Solarwechselrichter

Verschiedene Arten von Solarwechselrichtern

Wie funktionieren Solarwechselrichter?

Was macht ein Solarwechselrichter?

Die Solarwechselrichter sind ein wichtiger Bestandteil einer Solaranlage. Es spielt eine entscheidende Rolle für das Funktionieren des Systems und bietet Schutz für das System. Nachfolgend werden die Funktionen des Wechselrichters beschrieben.

Wichtige Begriffe zum Thema Solarwechselrichter

Clipping/Scalping
Damit wird die Energieabgabe bezeichnet, die durch eine Unterdimensionierung eines Wechselrichters verloren geht.
Jeder Wechselrichter hat eine maximale Nennleistung (auf Wohnebene, gemessen in W oder kW). Wenn die Solaranlage Gleichstrom liefert, der über die maximale Nennleistung dieses Wechselrichters hinausgeht (was der Wechselrichter verarbeiten kann), wird die resultierende Leistung „begrenzt“.
Es ist wichtig, die maximale Ausgangsleistung der Solarpanel-Arrays zu berücksichtigen und einen Wechselrichter mit der richtigen Größe, dem richtigen Modell und dem richtigen Typ auszuwählen, um übermäßiges Clipping zu vermeiden.
Es ist normal, dass die DC-Systemgröße etwa 1,2-mal größer ist als die maximale AC-Nennleistung des Wechselrichtersystems. Beispielsweise soll eine 12-kW-Solar-PV-Anlage gepaart mit einem 10-kW-Wechselrichter ein Gleichstrom-Wechselstrom-Verhältnis – oder „Wechselrichter-Lastverhältnis“ – von 1,2 haben.
Wenn Sie reale, standortspezifische Bedingungen berücksichtigen, die sich auf die Stromabgabe auswirken, kann es sinnvoll sein, die Solaranlage etwas größer als die maximale Nennleistung des Wechselrichters zu dimensionieren, da es möglicherweise nur sehr wenige „Tage mit Leistungsbegrenzung“ gibt Fälle von Clipping für dieses System.

Effizienz des Wechselrichters
Der Wirkungsgrad des Wechselrichters ist ein Prozentsatz, der uns sagt, wie viel Gleichstrom, der in einen Wechselrichter eingespeist wird, als nutzbarer Wechselstrom ausgegeben wird. Kein Wechselrichter ist zu 100 % effizient, obwohl einige unter günstigen Bedingungen nahe daran kommen. Bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom geht Energie in Form von Wärme verloren.

Maximale Leistung
Die maximale Leistung ist die maximale Strommenge, die in einen Wechselrichter eingespeist werden darf. Sie hängt von den Spezifikationen des Wechselrichters oder der maximalen Leistung ab, die ein Solarpanel erzeugen kann. Dies geschieht beim optimalen Kompromiss zwischen Spannung und Strom entlang der IV-Kurve (Strom und Spannung) eines bestimmten Panels.

Maximaler Leistungspunkt (MPP)
Die maximale Leistungsabgabe einer Solaranlage hängt von den Bedingungen ab, z. B. von der Menge des empfangenen Sonnenlichts, der Temperatur und anderen Faktoren. Eine fest geneigte, stationäre, auf dem Dach oder am Boden montierte Solar-PV-Anlage kann ihre maximale Nennleistung möglicherweise nur während einer begrenzten Tageszeit produzieren. Jede einzelne Solarzelle hat ihre eigene, einzigartige IV-Kurve, die ihre maximale Leistungsabgabe mit Schwankungen des Stroms (I) und der Spannung (V) in Beziehung setzt.

Maximum Power Point Tracker (MPPT)
Ein Gerät, das regelmäßig die Eigenschaften eines bestimmten Moduls, einer Reihe von Modulen oder eines Systems verfolgt und Spannung und Stromstärke entsprechend optimiert und variiert, um maximale Leistung zu erzeugen.

Mikrowechselrichter
Ein Gerät, das den von einem einzelnen Solarpanel erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt.
Mikro-Wechselrichter werden üblicherweise an der Stelle oder hinter jedem einzelnen Solarmodul in einem Array angeschlossen und dort installiert. Die meisten Mikro-Wechselrichterhersteller werden vor Ort installiert, während einige vom Hersteller in das Panel integriert werden.

Optimierer
Ein DC-DC-Wandler, Optimierer oder „Panel-Optimierer“ ist ein leistungselektronisches Gerät auf Modulebene, das die Energieabgabe des Solarsystems durch ständige Messung des MPPT jedes einzelnen Panels erhöht.
Die Panel-Optimierer übermitteln Leistungsmerkmale über ein Überwachungssystem, um den Betrieb und eventuell erforderliche Wartungsarbeiten zu erleichtern. Im Wesentlichen unterstützen Optimierer flexible Systemdesigns und -anordnungen – mit mehreren Panelausrichtungen, Neigungen, Azimutwinkeln und Modultypen in einem bestimmten Strang.
Der vielleicht vorteilhafteste Vorteil der Verwendung eines DC-Optimierers ist MPPT auf Panelebene oder Max-Power-Point-Tracking. Das Ergebnis ist eine erhöhte Energieausbeute eines Paneelsystems, insbesondere wenn es periodischer oder ausgedehnter Beschattung ausgesetzt ist.

Spitzenstrompunkt
Ein anderer Begriff für Maximum Power Point (MPP).

String-Wechselrichter
Das Gerät, das Gleichstrom (DC), der von Gruppen von Solarmodulen (sogenannte Strings) erzeugt wird, in nutzbaren Wechselstrom (AC) umwandelt.
String-Wechselrichter gelten als „ausgereifte“ Solartechnologie, die sich als effektiv, sicher und zuverlässig erwiesen hat. Für 240-V-Wechselstrom-Strangwechselrichter für Privathaushalte gilt in der Regel eine Herstellergarantie von etwa 10 Jahren.

Bei der Auswahl eines Solarwechselrichters zu berücksichtigende Faktoren

Stabilität der Ausgangsspannung

Solarzellen erzeugen Strom, der in Speicherbatterien gespeichert wird, bevor er von Solarwechselrichtern in Photovoltaikanlagen in 220 V oder 380 V Wechselstrom umgewandelt wird. Die Ausgangsspannung von Akkumulatoren hingegen wird durch die Ladung und Entladung der Akkumulatoren selbst bestimmt. Unterdessen sollte die Spannungsausgangsvarianz 10 Prozent des Nennwerts nicht überschreiten, wenn sich die Last unerwartet ändert.

Nennausgangsfrequenz

Da ihre ideale Frequenz 50 Hz beträgt, erhitzen sich Lasten mit Motoren, wie Waschmaschinen und Kühlschränke, und verschlechtern die Effizienz und Lebensdauer des Systems. Daher sollte der Ausgangsstrom von Solarwechselrichtern eine konstante Zahl sein, typischerweise 50 Hz, mit einer Schwankung von weniger als 1 % unter normalen Betriebsbedingungen.

Wellenformverzerrung der Ausgangsspannung

Bei Sinus-Wechselrichtern sollte die maximale Wellenformverformung (oder der Oberwellengehalt) eingestellt werden. Eine Möglichkeit, dies auszudrücken, ist die gesamte Wellenformverzerrung der Ausgangsspannung, die 5 % nicht überschreiten sollte. (10 Prozent sind bei einphasigem Ausgang zulässig).
Da der Oberschwingungsausgangsstrom höherer Ordnung von Wechselrichtern Wirbelströme und andere zusätzliche Verluste an der induktiven Last erzeugt, führt eine übermäßige Wellenformverformung der Wechselrichter zu einer starken Erwärmung der Lastkomponenten, was sich nicht negativ auf die Sicherheit der Geräte auswirkt und die Betriebseffizienz beeinträchtigt der Prozess.

Lastleistungsfaktor

Sinus-Wechselrichter haben einen Lastleistungsfaktor von {{0}},7 bis 0,9 bei einem Nennwert von 0,9 und können induktive und kapazitive Lasten verarbeiten. Immer wenn die Lastleistung konstant ist und das aktive Management des Wechselrichters niedrig ist, steigt die erforderliche Kapazität des Wechselrichters.