Kategorie: Wechselrichter

Damit die PV-Anlage reibungslos funktioniert, ist es wichtig, dass der Wechselrichter und der Speicher vollständig kompatibel sind.Batterie- und Hybridwechselrichter arbeiten immer nur mit bestimmten PV-Speichern zusammen. Hersteller von PV-Speichern und Wechselrichtern haben sich dazu ein Protokoll ausgearbeitet, das für die sichere und störungsfreie Kommunikation zwischen Speicher und Wechselrichter sorgt. Dieses Protokoll ermöglicht die automatische Übertragung aller wichtigen Daten wie Ladezustand, Entlade- und Ladeleistung und weitere betriebsrelevante Informationen.Das schützt die Geräte auch vor Fehlfunktionen oder gar Schäden, die bei nicht abgestimmten Systemen auftreten können.

Die Herstellergarantie gilt auch immer nur für diese zugelassenen Kombinationen.Beim Kauf eines Hybrid oder Batteriewechselrichters kaufen Sie also quasi gleich ein oder einige wenige Batteriemodelle mit. Darauf sollten Sie bitte achten.

Neben der Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung erfüllen Wechselrichter weitere wichtige Aufgaben:

• Sie gewährleisten eine optimale Stromversorgung. Während PV-Wechselrichter dafür sorgen, dass die Solarmodule im Leistungsoptimum betrieben werden, kümmern sich Batteriewechselrichter um das kontrollierte Laden, Pflegen und Entladen der Batterie.
• Sie überwachen das Stromnetz und können es vor Überlastung schützen, indem sie notfalls die eigene Leistung reduzieren.
• Sie sammeln wichtige Betriebsdaten über eine Kommunikationsschnittstelle, so dass eventuelle Störungen schneller erfasst werden können. Die Auslesung der Daten erfolgt hierbei direkt am Wechselrichter oder über einen verbundenen Online-Dienst.

Um diese Aufgaben zu erfüllen, wird modernste Technik in den Geräten verbaut. Trotzdem müssen Wechselrichter aber auch robust sein, um jahrelang allen Witterungen Stand zu halten.

Die Familie der Wechselrichter kann unterteilt werden in:

• Netzgekoppelte Wechselrichter (PV-Wechselrichter)
• Batteriewechselrichter (bidirektional)
• Hybrid-Wechselrichter oder All in One Wechselrichter
• Sinus-Wechselrichter

Im Folgenden gehen wir genauer auf die Wechselrichter Arten ein.

PV-Wechselrichter wandeln den Gleichstrom der Photovoltaik Module in netzkonformen Wechselstrom um. Dieser Prozess funktioniert nur in eine Richtung, d.h. vom Solarmodul zum Netz-Strom.

Wenn das Netz aus irgendeinem Grund gestört oder nicht vorhanden ist, würde der Solar-Wechselrichter auch nicht produzieren. In Deutschland wird diese Sicherungsfunktion ENS (Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen) genannt. Sie dafür sorgt, dass bei Netzausfall sofort auch die PV-Anlage zum Stillstand kommt.

Schon gewusst?PV-Systeme, in denen netzgekoppelte Wechselrichter eingesetzt werden, nennt man AC gekoppelte Systeme, weil hier der Haupt-Knotenpunkt im Wechselstromnetz (AC) liegt, im Gegensatz zu DC-gekoppelten Systemen, wo anstelle eines Wechselrichters ein Gleichstrom (DC-DC) Laderegler eingesetzt wird.

Der Strom der netzgekoppelten Wechselrichter kann direkt zu den Verbrauchern fließen. Er kann auch ins Netz eingespeist werden und dafür sorgen, dass eine Batterie geladen wird. Aber dazu ist dann ein zweites Gerät, nämlich ein bidirektionaler Batteriewechselrichter (bidirektional = der Strom kann in zwei Richtungen) erforderlich.

Es gibt einphasige und dreiphasige PV Wechselrichter. In aller Regel ist es so, dass bis 4,6 kW meist einphasige Wechselrichter vertreten sind. Bei über 5 kW Leistung ist zwingend ein dreiphasiger Wechselrichter erforderlich, damit die drei Drehstromphasen L1, L2 und L3 ausbalanciert sind, d. h. gleichmäßig versorgt sind. Andernfalls entstünde auf dem Neutralleiter ein großer Rückstrom, der ungünstig für das Netz wäre.

Da die Zähler des Energieversorgers jedoch meist saldierend sind, wird auch der die erzeugte Leistung einer einphasigen Anlage zu 100% eingespart. Da der saldierende Zähler den Saldo über alle drei Phasen bildet und dabei egal ist, ob die Energie auf einem Verbraucher der angeschlossenen Phase verbraucht wurde oder nicht. In einem dreiphasigen Inselnetz ist ein dreiphasiger Wechselrichter jedoch die richtige Wahl. Er drittelt seine Energie und kann auch Verbraucher versorgen, die an die anderen beiden Phasen (z.B. L2 und L3) angeschlossen sind.

Welche Wechselrichter-Hersteller von netzgekoppelten PV-Wechselrichtern gibt es?

Es gibt viele Firmen, die PV-Wechselrichter herstellen, von 0,2 kWp angefangen bis hin zu 2.000 kWp als Zentralwechselrichter. Bekannte Hersteller sind unter anderem SMA, die österreichische Firma Fronius sowie Kaco, Kostal, OutBack Power, Victron Energy, Studer, SolarEdge und einige weitere Anbieter.

1. PV-Wechselrichter (Netzgekoppelter Wechselrichter)

Nach tausenden verbauten netzgekoppelten Solar-Wechselrichtern in den vergangenen 25 Jahren favorisieren wir die SMA Wechselrichter.

Der weltweit führende Hersteller aus Deutschland bietet mit den Serien SMA Sunny Boy (einphasig) von 1,5 bis 6 kWp und Sunny Tripower (dreiphasig) von 3 bis 150 kWp Leistung hochentwickelte und langlebige Wechselrichter an.

Die vorgenannten Geräte gehören zu der am weitesten verbreiteten Gruppe der Stringwechselrichter. Hier werden, wenn höhere Leistungen erforderlich sind, mehrere Wechselrichter gleichen oder unterschiedlichen Typs parallel geschaltet, um dem Netz die gewünschte Leistung zu liefern.

Darüber hinaus gibt es die großen Zentral-Wechselrichter, die bei SMA Sunny Central heißen.

2. Batteriewechselrichter

Da eine Batterie nur Gleichstrom speichern kann, übernimmt der Batteriewechselrichter die Umwandlung der Gleichspannung aus der Batterie in Wechselspannung zur Bereitstellung von Energie und Leistung für die Wechselstrom-Verbraucher. Im Gegensatz zum PV Wechselrichter kann der Batteriewechselrichter die Energie der Solarmodule nicht direkt umwandeln oder verarbeiten.

Dafür ermöglicht der Batterie-Wechselrichter das Erzeugen eines qualitativ hochwertigen, netzunabhängigen Insel- oder Hausnetzes, um den Betrieb ohne Netz (Inselnetz oder Back-Up Betrieb) zu gewährleisten.

Welche Marken produzieren Batteriewechselrichter?

Der wohl bekannteste bidirektionale Batteriewechselrichter ist der SMA Sunny Island, der einen hochwertigen industriellen Standard bietet und ganze Dörfer zuverlässig mit Solarstrom versorgen kann (bis max. 300 kW in einem Netz).

Aber auch die Multiplus und Quattro Batteriewechselrichter von Victron Energy sind weit verbreitet, wie auch die FXR und VXR Wechselrichter von OutBack Power.

3. Hybrid-Wechselrichter

Erst seit wenigen Jahren gibt es auch die sogenannten Hybrid-Wechselrichter auf dem Markt. Sie vereinen die Funktionen eines PV-Wechselrichters und eines Batteriewechselrichters in einem Gerät. Diese Geräte sind preiswerter als zwei Einzelgeräte und erfordern weniger Aufwand beim Installieren. Einige Geräte können bei Abwesenheit eines Netzes auch ein eigenes Netz erzeugen, also Insel- bzw. Off-Grid oder Backup-Betrieb darstellen. In den nächsten Jahren wird das Angebot an Hybrid-Wechselrichtern weiter zunehmen.

Welche Marken stellen Hybrid Wechselrichter her?

Hersteller sind unter anderem Alpha & OutBack Power (kann nicht ins öffentliche Netz einspeisen), IMEON Energy und der chinesische Anbieter Solax. Aber auch die bewährten Hersteller wie SMA, Fronius, Kaco oder Kostal (kann kein eigenes Netz erzeugen) haben mittlerweile Hybridwechselrichter im Angebot.

4. Sinus Wechselrichter

Sinus Wechselrichter sind immer monodirektional (von der Batterie zu AC-Verbrauchern) und werden immer direkt an die Batterie angeschlossen. Dieser Wechselrichter-Typ wird nur in DC-gekoppelten Systemen eingesetzt, d.h. in Systemen in denen hauptsächlich Gleichstom fließt und die Batterie über einen Laderegler (DC-DC-Wandler) geladen wird.

Die wohl bekanntesten Geräteserien dieser Gattung sind die Phoenix Inverter der niederländischen Firma Victron Energy.

Zum Teil geht das tatsächlich.​ Manche PV Wechselrichter und auch Hybrid Wechselrichter können tatsächlich bei einer Nennleistung von 15 kW sowohl einen Speicher mit 15 kW laden als auch 15 kW ins AC-Netz liefern.​ Wenn der Speicher jedoch voll ist, bleibt es bei lediglich 15 kW für das AC-Netz.​

Vorteil: Obwohl Sie den Wechselrichter mit nur 15 kW in unserem Beispiel anmelden und bezahlen, haben Sie zeitweise 30 kW zur Verfügung. ​

Nachteile: Die Chips und Bauteile der Geräte sind eher nicht für eine dauerhafte Überlast ausgelegt. ​

Wenn zum Beispiel im Sommer der Speicher schnell gefüllt ist, hat man bei 30 kWp PV Leistung nur 15 kW Wechselrichter-Leistung zur Verfügung, 15 kW gehen verloren. ​