Solar-Wechselrichter: Arten und Kriterien für die Auswahl
Der Wechselrichter ist entscheidend für den Ertrag der PV-Anlage
Wechselrichter, die für Photovoltaikanlagen verwendet werden, werden auch als „Solar-Wechselrichter“ oder „PV-Wechselrichter“ bezeichnet. Eine Photovoltaikanlage produziert Gleichstrom, der mittels des Wechselrichters in den im Haushalt nutzbaren Wechselstrom umgewandelt wird. Im Gegensatz zu Gleichstrom kann Wechselstrom verlustfrei über lange Strecken transportiert werden – nicht nur innerhalb des Haushalts, sondern auch nach Einspeisung im Stromnetz.
Was macht ein Wechselrichter?
Ein Photovoltaik-Wechselrichter erfüllt mehrere wichtige Aufgaben. Er schützt etwa das Stromnetz vor Überlastungen, sammelt Daten zur Leistung der PV-Anlage und gibt bei Bedarf Informationen zu Fehlern und Störungen aus.
Vor allem aber spielt er eine zentrale Rolle dabei, den Ertrag einer Photovoltaikanlage zu maximieren. Dazu muss der Wechselrichter passend zu den Solarmodulen, dem Aufbau der Photovoltaikanlage, dem Anlagenstandort und weiteren Gegebenheiten vor Ort gewählt werden.
Was viele Menschen nicht wissen:
Auf den Aufstellungsort des Wechselrichters kommt es an. Eine kühle Umgebung erleichtert die Abgabe von Wärme, was sowohl die Leistung des Wechselrichters verbessert als auch dessen Lebensdauer verlängert.
Keller- und Garagenräume sind als Aufstellungsorte gut geeignet, auch weil ein Wechselrichter in aller Regel nicht komplett geräuschlos arbeitet. Es gibt jedoch auch Wechselrichter, die direkt ans Solarmodul angeschlossen werden. Hier spricht man in der Regel von Modul- oder Mikrowechselrichtern. Diese kommen z.B. bei sehr komplexen PV-Anlagen zum Einsatz oder für eine Balkon-Anlage aus ein bis zwei Modulen.
In diesem Zusammenhang ist auch der Aufstellungsort des Wechselrichters wichtig. Eine kühle Umgebung erleichtert die Abgabe von Wärme, was sowohl die Leistung des Wechselrichters verbessert als auch dessen Lebensdauer verlängert. Keller- und Garagenräume sind als Aufstellungsorte gut geeignet, auch weil ein Wechselrichter in aller Regel nicht komplett geräuschlos arbeitet. Es gibt jedoch auch Wechselrichter, die direkt ans Solarmodul angeschlossen werden. Hier spricht man in der Regel von Modul- oder Mikrowechselrichtern. Diese kommen z.B. bei sehr komplexen PV-Anlagen zum Einsatz oder für eine Balkon-Anlage aus ein bis zwei Modulen.
Der Solar-Wechselrichter in unterschiedlichen Ausführungen
Solar-Wechselrichter sind zentrale Komponenten einer Photovoltaikanlage. Es gibt diese in verschiedenen Ausführungen, welche sich in ihrer Funktion und Einsatzmöglichkeiten unterscheiden.
Allgemeine Funktion von Wechselrichtern
Was macht ein Wechselrichter? Die Hauptaufgabe eines Wechselrichters besteht darin, den erzeugten Gleichstrom der Solarmodule in nutzbaren Wechselstrom umzuwandeln.
Je nach Anlagengröße und -typ können String-Wechselrichter, Mikro-Wechselrichter oder Hybrid-Wechselrichter zum Einsatz kommen. Die unterschiedlichen Typen bieten spezifische Vorteile und sind für verschiedene Anwendungen und Anforderungen optimiert.
(Multi-)Stringwechselrichter
Für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen kommen sogenannte netzgeführte Wechselrichter zum Einsatz. Meist sind das Stringwechselrichter, deren Name bedeutet, dass sie Energie aus in Reihe geschalteten Solarmodulen – einem sogenannten Strang (englisch: „string“) – aufnehmen.
Der Vorteil der Stringwechselrichter liegt darin, dass die Anlage in verschiedene Strings eingeteilt wird und bei verschatteten oder weniger effizient arbeitenden Solarmodulen die Gesamtleistung der PV-Anlage weniger beeinträchtigt wird. Eine Weiterentwicklung dieser Photovoltaik-Wechselrichter sind die Multistringwechselrichter. Sie führen mehrere Stränge in einem Gerät zusammen.
Modulwechselrichter
Kleinteiliger arbeiten Modulwechselrichter. Diese werden jeweils an einzelne Module angeschlossen, kommen hierzulande in der Praxis jedoch eher selten zum Einsatz. Sinnvoll sind sie dann, wenn die Module jeweils unterschiedlich ausgerichtet oder häufig verschattet sind.
Zentralwechselrichter
Großanlagen mit zahlreichen Modulen gleicher Ausrichtung und Neigung werden über einen Zentralwechselrichter gesteuert. Dieser erzielt gute Wirkungsgrade und erleichtert die Wartung.
Hybridwechselrichter
Mittels eines Hybridwechselrichters kann ein Stromspeicher direkt mit der Photovoltaikanlage verbunden werden, ohne dass ein zusätzlicher Batteriewechselrichter benötigt wird. PV-Wechselrichter mit Notstromfunktion sind häufig Hybridwechselrichter: Bei einem Stromausfall versorgen sie das Haus entweder über die PV-Anlage oder über den Batteriespeicher weiterhin mit Strom.
PV-Wechselrichter für den Inselbetrieb
Inselanlagen werden nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. PV-Anlagen zum Beispiel in Wohnmobilen oder Gärten sind häufig Inselanlagen. Hier ist ein selbstgeführter Wechselrichter für den Inselbetrieb die richtige Wahl. Das heißt, der Wechselrichter benötigt keine Netzspannung, um zu arbeiten.
Wichtig für die Auswahl des passenden Wechselrichters für eine Inselanlage ist seine Ausgangsleistung. Prüfen Sie vorab die Leistung der Geräte, die (zeitgleich) betrieben werden sollen, und wählen Sie einen Wechselrichter mit entsprechend hoher Leistung aus.
Beachten Sie außerdem, dass manche Elektrogeräte beim Einschalten für kurze Zeit deutlich mehr Strom verbrauchen (Anlaufstrom). Um auch diese Geräte zuverlässig betreiben zu können, sollten Sie bei der Auswahl des Wechselrichters eine Reserve einplanen.
Solar-Wechselrichter für Balkonkraftwerke
Balkonkraftwerke, auch als Mini-PV-Anlagen bezeichnet, dürfen derzeit (Stand: Mai 2023) in Deutschland eine Leistung von maximal 600 Watt einspeisen. Diese Begrenzung dient dazu, eine lokale Überlastung des Stromnetzes zu verhindern. Eine Erhöhung auf 800 Watt steht jedoch seit Längerem im Raum und könnte noch im Jahr 2023 durchgesetzt werden. Derzeit gilt aber: Balkonkraftwerke müssen über den Wechselrichter auf 600 Watt Einspeiseleistung begrenzt werden.
Kriterien für die Auswahl eines Wechselrichters
Wenn Sie sich an einen professionellen Anbieter wenden, um Ihre Photovoltaikanlage zu realisieren, erhalten Sie in aller Regel auch Unterstützung bei der Auswahl des passenden Wechselrichters. Möchten Sie sich dennoch informieren oder aus anderen Gründen Ihren Wechselrichter selbst auswählen, dienen Ihnen die folgenden Punkte als erste Orientierung.
Wechselrichter Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad eines Wechselrichters gibt an, wie effizient der Wechselrichter den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandelt. Ein hoher Wirkungsgrad ist entscheidend, um die Energieverluste während der Umwandlung minimal zu halten und somit den Ertrag der gesamten Photovoltaikanlage zu maximieren.
Moderne Wechselrichter erreichen Wirkungsgrade von bis zu 98%, wobei der tatsächliche Wirkungsgrad von verschiedenen Faktoren wie der Temperatur, der Last und der Qualität der verwendeten Komponenten abhängt. Ein optimaler Wirkungsgrad trägt nicht nur zur Effizienz, sondern auch zur Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage bei.
Nennleistung des Wechselrichters
Die Nennleistung des Solar-Wechselrichters sollte sich grob an der Nennleistung der Photovoltaikanlage orientieren. Für eine Photovoltaikanlage mit 10 Kilowatt-Peak Nennleistung wäre also ein Wechselrichter mit 10 Kilowatt geeignet. Aufgrund schwankender Wetterbedingungen und der baulichen Gegebenheiten wird eine hundertprozentige Modulleistung jedoch nur selten erreicht, deshalb kann der Wechselrichter auch ein wenig “unterdimensioniert” sein. Die individuell optimale Leistung des Wechselrichters sollten Sie immer von einem Fachbetrieb berechnen lassen.
Anzahl der MPP-Tracker
MPP steht für Maximum Power Point – zu Deutsch: Punkt der höchsten Leistung. Ein MPP-Tracker regelt den Stromfluss so, dass die Photovoltaikanlage zu jedem Zeitpunkt die bestmögliche Leistung bringen kann. Wichtig: Pro String genügt in der Regel ein Wechselrichter mit einem MPP-Tracker. Eine Anlage mit Ost-West-Ausrichtung benötigt hingegen mindestens zwei.
Qualität des PV-Wechselrichters
Die Lebensdauer eines Wechselrichters ist geringer als die einer hochwertigen Photovoltaikanlage. Eine durchschnittliche Lebensdauer von 15 Jahren ist üblich. Je nach Anbieter erhalten Sie auch Wechselrichter, die 20 Jahre oder länger halten können. Prüfen Sie, ob eventuelle Garantien Teil des Angebots sind. Üblicherweise werden Wechselrichter im Inneren des Hauses angebracht. Ist das nicht möglich oder gewünscht, wählen Sie ein Modell, das für den Outdoor-Gebrauch geeignet ist.
Ein- oder mehrphasige Wechselrichter
Für kleine Photovoltaikanlagen sind einphasige Wechselrichter ausreichend. Das liegt an den phasensaldierenden Zählern in Deutschland, die auch einphasige Spannungen verarbeiten können. Dreiphasige Wechselrichter sind jedoch ab einer Leistung von 5 Kilowatt Standard.
Zusätzliche Funktionen des Wechselrichters
Prüfen Sie bei der Auswahl außerdem, mit welchen Schnittstellen und zusätzlichen Funktionen der Wechselrichter ausgestattet ist und welche Daten er sammeln und liefern kann. Es ist möglich, auf Wechselrichter per WLAN zuzugreifen und so mittels App oder Online-Dashboard die Daten der Photovoltaikanlage in Echtzeit abzurufen, beispielsweise Leistung und Erträge, sowie Fehlerprotokolle einzusehen. Auf diese Weise lassen sich Wechselrichter auch nahtlos in ein Smart Home integrieren.
Sind PV-Wechselrichter wieder verfügbar?
Aufgrund der COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 kam es an wichtigen Produktionsstandorten in China zu Lockdowns. Diese führten dazu, dass sowohl Solarmodule als auch andere Teile von Photovoltaikanlagen, darunter Wechselrichter, in deutlich geringerem Umfang produziert beziehungsweise geliefert werden konnten.
Während Solarmodule mittlerweile wieder relativ leicht und preisgünstig zu haben sind, ist die Versorgung mit Wechselrichtern noch immer nicht vollständig garantiert. Das Online-Portal pv magazine rechnet jedoch für das Jahr 2023 mit stabilen Preisen und einer gesicherten Verfügbarkeit von Wechselrichtern.
