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Photovoltaik-Wechselrichter

09.01.2013

Für Eigenheimbesitzer, die sich mit dem Kauf einer Photovoltaikanlage befassen, steht in der Regel die Anschaffung und Auswahl der Module im Vordergrund. Nicht verwunderlich, machen sie doch den Löwenanteil der Anschaffungskosten aus. Hinzu kommt, dass die Solarmodule für jedermann deutlich sichtbar auf dem Hausdach schimmern. Das Netzeinspeisegerät (NEG), eher bekannt unter der Bezeichnung Wechselrichter, hingegen ist ein „Kellerkind“, das unscheinbar meist im Untergeschoss des Hauses seine wichtigen Dienste verrichtet.
Die im Betrieb entstehende Wärme wird bei Wechselrichtern mittels natürlicher Konvektion vertikal abgeführt. Damit der notwendige Kamineffekt entsteht, muss er so an einer Wand montiert werden, dass die Lüftungslamellen frei bleiben. (Solarmax)
Stringwechselrichter für Kleinanlagen
Die zentrale Aufgabe eines Wechselrichters ist es, den von der Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, sodass man den Sonnenstrom zum Betrieb von Standard-Elektrogeräten mit 230 Volt nutzen kann. Für netzgekoppelte PV-Anlagen, die also den erzeugten Strom auch ins öffentliche Netz einspeisen, gibt es unterschiedliche Varianten von Wechselrichtern. Die vier wichtigsten sind: Zentral-, Modul-, String- sowie Multi-String-Wechselrichter. Bei kleinen und mittelgroßen Solarstromanlagen im Leistungsbereich bis 30 Kilowatt sind Stringwechselrichter am beliebtesten. Dabei wird der Solar-Generator, also die Summe aller auf dem Dach miteinander verschalteten Solarstrommodule, in einzelne Stränge aufgeteilt und diese dann an den Wechselrichter angedockt.

Vorteilhaft ist hierbei, dass man so die Module zusammenbringen kann, die auf dem Dach zum Beispiel dieselbe Sonneneinstrahlintensität haben. Auch Fertigungstoleranzen bei den Modulen sowie Verluste und Verschattungseinbußen lassen sich so (bis zu einem gewissen Grad) minimieren.
Die Anzahl und Größe von Wechselrichtern hängt von der jeweiligen Photovoltaikanlage und verschiedenen Randbedingungen ab. Grundsätzlich sollten sie immer so dimensioniert werden, dass sie optimal, aber nie maximal ausgelastet sind, weil sich sonst ihre Lebensdauer verkürzt.

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Wirkungsgrad beeinflusst Effizienz
Bei der Auswahl des Wechselrichters müssen Hausbesitzer unbedingt auch auf den Wirkungsgrad achten. Denn je höher dieser ausfällt, desto größer wird auch der Solarstromertrag. Über einen Zeitraum von 20 Jahren gesehen kann schon ein Prozentpunkt mehrere Hundert Euro Mehr- oder Minderertrag bedeuten. Die Wirkungsgrade moderner Produkte liegen in der Regel im Bereich von 93 bis 98 Prozent. Allerdings schwanken die realen Werte aufgrund der sich ständig ändernden Bedingungen und fallen unterm Strich niedriger aus.

Die regelmäßigen Wechselrichtertests der Fachzeitschrift Photon berücksichtigen solche Abweichungen und ermitteln einen eigenen Wirkungsgrad (www.photon.de). Die Kosten eines Wechselrichters sind abhängig vom jeweiligen Typ, vom Wirkungsgrad und vom Ausstattungsumfang. Die Preise von Markenprodukten beginnen ab etwa 1200 Euro. In Ein-und Zweifamilienhäusern werden sie möglichst in der Nähe von Stromzählerschrank und Sicherungskasten montiert, die sich häufig im Untergeschoss befinden.

Praktisch ist dieser Standort zum einen, weil er akustisch ausreichend gut vom Wohnraum getrennt ist. Wenn nicht, muss man dies bei der Anlagenplanung berücksichtigen. Denn durch die Umwandlung des Stroms erzeugen Wechselrichter Geräusche, die – je nach Modell – durchschnittlich zwischen 25 und 40 dB(A) liegen. Manchmal wird es lauter.
Foto: SMA
Hilfreicher Datensammler
Hinzu kommt, dass im Untergeschoss vor allem stabile und relativ niedrige Lufttemperaturen herrschen, die eine gute Wärmeabfuhr erlauben. Am Montageort müssen die Lüftungsschlitze und Kühlelemente der Wechselrichter immer frei sein, um die optimale Kühlung zu sichern. Denn, wie bei jedem anderen elektronischen Gerät auch, kann zu viel Wärme die Leistung und Lebensdauer verringern. Wie viele Jahre ein Wechselrichter letztlich durchhält, ist unklar. Die Hersteller gehen davon aus, dass ihre Produkte die übliche Lebensdauer der Photovoltaikmodule von 20 bis 25 Jahren ebenfalls erreichen.

Praktiker meinen jedoch, dass das Bauteil in diesem Zeitfenster einmal ausgewechselt werden müsse.
Übrigens: So ein Wechselrichter speichert eine Vielzahl von Daten, wie Betriebsstunden im Einspeisebetrieb oder Tages- und Gesamtsumme der eingespeisten Energie. Ganz wichtig ist auch die Anzeige von Status- und Fehlermeldungen. Viele Modelle erlauben (mittels Zusatzeinrichtungen) zudem, die Daten auf spezielle Anzeigegeräte (in den Wohnraum), auf einen PC oder ein Smartphone zu übermitteln. Der Wechselrichter hilft somit, die Photovoltaikanlage zu überwachen und den solaren Stromertrag zu optimieren, sofern man die Daten entsprechend auswertet und vergleicht.

Gesetzliche Nachrüstpflicht
Ältere Photovoltaikanlagen trennen sich bei einer Überschreitung der Netzfrequenz von 50,2 Hertz unverzüglich vom Netz. Um die Gefährdung der Systemstabilität des Elektrizitätsversorgungsnetzes zu vermeiden, hat der Gesetzgeber die sogenannte Systemstabilitätsverordnung (SysStabV) erlassen. Darin enthalten ist unter anderem eine Nachrüstverpflichtung von Wechselrichtern für ans Netz angeschlossene (Dach-)Anlagen, deren maximale Leistung mehr als 10 kW beträgt und die nach dem 31.8.2005 und vor dem 1.1.2012 in Betrieb genommen wurden.

Alle Details dazu finden betroffene Anlagenbesitzer im Internet unter www.solarwirtschaft.de/nachruestung.html



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