Sie möchten auf Solarenergie umsteigen? Das ist sicherlich eine gute Idee. Solarenergie ist eine autarke Energiequelle, aber im Gegensatz zu Ihrem Hauptstromnetz können Sie Solarenergie nicht einfach für den Betrieb Ihres Hauses nutzen. Solarmodule wandeln Solarenergie in Gleichstrom um, und die meisten Geräte sind nicht für diese Stromform ausgelegt. Was nun? Keine Sorge, die Solaranlage verfügt hierfür über einen Solarwechselrichter. Wechselrichter kennen Sie, aber was sind Solarwechselrichter? Brauchen sie auch Sonne zum Betrieb? Informieren Sie sich hier über die verschiedenen Arten von Solarwechselrichtern und mehr.
Was sind Solarwechselrichter?
Wechselrichter sind Geräte, die Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln, damit dieser von elektrischen Geräten genutzt werden kann. Herkömmliche Wechselrichter beziehen ihren Gleichstrom aus Batterien, Solarwechselrichter funktionieren jedoch etwas anders. Sie erhalten Gleichstrom von Solarmodulen, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Solarwechselrichter erfüllen dieselbe Umwandlungsfunktion, beziehen aber nicht den Strom aus Batterien, sondern laden die Solarbatterien auf.
Unabhängig davon, ob eine Solarbatterie AC- oder DC-gekoppelt ist, können beide Stromarten von einem Solarwechselrichter zum Laden der Batterien übertragen werden. Solarwechselrichter leiten den Wechselstrom in das öffentliche Stromnetz ein und versorgen von dort Haushaltsgeräte damit. Bei einem netzunabhängigen Solarpanelsystem wird der Wechselstrom direkt vom Solarwechselrichter an die Geräte geliefert.
7 Arten von Solarwechselrichtern: Welcher passt zu Ihrem Haus?
Verschiedene Arten von Solarwechselrichtern dienen dem gleichen Zweck, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Je nach System, mit dem sie gekoppelt sind, gibt es grundsätzlich drei Arten von Solarwechselrichtern.
1. Batteriebasierte Wechselrichter
Diese bidirektionale Wechselrichter umfassen ein Batterieladegerät und einen Wechselrichter. Diese Art von Solarwechselrichter benötigt Batterien zum Betrieb Sie können sowohl in netzunabhängigen als auch in netzgekoppelten Solaranlagen eingesetzt werden. Die Entscheidung darüber richtet sich jedoch nach der UL-Einstufung und dem Design. Diese Wechselrichter dienen nicht nur der Energieumwandlung, sondern auch der Notstromversorgung.
Vorteile: Dadurch wird Ihr Stromverbrauch reduziert und eine konstante Stromversorgung gewährleistet. Zudem ermöglicht es ein effizientes Lastmanagement und ist kostengünstig im Betrieb. Darüber hinaus ist es wartungsarm.
2. Zentralwechselrichter
Diese größeren String-Wechselrichter sind deutlich größer und können mehrere Strings der Solarmodule versorgen . Bei Zentralwechselrichtern werden die Strings der Solarmodule in einem Kombinationskasten zusammengeführt, von wo aus der Gleichstrom der Module in den Wechselrichter gelangt. Zentralwechselrichter eignen sich für große Anlagen mit regelmäßiger Solarstromerzeugung.
Vorteile: Sie bieten die höchste Leistung und eignen sich für Großanlagen wie Solarparks. Ihre Leistung reicht von 100 Kilowatt bis zu Megawatt. Zentralwechselrichter werden zusammen mit einem Kraftwerk angeboten, da sie für den direkten Netzanschluss konzipiert sind. Sie sind pro Kilowatt günstiger und zudem einfach zu installieren und zu betreiben.
3. Netzgekoppelter Wechselrichter
Diese Wechselrichter sind ausgelegt, um die Phase mit einem vom Netz geladenen Sinuswellen und werden hauptsächlich in netzgekoppelten Solarstromanlagen eingesetzt. Netzgekoppelte Wechselrichter eignen sich ideal für den Einsatz in Wohn-, Gewerbe- und Bürogebäuden. Sie eignen sich problemlos für kleine bis mittelgroße Anlagen.
Dieser Wechselrichter speist den überschüssigen erzeugten Solarstrom ins öffentliche Stromnetz ein. In einer netzgekoppelten Solaranlage fungiert das Stromnetz als virtueller Speicher, und der gesamte vom Wechselrichter gespeicherte Strom wird in Stromgutschriften umgewandelt. Der Wechselrichter nutzt diese Gutschriften, um bei Bedarf sauberen Strom von Energieversorgern zu beziehen, ohne dafür bezahlen zu müssen. Sind am Monatsende noch Solargutschriften vorhanden, werden diese mit der monatlichen Stromrechnung verrechnet.
Vorteile: Dieser Wechselrichter ist im Vergleich zu netzunabhängigen Solarwechselrichtern kostengünstig. Batterien werden nicht benötigt und die Wartungskosten sind minimal. Er ist einfach zu installieren und zu bedienen und eignet sich daher besonders für den privaten Gebrauch.
4. Hybrid-Wechselrichter
Diese Art von Solarwechselrichtern ist für den Betrieb von Hybrid-Solaranlagen konzipiert . Ein Hybrid-Solarwechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um und speist gleichzeitig die Batterie zum Laden ein. Wie der Name schon sagt, erfüllt ein Hybrid-Solarwechselrichter also eine Doppelfunktion: Er lädt die Batterie und versorgt gleichzeitig die angeschlossenen Geräte mit Strom.
Hybrid-Solarstrom versorgt Ihr Haus mit einer konstanten Stromversorgung. Mit diesem Wechselrichter können Sie überschüssigen Solarstrom an den Energieversorger verkaufen. Außerdem wandelt der Wechselrichter bei Bedarf (z. B. bei Stromausfällen nachts, wenn kein Solarstrom erzeugt wird) den Strom automatisch zwischen Solarstrom und Netzstrom und Batteriestrom um.
Vorteile: Hybrid-Solarwechselrichter liefern eine konstante Stromversorgung. Mit diesem Wechselrichter können Sie überschüssigen Solarstrom speichern, sodass nichts verloren geht. Sie sind zwar teuer, aber ihren Preis wert.
5. Mikro-Wechselrichter
Diese winzige Solarwechselrichter Die Mikro-Wechselrichter sind an jedem Modul angebracht und die Umwandlung erfolgt individuell. Dadurch sind keine weiteren Wechselrichter zur Energieumwandlung erforderlich. Mit Mikro-Wechselrichtern wird die Gesamtenergieleistung anderer Solarmodule selbst bei Beschattung nur minimal beeinträchtigt. Da die Umwandlung individuell erfolgt, beeinträchtigen diese beschatteten Module die Leistung anderer, nicht beschatteter Module nicht, selbst wenn diese in Reihe geschaltet sind. Trotz dieser Effizienz sind diese Wechselrichter im Vergleich zu unseren herkömmlichen String-Solarwechselrichtern etwas teurer.
Vorteile: Diese Solarwechselrichter ermitteln die optimale Spannung für jedes System und erzeugen die maximale Spitzenspannung (VPP). Dank MPPT (Maximum Power Point Tracking) können sie die Sonneneinstrahlung und die schwankenden Zelltemperaturen im Tagesverlauf in Echtzeit erfassen. Ein wesentlicher Vorteil ist die individuelle Überwachung, die eine frühzeitige Diagnose von Defekten an den Solarmodulen ermöglicht.
6. Inselwechselrichter
Diese Art von Solarwechselrichtern wird auch als netzunabhängige Solarwechselrichter bezeichnet. Sie sind für Solaranlagen in ländlichen Gebieten und Dörfern mit abgelegenen Lagen konzipiert. In Regionen ohne Stromnetz ist ein Netzanschluss nahezu unmöglich. Ein netzunabhängiger Solarwechselrichter eignet sich auch für eine Solaranlage im Haus, wenn Sie eine vollständige Unabhängigkeit vom Stromnetz anstreben. Da diese Wechselrichter netzunabhängig sind, benötigen sie keinen Inselbetriebsschutz. Solche Wechselrichter sind üblicherweise mit Solarbatterien ausgestattet. Der von den Photovoltaikmodulen erzeugte und in Wechselstrom umgewandelte Strom wird an die Verbraucher weitergeleitet. Überschüssiger Strom muss jedoch gespeichert werden, um das Haus nachts mit Strom zu versorgen, wenn keine Solarstromerzeugung möglich ist.
Vorteile: Er eignet sich für Orte ohne Netzanschluss. Wenn Sie nicht auf Ihr Budget achten müssen, ist dieser Wechselrichter die beste Option, da er in Kombination mit einem Stromgenerator stundenlange Notstromversorgung bietet, falls die Solarstromerzeugung nicht ausreicht.
7. String-Wechselrichter
Dieser herkömmliche Solarwechselrichter ist gut für in Reihe geschaltete Solarmodule. Mehrere Stränge aller Solarmodule einer Solaranlage sind an einen Strangwechselrichter angeschlossen. Der Gleichstrom jedes Moduls wird vom Strang zum Strangwechselrichter übertragen und dort in Wechselstrom umgewandelt. Die Anzahl der für die Solaranlage benötigten Strangwechselrichter hängt von der Anlagengröße ab. Für eine große Solaranlage benötigen Sie möglicherweise mehrere Strangwechselrichter, die jeweils Gleichstrom von mehreren angeschlossenen Strängen beziehen.
Stringwechselrichter eignen sich für private und gewerbliche Anwendungen. Darüber hinaus können String-Solarwechselrichter mit Leistungsoptimierern kombiniert werden, die Leistungselektronik auf Modulebene darstellen. Sie werden an einzelne Module angeschlossen und erfassen den Gleichstrom von jedem Modul einzeln. Dies ist vorteilhaft, da beschädigte oder verschattete Module die Effizienz anderer Module nicht beeinträchtigen.
Vorteile: String-Wechselrichter gelten als die zuverlässigsten und benutzerfreundlichsten. Außerdem sind sie die günstigste Option für Solarwechselrichter auf dem Markt. Nachdem Sie nun die verschiedenen Arten von Solarwechselrichtern kennengelernt haben, erfahren Sie im Folgenden, wie sie funktionieren. Anschließend wird das Funktionsprinzip von Solarwechselrichtern erläutert.
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Was ist das Funktionsprinzip eines Solarwechselrichters?
Solarwechselrichter wandeln den Gleichstrom von Solarmodulen in Wechselstrom um. Dies ist im Wesentlichen ihr Funktionsprinzip. Solarmodule wandeln Photonen aus Sonnenlicht in elektrischen Strom um Das wird über die Strings zum Solarwechselrichter übertragen. Dort erfolgt die Umwandlung, und die erzeugte Leistung liegt zwischen 250 V und 600 V. Die Umwandlung kann mit einer Reihe von IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors). Gleichstrom oszilliert zu Wechselstrom, wenn der IGBT in Form einer H-Brücke angeschlossen ist.
Um Wechselstrom zu gewinnen und ins Netz einzuspeisen, wird ein Aufwärtstransformator verwendet. Dank des technologischen Fortschritts sind neue Wechselrichter so konzipiert, dass sie ohne Aufwärtstransformatoren betrieben werden können, ohne Kompromisse bei der Effizienz einzugehen.
Schließlich wird ein vorprogrammierter Mikrocontroller verwendet, um verschiedene Algorithmen gleichzeitig auszuführen. Mithilfe eines MPPT-Regleralgorithmus wird die Ausgangsleistung der Solarmodule erhöht. Die umgewandelte Energie wird dann in Batterien übertragen und geladen, der Rest wird in das Stromnetz eingespeist.
Solarwechselrichter arbeiten ständig, da sie tagsüber bis zum Sonnenuntergang, wenn die Solarmodule Strom erzeugen, den Umwandlungs- und Übertragungsvorgang durchführen. Bei einem Stromausfall verlagert der Wechselrichter die Last vom öffentlichen Stromnetz auf die Batterien und umgekehrt, sobald der Strom wieder da ist.
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Woraus bestehen Solarwechselrichter?
Ein Solarwechselrichter ist das Produkt einer individuellen Anpassung von EMV-/EMI-Materialien, Wärmeableitung und elektrischer Isolierung.
1. Mehrschichtige oder diskrete Dämmprodukte
Diese Produkte werden zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit und Durchschlagsfestigkeit eingesetzt. Sie gewährleisten zudem die Reiß- und Durchstoßfestigkeit während der Montage. Zu dieser Kategorie gehören beschichtete Gewebe, Papier, Laminate, Folien und Bänder für Kerne, magnetische Drahtisolierungen und Phasenseparatoren sowie Barriereschichten und Anschlussplatten, die in allen Arten von Solarwechselrichtern Verwendung finden.
2. Wärmemanagementmaterialien
Produkte wie Drahtgewebe, metallgefüllte Elastomere und Folienbänder werden eingesetzt, um die Wärmeableitung von den Bauteilen zu verbessern. Isolierband mit Aluminium- und Kupferrückseite dient der Erdung und EMV-Abschirmung. Leitfähige und nichtleitende Klebstoffsysteme sind ebenso erhältlich wie laminierte oder individuell gestanzte Varianten aus anderen Materialien. Im Folgenden betrachten wir die Bestandteile von Solarwechselrichtern. Anschließend gehen wir auf die Vor- und Nachteile von Solarwechselrichtern ein.
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Was sind die Vor- und Nachteile von Solarwechselrichtern?
Nachdem wir erfahren haben, woraus Solarwechselrichter bestehen, wollen wir nun ihre Vor- und Nachteile untersuchen. Verschiedene Arten von Solarwechselrichtern haben ihre Vor- und Nachteile, die Sie vor dem Kauf berücksichtigen sollten. Hier sind die wichtigsten Vorteile und Nachteile von Solarwechselrichtern.
1. Vorteile
- Beeinflusst die keine schädlichen Gase ausstoßen, wodurch die globale Erwärmung und der CO2-Fußabdruck reduziert werden.
- Helfen zu Geld sparen durch die langfristige Senkung der Stromrechnungen. Mit einem netzunabhängigen Solarwechselrichter entfallen die Stromrechnungen vollständig. (Hinweis: In manchen Regionen kann es gesetzlich verboten sein, komplett vom Stromnetz unabhängig zu sein. Sprechen Sie vor der Entscheidung mit dem örtlichen Installateur und Energieversorger.
- vorteilhaft für Menschen Leben in abgelegenen Gebieten bei der Bewältigung von Stromengpässen.
- Ausgangswellen von Solarwechselrichtern sind Reine Wechselstrom-Sinuswellen Diese Leistung ähnelt der Leistung herkömmlicher Stromversorgungen. Daher können damit verschiedene Lasten im privaten, gewerblichen und industriellen Bereich betrieben werden.
- Sie sind kosteneffizienten und erfordern im Vergleich zu Diesel-Wechselrichtern weniger Wartung.
- Nutze einfach das den Wechselstrom verkaufen von Solarwechselrichtern an Stromversorger umgewandelt.
- Sie können Solarwechselrichter mit anderen Geräten synchronisieren oder sie allein verwenden. Es kann auch aus einer breiten Palette bezogen Stromkapazitäten, was bedeutet, dass es sowohl für Privathaushalte als auch für große Stromverteilungsunternehmen verwendet werden kann.
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2. Nachteile
- Die Kosten für Solarwechselrichter betragen etwa 30% des gesamten Systems. Solarwechselrichter sind teuer und ihr Preis variiert je nach Wirkungsgrad.
- Die Solarwechselrichter Umwandlungsprozess Die Gleichstromversorgung erfolgt nur, wenn Solarmodule bei Sonnenlicht Gleichstrom erzeugen. Für einen effizienten Betrieb muss die Gleichstromleistung der Solarmodule mit der niedrigeren Gleichspannungsstufe des Solarwechselrichters übereinstimmen.
- Benötigt Batterien Um das Haus nachts mit Strom zu versorgen, wenn kein Solarstrom erzeugt wird, wird das System dadurch teurer. Nachdem wir die Vor- und Nachteile von Solarwechselrichtern kennengelernt haben, wollen wir nun ihre Lebensdauer untersuchen.
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Wie hoch ist die Lebensdauer eines Solarwechselrichters?
Verschiedene Arten von Solarwechselrichtern haben unterschiedliche Lebensdauern . Diese hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Marke, Material, Hersteller, Luftfeuchtigkeit (am Installationsort), Wartung, Wärme, Betrieb, Last und weiteren Faktoren. String-Wechselrichter für Privathaushalte haben eine Lebensdauer von mehreren Jahren, jedoch nicht länger als Solarmodule. Solarmodule für Privathaushalte können bis zu 15 Jahre und manchmal sogar doppelt so lange halten. String-Wechselrichter hingegen müssen nach 10–15 Jahren ausgetauscht werden.
Mikro-Wechselrichter haben eine durchschnittliche Lebensdauer von etwa 20–25 Jahren und werden mit einer 20-jährigen Garantie abgedeckt. Auch DC-Optimierer können bis zu 25 Jahre halten.
Um sicherzustellen, dass Ihr Solarwechselrichter lange hält und in gutem Zustand bleibt, müssen Sie ihn regelmäßig warten und an einem geeigneten Ort installieren. Meistens sollte er an einem kühlen Ort installiert werden.
Siehe auch: Wie lange halten Solargeneratoren?
Hinweis: Wartung und Installation dürfen nur von einem zugelassenen Fachmann durchgeführt werden.
Sie haben heute erfahren, dass es sieben Arten von Solarwechselrichtern gibt. String-, Zentral-, Mikro-, Insel-, Batterie-, Netz- und Hybrid-Wechselrichter sind in verschiedenen Wattstärken erhältlich, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden. Alle Wechselrichter dienen dem gleichen Zweck, jedoch in unterschiedlichem Maßstab. Manche eignen sich für kleine Anlagen, andere für große Anlagen wie Solarparks. Das Funktionsprinzip von Solarwechselrichtern ist unabhängig vom Typ gleich: Sie nutzen den Gleichstrom der Solarmodule und wandeln ihn in Wechselstrom um. Die Lebensdauer von Solarmodulen ist unterschiedlich und hängt von verschiedenen Faktoren ab. Berücksichtigen Sie daher die Vor- und Nachteile.
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