Das Herzstück einer Photovoltaikanlage ist der Wechselrichter. Was ist das und wie wählt man es richtig aus? Welches Gerät soll für die Installation gewählt werden – Mikrowechselrichter oder klassischer Wechselrichter? Was sind deren Vor- und Nachteile
Was ist ein Wechselrichter und wofür wird er verwendet?
Ein Photovoltaik-Inverter, auch Wechselrichter genannt, ist ein Gerät, das den von Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, der der Spannung und Frequenz des Stromnetzes entspricht, an da?s das Gebäude angeschlossen ist. Es überwacht den Betrieb der Photovoltaikanlage und optimiert den Betrieb der PV-Module.
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Was ist ein Mikrowechselrichter?
Ein Mikro-Wechselrichter, auch Mikroinverter genannt, entspricht einem klassischen Photovoltaik-Wechselrichter, weist jedoch eine kleinere Größe, eine geringere Leistung (bis etwa 1500 W) und einen anderen Installationsort auf.
Mikrowechselrichter oder Wechselrichter – Grundlegende Unterschiede
Der Mikrowechselrichter wird im Gegensatz zum Wechselrichter direkt unter den Photovoltaikmodulen montiert, wodurch er keinen zusätzlichen Platz im Haus einnimmt. Er funktioniert mit einer kleinen Anzahl von Solarmodulen (1,2,…4) und überwacht normalerweise den Betrieb eines einzelnen Moduls, sodass er in kleineren Anlagen funktioniert. Je nach architektonischen Möglichkeiten wird der Wechselrichter am oder im Gebäude montiert. Er unterstützt mehr PV-Module, die in Strings verbunden sind.
Lebensdauer
Aufgrund des Montageorts sind Mikrowechselrichter Witterungseinflüssen ausgesetzt. Sie sind extremen Witterungsbedingungen, Sonneneinstrahlung und Frost ausgesetzt und arbeiten oft bei Grenztemperaturen. Daher können sie notfallmäßiger sein als klassische Wechselrichter.
Andererseits führt der Ausfall eines Mikro-Wechselrichters nicht zur Deaktivierung der gesamten Anlage, sondern nur des oder der spezifischen Module, an die er angeschlossen ist. Leider ist der Austausch recht kompliziert und erfordert mindestens zwei Personen und oft auch den Aufbau eines Gerüstes am Haus oder die Anmietung einer Plattform.
An der richtigen Stelle des Gebäudes installierte Wechselrichter funktionieren auch unter weniger anspruchsvollen Bedingungen. Daher ist ihre Lebensdauer länger. Außerdem ist der Austausch oder die Wartung aufgrund des Standorts des Geräts weniger aufwändig. Für die eventuelle Demontage des Gerätes reicht ein Monteur aus.
Möglichkeiten zur weiteren Expansion
Beim Ausbau einer Photovoltaikanlage auf Basis von Mikrowechselrichtern ist der Investor nicht an die Leistung eines klassischen Wechselrichters gebunden. Je nach Bedarf können Module hinzugefügt werden, indem Mikrowechselrichter gekauft und parallel zur bestehenden Installation angeschlossen werden.
Im Falle eines Wechselrichters kann die Erweiterung der Anlage zu Eingriffen in die vorhandenen Strings führen (es ist notwendig, Module mit gleichen Parametern auszuwählen) und wird durch die Leistung des Wechselrichters begrenzt.
Installationskontrolle
Mit dem Mikrowechselrichter können Sie den Betrieb eines einzelnen Photovoltaikmoduls überwachen, seinen maximalen Leistungspunkt finden und so effizienter arbeiten. Der Wechselrichter überwacht den Betrieb ganzer Solarmodulstränge und ermittelt den maximalen Leistungspunkt für eine Modulreihe.
Aufgrund der Tatsache, dass der String mit der Leistung des schwächsten Moduls arbeitet, ist das System möglicherweise weniger effizient als das System, das auf einem Mikrowechselrichter basiert. Bei der Auswahl einer Lösung sollten genaue Berechnungen hinsichtlich der geplanten Erträge durchgeführt werden, da sich herausstellen kann, dass die Investition in Mikrowechselrichter wirtschaftlich nicht gerechtfertigt ist. Ein höherer Ertrag führt möglicherweise nicht zu einer optimalen Rendite auf die Installationskosten.
Anschlussweise
Mikrowechselrichter werden direkt an die Photovoltaikmodule angeschlossen. Dadurch gewährleisten sie die Sicherheit, dass auf dem Dach des Gebäudes keine hohe Gleichspannung anliegt. Die Module arbeiten parallel und nicht in Reihe wie bei klassischen Wechselrichtern. Bei Wechselrichtern werden die Module in Reihe geschaltet und über Gleichstromkabel vom Dach mit dem Gerät verbunden.
Kosten
Mikrowechselrichter sind recht teure Geräte. Die Preise liegen je nach Leistung zwischen 200€ und 250€. Eine Erhöhung der darauf basierenden Installation wird mit erheblichen Kosten verbunden sein. Die Preise für Wechselrichter namhafter Hersteller beginnen bei 500€. Je größer der Wechselrichter, desto geringer sind die Kosten pro Kilowatt Leistung.
Schattenbeständigkeit
Bei Dächern mit starker Verschattung durch viele Schornsteine, auf Satteldächern sowie in der Nähe wachsenden Bäumen oder anderen Gebäuden können Sie durch den Einsatz von Mikro-Wechselrichtern die Energieerzeugung optimieren.
Der Mikrowechselrichter ist mit MPPT ausgestattet, wodurch Sie unter den vorherrschenden Bedingungen die maximale Leistung aus jedem einzelnen Panel erhalten. Auch wenn bei einem Modul ein Fehler oder ein Problem auftritt, hat dies keine wesentlichen Auswirkungen auf den Betrieb der gesamten Anlage. Durch die Überwachung des Betriebs einzelner Panels kann es auch helfen, einen Fehler schneller zu erkennen.
Mikrowechselrichter oder Wechselrichter – welche Lösung soll man für seine Photovoltaikanlage wählen?
Der Auswahl der besten Lösung sollten eine lokale Vision und eine Analyse des Energiebedarfs der Anlage vorausgehen. Auf Mikrowechselrichtern basierende Installationen funktionieren gut in Anlagen mit relativ geringem Energiebedarf, wo normalerweise eine Installation unter 3 kWp ausreicht. Sie sind eine gute Wahl, wenn der vom Investor benötigte Strom so gering ist, dass der Einsatz eines Zentralwechselrichters nicht möglich ist.
Die derzeit eingesetzten Mikro-Wechselrichter arbeiten nicht mit Energiespeichern, daher sollte jeder, der den Eigenverbrauch erhöhen möchte, den passenden Hybridwechselrichter wählen, der eine Zusammenarbeit mit Batterien ermöglicht. In anderen Fällen sollte ein Zentralwechselrichter verwendet werden.
Zusammenfassung
Ein guter Fachmann berücksichtigt bei der Auswahl des richtigen Wechselrichters (oder Mikro-Wechselrichters) alle Faktoren, die den Betrieb der Photovoltaikanlage beeinflussen, aber auch die spezifischen Anforderungen des Investors sowie die Amortisationszeit und Effizienz des Systems.
Der Auswahl sollten eine örtliche Vision und eine Kenntnis der Besonderheiten des Stromverbrauchs der Anlage vorausgehen. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, einen Hybrid-Wechselrichter zu kaufen, also einen, der mit Batteriespeicherung arbeitet, dies ist jedoch ein Thema für einen separaten Artikel.