Was ist Wechselstrom?

Während in Solarzellen die Strahlung der Sonne in sogenannten Gleichstrom umgewandelt wird, findet sich in den Stromnetzen sogenannter Wechselstrom. Dieser unterscheidet sich grundlegend vom Gleichstrom, zudem sind die meisten Verbraucher im Haushalt aufgrund der Nutzung des Wechselstroms auf diese Energieform ausgelegt. Bei der Nutzung einer Photovoltaikanlage spielt das Wissen rund um die Unterschiede also eine sehr wichtige Rolle.

Was ist Wechselstrom?

Die zentrale Eigenschaft von Wechselstrom ist das dauerhafte und schnelle Wechseln der Fließrichtung. Hier gibt es verschiedene Werte, angegeben wird die Zeitdauer, wie oft der Richtungswechsel letzten Endes erfolgt, als Frequenz.

Je nach Land und Umgebung fallen die Frequenzen unterschiedlich aus, in Deutschland sind die Stromversorgungsnetze allerdings auf Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz ausgelegt. Dies bedeutet: Der Strom wechselt 50-mal pro Sekunde die Richtung. Bei Betrachtung einer sogenannten Sinuskurve zeigt sich dann, dass der Strom im zeitlichen Mittel gleich null ist.

Welche Vorteile bietet Wechselstrom?

Natürlich liegen der Nutzung von Wechselstrom im öffentlichen Stromnetz einige Vorteile zugrunde. Besonders wichtig ist hier die beinahe verlustfreie Übertragung des Stroms, die selbst über mittelgroße Distanzen hervorragend funktioniert. Dies gelingt in erster Linie durch das Transformieren des Stroms auf hohe Spannungen.

Eine Übertragung der Energie in Hochspannungsnetzen mit bis zu 380.000 Volt Spannung stellt somit gar kein Problem dar und am Zielort ist eine erneute Transformation nach unten auf die übliche Spannung von 230 Volt ebenfalls schnell erledigt. Auch die sehr einfache Herstellung von Wechselstrom in Generationen ist ein großer Vorteil und sorgt dafür, dass es sich in den deutschen Stromnetzen beim Wechselstrom um den gängigen Standard handelt.

Welche Rolle spielt Wechselstrom bei der Photovoltaik?

Prinzipiell sind natürlich auch die meisten Verbraucher und Geräte im Haushalt auf die Nutzung mit Wechselstrom ausgelegt, unter Umständen auch mit einem speziellen Netzteil. Bei einer Photovoltaikanlage entsteht allerdings nicht direkt Wechselstrom, die Energie liegt in Form von Gleichstrom vor. Mit sogenannten Inselanlagen stellt dies zunächst kein Problem dar, da der Gleichstrom in zugehörigen Akkus gespeichert werden kann. Bei einer mit dem öffentlichen Stromnetz verbundenen Photovoltaik-Anlage muss aber Wechselstrom anlegen, damit die Energie eingespeist werden kann.

Dementsprechend muss ein zusätzliches Bauteil die Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom vornehmen, damit eine Weiterverarbeitung der Energie möglich ist. Gleiches gilt im Übrigen auch für das direkte Verbrauchen der Energie im eigenen Haushalt, auch hier ist überwiegend Wechselstrom vorgesehen. Zwar gibt es auch spezielle Geräte für Gleichstrom, allerdings sind diese selten und teuer.

Warum ist der Wechselrichter von großer Bedeutung?

Der Wechselrichter ist das Bauteil, welches den Wechselstrom überhaupt erst ermöglicht. Da Solarmodule in der Regel deutlich langlebiger sind als der Wechselrichter, handelt es sich um einen separaten Part der Anlage. Mittlerweile gibt es jedoch erste Planungen und Versuche, den Wechselrichter direkt in die Module zu integrieren, um den Wirkungsgrad deutlich zu verbessern.

Zudem würden die Planung und die Installation der Anlage somit deutlich einfacher ausfallen. Der Gleichstrom fließt von den Solarmodulen direkt in den Wechselrichter und wird hier erfolgreich in Wechselstrom umgewandelt, sodass eine Einspeisung in das öffentliche Netz oder eine Nutzung der Energie möglich wird.