Was ist ein Wechselrichter und welche Funktion hat er?

Was macht ein Wechselrichter?

Ein Wechselrichter ist ein spezieller Stromrichter, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Da er Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt, sagt man auch Spannungswandler dazu. Wandelt ein Stromrichter hingegen Wechselstrom in Gleichstrom um, handelt es sich um einen Gleichrichter.

 

Warum benötigt man einen Wechselrichter für PV Anlagen?

Wechselrichter, auch bekannt unter der Bezeichnung Inverter, sind heutzutage sehr gefragt, weil sie neben dem Solarpanel eine wichtige Komponente von Photovoltaikanlagen darstellen. Eine PV-Anlage erzeugt Gleichstrom, der in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Somit braucht jedes Balkonkraftwerk mindestens einen Solar Wechselrichter. Je nach PV-Anlage benötigt man sogar mehrere Wechselrichter für ein und dieselbe Solaranlage. Da sich immer mehr Menschen eine Photovoltaik Anlage anschaffen, um den eigenen Strom auf der Basis von erneuerbarer Energie zu erzeugen, ist die Nachfrage nach Solarmodulen und Wechselrichtern für Balkonkraftwerke gestiegen, genau wie die Zahl der Anbieter für Wechselrichter und Solarmodule zugenommen hat. Aber die wenigsten, die sich für ein Balkonkraftwerk interessieren und über die Anschaffung einer PV Anlage nachdenken, kennen sich mit der Technik aus, die hinter einem Balkonkraftwerk steckt. Welcher technische Laie weiß schon, was ein Modulwechselrichter, ein Strangwechselrichter, ein Zentralwechselrichter oder aber ein Hybrid Wechselrichter ist? Was ist ein 1-Phasen Wechselrichter und ein 3-Phasen Wechselrichter und worin liegt der Unterschied zwischen einphasig und dreiphasig? Und was ist ein netzgeführter Wechselrichter? Welchen Wechselrichter benötigt man für eine PV-Inselanlage? Es tun sich, wie man sieht, viele Fragen auf. Deshalb ist es wichtig, sich genau zu informieren, um den passenden Wechselrichter zu wählen, der den eigenen Anforderungen genügt, was von der PV Anlage abhängt, die man installieren möchte.

 

Welche Wechselrichter gibt es?

Es gibt drei Arten von Wechselrichtern: Modulwechselrichter, Strangwechselrichter und Zentralwechselrichter. Ein Modulwechselrichter, der auch Microwechselrichter oder Solar Microwechselrichter heißt, wird direkt an das Solarpanel angeschlossen und eignet sich für kleine Balkonkraftwerke, während ein Strangwechselrichter an einen ganzen Strang (String) von Solarmodulen angeschlossen wird, die in einer Reihe stehen. Er heißt auch Stringwechselrichter. Will man nicht nur einen, sondern mehrere Strings an einem Wechselrichter befestigen, gibt es den Multistring Wechselrichter. Ein Zentralwechselrichter ist ein Wechselrichter für sehr große PV-Anlagen und ist selbst auch sehr groß. Mit ihm sind alle PV-Module zentral verbunden. Bei einer normalen Photovoltaikanlage greift man entweder auf einen Modulwechselrichter bzw. Microwechselrichter oder einen Stringwechselrichter zurück.

 

Was ist der Wirkungsgrad eines Wechselrichters?

Unter dem Wirkungsgrad versteht man das Verhältnis zwischen dem in den Wechselrichter eingehenden Gleichstrom, den die PV Anlage produziert, und dem ausgehenden Wechselstrom. Der Wirkungsgrad des Wechselrichters zeigt an, wie effizient der Wechselrichter Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Es geht also um die Frage, wie groß der Wandlungsverlust ist. Man möchte den Verlust natürlich so gering wie möglich halten. Der durchschnittliche Wirkungsgrad liegt zwischen 96 und 98 Prozent. Wechselrichter gibt es mit und ohne Transformator bzw. Trafo, was Einfluss auf den Wirkungsgrad des Wechselrichters hat. Mit Trafo ist der Wirkungsgrad etwas geringer. Der Wechselrichter ist somit genauso entscheidend für den Stromertrag einer Photovoltaikanlage wie das Solarpanel mit den Solarzellen.

 

MPPT Wechselrichter

Solar Wechselrichter haben einen MPP-Tracker (MPPT) integriert. Ein Multistring Wechselrichter besitzt sogar mehrere MPP-Tracker. MPP steht für Maximum Power Point und meint den Punkt, an dem die Photovoltaikanlage ihre maximale Leistung erbringt. Die maximale Leistung der PV-Anlage variiert z. B. aufgrund der sich ändernden Sonneneinstrahlung oder Temperatur. Der MPP-Tracker sorgt dafür, dass das Balkonkraftwerk den äußeren Bedingungen entsprechend durch Anpassung der Spannung immer seine maximale Leistung erbringt.

 

Was macht der Wechselrichter bei Stromausfall?

Eine weitere wichtige Funktion des Wechselrichters ist die Netzüberwachung. Das heißt, er sorgt für die Sicherheit der PV-Anlage. Wenn die Spannung zu sehr von den Vorgaben abweicht, schaltet der Wechselrichter die Photovoltaikanlage ab und trennt sie vom Netz. Das geschieht auch im Falle eines Stromausfalls, denn die Solaranlage soll schließlich keinen Strom in ein defektes Stromnetz einspeisen.

 

Wechselrichter für netzgekoppelte PV Anlage und PV Inselanlage

Ist die Photovoltaikanlage an das öffentliche Stromnetz gekoppelt – man spricht auch von netzgekoppelter PV Anlage –, was für gewöhnlich der Fall ist, benötigt man einen netzgebundenen Wechselrichter, der genau genommen ein Netzeinspeisegerät (NEG) ist. Es gibt aber auch Solaranlagen, die nicht mit dem Stromnetz verbunden sind, weil kein solches vorhanden ist, etwa in einem Wohnmobil oder auf einem Boot. Dann spricht man von einer Solar-Inselanlage oder PV-Insel, für die man keinen Netzwechselrichter, sondern einen Inselwechselrichter braucht.

 

Unabhängig von der Art der Solaranlage und dem verwendeten Wechselrichter stellt der Wechselrichter immer das Herz einer Photovoltaikanlage dar, ob Microwechselrichter, Stringwechselrichter oder Multistring Wechselrichter.