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Wechselstrom (AC)

Wechselstrom (auch Wechselspannung) ist ein Stromfluss, der seine Richtung (Polung) periodisch ändert. Die Abkürzung von Wechselstrom ist AC (aus dem Englischen „alternating current“).

Das öffentliche Stromnetz überträgt Wechselstrom und auch alle üblichen Verbraucher sind auf Wechselstrom abgestimmt. Weil Solarzellen die Sonnenstrahlung in Gleichstrom umwandelt, muss dieser erst in Wechselstrom umgewandelt werden, damit er nutzbar ist und eingespeist werden kann. Diese Aufgabe übernimmt der sogenannte Wechselrichter.

Die Definition von Wechselstrom

Wechselstrom ist ein Stromfluss, der in bestimmten Zeitintervallen die Richtung (Polung) wechselt. Die Zeitdauer, wie oft die „Fließrichtung“ gewechselt wird, ist die Frequenz. In deutschen Stromversorgungsnetzen beträgt diese Frequenz 50 Hz, das heißt, der Strom wechselt 50 mal pro Sekunde die Polung. Im zeitlichen Mittel über eine Sinuskurve ist der Strom dann gleich Null.

Die Vorteile des Wechselstroms

Wechselstrom kann über mittelgroße Distanzen fast verlustfrei übertragen werden. Das liegt daran, dass er sich sehr gut auf hohe Spannungen transformieren lässt. Daher kann Wechselstrom auch gut in Hochspannungsnetzen mit bis zu 380.000 Volt übertragen werden und ebenso einfach über Transformatoren wieder auf 230 Volt heruntertransformiert werden.

Zudem lässt er sich in Generatoren einfach herstellen. Aus diesem Grund wird in den öffentlichen Stromnetzen Wechselstrom übertragen, obwohl viele elektrische Geräte auf Gleichstrom angewiesen sind und dann ein Netzteil zur Umwandlung benötigen.

Die Umwandlung

Da in Solarzellen nur Gleichstrom produziert werden kann, muss dieser mit geeigneten Geräten umgewandelt werden. Dies ist jedenfalls für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen der Fall. Bei Inselanlagen wird der Gleichstrom in Akkumulatoren gespeichert und erst im Anschluss in Wechselstrom umgewandelt, damit er mit herkömmlichen Geräten (Fön, Staubsauger, Lampen, Ladegeräte etc.) genutzt werden kann.

In beiden Fällen übernimmt diese Umwandlung ein Inverter beziehungsweise Wechselrichter. In einer Photovoltaikanlage werden ein oder mehrere Wechselrichter zwischen die Gleichstromquelle (dem Solargenerator) und dem öffentlichen Netz geschaltet, damit der Solarstrom als Wechselstrom ins Netz eingespeist werden kann.

In Solarmodule integrierter Inverter

Der Wechselrichter ist nicht so langlebig wie die Solarmodule. Daher werden die beiden Funktionsteile auch getrennt. Es gibt aber Entwicklungen für Solarmodule, die einen integrierten Inverter enthalten. Das würde sowohl den Wirkungsgrad der Wechselrichter erhöhen als auch die Planung und die Installation von Photovoltaikanlagen erheblich vereinfachen.

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