Solarwechselrichter Test, Funktion, Preise & Arten

Ein Photovoltaik Wechselrichter oder Solar-Wechselrichter ist eine Art elektrischer Wandler, der den variablen Gleichstrom (DC) eines Solarmoduls in einen Wechselstrom (AC) mit Netzfrequenz umwandelt, der in ein kommerzielles Stromnetz eingespeist oder von einem lokalen, netzunabhängigen Stromnetz verwendet werden kann.

Solarstrom-Wechselrichter verfügen über spezielle Funktionen, die für den Einsatz mit Photovoltaikanlagen angepasst sind, einschließlich Maximum Power Point Tracking (MPP).

Wechselrichter Funktionsweise

Gleichstrom ist beständig und kontinuierlich, mit einer elektrischen Ladung, welche nur in eine Richtung fließt. Wenn die Leistungsabgabe von Gleichstrom auf einem Diagramm dargestellt wird, ist das Ergebnis eine gerade Linie.

Wechselstrom fließt auf der anderen Seite hin und her in wechselnden Richtungen, wobei dies bei der Darstellung auf einem Graphen, eine Sinuswelle anzeigen wird, mit sowohl gleichmäßigen als auch regelmäßigen Höhen und Tiefen. Einen Wechselrichter verwendet aus diesem Grund elektronische Schaltungen, um zu bewirken, dass der Gleichstromfluss seine Richtung verändert, wodurch der Strom alternativ und in Wechselstrom umgewandelt werden kann.

Dieser Stromfluss ist anfangs uneben und neigt dazu, eher eine rechtwinkelige Wellenform anstatt einer abgerundeten zu erstellen, sodass ein Filter erforderlich ist, um die Wellen auszuglätten, damit dieser Strom für eine größere Vielfalt von elektronischen Geräten verwendet werden kann.

Photovoltaik Wechselrichter Typen

Stringwechselrichter

Stringwechselrichter finden am häufigsten Verwendung. Hierbei laufen mehrere Strings in einen Wechselrichter zusammen. Der Vorteil ist, dass Verschattungen und verschiedene Ausrichtungen weniger Einfluss haben. Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist zumeist sehr gut. Stringwechselrichter kommen bei kleineren PV-Anlagen zum Einsatz.

Stringwechselrichter
Stringwechselrichter

Mulitistringwechselrichter

Bei einem Multistringwechselrichter kommen mehrere MPP-Tracker zum Einsatz, die für jeden String den besten Arbeitspunkt ermitteln. Multistringwechselrichter werden bei größeren Photovoltaikanlagen verwendet.

Modulwechselrichter

Für jedes einzelne Photovoltaik Modul wird ein Modulwechselrichter eingesetzt. Je nach Anzahl der Module werden ebenso viele Modulwechselrichter benötigt. Bei einer unterschiedlichen Ausrichtung der Module kann dies durchaus sinnvoll sein. Modulwechselrichter eignen sicher hervorragend für Mini-Solaranlagen und Balkonkraftwerke.

Zentralwechselrichter

Zentralwechselrichter finden ihre Anwendung bei Großanlagen. Unter homogenen Bedingungen wie gleicher Ausrichtung und Neigung erzielen Zentralwechselrichter besonders gute Wirkungsgrade.

Hybridwechselrichter

Ein Hybridwechselrichter ist eine Kombination aus Wechselrichter und internen und externen Stromspeicher. Somit ist eine gleichbleibende Stromversorgung garantiert. Außerdem kann somit eine Optimierung des Eigenverbrauchs im Einspeisebetrieb stattfinden.

Solarwechselrichter Preise

Ein normaler Wechselrichter für ein Einfamilienhaus mit 5 kWp kostet ca. 1.000-2.500 €. 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.

Wechselrichter Test

Optimale Auslegung von Wechselrichtern

Eingangsleistung der Module

Die Leistung der Strings sollte unter der maximalen Leistung des Wechselrichters liegen. Diesbezüglich wird mit einem Faktor von 0,9-1,2 zwischen Modulleistung und Nennleistung des Wechselrichters gerechnet.

Maximale Modulanzahl

Die Gleichstrom-Eingangsspannung des Wechselrichters ist Abhängig von der maximalen Modulanzahl. Bei niedrigen Temperaturen steigt die Spannung, was zu beachten gilt. Die Leerlaufspannung sollte immer unter der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters liegen.

Minimale Modulanzahl

Die Spannung der Photovoltaik Module ist am Maximum Power Point am höchsten. Die MPP-Spannung des Solarwechselrichters sollte durch eine gleichkommende Anzahl an Solarmodulen übertroffen werden.

Anzahl paralleler Stränge

Die Anzahl wird bestimmt durch den max. Eingangsstrom des Photovoltaik Wechselrichters, da dieser grundsätzlich größer sein sollte als der Generator auf dem Dach.

Zentralwechselrichter
Zentralwechselrichter

Wirkungsgrad

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.