Für den Betrieb nahezu jeder Photovoltaik-Anlage ist der Wechselrichter eine unverzichtbare Komponente. Man nennt dieses elektronische Bauteil auch Inverter bzw. Spannungswandler.

Der Wechselrichter wandelt den in Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Auf der Eingangsseite tritt der Gleichstrom (DC) ein, auf der Ausgangsseite wird Wechselstrom geliefert (AC). Dieses technisch einfache Funktionsprinzip ist grundsätzlich bei allen Wechselrichtern gleich.

Erst durch diese Umwandlung ist der Betrieb handelsüblicher 230V-Elektrogeräte mit Solarenergie möglich. Auch für die Einspeisung in das Stromnetz ist Wechselstrom notwendig. Darüber hinaus übernimmt der Solar-Wechselrichter noch eine ganze Reihe weiterer Aufgaben.

Der Wechselrichter steuert automatisch immer den sogenannten Maximum Power Point (MPP) der Solarmodule an. So wird permanent der optimale Stromertrag einer Solaranlage erzielt. Zudem überwacht und regelt er das Stromnetz auf eine zwingend konstante Frequenz von etwa 50 Hertz.

Dieser Grenzwert schützt vor Netzüberlastung oder bei einem kompletten Zusammenbruch des Stromnetzes. Wird er überstiegen, trennt sich der Wechselrichter automatisch vom Netz. Zur Anlagenüberwachung und Energiemanagement verfügt jeder Wechselrichter zudem über eine smarte Kommunikationsschnittstelle.

Um sich zu rentieren, müssen Wechselrichter für PV-Anlagen speziellen Anforderungen entsprechen. Wirkungsgrad und Spannungshöhen gehören dazu. Die grundsätzliche Entscheidung ist allerdings, welche Kategorie Wechselrichter du brauchst.

Man unterscheidet zwischen diversen Typen von Wechselrichtern. Abgestimmt auf die gesamte PV-Installation und fachgerecht montiert, liefern sie jeweils den optimalen Stromertrag. Zudem arbeiten sie mit smarten Funktionen zur Anlagenüberwachung, für die Betriebssicherheit und das Energiemanagement.

Im Zusammenspiel machen diese Funktionen den Betrieb im Alltag so unaufwändig und einfach wie möglich.

PV-Wechselrichter

Batteriewechselrichter

Ein Batteriewechselrichter wird eingesetzt, um eine bereits bestehende PV-Anlage mit einem Stromspeicher nachzurüsten.

Er wird zwischen dem Hausnetz und der Batterie integriert. Dabei wandelt er den tagsüber gewonnenen PV-Strom von Wechselstrom in Gleichstrom um und speist diesen in den Solarspeicher ein. Der am Tag gewonnene Strom kann somit über Nacht aus dem Speicher verwendet werden.

Smarte Funktionen regeln dabei automatisch die optimalen Lade- und Entladeprozesse und bieten weitere Vorteile. So können mit Batteriewechselrichtern zum Beispiel Speichersysteme mit Notstromfunktion eingerichtet werden.

Hybrid-Wechselrichter

Hybride Wechselrichter vereinen zwei Geräte in einem. Auf der einen Seite den Batteriewechselrichter, auf der anderen Seite den Photovoltaik-Wechselrichter.

Alle unsere Hybridwechselrichter auf einen Blick.

Diese kompakte Kombination spart Platz und Kosten und wird bevorzugt genommen, wenn hoher solarer Eigenverbrauch bei geringen Kosten gewünscht wird. Es ist auch möglich den Hybrid-Wechselrichter zunächst ohne Batterie zu betreiben und erst zu einem späteren Zeitpunkt zu installieren. Der Installationsaufwand ist wesentlich geringer als bei AC-gekoppelten Speichersystemen.

Hybrid-Wechselrichter können mit ihren Funktionen zum Beispiel die Anlagenüberwachung, die Netzstabilisierung und die Leistungsoptimierung übernehmen. Wie bei allen Wechselrichtern ist auch hier der Wirkungsgrad ein wichtiger Kaufaspekt für die Wahl des optimalen Modells.

Der Ertrag einer PV-Anlage ist abhängig von der richtigen Auswahl des Wechselrichters.

PV-Wechselrichter unterscheiden sich im Wesentlichen in der Nennleistung, Anzahl der MPP-Tracker, Wirkungsgrad, Hersteller und dem Eingangsspannungsbereich. Im Folgenden klären wir über die wichtigen Werte auf.

Der Wirkungsgrad definiert die Effizienz

Wechselrichter gibt es in diversen Leistungsklassen und Ausführungen. Um ihre Leistungsfähigkeit vergleichbar zu machen, ist ihr Wirkungsgrad definiert. Dieser Wert gibt Auskunft über die maximale Energieumwandlung der gesamten PV-Anlage und damit ihren Stromertrag.

Der Wirkungsgrad hängt von diversen Faktoren ab. Dazu zählen Standort und Ausrichtung der Solaranlage, die Intensität der Sonneneinstrahlung sowie die individuelle Anlagenkonfiguration.

Weil ein und derselbe Wechselrichter deshalb nicht immer und überall seine maximale Leistung erbringen kann, errechnet man seinen Wirkungsgrad als Mischkalkulation. Sie stellt den rechnerischen Mittelwert seiner 5, 10, 20, 30, 50 und 100% Werte der Maximalleistung dar.

Dabei werden die durchschnittlichen europäischen Temperatur- und Wetterverhältnisse zugrunde gelegt. Man spricht deshalb auch vom „Europäischen Wirkungsgrad“.

Gute Wechselrichter liegen bei Wirkungsgraden von ca. 97% bis 98%. Von 100% aufgenommenem Gleichstrom werden also 97% bis 98% nach der Spannungsumwandlung als Wechselstrom abgegeben.

Kein Wechselrichter kann die komplette Menge an solar erzeugtem Gleichstrom in die gleiche Menge Wechselstrom umwandeln. Ein gewisser Verlust ist unvermeidbar. Auch deshalb muss bei der Dimensionierung deines Wechselrichters eine gewisse Sicherheitsreserve einkalkuliert werden.

Konkret: Bei zu versorgenden Standardverbrauchern sollte der Spannungswandler 20 bis 50% mehr Leistung als benötigt bringen können. Wenn ein anzuschließendes Gerät also zum Beispiel 100W Dauerleistung verlangt, sollte der Spannungswandler mindestens 120 W bis 150 W liefern.

Mit der Reserve sind mit Sicherheit die Verluste abgedeckt und der Wechselrichter läuft nicht heiß. Zudem bleibt Spielraum, um auch mal schnell ein zusätzliches Gerät anzuschließen.

Wechselrichter mit reinem Sinus schaltest du am besten nur ein, wenn du die die vollen 230V benötigst. Das Gerät selbst verbraucht auch im Ruhezustand Strom, entwickelt Hitze und kann im Wohnmobil zum Beispiel zu einer irreparablen Tiefenentladung der Bordbatterie führen.

Zur exakten Berechnung der benötigten Leistung deines Wechselrichters sind die gewünschten Eingangs- und Ausgangspannungen ausschlaggebend. Für die Gleichspannungswerte kommen hauptsächlich vier Anwendungsbereiche in Betracht:

12 V für Kfz und Wohnmobile

24 V für Lkw und Schwerfahrzeuge

12 V / 24 V / 48 V für Solaranagen

5 V für USB Ladegeräte

Ein Spannungswandler von 12 V Gleichspannung auf 230 V Wechselspannung wie im Hausnetz kann also auch an eine Autobatterie angeschlossen werden und liefert Netzstrom wie in jedem europäischen Haushalt.