechselrichters zu unterschätzen. Es reicht nicht aus, leistungsstarke Photovoltaikmodule zu wählen, denn ihre Leistung und ihr gutes Funktionieren hängen letztlich von anderen Komponenten des Systems ab, insbesondere vom Spannungswechselrichter, der das wichtigste Element des gesamten Kraftwerks ist.

Der richtige Wechselrichter muss daher optimal auf das Photovoltaik-Kraftwerk abgestimmt sein. Es ist notwendig, das richtige Verhältnis zwischen der Leistung der Photovoltaikanlage und der Leistung des Spannungswechselrichters einzuhalten. Ein Fehler tritt auf, wenn die Leistung des Wechselrichters niedriger ist als die Leistung der Module. In einem solchen Fall verlieren Sie die erzeugte Energie. Der richtige Spannungswandler ist in der Lage, die Leistung der Solarmodule zu bewältigen und gleichzeitig Energieverschwendung zu vermeiden.

Die Dauerbelastung des Konverters sollte etwa 80 % seiner Leistung betragen. Wenn die Langzeitnutzung eher an der oberen Grenze von 80 % bis 100 % liegt, verkürzt sich die Lebensdauer des Geräts.