Ratgeber
Wechselrichter sind eine wesentliche Komponente in der Photovoltaik. Sie verwandeln die von Solarmodulen gelieferte Gleichspannung in 230-Volt-Wechselspannung. Für Balkonkraftwerke mit nur einem oder zwei Solarmodulen sind herkömmliche Wechselrichter aber meist überdimensioniert. Zudem sind sie recht groß und schwer. Hier bietet sich der Einsatz von Microwechselrichter an. Sie wiegen nur wenige Kilogramm und lassen sich deshalb auch direkt am Solarmodul befestigen – was bei Bedarf auch eine einfache Erweiterung der PV-Anlage ermöglicht. In unserem Ratgeber informieren wir Sie über die Vor- und Nachteile von Microwechselrichtern und geben Tipps für die Beschaffung.
Ein Wechselrichter oder Power Inverter ist ein elektronisches Gerät, das Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt. Es wird oft in Anwendungen verwendet, in denen Wechselstrom benötigt wird, aber nur Gleichstrom vorhanden ist. Dazu gehören zum Beispiel Solaranlagen, Batteriesysteme, unterbrechungsfreie Stromversorgungen und Elektrofahrzeuge.
Der Inverter nimmt den Gleichstrom als Eingangssignal entgegen und verwendet eine Kombination aus elektronischen Schaltungen zur Umwandlung in eine pulsierende Wechselspannung. Filter glätten die verzerrten Signale und erzeugen eine gleichgmäßige, sinusförmige Wechselspannung, die dem gewünschten Standard der elektrischen Netzversorgung entspricht, in der Regel mit 230 Volt und einer Frequenz von 50 Hertz.
Wechselrichter sind in verschiedenen Größen und Leistungsbereichen erhältlich. Sie lassen sich sowohl in netzgekoppelten Systemen einsetzen, bei denen der erzeugte Wechselstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird, als auch in Systemen zur direkten Nutzung von netzstromabhängigen Geräten.
Dies gilt in erster Linie für Photovoltaikanlagen, die großflächig Industrie und Gewerbe mit grünem Strom versorgen aber auch zunehmend für kleinere Installationen. Als sogenannte Balkonkraftwerke beispielsweise.
Für diese Mini-PV-Anlagen mit teilweise nur einem einzigen Solarmodul sind herkömmlich große Wechselrichter überdimensioniert. In der Regel ausreichend und zudem einfacher zu installieren sind dagegen Microwechselrichter, die sich natürlich auch einzeln an jedes Modul eines größeren Strangs montieren lassen.
Das Besondere an Microwechselrichtern – die auch unter den Schreibweisen Mikro-Wechselrichter, Micro-Wechselrichter, Mikrowechselrichter und Micro-Inverter bekannt sind – ist ihre Anschlussform. Im Gegensatz zu einem zentralen Inverter für viele in Reihe oder parallel geschaltete Solarmodule, übernehmen Mikrowechselrichter üblicherweise die Leistung eines einzelnen Paneels oder von zwei Paneelen. In einer Anlage mit 24 Paneelen sind also 24 beziehungsweise 12 Mikrowechselrichter zu finden.
Aufgrund ihrer Konstruktion haben Micro-Wechselrichter im Vergleich zu zentralen Invertern einige entscheidende Vorteile, die oftmals den höheren Einzelpreis rechtfertigen.
Optimierte Leistung
Bei einem herkömmlichen Inverter sind Module als Strang in Serie oder parallel geschaltet. Bei einem Strang aus 8 oder 16 Paneelen, sind alle Komponenten Teil desselben Stromkreises, das heißt, sie unterliegen denselben elektrischen Eigenschaften. Sinkt die elektrische Leistung eines einzelnen Solarmoduls, sinkt auch die Performance des gesamten Stromkreises, um die reduzierte Leistung des schwächeren Teils auszugleichen. Liefert zum Beispiel in einem Strang aus 350-Watt-Paneelen ein Modul nur 300 Watt, sind alle Module der Gruppe auf diese 300 Watt beschränkt.
Sind dagegen Mikro-Wechselrichter installiert, ist jedes Solarmodul vom Rest der Anlage isoliert. Fällt ein verschattetes Modul auf 300 Watt, bleibt der Rest der Gruppe davon unberührt und produziert weiterhin 350 Watt. Bei Mikrowechselrichtern wirkt sich die Abschattung eines Moduls nicht auf die Produktion der restlichen Anlage aus.
Ergebnis: Mit Mikrowechselrichtern lässt sich mit denselben Modulen mehr Strom erzeugen. In Gegenden, in denen Bäume, Häuser oder andere Hindernisse Schatten auf die Module werfen, sind Mikrowechselrichter daher eine lohnende Investition.
Isolierter Ausfall der Anlage
Ähnlich wie beim obigen Punkt gilt auch hier: Fällt ein Gerät komplett aus, ist der Rest der Anlage davon nicht betroffen. Angenommen, ein Paneel liefert aufgrund einer fehlerhaften Verkabelung gar keinen Strom mehr. Mit Microwechselrichtern wird dieses Paneel isoliert, so dass der Rest der Anlage weiterhin Strom liefert. Bei einem herkömmlichen zentralen Inverter könnte der gesamte Strang so weit beeinträchtigt sein, dass der angeschlossene Inverter keinen Strom mehr produziert.
Leichte Installation
Mikro-Wechselrichter verwenden eine Standard-Verkabelung, häufig mit Steckern des Typs MC4. Es handelt sich dabei um speziell für den Anschluss an Solarmodulen entwickelte Steckkontakte des US-amerikanischen Hersteller Multi Contact. Die Kabel für den Plus- und Minuspol sind getrennt und als Steck- und Buchsenverbindung ausgeführt. Sie korrespondieren mit den Anschlüssen eines Moduls.
Erweiterungsfähiges Design
Aufgrund ihres 1:1-Charakters können Systeme mit Micro-Invertern im Grunde beliebig klein oder groß sein. Angefangen bei einem Balkonkraftwerk mit nur einem Solarmodul bis zu Anlagen mit 24 oder mehr Solarmodulen. Das Hinzufügen weiterer Paneele ist kein Problem, da keines der vorhandenen Geräte verschoben oder neu verdrahtet werden muss. Mit zentralen Wechselrichtern ist dies nicht so einfach möglich, da sie für eine bestimmte Anzahl von Paneelen gedacht sind, um genügend Spannung an den Wechselrichter zu liefern.
Zunächst teurer
Ihre Flexibilität und die zusätzlichen Funktionen machen Microwechselrichter zunächst teurer als herkömmliche Wechselrichter. Die höhere Anfangsinvestition lohnt sich jedoch in Gegenden mit nur durchschnittlichem Sonnenschein oder wechselnden Beschattungen der Paneele. In diesen Fällen sorgen Microwechselrichter für eine bessere Gesamtleistung.
Höhere Wahrscheinlichkeit eines Geräteausfalls
Da jedes Panel seinen eigenen Wechselrichter besitzt, ist die Ausfallwahrscheinlichkeit statistisch gesehen größer. Ein weiterer Nachteil betrifft den Austausch bei Aufdachanlagen. Da sie an Ihren Modulen befestigt sind, kann es mühsam sein, auf das Dach zu klettern und einen Wechselrichter in der Mitte einer Anlage zu ersetzen. Im Vergleich dazu werden herkömmliche Wechselrichter in der Regel auf Bodenhöhe installiert, so dass sie bei Bedarf viel einfacher ausgetauscht werden können.
Micro-Wechselrichter sind die beste Wahl, wenn ein Solar-System unter weniger idealen Bedingungen aufzubauen ist. Liegen Paneele im Schatten oder ist ein Teil der Anlage aufgrund der Konfiguration nach Osten oder Westen ausgerichtet, sorgen Mikro-Wechselrichter dafür, dass Ihr System so viel Strom wie möglich produziert.