Die drei Arten von Solarwechselrichtern – Zentralwechselrichter, String-Wechselrichter und Mikro-Wechselrichter
Die drei Arten von Solarwechselrichtern – Zentralwechselrichter, String-Wechselrichter und Mikro-Wechselrichter
Der Wechselrichter ist das Herzstück der Photovoltaikanlage. Solarwechselrichter werden im Allgemeinen in drei Typen unterteilt: Zentralwechselrichter, String-Wechselrichter und Mikrowechselrichter.
Zentralwechselrichter
Dieser zentrale Wechselrichter kann mit einem Gewerbegebäude kombiniert werden.
Zentralwechselrichter sind die gängigste Art von Solarwechselrichtern, insbesondere für große Solaranlagen. Sie sind dafür ausgelegt, eine hohe Gleichspannung (DC) zu verarbeiten und in eine niedrigere Wechselspannung (AC) umzuwandeln. Ein Zentralwechselrichter ist typischerweise mit einer Gruppe von Solarmodulen, einem sogenannten String, und anschließend mit dem Stromnetz verbunden. Zentralwechselrichter sind effizient und kostengünstig für große Anlagen, jedoch kann die Leistung der gesamten Solaranlage beeinträchtigt werden, wenn ein Modul im String verschattet oder beschädigt ist.
Die Kapazität von Zentralwechselrichtern liegt üblicherweise über 500 kW, was hohe Leistung und niedrige Kosten bedeutet. Das Stromnetz wird gut geregelt. Allerdings ist eine optimale Abstimmung der Photovoltaik-Gruppen erforderlich, da Bewölkung, Teilverschattung oder der Ausfall einer einzelnen Gruppe die Effizienz und die elektrische Leistung des gesamten Photovoltaiksystems beeinträchtigen können. Der maximale Spannungsbereich für die Leistungsnachführung von Zentralwechselrichtern ist eng, die Komponentenkonfiguration wenig flexibel, die Stromerzeugungszeit kurz und ein separater Serverraum mit Belüftung und Wärmeabfuhr erforderlich. Zentralwechselrichter eignen sich hauptsächlich für Photovoltaik-Kraftwerke im Versorgungsmaßstab.
String-Wechselrichter
Dieses Batteriespeichersystem mit Deye-Wechselrichter ist in Sri Lanka mit einer Photovoltaikanlage auf einem Wohnhausdach kombiniert. Foto: Christine Smith.
Der String-Wechselrichter ist ein separates System zur Nachführung der maximalen Leistungsspitze (MPP) mehrerer Photovoltaik-Gruppen (in der Regel 1–4 Gruppen). Nach der Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom wird dieser in das Wechselstromnetz eingespeist. Ein String-Wechselrichter kann mehrere MPP-Module enthalten. Die Leistung eines String-Wechselrichters liegt üblicherweise unter 100 kW. Seine Vorteile bestehen darin, dass Spannung und Stromstärke unabhängig vom jeweiligen MPP-Modul konstant bleiben. Fällt eine Komponente aus oder wird sie durch Schattenwurf blockiert, betrifft dies lediglich das zugehörige MPP-Modul in einigen wenigen Stromerzeugungseinheiten und hat keine Auswirkungen auf das Gesamtsystem. Der MPP-Spannungsbereich des Wechselrichters ist groß, die Komponentenkonfiguration flexibel, die Stromerzeugung über einen langen Zeitraum möglich und die Installation im Freien erlaubt.
Im Vergleich zu Zentralwechselrichtern sind String-Wechselrichter etwas teurer. Bei der Verschaltung einer großen Anzahl von String-Wechselrichtern ist es notwendig, Resonanzen technisch zu unterdrücken. String-Wechselrichter werden hauptsächlich in dezentralen Energieerzeugungssystemen eingesetzt, können aber auch in zentralen Photovoltaik-Anlagen verwendet werden.
Mikro-Wechselrichter
Der Mikro-Wechselrichter verfügt über eine separate Maximum-Power-Peak-Tracking-Funktion für jede Photovoltaikkomponente. Nach dem Wechselrichter wird der Gleichstrom in das Wechselstromnetz eingespeist.
Mikro-Wechselrichter sind für die Installation an jedem einzelnen Solarmodul einer Photovoltaikanlage konzipiert. Sie wandeln Gleichstrom direkt am Modul in Wechselstrom um, wodurch die Leistung jedes Moduls unabhängig von den anderen ist. Dies kann zu einer höheren Gesamtsystemeffizienz und einer höheren Stromerzeugung führen, insbesondere in verschatteten oder ungleichmäßig beleuchteten Bereichen. Allerdings sind Mikro-Wechselrichter teurer als zentrale oder String-Wechselrichter und erfordern einen höheren Installationsaufwand.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zentrale, String- und Mikro-Wechselrichter die drei Haupttypen von Solarwechselrichtern sind. Jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile, und die Wahl des Wechselrichters hängt von den spezifischen Bedürfnissen und Eigenschaften der Photovoltaikanlage ab.
