Was sind Wechselrichter und wie funktionieren sie?

Die Hauptaufgabe eines Wechselrichters ist die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Die neusten Modelle können allerdings noch einiges mehr. Sie übernehmen zudem die Frequenzhaltung, eine Leistungsoptimierung und das Energiemanagement. Dieser Beitrag zeigt, was man über Wechselrichter wissen sollte und wie sie funktionieren.

Die Aufgaben des Wechselrichters

Wie bereits erwähnt wandelt ein solches Modul, den von einer Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Die Umwandlung ist zwingend notwendig, da Stromnetze in Häusern über Wechselstrom laufen. Der Strom muss daher noch kompatibel gemacht werden, bevor er aus der Photovoltaikanlage in das Stromnetz eingespielt werden kann.

Offener Kasten eines WechselrichtersEine weitere Aufgabe des Moduls kann die Leistungsoptimierung sein. Jede Photovoltaikanlage hat einen sogenannten Maximum Power Point. Beim Erreichen dieses Punktes ist die Kombination aus Strom und Spannungswerten optimal. Durch die Leistungsoptimierung des Systems schafft dieser es den Maximum Power Point konstant zu halten, so dass die Anlage dauerhaft die optimale Leistung erbringen kann.Gute Systeme führen zudem eine Netzüberwachung durch. Ziel ist es dabei ein Netzzusammenbruch oder auch nur eine Netzüberlastung zu vermeiden. Dafür ist eine konstante Frequenz von etwa 50 Hertz die beste Voraussetzung. Der Wechselrichter ist in der Lage eine Trennvorrichtung zum Stromnetz zu aktivieren, sobald dieser Wert über einen vorgeschriebenen Wert steigt.

Ebenfalls sehr wichtig ist eine sogenannte Anlagenüberwachung. Dabei überwacht das System die Spannung, die Stromstärke und die aktuelle Leistung der Anlage. Dadurch können Störungen schneller identifiziert werden.

Die Systeme sind in der Regel auch mit einem Sicherheitssystem ausgestattet, über dessen es möglich ist, einzelne Module der Anlage, zum Beispiel bei der Wartung, zu deaktivieren. Eine eingebaute Kühltechnik sorgt ebenfalls dafür, dass der Wechselrichter nicht überhitzen kann.

Verschiedene Arten von Wechselrichtern

Stringwechselrichter

Der Stringwechselrichter ist das am häufigsten eingesetzten Modul. Er ist in der Lage mehrere in der Reihe geschaltete Solarmodule zu bedienen. Stringwechselrichter habe einen besonders hohen Wirkungsgrad. Auch ist deren Wartung sehr einfach, da das Modul nicht auf dem Dach, sondern im Keller installiert wird.

Moduwechselrichter

Der Modulwechselrichter wird dagegen an jedem einzelnen Modul einer Photovoltaikanlage angebracht. Im Gegensatz zu den anderen Wechselrichtern haben sie einen geringeren Wirkungsgrad. Bei großen Anlagen werden Modulwechselrichter zudem sehr teuer und auch deren Wartung und Störanfälligkeit ist deutlich höher. Da dieses System direkt am Modul platziert wird, ist auch die Installation und der Austausch wesentlich aufwändiger.

Zentralwechselrichter

Dann gibt es noch Zentralwechselrichter, die meist nur bei sehr großen Anlagen eingesetzt werden. Dabei werden die Stränge aller Module über einen Generatoranschlusskasten zentral zusammengeführt. Dort befindet sich dann auch der Zentralwechselrichter. Für die gesamte Anlage existiert nur ein Modul, der welches oft per Fernwartung gesteuert werden kann. Der Strom aus einem Zentralwechselrichter kann unter anderem auch direkt in das Mittelspannungsnetz eingespeist werden.
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