Ein umfassender Leitfaden zur Auswahl des richtigen Solarwechselrichters

Verschiedene Arten von Solarwechselrichtern

 

Mikrowechselrichter

 

Mikrowechselrichter sind kompakte Geräte, die den Gleichstrom (DC) von Solarmodulen in Wechselstrom (AC) umwandeln, der in Haushalten genutzt werden kann. Diese Wechselrichter sind in der Größe ähnlich einem WLAN-Router und werden normalerweise direkt unter jedem Solarmodul installiert, wobei oft ein Mikrowechselrichter zwischen einem und vier Modulen versorgt.

 

Vorteile von Mikrowechselrichtern

 

1.Verbesserte Effizienz: Im Gegensatz zu String-Wechselrichtern, die durch die Leistung des am wenigsten effizienten Panels begrenzt sind, arbeiten Mikro-Wechselrichter in einem Parallelschaltkreis. Dieser Aufbau stellt sicher, dass sie nicht durch das Panel mit der niedrigsten Leistung eingeschränkt werden, wodurch die Gesamteffizienz erhöht wird.
2.Detaillierte Überwachung: Mikrowechselrichter ermöglichen eine detaillierte Überwachung der Energieproduktion Panel für Panel und liefern präzisere Daten als die Überwachung des gesamten Systems. Dadurch können Probleme mit einzelnen Panels leichter identifiziert und behoben werden.
3.Vereinfachte Erweiterung: Mit Mikrowechselrichtern lässt sich die Kapazität einer Photovoltaikanlage (PV) ganz einfach erweitern. Bei der Installation muss lediglich für jeweils ein bis vier neue Paneele ein zusätzlicher Mikrowechselrichter hinzugefügt werden.
4.Sicherheitsfunktionen: Mikrowechselrichter können schnell abgeschaltet werden, eine wesentliche Funktion, die von den neuesten Elektrovorschriften für die Sicherheit in Notfällen oder während der Wartung gefordert wird.
5.Haltbarkeit: Normalerweise haben Mikrowechselrichter eine Garantie von bis zu 25 Jahren. Das ist deutlich länger als die 8–12 Jahre, die für Standardwechselrichter angeboten werden. Das unterstreicht ihre Robustheit und langfristige Zuverlässigkeit.

 

Allerdings sind auch einige Nachteile zu berücksichtigen:

 

1.Höhere Anschaffungskosten: Mikrowechselrichter sind in der Regel teurer und kosten etwa 1.000 US-Dollar mehr als Stringwechselrichter für eine standardmäßige 5-kW-Solaranlage. Diese höhere Anfangsinvestition kann eine erhebliche Überlegung wert sein.
2.Herausforderungen beim Service: Wenn ein Mikrowechselrichter ausfällt, kann die Wartung mühsam sein. Techniker müssen auf das Dach, einen Teil des Montagegestells demontieren und das Solarpanel entfernen, um an die defekte Einheit zu gelangen. Dieser Vorgang ist nicht nur zeitaufwändig, sondern möglicherweise auch kostspielig.

 

Mikrowechselrichter sind besonders in Umgebungen von Vorteil, in denen Solarmodule unterschiedlicher Beschattung ausgesetzt sind, in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind oder in Zukunft erweitert werden müssen. Darüber hinaus sind sie in Regionen von Vorteil, in denen lokale Vorschriften eine schnelle Abschaltung vorschreiben, um die Sicherheit in Notfällen zu erhöhen. Diese Eigenschaften machen Mikrowechselrichter trotz ihrer höheren Anschaffungskosten und Wartungskomplexität für viele zu einer geeigneten Wahl.

 

Zentrale (oder String-)Wechselrichter

 

Zentrale Wechselrichter, auch String-Wechselrichter genannt, sind Geräte, die den Gleichstrom (DC) einer Reihe von Solarmodulen in Wechselstrom (AC) umwandeln, der für den privaten oder gewerblichen Gebrauch geeignet ist. Diese Wechselrichter sind in der Regel sperriger und werden an einem zentralen Ort installiert, beispielsweise in der Nähe des Hauptschaltkastens des Hauses oder an einer Außenwand.

 

Vorteile von Zentralwechselrichtern

 

1.Kosteneffizienz: Pro Watt sind Zentralwechselrichter tendenziell wirtschaftlicher als Mikrowechselrichter. Dies macht sie besonders attraktiv für größere Anlagen, bei denen die Kosteneffizienz im Vordergrund steht.
2.Nachgewiesene Zuverlässigkeit: Zentralwechselrichter haben im Vergleich zu Mikrowechselrichtern eine längere Markthistorie, sind gut etabliert und genießen das Vertrauen vieler Installationsprofis.
3.Vereinfachte Hardware: Da zur Steuerung mehrerer Paneele nur ein Wechselrichter erforderlich ist, muss weniger Ausrüstung installiert und gewartet werden, was die Einrichtung auf Dächern vereinfachen kann.
4.Einfache Wartung: Zentralwechselrichter werden typischerweise an leicht erreichbaren Standorten aufgestellt und sind im Allgemeinen einfacher zu warten oder auszutauschen als mehrere auf Dächern installierte Mikrowechselrichter.
5.Optimale Leistung unter idealen Bedingungen: In Umgebungen ohne Schatten, in denen alle Solarmodule einheitlich ausgerichtet und geneigt sind, können Zentralwechselrichter eine hervorragende Leistung liefern und die Energieausbeute der Solaranlage maximieren.

 

Allerdings sind auch einige Nachteile zu berücksichtigen:

 

1.Auswirkungen durch Beschattung: Die Leistung kann durch Beschattung oder Schmutz selbst auf einem einzigen Panel erheblich beeinträchtigt werden. In solchen Fällen wird die Leistung der gesamten Panelreihe aufgrund ihrer Verbundenheit beeinträchtigt.
2.Begrenzte Überwachungsmöglichkeiten: Zentralwechselrichter können einzelne Panels nicht überwachen. Ohne detaillierte Diagnose kann es daher schwierig sein, herauszufinden, welches Panel möglicherweise nicht die erwartete Leistung bringt.
3.Kürzere Lebensdauer: Im Allgemeinen müssen Zentralwechselrichter alle 10–15 Jahre ausgetauscht werden, was kürzer ist als die Lebensdauer, die Mikrowechselrichter oft bieten.
4.Herausforderungen bei der Erweiterung: Das Hinzufügen weiterer Panels kann bei Zentralwechselrichtern kompliziert sein, insbesondere wenn die vorhandene Einheit ihre Kapazitätsgrenze erreicht. Dies kann die Installation eines größeren oder zusätzlichen Wechselrichters erforderlich machen.
5.Single Point of Failure: Ein Ausfall des zentralen Wechselrichters stoppt die Stromproduktion des gesamten Systems. Im Gegensatz dazu sind bei Systemen mit Mikrowechselrichtern oder Leistungsoptimierern nur Teile der Systemleistung betroffen.

 

Leistungsoptimierer

 

Leistungsoptimierer sind Geräte, die an jedes Solarmodul angeschlossen werden und ähnlich wie Mikrowechselrichter funktionieren, jedoch eine andere Funktion haben. Anstatt Gleichstrom direkt in Wechselstrom umzuwandeln, passen Leistungsoptimierer Spannung und Strom an, um den Gleichstrom zu „konditionieren“. Dieser optimierte Gleichstrom wird dann zur Umwandlung in Wechselstrom an einen zentralen Wechselrichter gesendet.

 

Vorteile der Verwendung von Leistungsoptimierern

 

1.Verbesserte Effizienz: Leistungsoptimierer verbessern die Effizienz auf Panelebene und gleichen Verluste durch Beschattung, Schmutz oder Unterschiede zwischen den Panels aus. Dies führt zu einer gleichmäßigeren und höheren Gesamtsystemleistung.
2.Flexible Installationsoptionen: Sie bieten Installationsvielfalt, sodass Solarmodule in verschiedenen Ausrichtungen und Neigungen installiert werden können. Diese Flexibilität trägt dazu bei, eine hohe Systemleistung unabhängig von der Positionierung der einzelnen Module aufrechtzuerhalten.
3.Detaillierte Leistungsüberwachung: Ausgestattet mit individuellen Optimierern auf jedem Panel ermöglichen diese Systeme eine präzise Überwachung der Leistung jedes Panels. Diese Funktion hilft bei der frühzeitigen Erkennung von Problemen und ermöglicht eine schnellere Lösung.
4.Erhöhte Sicherheitsmaßnahmen: Während der Installation, Wartung oder in Notfällen können Leistungsoptimierer die Gleichspannung auf ein sicheres Niveau reduzieren und so die allgemeine Sicherheit erhöhen.
5.Vorteile von Hybridsystemen: Durch die Kombination der Funktionen von Zentralwechselrichtern und Mikrowechselrichtern bieten Leistungsoptimierer die Vorteile effizienter Leistung mit zentraler Wechselstromumwandlung und nutzen so das Beste aus beiden Technologien.

 

Allerdings sind auch einige Nachteile zu berücksichtigen:

 

1.Erhöhte Kosten: Das Hinzufügen von Leistungsoptimierern zu jedem Panel erhöht die Anfangsinvestition, da jeder Optimierer eine zusätzliche Komponente innerhalb des Systems darstellt.
2.Komplexität der Installation: Der Einbau von Leistungsoptimierern kann den Installationsprozess und die gesamte Verkabelung des Systems erschweren. Dies kann die Installationszeit verlängern und weitere potenzielle Fehlerquellen schaffen.
3.Herausforderungen bei der Wartung: Bei einer Fehlfunktion eines Leistungsoptimierers ist für die Reparatur normalerweise der Zugang zu schwer erreichbaren Bereichen auf dem Dach oder rund um das Panel erforderlich, was umständlicher sein kann als die Wartung eines zentralen Wechselrichters.
4.Betriebseffizienz: Obwohl Leistungsoptimierer die Effizienz einzelner Panels steigern, verbrauchen sie selbst etwas Strom. Dieser geringe Energieverbrauch kann die Nettoeffizienz des gesamten Systems geringfügig reduzieren.
5.Abhängigkeit von einem zentralen Wechselrichter: Trotz der Vorteile einzelner Optimierer ist das System für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom immer noch von einem zentralen Wechselrichter abhängig. Wenn der zentrale Wechselrichter ausfällt, wirkt sich dies daher auf die Funktionalität des gesamten Systems aus, ähnlich wie bei Systemen ohne Optimierer.

 

Die richtige Größe für Solarwechselrichter finden

 

1. Eine Überdimensionierung einer Solaranlage im Vergleich zur Kapazität des Wechselrichters (mit einem DC-zu-AC-Verhältnis von über eins) kann die Energieproduktion den ganzen Tag über steigern, insbesondere in den frühen Morgen- und späten Nachmittagsstunden.
2.Wenn eine Solaranlage mehr Strom erzeugt als die Kapazität des Wechselrichters, begrenzt der Wechselrichter seine Leistung auf seine maximale Nennleistung. Dieses Phänomen wird als Wechselrichter-Clipping bezeichnet.
3. Eine Möglichkeit, die Energieproduktion zu steigern, ohne dass es zu einem Wechselrichter-Clipping kommt, besteht darin, einen zusätzlichen Wechselrichter hinzuzufügen. Planer müssen die Mehrkosten für den Kauf und die Installation eines weiteren Wechselrichters gegen die potenziellen Energieverluste durch Wechselrichter-Clipping abwägen, wenn sie sich für eine Überdimensionierung des Arrays entscheiden.
4. Um bei der Planung von Solarprojekten die Energieproduktion genau vorhersagen zu können, muss das Wechselrichter-Clipping berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die geschätzte Leistung realistisch mit der geplanten Kapazität des Systems übereinstimmt.

 

Wichtige Faktoren, die bei der Auswahl eines Solarwechselrichters zu berücksichtigen sind

Bei der Auswahl eines Solarwechselrichters für Ihr System müssen Sie mehrere Faktoren berücksichtigen. Dazu gehören die Größe Ihres Systems, die Effizienz, die Funktionen und die Lebensdauer des Wechselrichters.

a. Größe und Leistungsabgabe

Die Größe Ihres Wechselrichters hängt von der Größe Ihrer Solaranlage ab. Eine größere Anlage erfordert einen Wechselrichter mit höherer Leistung. Beispielsweise benötigt eine 5-kW-Solaranlage normalerweise einen 5-kW-Wechselrichter. Es ist jedoch wichtig, sicherzustellen, dass Ihr Wechselrichter die richtige Größe hat, um die maximale Leistung Ihrer Solarmodule zu bewältigen. Ein zu kleiner Wechselrichter kann den Strom Ihrer Module nicht effektiv verarbeiten, während ein zu großer Wechselrichter zu Energieverschwendung führen kann.

b. Effizienz

Die Effizienz des Wechselrichters ist ein weiterer wichtiger Faktor, den es zu berücksichtigen gilt. Die Effizienz eines Wechselrichters gibt an, wie viel des von Ihren Solarmodulen erzeugten Gleichstroms in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt wird. Eine höhere Effizienz bedeutet weniger Energieverlust während des Umwandlungsprozesses. Die meisten modernen Wechselrichter haben eine Effizienz von etwa 95–98 %, aber es lohnt sich, beim Vergleich verschiedener Modelle die spezifische Effizienzklasse zu prüfen.

c. Haltbarkeit und Garantie

Solarwechselrichter sind eine erhebliche Investition, daher ist es wichtig, ihre Langlebigkeit und Garantie zu berücksichtigen. Die meisten Wechselrichter haben eine Garantiezeit von etwa 5 bis 10 Jahren, einige Hersteller bieten jedoch erweiterte Garantien an. Eine gute Garantie stellt sicher, dass der Wechselrichter bei vorzeitigem Ausfall ohne zusätzliche Kosten ersetzt oder repariert werden kann. Es ist auch wichtig, einen Wechselrichter mit nachgewiesener Zuverlässigkeit und Haltbarkeit zu wählen, da er rauen Wetterbedingungen ausgesetzt sein wird und wahrscheinlich viele Jahre lang funktionieren muss.

d. Überwachungsfunktionen

Viele moderne Wechselrichter verfügen über Überwachungsfunktionen, mit denen Sie die Leistung Ihrer Solaranlage in Echtzeit verfolgen können. Dies kann unglaublich nützlich sein, um Probleme mit Ihrem System frühzeitig zu erkennen und sicherzustellen, dass es mit maximaler Leistung läuft. Einige Wechselrichter verfügen über Smartphone-Apps oder Online-Plattformen, mit denen Sie die Energieproduktion jedes einzelnen Panels überwachen können, während andere möglicherweise eine Fernfehlerbehebung und -unterstützung bieten.

e. Kompatibilität mit Batteriespeichern

Wenn Sie planen, Ihr System in Zukunft um einen Energiespeicher zu erweitern, ist es wichtig, einen Wechselrichter zu wählen, der mit Batteriespeichern kompatibel ist. Hybrid-Wechselrichter sind, wie bereits erwähnt, für den Einsatz mit Solarmodulen und Batterien konzipiert. Allerdings sind nicht alle Wechselrichter mit Batteriespeichern kompatibel. Sie sollten diese Funktion daher überprüfen, wenn Sie überschüssige Energie für die spätere Verwendung speichern möchten.

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