Als eine der Kernkomponenten vonPhotovoltaikanlagen (PV) spielen Wechselrichter eine entscheidende Rolle. Doch was genau bedeuten Photovoltaik-Wechselrichter?Was machen Wechselrichter? Wie funktionieren sie? Diese Fragen können für Neulinge in der Solarbranche verwirrend sein. Heute beleuchten wir die verschiedenen Aspekte von Wechselrichtern und ihre Bedeutung.
Mikrowechselrichter
Mikrowechselrichter sind kleine Wechselrichter, die an jedes einzelne Solarmodul angeschlossen werden und jeweils über eine eigene MPPT-Funktion (Maximum Power Point Tracking) verfügen. Diese Konfiguration ermöglicht eine optimale Leistung jedes Moduls und wird typischerweise in Solarstromanlagen von 50 W bis 400 W eingesetzt. Obwohl Mikrowechselrichter im Vergleich zu Stringwechselrichtern im Allgemeinen einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen, bieten sie einige entscheidende Vorteile und eignen sich ideal für kleine Wohnanlagen oder gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV)-Projekte.
**Vorteile:**
1. **Einfache Installation:**Der modulare Installationsansatz vereinfacht die Konstruktion und die Installation vor Ort, da für die Verbindung mit dem Verteilerfeld nur ein einziges Kabel erforderlich ist.
2. **Kosteneinsparungen:**Da kein Gleichstromabschnitt (DC) erforderlich ist, entfallen entsprechende Komponenten, wodurch die Systemkosten gesenkt und DC-Leitungsverluste vermieden werden.
3. **Systemsicherheit:**Das Fehlen hoher Gleichspannung erhöht die Sicherheit und eliminiert das Risiko von Stromschlägen und Brandgefahr. Im Gegensatz zu Systemen mit Zentral- oder Stringwechselrichtern, bei denen die Gleichspannung auch bei Null-Wechselstromausgang hoch bleibt, verfügen Mikrowechselrichtersysteme über eine niedrige Gleichspannung von nur 30–40 V.
**Nachteile:**
1. **Höhere Kosten pro Einheit:**Mikrowechselrichter sind pro Einheit tendenziell teurer als Zentral- und Stringwechselrichter.
2. **Wartungskosten:**Die Reparatur oder der Austausch von Mikrowechselrichtern kann teurer und komplexer sein.
String-Wechselrichter
String-Wechselrichter übernehmen die Stromumwandlung für mehrere Solarmodulstränge, wobei jeder Strang typischerweise aus mehreren Modulen besteht. Diese Wechselrichter ermöglichen ein unabhängiges MPPT für jeden Strang und werden üblicherweise in Systemen mit Leistungen bis zu 320 kW eingesetzt. String-Wechselrichter eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter private, gewerbliche und große Solarkraftwerke.
**Vorteile:**
1. **Reduzierte Mismatch-Verluste:**Durch die Minimierung der Auswirkungen von Modulunterschieden und Verschattung tragen String-Wechselrichter zur Steigerung des Gesamtenergieertrags bei.
2. **Kosteneffizienz:**Die technischen Vorteile von String-Wechselrichtern, wie geringere Systemkosten und höhere Zuverlässigkeit, machen sie kostengünstig. Sie benötigen zudem kürzere Gleichstromkabel, wodurch Verschattungsverluste und Fehlanpassungsverluste zwischen verschiedenen Strings reduziert werden.
3. **Skalierbarkeit und Flexibilität:**String-Wechselrichter lassen sich leicht skalieren und an verschiedene Systemgrößen und -konfigurationen anpassen.
**Nachteile:**
1. **Höhere Kosten im Vergleich zu Zentralwechselrichtern:**Obwohl sie kostengünstiger als Mikrowechselrichter sind, können Stringwechselrichter teurer sein als Zentralwechselrichter.
Zentralwechselrichter
Zentralwechselrichter wandeln den Gleichstrom zahlreicher parallel geschalteter Solarstränge in Wechselstrom um. Diese Wechselrichter sind oft groß und werden in Containereinheiten geliefert, manchmal mit integrierten Aufwärtstransformatoren. Zentralwechselrichter werden typischerweise in großen Solarkraftwerken auf ebenem Gelände oder großen Gewässern eingesetzt.
**Vorteile:**
1. **Hohe Leistungskapazität:**Zentralwechselrichter können hohe Stromlasten bewältigen und eignen sich daher für große Anlagen.
2. **Kostengünstig für große Projekte:**Aufgrund ihrer hohen Kapazität und ausgereiften Technologie bieten Zentralwechselrichter niedrige Kosten und gute Netzregulierungsfähigkeiten.
**Nachteile:**
1. **Empfindlichkeit gegenüber Schattierungen und Fehlanpassungen:**Zentralwechselrichter benötigen optimal abgestimmte Solarstränge und reagieren empfindlich auf Verschattung und Modulfehlanpassungen. Probleme wie Wolken, Schatten von Bäumen oder einzelne Strangausfälle können die Systemeffizienz und die Energieproduktion erheblich beeinträchtigen.
2. **Wartungsherausforderungen:**Die Wartung kann komplizierter sein und das gesamte System kann durch Probleme in einer einzelnen Zeichenfolge beeinträchtigt werden.
Abschluss
Das Verständnis der Arten und Funktionen von Photovoltaik-Wechselrichtern ist für die Optimierung von Solarenergiesystemen unerlässlich. Jeder Wechselrichtertyp – Zentral-, String-, dezentraler und Mikro-Wechselrichter – bietet spezifische Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen. Bei der Auswahl des richtigen Wechselrichters müssen Systemgröße, Standort und spezifische Anforderungen berücksichtigt werden, um maximale Effizienz und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.Mit dem richtigen Wechselrichter können Solarstromanlagen erneuerbare Energien effektiv nutzeny, und so zu einer nachhaltigen Zukunft beitragen.
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Veröffentlichungszeit: 17. Juni 2024
