Wechselrichter für Solaranlagen: Die Übersicht

Wer eine Solaranlage möchte, muss sich ebenfalls zwingend einen Wechselrichter anschaffen. Solarzellen produzieren nämlich Gleichstrom, der in dieser Form nicht im Haushalt genutzt werden kann. Um Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umzuwandeln, benötigt man daher den Wechselrichter. Hier erfahren Sie alles über die Funktion, die verschiedenen Arten und die Preise eines Wechselrichters.

Gleichstrom vs. Wechselstrom

Der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom ist simpel: Bei einer Gleichspannung fließen Elektronen immer mit derselben Geschwindigkeit in dieselbe Richtung. Die Wechselspannung hingegen verursacht einen Elektronenfluss in beide Richtungen. Dabei variiert auch die Geschwindigkeit der Elektronen. Um Elektrizität über lange Wege zu transportieren und im Haushalt nutzbar zu machen, benötigt man Wechselstrom.

Warum? Weil die Impulse viel stärker sind und so weniger Energie durch Diffusion verloren geht. Die Frequenz dieser Elektronenimpulse wird in Hertz gemessen. Die Wechselspannung in Deutschland hat 50 Hertz, was 50 Impulse pro Sekunde bedeutet.

Welche Funktionen hat der Wechselrichter genau?

Als „Herz“ der Solaranlage hat der Wechselrichter viele verschiedene Aufgaben. Die wohl wichtigste Funktion von allen ist die Umwandlung des Gleichstroms in nutzbaren Wechselstrom. Darüber hinaus gibt es jedoch noch folgende Funktionen:

Netzüberwachung:

Weil das Stromnetz sehr empfindlich auf Änderungen der Spannung oder Frequenz reagiert, könnte es schnell zu einer Netzüberlastung kommen. Um die Stabilität zu wahren, überwacht der Wechselrichter diese Netzparameter. Sollte es zu einer Überschreitung eines Grenzwertes kommen, trennt der Wechselrichter automatisch die Solaranlage vom Stromnetz.

Anlagenüberwachung:

Nicht nur das Netz, sondern auch die Anlage selbst wird überwacht. Die Spannung, Stromstärke und aktuelle Leistung der Solaranlage wird stets vom Wechselrichter gemessen. So können Störungen und Probleme schnell identifiziert werden. Außerdem können die Daten über Leistung und Ertrag eingesehen werden, sodass Eigennutzung oder Einspeisung optimiert werden können.

Leistungsmaximierung

Solaranlagen haben einen gewissen Punkt, an dem der erzeugte Strom und die jeweilige Spannung optimal sind. Dieser Punkt wird auch Maximum Power Point (MPP) genannt. Der Wechselrichter nutzt Widerstandsveränderungen, um die PV-Anlage konstant im MPP zu halten. So wird die maximale Produktivität gewährleistet.

Sicherheit

Gerade, weil Photovoltaikanlagen direkt mit dem Stromnetz verbunden sind, müssen Handwerker die Solarpanels bei der PV-Anlagen Wartung „abschalten“ können. Streng genommen gibt es an den Modulen selbst keinen Schalter, aber dafür hat der Wechselrichter eine DC-Trennvorrichtung. Mithilfe dieses Schalters wird die Gleichstromzufuhr gekappt und die Photovoltaik Kabel haben keine Spannung mehr. Ohne diesen Schritt wären Reparaturen oder Wartungen wegen der Gefahr unmöglich.

Welche Wechselrichter Typen gibt es?

Modulwechselrichter:

Bei kleineren Anlagen werden hin und wieder Modulwechselrichter genutzt. Hier wird dann jedes einzelne Modul durch einen separaten Wechselrichter überwacht. Sofern die Solarmodule unterschiedlich ausgerichtet sind und verschiedene Leistungen aufweisen, können Modulwechselrichter nützlich sein. Denn so lassen sich die individuellen Leistungen vergleichen und optimieren. Außerdem werden Modulwechselrichter direkt am Modul installiert, wodurch bis zu 50% der Kabel gespart werden. Weil jedoch der Wirkungsgrad von Modulwechselrichtern recht gering ist, werden sie selbst bei kleinen Anlagen selten empfohlen.

Stringwechselrichter

Von allen Arten ist der Stringwechselrichter der am häufigsten Eingesetzte. Dieser Wechselrichter überwacht eine gesamte Reihe von Solarmodulen, die auch String genannt wird. Weil jeder Wechselrichter nur einen einzigen MPP Tracker besitzt, sollte der Stringwechselrichter nur dann eingesetzt werden, wenn alle Module der Reihe dieselbe Ausrichtung, Neigung und Verschattung aufweisen.

Sonst würde nicht auf die einzelne Situation der Module geachtet werden. Und damit gehen Optimierungspotenziale verloren. Im Gegensatz zu Modulwechselrichtern haben Stringwechselrichter einen hohen Wirkungsgrad. Außerdem wird die Wartung der Wechselrichter vereinfacht, weil sie sich im Inneren des Hauses befinden und nicht auf dem Dach.

Multistringwechselrichter

Multistringwechselrichter haben mehrere MPP Tracker, die es möglich machen, mehrere Strings zu überwachen und zu bedienen. Damit kann für jede Modulreihe die optimale Betriebseinstellung gewählt werden. Dabei werden mehrere Neigungen und Modul-Ausrichtungen in einem einzigen Wechselrichter integriert. Diese Art von Wechselrichter kommt gerne bei größeren PV-Anlagen mit unterschiedlichen Einstrahlungsbedingungen zum Einsatz.

Zentralwechselrichter

Diese Wechselrichter Art wird oftmals nur bei sehr großen Photovoltaikanlagen ab ca. 30 kWp eingesetzt. Noch dazu müssen hierfür alle Solarmodule dieselben Einstrahlungsverhältnisse aufweisen. Wenn diese Bedingung zutrifft, gibt es für die gesamte Anlage nur einen einzigen MPP, der zentral gesteuert werden kann. Damit werden sowohl die Wartung als auch die Handhabung stark vereinfacht.

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Was kostet ein Wechselrichter?

Ganz pauschal gerechnet liegen die Kosten für Wechselrichter bei ca. 10% bis 15% der gesamten Anlagekosten. Für durchschnittliche Einfamilienhäuser liegt der Preis dann etwa bei 1.000€ – 2.000€.

Generell lohnt es sich oft, bei Wechselrichtern etwas tiefer in die Tasche zu greifen. Denn wenn Sie nur nach dem größten Schnäppchen suchen, leidet womöglich die Qualität darunter. Denn wie bei so vielen anderen auch geht die Qualität der Wechselrichter mit dem Preis einher. Je höher der Wirkungsgrad, die Nennleistung und die Anzahl der Extrafunktionen, desto mehr wird der Wechselrichter kosten.

Gute Wechselrichter haben einen hohen Wirkungsgrad (> 95%), eine leistungsfähige Kühlfunktion und bieten einen umfassenden Schutz für die Anlage sowie das Netz. Die Systemleistung und die Anzahl der MPP Tracker haben ebenfalls einen starken Einfluss auf den Preis. Jedoch sind diese Merkmale nicht für jedes Haus relevant. Je nach Größe und Lage Ihrer PV-Anlage entscheiden sich die Mindestvoraussetzungen Ihres Wechselrichters.

Worauf müssen Sie beim Kauf eines Wechselrichters achten?

Wenn Sie eine Solaranlage kaufen, ist der am besten geeignete Wechselrichter schon im Paket mit dabei und Sie müssen sich um die Auswahl keine Sorgen machen. Sollten Sie aber Ihre Bauteile selbst zusammenstellen, müssen Sie unbedingt auf die Leistungs- und Qualitätsfaktoren achten. Wie oben erwähnt, sind Qualitätsfaktoren der Wirkungsgrad, eine zuverlässige Kühlfunktion und ein verlässlicher Schutz.

Dabei macht sich eine effiziente Kühlung hingegen ebenfalls im Wirkungsgrad bemerkbar. Wenn die Kühlung schnell, effizient und problemlos abläuft, wird weniger Energie benötigt und der Wirkungsgrad ist höher.

Sorgen Sie unbedingt dafür, dass der Wechselrichter genau Ihren Kriterien entspricht. Dazu gehören unter anderem der richtige Typ, die minimale Nennleistung und die notwendige MPP Tracker Anzahl.

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Die Montage des Wechselrichters

Passen Sie auf, dass Sie den richtigen Standort wählen, denn ein falscher Standort wirkt sich sowohl negativ auf die Leistung als auch auf die Lebensdauer aus.

Sofern Sie sich keine Modulwechselrichter anschaffen, die direkt an der Anlage selbst installiert werden, sollte Ihr Wechselrichter an einem möglichst kühlen und gut belüfteten Ort montiert werden. Dies hilft bei der Kühlung und dem Schutz vor Überhitzung.

Am besten bieten sich hierfür Keller, Hauswirtschaftsräume oder Garagen an. Je nach Typ müssen Sie Ihren Wechselrichter dann entweder an einer Wand anzubringen oder auf einem ebenen Untergrund abzustellen.

Worauf müssen Sie bei der Wartung eines Wechselrichters achten?

Die Wartung des Wechselrichters sollte regelmäßig stattfinden. Unter anderem ist es wichtig, den DC-Anschluss und die Kühlung zu überprüfen und ggf. zu reinigen. Außerdem ist ein Wartungsprotokoll der Hersteller hilfreich. Um mögliche Schäden frühzeitig erkennen zu können, sollten Sie die Erträge mit denen des Vorjahres vergleichen.

Kunden bei Enpal müssen sich hingegen um nichts kümmern. Denn Enpal übernimmt die Planung, Installation, die regelmäßige Wartung des Wechselrichters und der Solaranlage. Darüber hinaus sind ebenfalls Versicherung und jegliche Reparaturen inklusive. Nach Ablauf der Mietzeit bekommen Enpal Kunden die Anlage inklusive Stromspeicher und Wallbox für einen symbolischen Euro quasi geschenkt und können sie weiterhin 15-20 Jahre nutzen. Falls Sie sich gegen die Miete einer Solaranlage entscheiden, können Sie bei Enpal auch einfach kaufen.

Hier können Sie herausfinden, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt: