update: 01. 05. 2018 HOME
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PHOTOVOLTAIK

Wechselrichter

Der Wechselrichter ist das "Herz" Ihrer Anlage. Moderne Wechselrichter wandeln nicht nur einfach den gernteten Solarstrom der PV-Module in Wechseltrom, sondern Überwachen Ihre Anlage, Visualisieren alle wichtigen Anlage-  und Ertrags-daten. Neuste Wechselrichter verfügen über Funktionen und Komponenten, die in Abhängigkeit Ihres aktuellen Stromverbrauchs gezielt Stromverbraucher zu- und abschalten können. Erste Wechselrichter verfügen über  ein integriertes Batterielademanagement zur Speicherung des Stroms über Nacht. Mit solchen Lösungen lassen sich Eigenverbrauchsanteile deutlich steigern (bis auf ca. 80%)

Die Wechselrichter Technik ist relativ einfach zu erklären, die optimale Umsetzung ist dafür umso schwieriger.

Der Wechselrichter in PV-Anlagen ist für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, bzw. Gleichspannung in Wechselspannung zuständig. Der Gleichstrom wird in den PV-Modulen erzeugt und muss zur Netzeinspeisung in den bekannten Wechselstrom 230 V gewandelt werden. Die Umwandlung soll möglichst verlustfrei durchgeführt werden. Wechselrichter in PV-Anlagen sollten mindestens einen Wirkungsgrad von 96 % erreichen. Nutzungsgrade von 98 % und mehr sind aber durchaus erreichbar und sollten bei einer Auslegung soweit möglich, angestrebt werden. Jedes % mehr an Wirkungsgrad erhöht den Ertrag in der Laufzeit von 20 Jahren spürbar.  

Der Solar Wechselrichter überwacht zudem die Einspeisung ins öffentliche Netz und trennt diese bei Netzstörungen oder Netzausfall. Diese Aufgabe übernimmt bei den meisten Wechselrichtern die sogenannte ENS, "zwei voneinander unabhängige Einrichtungen zur Netzüberwachung mit jeweils zugeordnetem Schaltorgan in Reihe". Der Wechselrichter speichert alle relevanten Daten, seien es langfristig aufsummierte Ertragsdaten oder kurzzeitig Fehlerprotokolle. Moderne Modelle bieten auch eine komplette Datenvisualisierung.


Funktionsprinzip

SMA Solar Technology AG

Richtlinie zur Einspeisung

Durch die sich ständig schwankenden Sonneneinstrahlung verändern sich ebenso die technischen Daten eines Photovoltaikmoduls. Jedes Modul wird durch keine Kennlinie hinsichtlich seiner Leistung definiert. Die Wechselrichter regeln über sogenannte MPP-Tracker die optimalen Kennlinieneinstellung nach.

Der Maximum Power Point ist der Punkt der Modulkennlinie ( Strom - Spannung) an dem die größte Leistung entnommen werden kann.

Ziel der MPP-Tracker ist, technisch immer eine Einstellung der Entnahmespannung in der Nähe des aktuellen MPP zu erreichen.



MPP Tracking

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Zur Stabilisierung des Stromnetzes sind umfangreiche Studien durchgeführt worden. Für Wechselrichter gelten seit dem 01.01.2012 neue Richtlinien. Alle Wechselrichter müssen der VDE AR N 4105  Regelung entsprechen. Hauptsächlich wird in dieser  Regelung das Verhalten des Wechselrichters am Niederspannungsnetz beschreiben. Je nach Auslastung des Stromnetzwerkes wird der Wechselrichter durch den Netzbetreiber gedrosselt. Zusätzlich kann eine Anpassung der Blindleistung gefordert werden.

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Arten von Wechselrichtern

50,2 Hz Regelung  - VDE AR N 4105

ab 50,2 Hz wird begrenzt – Die Frequenz-Wirkleistungs-Regelung der AR 4105

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Je nach größe, Anforderung und Rahmen-bedingungen einer PV-Anlage kommen unterschiedlichste technische Lösungen und Arten von Wechselrichtern zum Einsatz. Grundsätzlich kann unter folgenden Kategorien unterschieden werden:


SMA Solar Technology AG

Bild: © SERIF

Trafo- oder trafolos ?

Moderne Wechselrichter mit sehr hohen Wirkungsgraden nutzen keine galvanische Trennung (trafolos). Je nach Typ der Module und anderen Anforderungen ist eine galvanische Trennung vom 230V-Netz zwingend erforderlich. Hier kommen Wechselrichter mit eingebauten Transformatoren zum Einsatz.

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