Ein Wechselrichter ist ein elektronisches Gerät, das Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt. Wechselrichter werden häufig in Photovoltaik-Anlagen eingesetzt, um den von Solarzellen erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom für Haushaltsgeräte oder das Stromnetz umzuwandeln.
Sie werden auch in anderen Bereichen eingesetzt, in denen es notwendig ist, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, wie beispielsweise in Elektroautos, die Gleichstrom aus ihren Batterien in Wechselstrom für den Elektromotor umwandeln müssen.
Wie funktioniert ein Wechselrichter?
Ein Wechselrichter ist ein Gerät, das die von Solaranlagen erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt. Die meisten Haushaltsgeräte und Elektrogeräte benötigen Wechselspannung, um funktionieren zu können. Deshalb muss die Gleichspannung, die von den Solaranlagen erzeugt wird, in Wechselspannung umgewandelt werden, bevor sie genutzt werden kann.
Der Wechselrichter besteht aus einem Gehäuse, in dem sich elektronische Schaltkreise und Transformator befinden. Die Gleichspannung wird an den Wechselrichter angeschlossen und von den Schaltkreisen in Wechselspannung umgewandelt. Die Wechselspannung wird dann an die Steckdose oder an das Stromnetz weitergeleitet, damit sie genutzt werden kann.
Wechselrichter können auch dazu verwendet werden, die Energie aus anderen Quellen, die Gleichspannung erzeugen, in Wechselspannung umzuwandeln, zum Beispiel aus Batterien oder Brennstoffzellen.
Wechselrichter Test und Vergleich
Photovoltaik Wechselrichter Typen
Stringwechselrichter
Ein Stringwechselrichter ist eine Art von Wechselrichter, der für die Nutzung in Solaranlagen entwickelt wurde. Er wird auch als Photovoltaik-Wechselrichter bezeichnet.
Ein Stringwechselrichter wird zwischen den Solarmodulen einer Solaranlage und dem Stromnetz oder dem Energiespeicher eines Gebäudes installiert. Er dient dazu, die Gleichspannung, die von den Solarmodulen erzeugt wird, in Wechselspannung umzuwandeln, damit sie genutzt werden kann.
Der Name “Stringwechselrichter” kommt daher, dass die Solarmodule in der Solaranlage in Strings, also Gruppen, angeordnet sind. Der Stringwechselrichter wandelt die Gleichspannung von jedem String in Wechselspannung um und leitet sie an das Stromnetz oder den Energiespeicher weiter.
Stringwechselrichter sind ein wichtiger Bestandteil einer Solaranlage, da er dafür sorgt, dass die von den Solarmodulen erzeugte Energie genutzt werden kann.
Mulitistringwechselrichter
Der Multistringwechselrichter unterscheidet sich von einem normalen Stringwechselrichter dadurch, dass er in der Lage ist, die Gleichspannung von mehreren Strings von Solarmodulen gleichzeitig in Wechselspannung umzuwandeln. Dies ist besonders nützlich, wenn eine Solaranlage aus sehr vielen Solarmodulen besteht, die in mehrere Strings aufgeteilt sind.
Der Multistringwechselrichter wird zwischen den Solarmodulen einer Solaranlage und dem Stromnetz oder dem Energiespeicher eines Gebäudes installiert. Er dient dazu, die Gleichspannung, die von den Solarmodulen erzeugt wird, in Wechselspannung umzuwandeln, damit sie genutzt werden kann.
Modulwechselrichter
Der Modulwechselrichter unterscheidet sich von anderen Wechselrichtern dadurch, dass er direkt an den Solarmodulen einer Solaranlage installiert wird. Er befindet sich also nicht zwischen den Solarmodulen und dem Stromnetz oder dem Energiespeicher wie bei anderen Wechselrichtern, sondern direkt an den Solarmodulen. Er findet oft eine Anwendung bei Mini-Solaranlagen oder Balkonkraftwerken.
Der Modulwechselrichter wandelt die Gleichspannung, die von den Solarmodulen erzeugt wird, in Wechselspannung um und leitet sie an das Stromnetz oder den Energiespeicher weiter. Auf diese Weise kann die von den Solarmodulen erzeugte Energie genutzt werden.
Der Modulwechselrichter hat den Vorteil, dass er weniger Platz in Anspruch nimmt als andere Wechselrichter, da er direkt an den Solarmodulen installiert wird. Allerdings sind Modulwechselrichter oft teurer als andere Wechselrichter. Hier finden Sie weitere Informationen.
Zentralwechselrichter
Der Zentralwechselrichter wird in der Regel in einem separaten Schrank oder Gehäuse installiert und ist über Kabel mit den Solarmodulen einer Solaranlage verbunden. Er dient dazu, die Gleichspannung, die von den Solarmodulen erzeugt wird, in Wechselspannung umzuwandeln, damit sie genutzt werden kann.
Der Zentralwechselrichter ist der am häufigsten verwendete Wechselrichter in Solaranlagen. Er ist besonders geeignet für größere Solaranlagen, da er in der Lage ist, die Gleichspannung von vielen Solarmodulen gleichzeitig in Wechselspannung umzuwandeln.
Hybridwechselrichter
Der Hybridwechselrichter unterscheidet sich von anderen Wechselrichtern dadurch, dass er in der Lage ist, die Gleichspannung von Solarmodulen sowie die Gleichspannung von anderen Energiequellen, wie zum Beispiel Batterien, in Wechselspannung umzuwandeln.
Der Hybridwechselrichter wird zwischen den Solarmodulen einer Solaranlage und dem Stromnetz oder dem Energiespeicher eines Gebäudes installiert. Er dient dazu, die Gleichspannung, die von den Solarmodulen und anderen Energiequellen erzeugt wird, in Wechselspannung umzuwandeln, damit sie genutzt werden kann.
Der Hybridwechselrichter ist eine besonders vielseitige Art von Wechselrichter, da er in der Lage ist, Energie aus verschiedenen Quellen zu nutzen. Er ist besonders nützlich in Gebäuden oder Regionen, die nicht immer über eine zuverlässige Stromversorgung verfügen.
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Was kostet ein Wechselrichter?
Ein normaler Wechselrichter für ein Einfamilienhaus mit 5 kWp kostet ca. 1.500-3.000 €. Pauschal macht das ca. 10-15 % der Gesamtkosten für eine Photovoltaikanlage aus. Pro Kilowatt peak sind dies ca. 200 €. Die Preise variieren je nach Hersteller, Qualität, Einsatzort und Leistungsumfang des Wechselrichters.
Tipp: Anders als die Solarmodule halten Solarwechselrichter ca. 10-12 Jahre. Legen Sie eine Wechselrichterrücklage in Höhe von 1 bis 2 % jährlich beiseite. Hier finden Sie weitere Informationen zu den Kosten einer PV-Anlage.
Was ist die optimale Auslegung von Wechselrichter?
Um den Wechselrichter optimal auszulegen, müssen einige Kriterien berücksichtigt werden.
1. Größe: Der Wechselrichter muss die richtige Größe haben, um die gewünschte Last zu unterstützen. Wenn der Wechselrichter zu klein ist, wird er überlastet und kann sich überhitzen.
2. Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad des Wechselrichters ist ein wichtiger Faktor, da er die Menge des Stroms bestimmt, der umgewandelt werden kann. Je höher der Wirkungsgrad, desto effizienter ist der Wechselrichter. Hier finden Sie weitere Infos.
3. Eingangs- und Ausgangsspannung: Der Wechselrichter muss eine Eingangsspannung haben, die zur zu liefernden Last passt. Außerdem muss die Ausgangsspannung des Wechselrichters der gewünschten Last entsprechen.
4. Kühlung: Der Wechselrichter muss über eine ausreichende Kühlung verfügen, um die Reibungswärme zu reduzieren, die bei der Umwandlung entsteht.
5. Überspannungsschutz: Ein Überspannungsschutz verhindert, dass ein Wechselrichter durch eine übermäßige Spannung beschädigt wird, die über seine angegebenen Spezifikationen hinausgeht. Hier finden Sie weitere Infos.
6. Umgebungsbedingungen: Der Wechselrichter muss für die spezifischen Umgebungsbedingungen, in denen er verwendet wird, ausgelegt sein. Dazu gehören Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Faktoren.
Um einen Wechselrichter optimal zu nutzen, müssen alle diese Kriterien berücksichtigt werden. Der Wechselrichter muss die richtige Größe haben, einen hohen Wirkungsgrad haben, für die richtige Eingangs- und Ausgangsspannung ausgelegt sein, ausreichend gekühlt werden und einen Überspannungsschutz haben. Zusätzlich muss er auch für die spezifischen Umgebungsbedingungen ausgelegt sein, in denen er verwendet wird.
Welchen Wirkungsgrad haben Photovoltaik-Wechselrichter?
In allen Geräten geht ein Teil des Solarstroms bei der Energieumwandlung und für die Eigenversorgung verloren. Durch ausgefeilte Optimierung haben die Hersteller inzwischen diese Verluste auf weniger als 10 Prozent reduziert. Dabei entspricht jedes Prozent über zwanzig Jahre Betrieb einer Vergütungssumme von 60 bis 70 Euro pro Kilowatt Anlagenleistung.
Ähnlich wie bei den Solarmodulen schwankt der Wirkungsgrad abhängig von der Auslastung. Die maximalen Wirkungsgrade liegen heute serienmäßig in einem Bereich von 93 bis 98 Prozent.
Diese auch auf Datenblättern angegebenen Spitzenwirkungsgrade treten jedoch nur bei einer ganz bestimmten Augenblickleistung des Solargenerators auf.
Weil die Sonneneinstrahlung aber schwankt, arbeiten die Geräte nie an diesem Punkt, sondern im gesamten Leistungsbereich von 0 bis 100 Prozent ihrer Nennleistung.
Anhand des Spitzenwirkungsgrads lässt sich also weder ein Vergleich zwischen den Geräten ziehen, noch eine Aussage für die Gesamteffizienz des jeweiligen Wechselrichters treffen. Entscheidend ist deshalb nicht der Spitzenwirkungsgrad, sondern der Verlauf des Wirkungsgrads über den gesamten Leistungsbereich. Eine höhere Aussagekraft hat diesbezüglich der Europäische Wirkungsgrad.
Ertrags- und Anlagenüberwachung
Jeder moderne Photovoltaik Wechselrichter verfügt über eine Kommunikationsschnittstelle. Mit dieser können Ertragsdaten der Solaranlage wie die aktuelle Leistung, Spannung, etc. abgerufen werden.
Viele Hersteller bieten Anlagenbesitzern die Möglichkeit ihre Anlage auf firmeneigenen Portalen zu überwachen, um somit etwaige Störungen frühzeitig zu erkennen und die Eigenstromnutzung zu optimieren. Mittlerweile ist dies auch als mobile Lösung auf dem Smartphone möglich.
Weitere Aufgaben des Solarwechselrichters
Fazit
Der Photovoltaik Wechselrichter ist das Herzstück jeder Photovoltaikanlage. Vertrauen Sie auf Markenware und sparen Sie nicht am falschen Ende. Lassen Sie sich von einem Fachmann beraten.
Photovoltaik Wechselrichter FAQ
24V-Wechselrichter hingegen haben in der Regel eine höhere Leistung als 12V-Wechselrichter und eignen sich daher besser für den Einsatz in größeren Haushalten oder kleineren Unternehmen. Sie sind jedoch auch in der Regel größer und schwerer als 12V-Wechselrichter und daher weniger mobil. Wenn Sie also einen Wechselrichter für den Einsatz in einem festen Standort benötigen, könnte ein 24V-Wechselrichter die bessere Wahl sein.
Letztendlich hängt die Wahl des richtigen Wechselrichters von Ihren spezifischen Bedarfen und Anforderungen ab. Es empfiehlt sich, sich über verschiedene Wechselrichtermodelle und deren Leistungsmerkmale zu informieren und dann das Modell auszuwählen, das am besten zu Ihren Bedürfnissen passt.
Ein Hybrid-Wechselrichter ist eine spezielle Art von Wechselrichter, der sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrom-Energiequellen verarbeiten kann. Er kann also nicht nur Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, sondern auch umgekehrt Wechselstrom in Gleichstrom. Hybrid-Wechselrichter sind besonders nützlich für Anwendungen, in denen beide Arten von Energiequellen verfügbar sind, z.B. wenn eine Solaranlage und das Stromnetz genutzt werden, um ein Gebäude zu versorgen. Sie bieten die Möglichkeit, die beiden Energiequellen zu kombinieren und zu nutzen, um den Strombedarf des Gebäudes zu decken, und können auch als Backup-Stromversorgung dienen, wenn eine der Quellen ausfällt.
Um eine Überlastung zu vermeiden, ist es wichtig, den Wechselrichter entsprechend seiner Leistungsstufe zu betreiben und sicherzustellen, dass die elektrischen Geräte und Anlagen, die Sie damit betreiben möchten, innerhalb der vom Wechselrichter unterstützten Leistungsgrenzen bleiben. Wenn Sie beispielsweise einen Wechselrichter mit einer Leistung von 1000 Watt haben, sollten Sie keine Geräte mit einer Leistung von mehr als 1000 Watt damit betreiben. Es ist auch wichtig, den Wechselrichter regelmäßig zu warten und sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß installiert und verkabelt ist, um das Risiko von Schäden oder Ausfällen zu minimieren.
Um die Lebensdauer Ihrer Batterie mit Wechselrichter zu maximieren, sollten Sie sicherstellen, dass sie regelmäßig gepflegt wird, indem Sie sie entladen und wieder aufladen, um eine Tiefenentladung zu vermeiden. Es ist auch wichtig, die Batterie an einem kühlen, trockenen Ort zu lagern und sie vor extreme Temperaturen zu schützen. Vermeiden Sie es auch, die Batterie vollständig zu entladen, da dies die Lebensdauer verkürzen kann. Wenn Sie die Batterie regelmäßig nutzen, sollten Sie sie alle 3 bis 6 Monate vollständig aufladen und entladen, um die Batterieleistung aufrechtzuerhalten.
Ein 3-Phasen-Wechselrichter hingegen ist in der Regel leistungsfähiger und effizienter als ein 1-Phasen-Wechselrichter. Sie eignen sich am besten für größere Solar-PV-Systeme und für den Einsatz in Haushalten mit höherem Strombedarf. Allerdings sind sie auch in der Regel teurer und komplexer zu installieren.
Es ist wichtig zu beachten, dass beide Arten von Wechselrichtern für den Betrieb von Solar-PV-Systemen geeignet sind, und die Wahl des richtigen Wechselrichters hängt von den spezifischen Bedürfnissen und Anforderungen des Systems ab. Es ist ratsam, sich von einem qualifizierten Fachmann beraten zu lassen, um den richtigen Wechselrichter für Ihr Solar-PV-System auszuwählen.
- Erhöhung der Leistung: Wenn die zu versorgende Last größer ist als die maximale Leistung, die von einem einzelnen Wechselrichter bereitgestellt werden kann, kann man zwei oder mehr Wechselrichter verwenden, um die benötigte Leistung zu erreichen.
- Verbesserung der Zuverlässigkeit: Wenn es wichtig ist, dass die Stromversorgung zuverlässig bleibt, kann man zwei Wechselrichter verwenden, um die Ausfallwahrscheinlichkeit zu reduzieren.
- Verbesserung der Wirtschaftlichkeit: In manchen Fällen kann es wirtschaftlicher sein, zwei Wechselrichter mit niedriger Leistung anstelle eines einzigen Wechselrichters mit höherer Leistung zu verwenden.
- Erhöhung der Flexibilität: Wenn man zwei Wechselrichter hat, kann man sie unabhängig voneinander verwenden, was mehr Flexibilität bietet.
- Unterschiedliche Eingangsspannungen: Wenn man zwei Wechselrichter hat, die für unterschiedliche Eingangsspannungen ausgelegt sind (z.B. einer für Gleichspannung und einer für Wechselspannung), kann man sie verwenden, um Strom aus verschiedenen Quellen einzuspeisen.
Es gibt jedoch auch andere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, wie z.B. der Wirkungsgrad des Wechselrichters, die maximale Eingangsleistung des Wechselrichters, die Verkabelung und der Platzbedarf.
Es empfiehlt sich, die empfohlenen Anweisungen des Wechselrichterherstellers zu befolgen und gegebenenfalls einen Elektriker oder Solarinstallateur zu konsultieren, um sicherzustellen, dass die Solarmodule und der Wechselrichter ordnungsgemäß installiert werden.