Wechselrichter

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)

Einen annähernd konstant hohen Wirkungsgrad über den gesamten Eingangsspannungsbereich des Wechselrichters

Warum ist ein annähernd konstant hoher Wirkungsgrad sinnvoll?