Was macht ein Wechselrichter genau?
Unsere gesamte Strominfrastruktur ist auf Wechselstrom (AC) ausgelegt, weil er sich einfacher über weite Strecken transportieren lässt als Gleichstrom (DC). Solarmodule hingegen erzeugen Gleichstrom, weil der Strom direkt aus dem konstanten Fluss von Elektronen in den Solarzellen entsteht. Um den Solarstrom an die Strominfrastruktur anzupassen und ihn im Alltag nutzen zu können, muss er erst in Wechselstrom umgewandelt werden. Dazu wird ein Wechselrichter in die Solaranlage integriert. Dieses kleine elektrische Gerät ändert die Stromrichtung schnell und regelmäßig, wodurch der typische Wechselstrom entsteht, den Haushaltsgeräte brauchen.
Jeder moderne Wechselrichter verfügt über mindestens einen sogenannten MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker). Der Tracker sucht laufend den Punkt, an dem Spannung und Strom optimal zusammenwirken, sodass der maximale Ertrag erzielt wird. Dieser Punkt wird „Maximum Power Point“ genannt. Weil sich dieser Punkt je nach Sonneneinstrahlung, Temperatur und Verschattung ständig verändert, passt der MPP-Tracker die Betriebsbedingungen der Module laufend an. Mit dieser Funktion sorgt der Wechselrichter dafür, dass die Solarmodule immer mit der bestmöglichen Leistung arbeiten.
Zusätzlich überwacht der Wechselrichter die Leistung der Solaranlage und prüft stetig das Stromnetz. Bei Problemen trennt er die Solaranlage automatisch vom Netz. Dadurch wird verhindert, dass bei einem Stromausfall weiterhin Strom ins Netz eingespeist wird, was Techniker gefährden oder zu Schäden an der Anlage führen kann.
Wie werden die Module mit dem Wechselrichter verbunden?
Es gibt drei gängige Systeme, um die Module mit dem Wechselrichter zu verbinden:
- Bei einem String-Wechselrichter werden die Module in Reihen (Strings) zusammengeschaltet. Diese Lösung ist besonders einfach und günstig. Sie ist perfekt für Anlagen mit gleichmäßig ausgerichteten Modulen ohne Verschattung.
- Ein Multistring-Wechselrichter hat mehrere Eingänge, von denen jeder einen eigenen MPP-Tracker hat. Dadurch kann er unterschiedliche Modulreihen unabhängig voneinander optimieren. Diese Lösung ist bei teilweiser Verschattung oder Dachflächen in verschiedene Richtungen besonders empfehlenswert.
- Zentral-Wechselrichter sind für große Anlagen geeignet, weil sie hohe Leistungen verarbeiten können. Die zentrale Installation spart Platz und reduziert den Verkabelungsaufwand. Weil es nur einen MPP-Tracker gibt, ist solch ein Wechselrichter nur für gleichmäßig ausgerichtete Modulflächen geeignet – zum Beispiel bei Solarparks oder Solaranlagen auf großen Hallendächern.
Welche Leistung braucht ein Wechselrichter?
Der Wechselrichter muss mit dem Strom fertig werden, der bei ihm ankommt. Deshalb hängt seine benötigte Leistung von der Größe der Solaranlage ab. In einem Einfamilienhaus mit einer kleinen Anlagen bis 5 Kilowatt reicht ein Wechselrichter mit entsprechender Nennleistung meistens aus, um den erzeugten Strom optimal zu nutzen oder ins Netz einzuspeisen. Dabei gilt, dass die Modulleistung der Anlage bis zu 10 % über der Wechselrichterleistung liegen darf, damit die verfügbare Sonnenenergie möglichst effizient genutzt wird, ohne dass es zu Verlusten kommt.
Gewerbliche Anlagen sind in der Regel deutlich größer als Privatanlagen und benötigen deshalb oft Wechselrichter mit 10 bis 20 Kilowatt. Bei großen Solarparks kommen sogar noch leistungsstärkere Geräte mit 500 bis 800 Kilowatt zum Einsatz.
Ist ein ein- oder dreiphasiger Wechselrichter die richtige Wahl?
- Einphasige Wechselrichter sind ideal für kleine Anlagen bis 5 kW, wie sie auf einem typischen Einfamilienhaus eingesetzt werden, um typischen Haushaltsstrom zu erzeugen.
- Dreiphasige Wechselrichter sind hingegen für größere Anlagen oder Haushalte mit viel Stromverbrauch zu empfehlen, z. B. wenn mehrere große Verbraucher gleichzeitig laufen oder regelmäßig ein E-Auto geladen wird. Sie verteilen den Strom gleichmäßig auf alle drei Phasen im Hausnetz und verbessern so Netzstabilität und Effizienz.
AC- oder DC-System – was ist besser?
Bei Solaranlagen wird zwischen DC-Systemen und AC-Systemen unterschieden.
Die meisten Solaranlagen arbeiten mit einem klassischen DC-System. Hier wird der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom gesammelt und dann zu einem Wechselrichter geleitet. DC-Systeme sind günstiger, effizienter und einfacher zu installieren. Deshalb sind sie die Standardlösung für Einfamilienhäuser.
Ein AC-System nutzt sogenannte Mikro-Wechselrichter, die direkt an jedem einzelnen Modul installiert werden. Jedes Modul wandelt den erzeugten Gleichstrom sofort in Wechselstrom um. Diese Lösung wird in der Regel nur bei Dächern mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder bei teilweiser Verschattung eingesetzt.
Warum die richtige Planung Ihrer Solaranlage entscheidend ist
Die Planung einer Solaranlage ist sehr komplex. Neben der Dachausrichtung, dem Neigungswinkel, der Verschattung, der Anlagengröße und dem Strombedarf muss auch die passende Wahl der einzelnen Komponenten berücksichtigt werden. Denn nur, wenn alle Komponenten von den Solarmodulen bis zum Wechselrichter aufeinander abgestimmt sind, läuft Ihre Solaranlage zuverlässig und erzielt einen hohen Energieertrag. Wird der Wechselrichter beispielsweise zu klein gewählt, geht ein Teil der erzeugten Energie verloren, weil er nicht die gesamte Leistung der Solarmodule verarbeiten kann. Ist der Wechselrichter hingegen zu groß, arbeitet er häufig im Teillastbereich, wodurch der Wirkungsgrad sinkt und sich seine Lebensdauer verkürzt.
Auf der sicheren Seite sind Sie, wenn Sie Ihre Solaranlage aus einer Hand planen lassen. Als Solarexperte für die Region Berlin-Brandenburg plant Wilms Solar Ihre Solaranlage so, dass sie zu Ihrem Stromverbrauch und den Begebenheiten bei Ihnen vor Ort passt. Technische Details überlassen Sie einfach uns, während Sie sich auf eine Solaranlage zum Festpreis freuen können, die reibungslos und effizient läuft.
