Ohne Wechselrichter geht nichts!
Die unverzichtbare Aufgabe eines Wechselrichters ist es, den in den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln und ihn so für das (öffentliche) Stromnetz verwertbar zu machen.
Denn das gesamte europäische Stromnetz ist auf Wechselstrom (“alternating current”, Abkürzung: AC) mit der Frequenz 50 Hz eingestellt. Solarzellen erzeugen jedoch Gleichstrom (“direct current”, Abkürzung: DC), der für die auf den Netzstrom angepassten elektrischen Geräte in Wechselstrom gewandelt werden muss. Hier kommt der Wechselrichter ins Spiel, der gleichzeitig auch die Spannung auf den geforderten Volt-Bereich im Haus-Netz (230 Volt) anpasst.
Ausführliche Erläuterung unter
https://www.youtube.com/watch?v=3GaDGdD6XLk
String-Wechselrichter
Bei einem String-Wechselrichter werden mehrere Module in Reihe geschaltet. Dabei bestimmt das schwächste Modul die Gesamtleistung des Stings. Liegt also ein Modul im Schatten, reduziert sich die Leistung jedes anderen Moduls so, als wäre es ebenfalls verschattet. Darum ist es für eine gute Leistung wichtig, dass alle Module in einem String gleich ausgerichtet und keiner Verschattung ausgesetzt sind.
Bei String-Wechselrichtern können, abhängig von Wechselrichter und Modul-Komponenten, in der Regel mindestens 6 Module/String bis maximal 16 Module/String angeschlossen werden.
Planungsvergleich: PV-System mit String- bzw. Mikro-Wechselrichter
Mikro-Wechselrichter (Modul-Wechselrichter)
Diese kleinen Wechselrichter werden direkt unter jedem Modul auf dem Dach montiert. So hat also jedes Modul einen separaten Wechselrichter und kann an seiner eigenen Spitzenleistung arbeiten. Da mehrere Wechselrichter angeschafft werden müssen, ist die Investition höher, wobei gleichzeitig auch der Output höher ist als bei den String-Wechselrichtern.
Weil die Mehrheit der Wechselrichter in großen Solarparks verwendet wird, führen Mikro-Wechselrichter noch ein Nischen-Dasein in Deutschland, hingegen sind sie für Kleinanlagen auf Dächern weltweit bereits führend.
Der Einsatz von Mikro-Wechselrichtern anstelle von String-Wechselrichtern mit Optimierern ist i.d.R. wirtschaftlich sinnvoller. Sie erfüllen die gleichen Aufgaben bei deutlich einfacherem Aufbau zu ähnlichen Kosten. Die obige Übersicht zeigt die Anzahl der nötigen Komponenten pro System. Je weniger Komponenten benötigt werden, desto geringer ist die Fehleranfälligkeit eines Systems. Darüber hinaus entsteht kein “Lichterketteneffekt” durch Verschattungen, Hindernisse, Verschmutzungen, Temperaturunterschiede, nicht-lineare Degradation oder unterschiedliche Modultoleranzen.
Batterie-Wechselrichter
Soll der von der PV-Anlage produzierte Strom gespeichert werden, wird in der Regel eine Batterie auf Basis von Lithium-Ion genutzt. Dieses Speichersystem setzt auch einen Wechselrichter voraus, weil gespeicherter Strom eine Gleichspannung benötigt. Bei der Umwandlung kommt ein Batterie-Wechselrichter zum Einsatz.
Hybrid-Wechselrichter
Beim Einsatz eines Stromspeichers kommen normalerweise zwei Wechselrichter zum Einsatz (s.o.). In einem Hybrid-Wechselrichter sind alle benötigten Funktionen in einem Gerät zusammengefasst. So können Kosten und Platzbedarf verringert werden.
Bei einem Hybrid-Wechselrichter kann zwischen einphasigen und dreiphasigen Modellen unterschieden werden.
Zentral-Wechselrichter
Der Zentral-Wechselrichter wird bei gewerblichen oder industriellen PV-Anlagen eingesetzt. Dort werden alle Strings parallel geschaltet und zu einem zentralen Wechselrichter geleitet. Der Aufbau von Zentral-Wechselrichtern ist aufgrund der Abmaße und dem hohen Gewicht sehr aufwendig. Praktisch werden diese Wechselrichter hauptsächlich für Solarparks verwendet.
Insel-Wechselrichter
Bei einem Insel-Wechselrichter besteht kein Anschluss an das öffentliche Stromnetz (“Inselbetrieb”). Da überschüssiger Strom nicht eingespeist werden kann, muss der Insel-Wechselrichter immer genau den Strom zur Verfügung stellen, der gerade benötigt wird. Daher muss zwangsweise auch ein Stromspeicher verbaut sein.
Hersteller
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit seien hier einige bekannte Hersteller von Wechselrichtern genannt:
- SolarEdge
- SMA
- Fronius
- Huawei
- Enphase
- Growatt
- Kostal
- Sofar Solar
- Solax Power
- SolarMax
- Sun Grow
- Kaco
BIHEE-Empfehlung: Mikro-Wechselrichter von Enphase