Allgemeine Informationen zum Thema Wechselrichter
Es gibt drei Varianten von Wechselrichtern für Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen:
Modulwechselrichter
Modulwechselrichter werden direkt am Solarmodul montiert. Es gibt sie in Leistungsgrößen von 100 Wp bis 1400 Wp. Durch die ausgangsseitige (AC-seitige) Parallelschaltung werden Verluste aufgrund unterschiedlicher Beleuchtungsstärken der Module verhindert. Ein Trenntransformator dient der Sicherheit.
Stringwechselrichter
Stringwechselrichter werden mit einem Kabel an mehrere inreihe geschalteten Solarmodulen verbunden. Sie sind die am weitesten verbreiteten Wechselrichter in der Photovoltaik. Nachteile sind die hohen zu übertrangennen Gleichspannungen und Probleme bei Teilabschattungen einzelner Module z.B. aufgrund von Wolken.
Zentralwechselrichter
Ein Zentralwechselrichter verwaltet eine gesamte Anlage. Mit nur einem Inverter ist diese weniger störungsanfällig und hat meist einen relativ hohen Wirkungsgrad. Zentrale Wechselrichter eignen sich besonders für Photovoltaikanlagen, deren Panels gleichmäßig ausgerichtet sind und die eine einheitliche Neigung und Ausrichtung aufweisen. Sie werden häufig bei großen Anlagen verwendet, der Wechselrichter befindet sich dort in einem separaten Raum ähnlich einer Trafostation.
Details der Funktionsweise moderner Wechselrichter
am Beispiel des Fronius IG Plus
Anforderungen an den Wechselrichter:
Exaktes MPP-Tracking des Wechselrichters
Als MPP-Traking bezeichnet man ein Verfahren, welches sicherstellt, dass das Solarmodul immer im Punkt der maximalen Leistungsangabe betrieben wird.
I/U Kurve bei unterschiedlicher Leistungskurve bei unterschiedlicher
Einstrahlung Einstrahlung
Eignung zur Positiven oder negativen Modulerdung
Vorteile: einfach, hohe Ausfallsicherheit, Sicherheit durch galvanische Trennung
Nachteile: geringer Wirkungsgrad, hohes Gewicht und Volumen
Vorteile: kostengünstig, kompakt, leicht, hoher Wirkungsgrad
Nachteile: zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen (RCD) nötig – da keine galvanische Trennung,
aufwändiger Überspannungsschutz, Modulerdung nicht ohne weitere Maßnahmen möglich
Vorteile: kompakt, leicht, hoher Wirkungsgrad, Sicherheit durch galvanische Trennung
Nachteile: komplex, technisch aufwändig
Intelligente Konzepte zur Überwachung von Erdfehlerströmen
Wie können überhaupt Erdfehlerströme entstehen?
Trafowechselrichter ohne Erdung Trafowechselrichter mit negativer
eines Generatorpols Erdung eines Generatorpols
Warum ist eine Überwachung von Erdfehlerströmen sinnvoll?
- Die Erdfehlerströme können unzulässige Werte erreichen
- Die Erdungssicherung bieten einen Zusatzschutz zum bestehenden Schutzklasse II-Konzept (vergleichbar mit der Isolationsüberwachung bei floatenden PV-Systemen)
Breite, aufeinander abgestimmte Eingangs- und MPP-Spannungsfenster
Warum sind breite, abgestimmte Spannungsfenster notwendig?
Einen annähernd konstant hohen Wirkungsgrad über den gesamten Eingangsspannungsbereich des Wechselrichters
Warum ist ein annähernd konstant hoher Wirkungsgrad sinnvoll?
