Low Volt- oder Hoch Volt Batteriespeicher - 1-Phasen oder 3-Phasen Wechselrichter - Was sind die Vor- und Nachteile?

Aus der Praxis:

In unserer kostenlosen technischen Beratung, über die Kommunikationsplattform auf unserer Webseite, dreht es sich häufig um die Unterschiede zwischen 1 und 3 phasigen Wechselrichtern und den daraus resultierenden Konsequenzen.

Diese Unterschiede sind nicht unbedeutend, während die 1 phasigen Wechselrichter fast immer mit Low-Volt-Speichern kompatibel sind, arbeiten die 3 phasigen Wechselrichter fast immer nur mit Hoch Volt Batterien.

Wichtig: Grundsätzlich sollten Hybrid- und Batteriewechselrichter nur mit Speichern betrieben werden, für die sie auch zertifiziert sind und bei denen, von den Herstellern, ein gemeinsames Protokoll füreinander erstellt wurde. Andernfalls kann es zu Fehlfunktionen, Einschränkungen und ggf. sogar Sicherheitsmängeln kommen, die nicht von einer Garantie abgedeckt sind.

Unterschiede zwischen einem 3-phasigen und einem 1-phasigen Wechselrichter

• 3-phasige Wechselrichter werden üblicherweise ab PV-Leistungen von rund 5,5 kWp eingesetzt,
  da sie die höhere Leistung so auf die drei Phasen aufteilt, dass keine Schieflast entsteht.
• Ein 3-phasiger Wechselrichter verteilt seine Leistung demnach auf drei separate Phasen (L1, L2 und L3), die in mehr als 95% der deutschen Haushalte vorhanden sind. So können höhere Leistungen geliefert werden, durch die gleichmäßige Verteilung.
   
• in der Praxis treten jedoch häufig unsymmetrische Belastungen auf, bei denen die Lasten auf den Phasen nicht gleich sind oder der Phasenstrom nicht im Gleichgewicht ist.
   
• es gilt darauf zu achten, inwieweit 3-phasige Wechselrichter unsymmetrisch arbeiten können. Manche 3-phasige WR können nur 1/3 ihrer Gesamtleistung auf jeder Phase liefern, manche sind bis zur max. erlaubten Schieflast von 4,6 kVA schieflastfähig.

• 1-phasige Wechselrichter  erzeugen Wechselspannung auf einer Phase und werden in der Regel, für kleinere Solaranlagen bis 5 kW (4,6 kVA) Leistung, in Wohnhäusern verwendet. Damit sind sie – je nach Ausrichtung - für eine PV-Leistung bei Südausrichtung von bis zu 5,4 kWp geeignet. Bei Ost-West Ausrichtung können sogar 7 kWp angeschlossen werden.
• Ein 1-phasiger WR ist in Deutschland nur bis zu einer AC-Ausgangsleistung größer 4,6 kVA zugelassen.
• 1-phasige Hybrid-/Batterie Wechselrichter sind in der Regel nur mit Low-Volt Speichersystemen bestimmter Hersteller kompatibel.

So ist zum Beispiel die sehr beliebte Pylontech US Batterie-Serie nur mit bestimmten, einphasigen Wechselrichtern kompatibel. Nur ein einziger Hersteller, die französische Firma Imeon Energy, hat einen dreiphasigen Wechselrichter im Programm, der mit den US2000C, US3000C, und US5000 Akkus kompatibel ist.

Hingegen gibt es einige einphasige Wechselrichter, die mit diesen US Low Volt Speichern von Pylontech kompatibel sind, die Geräte der Firma Sofa Solar, GoodWe und Solis. Nicht zu vergessen, alle Geräte des holländischen Herstellers Victron Energy sind mit den Pylontech US-Speichern kompatibel. Aus diesem Grund haben wir auch all diese einphasigen Geräte, in ausreichender Anzahl, ab unserem Lager in Schladen verfügbar.

In einer herkömmlichen Hoch Volt Batterie benötigt es immer ein externes BMS, welches noch rund 700-1000 € zusätzlich kostet. Lesen Sie weiter, um noch mehr zu den Unterschieden zu erfahren.

Wichtig: Nicht kompatibel mit Pylontech sind alle Wechselrichter des chinesischen Herstellers Growatt. Hier gibt es bereits seit einigen Jahren kein gemeinsames Protokoll mehr, daher sind grundsätzlich alle Growatt Wechselrichter und alle Pylontech Speicher nicht kompatibel.

Was ist eine Schieflast?

Die Schieflast im Stromnetz bezieht sich auf eine ungleichmäßige Verteilung der elektrischen Last, zwischen den Phasen eines Drehstromsystems. In idealen Bedingungen sollte die Belastung auf die drei Phasen gleichmäßig verteilt sein.Das bedeutet, dass die angeschlossenen elektrischen Geräte und Verbraucher ähnliche Leistung auf jeder Phase ziehen sollten. Wenn die Belastung jedoch nicht gleichmäßig verteilt ist, spricht man von einer Schieflast.

Der Grenzwert für die maximale Schieflast im Stromnetz in Deutschland beträgt 4,6 kVA. Dieser Wert wurde in der VDE-AR-N 4105 (Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz) festgelegt.

Die Vor- und Nachteile von Low Volt und Hoch Volt Speichersystemen:
Der Unterschied zwischen einem Low-Volt (Niederspannungs-) Speicher und einem Hochvoltspeicher liegt hauptsächlich in der Spannungsebene, auf der sie betrieben werden.

Low-Volt Speicher:
Ein Low-Volt Speicher arbeitet in der Regel mit niedrigeren Spannungen, typischerweise im Bereich von 48 V manchmal auch niedriger. Die Batteriemodule werden parallelgeschaltet, dabei bleibt die Spannung erhalten und der Strom erhöht sich. Niederspannungsspeicher werden in der Regel mit einphasigen Wechselrichtern bis 4,6 kVA AC-Ausgangsleistung eingesetzt

• Sie sind oft kostengünstiger als Hochvolt-Speichersysteme, da ein Batteriemanagementsystem (BMS) in der Regel schon in den Speicher eingebaut ist. Bei der Parallelschaltung von Speichern ist das einfach möglich.
   
• Niedrige Spannungen in einem Low-Volt Speicher können dazu beitragen, das Sicherheitsrisiko zu reduzieren. Die Gefahr von Stromschlägen oder Verletzungen durch Berührungen der Batterie, ist geringer als bei Hochvoltspeichern.
   
• Niedrige Betriebsspannungen, bei großen Low-Volt Speicheranlagen, führen zum Einsatz von mehreren Verbindungskabeln zum Hybrid- oder Batterie-Wechselrichter.
  

Unser Sortiment an Low-Volt Speichern können Sie unter folgendem Link einsehen Batteriespeicher preiswert bestellen | inutec (inutec-int.com)

Hochvoltspeicher:
Ein Hochvoltspeicher arbeitet mit höheren Spannungen, oft im Bereich von 200 V bis mehrere hundert Volt. Die Batteriezellen werden in Reihe geschaltet. Sie benötigen zusätzlich ein externes Batterie Management System.
Hochvoltspeicher werden in der Regel in größeren Solaranlagen ab 5 kWp Solarmodulleistung eingesetzt.

• Die Verkabelung von Hochvoltspeichern ist, aufgrund geringerer Kabelquerschnitte, einfacher aber auch ein wenig gefährlicher, aufgrund der höheren Spannungen.
• Hochvoltspeicher können aufgrund der höheren Betriebsspannung und damit verbundenen geringeren Stromstärken, bei kleineren Kabelquerschnitten, effizienter sein. Bei größeren Niedervolt Speichersystemen muss z.B. mit mehreren Kabeln der Querschnitt erhöht werden.
• Hochvoltspeicher sind besonders bei kleineren PV-Anlagen teurer als Niedervolt Speicher, da die Speicherelemente in Reihe geschaltet werden müssen und dadurch häufig ein zusätzliches externes BMS benötigen wird.
   

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Besonders hervorzuheben sind hier die BYD-Hochvolt-Speicher, welche mit zahlreichen Wechselrichterherstellern, wie Kostal, GoodWe, Fronius, SMA, Sungrow, Kaco und Solis kompatibel sind.