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Der Wechselrichter , als weiteres zentrales Element einer Photovoltaik-Anlage, hat die Aufgabe, den Gleichstrom der Photovoltaikmodule in netzkonformen Wechselstrom (230 V, 50 Hz) umzuwandeln. Ferner stellt der Wechselrichter über eine interne Regelung den Arbeitspunkt ständig so ein, dass die Module die maximale Leistung unter den gegebenen Einstrahlungsbedingungen abgeben. Diese Regelung wird als MPP-Tracking (Maximum-Power-Point = Punkt maximaler Leistung) bezeichnet und ist bei heutigen Wechselrichtern üblich. Auf den Wechselrichter entfallen, je nach Konzept und Anlagenleistung, ca. 15 bis 20 % der Kosten einer Photovoltaik-Anlage. Beim Wechselrichter kann von einer Lebensdauer ausgegangen werden, wie bei vergleichbaren hochwertigen Geräten aus dem Konsumgüterbereich, also von ca. 10 Jahren.
Der Netzanschluss ist heute über einschlägige Normen und Richtlinien geregelt und Sache des Installateurs, bzw. des Wechselrichterherstellers.
Stand der Technik bzgl. der selbständigen Netzüberwachung ist die sog. ENS, die von der Berufsgenossenschaft empfohlen worden ist. Diese Einrichtung ist in vielen Wechselrichtern bereits integriert oder kann separat eingebaut werden, was bei mehreren Geräten teilweise günstiger sein kann. Anstelle der ENS ist auch eine sog. 3-phasige Spannungsüberwachung möglich, die aber wegen der dabei vorgeschriebenen Wiederholungsprüfungen im Abstand von höchstens 3 Jahren zu höheren Folgekosten führt. Generell kann gesagt werden, dass Photovoltaik-Anlagen mit einer Leistung von bis zu 5 kWp relativ unproblematisch hinsichtlich des Netzanschlusses zu behandeln sind – sofern sie auf eine Phase einspeisen.
Die Auswahl des Wechselrichters hat entscheidenden Einfluss auf den Aufbau der Photovoltaik-Anlage. Bei nur einem zentralen Wechselrichter werden bereits auf der Gleichspannungsseite, die aus einer Reihenschaltung der einzelnen Photovoltaikmodulen besteht, Stränge parallel geschaltet, um die Leistung zu vergrößern. Dazu ist ein spezieller PV-Verteiler oder Generatoranschlusskasten erforderlich. Bei der Anlage mit mehreren Stringwechselrichtern erfolgt die Parallelschaltung erst auf der Wechselspannungsseite, so dass sich – elektrisch gesehen – mehrere unabhängige Photovoltaik-Anlagen ergeben. Generell kann aber gesagt werden, dass sich die Stringkonzepte immer mehr durchsetzen, was auch durch die am Markt angebotenen Geräte belegt wird.
Stringwechselrichter weisen im allgemeinen einen größeren Temperaturbereich auf, über den sie problemlos und zuverlässig arbeiten. Moderne Geräte regeln die Leistung außerdem rechtzeitig herunter, um nicht bei Überlastung abschalten zu müssen.
Einige Stringwechselrichter lassen sich sogar im Außenbereich installieren. Wenn eine Photovoltaik-Anlage aus mehreren Stringwechselrichtern aufgebaut ist, sollte darauf geachtet werden, dass jedes einzelne Gerät vor Ort, z.B. über eine Sicherung, abgeschaltet werden kann. Dann ist beispielsweise sichergestellt, dass bei Störungen oder Arbeiten am Gerät nicht die gesamte Anlage außer Betrieb ist. Infolge der kleinen Anlagenteile kann die Anlage sehr gut anhand der einzelnen Wechselrichter kontrolliert werden. Dieses erfordert aber eine entsprechende Datenauswertungseinrichtung, da ja alle Geräte für eine Gesamtanzeige zusammengefasst werden müssen. Hierfür werden von den meisten Herstellern sehr komfortable Systeme angeboten, die auch über einen vorhandenen PC ausgewertet werden können. Oft sind diese zusätzlichen Einrichtungen aber zwangsläufig mit Mehrkosten verbunden. Bei hohen Vergütungen für den eingespeisten Strom aus der Photovoltaik-Anlage, ist eine wirkungsvolle Überwachungseinrichtung trotzdem unbedingt zu empfehlen.
Ein Zentralwechselrichter kann meist schon aufgrund seiner Größe und seines Gewichts nicht überall angebracht werden. Diese Geräte werden i.d.R. in der Nähe des Zählerschranks installiert, der in Einfamilienhäusern häufig im Keller untergebracht ist. Die Gleichspannungsleitungen sind bis zum Wechselrichter durch das Gebäude zu führen. In der Nähe des Generators werden die einzelnen Stränge im Generatoranschlusskasten zur sog. Gleichstrom-Hauptleitung zusammengefasst, so dass nur noch je eine Plus- und Minus-Leitung weitergeführt werden muss. Diese haben aber je nach der Größe des Gleichstroms große Querschnitte und somit große Abmessungen, was die Verlegung entsprechend aufwendig gestalten kann. Zentralwechselrichter verfügen in der Regel über ein im Gerät integriertes Display, über das der Betriebszustand und die Anlagendaten überwacht werden können. Fällt aber nur ein einzelner Strang aus, z.B. durch eine defekte Sicherung im Generatoranschlusskasten, so lässt sich das ohne weitere Messungen nur mit entsprechender Erfahrung feststellen. |
