Wechselrichter 

Was ist ein Wechselrichter und was macht er? 

Der Wechselrichter zählt zu den wichtigsten Komponenten einer funktionierenden Photovoltaikanlage. Er hat die Aufgabe, den produzierten Gleichstrom (DC) in den von Haushaltsgeräten nutzbaren Wechselstrom (AC)umzuwandeln. Der Wechselrichter ist auch unter dem Begriff „Inverter“ bekannt. Die Bezeichnung stammt aus dem Englischen, das Verb „invert“ bedeutet so viel wie „umwandeln“ oder „umdrehen“. 

Die Stromumwandlung ist allerdings nicht die einzige Aufgabe, die ein Wechselrichter im Photovoltaik-System übernimmt. Er ist zudem für die Überwachung der Modulleistung zuständig. Dazu kontrolliert er weitere wichtige Parameter und Werte und trägt so nicht nur einen wichtigen Teil zur Effizienzsteigerung bei, sondern auch zur Sicherheit der kompletten PV-Anlage.  

Die Aufgaben des Wechselrichters im Überblick: 

• Umwandlung von Strom: Erst die im Wechselrichter stattfindende Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom macht die von der Photovoltaikanlage produzierte elektrische Energie im Haushalt nutzbar. 
• Optimierung der Anlage: Durch die Überwachung der Strom- und Spannungswerte durch den Inverter wird sichergestellt, dass die PV-Module stets ihr Optimum an Leistung liefern.
• Garantie der Sicherheit: Der Wechselrichter zählt zu den wichtigsten Sicherheitsfaktoren einer Photovoltaikanlage. Seine integrierte Kühlung verhindert ein Überhitzen des Systems. Außerdem analysiert er konstant die Frequenz des Stromnetzes und reduziert, falls nötig, die Leistung der PV-Anlage. Wenn gar keine andere Option mehr bleibt, kann er die Anlage auch vom Netz trennen.
• Erhöhung des Eigenverbrauchs: Smarte Wechselrichter kommunizieren mit der PV-Anlage und den (ebenfalls smarten) Haushaltsgeräten gleichzeitig. So gibt er etwa einer Waschmaschine den Befehl, den Betrieb erst dann aufzunehmen, wenn genug Solarstrom dafür vorhanden ist. Damit steigt der Eigenverbrauch, während gleichzeitig die Stromrechnung sinkt.
• Versorgung mit Notstrom: Sofern der Wechselrichter über eine Notstromfunktion verfügt, kann auch während eines generellen Stromausfalls weiterhin Sonnenstrom erzeugt, genutzt und – sofern eine Batterie vorhanden ist – auch gespeichert werden. 

Die Unterscheidungsmöglichkeiten im Feld der Wechselrichter sind vielfältig. Deswegen an dieser Stelle eine Übersicht nur mit jenen Geräten, die für einen Einsatz in einem Photovoltaiksystem infrage kommen.

Photovoltaikanlage: Welche Arten von Wechselrichtern gibt es? 

Bei Wechselrichtern ist die Art der PV-Anlage entscheidend. Je nachdem, ob die Anlage autark oder netzgekoppelt ist, funktioniert auch der dazugehörige Inverter ein wenig anders. 

Netzgekoppelte Photovoltaikanlage 

Der Wechselrichter ist in diesem Aufbau zwischen den Modulen und dem Stromzähler bzw. den Modulen und den Verbrauchern/dem Speicher zu finden. Damit der Wechselrichter den überschüssigen Solarstrom ins Netz einspeisen kann, muss er dieselbe Spannung aufweisen. Diese Geräte, die man auch Netzeinspeise-Wechselrichter nennt, müssen von den Netzbetreibern anerkannt sein. Kleinere Anlagen (Leistung bis ca. 5 kW) speisen einphasig ein, größere Anlagen in der Regel dreiphasig. 

Die Wechselrichter für netzgekoppelte PV-Anlagen lassen sich selbst nochmals in vier weitere (relevante) Unterkategorien einteilen: 

• Modul-Wechselrichter: Geeignet für kleine Anlagen, wie etwa die immer beliebter werdenden Balkon-Kraftwerke. Jedes Modul verfügt dabei über seinen eigenen Wechselrichter, was den Vorteil der einfacheren Optimierung mit sich bringt. Negativ ist hingegen, dass mit der Anzahl der Module auch die Anzahl der Wechselrichter und somit die Störungshäufigkeit steigt.
• String-Wechselrichter: Die am häufigsten verbaute Variante ist in kleineren und mittleren Anlagen zu finden. Der Wechselrichter ist für mehrere im Strang (String) geschalteten Module zuständig. Mehr Stränge bedeuten in dem Fall auch mehr Inverter. Negativ: Die Module beeinflussen sich gegenseitig. Sinkt die Leistung eines dieser Inverter, warum auch immer, so hat das Auswirkungen auf die gesamte Anlage.
• Multistring-Wechselrichter: Ideal für mittelgroße PV-Anlagen mit unterschiedlich ausgerichteten Paneelen. Jedes dieser Paneele liefert zu einem anderen Zeitpunkt seine Höchstleistung. Der Multistring-Richter ist für alle parallel geschalteten Module zuständig und somit deutlich billiger als ein String-Richter für jedes einzelne Modul.
• Zentral-Wechselrichter: Für große Anlagen ab einer Leistung von rund 100 kW. Für den Privatgebrauch kommt diese Geräteart nicht infrage, sie ist vornehmlich in der Landwirtschaft, der Industrie und in diversen anderen Gewerben zu finden. 

Wer nur einen großen Wechselrichter montiert, hat den Kosten- und Platzvorteil auf seiner Seite. Zudem ist ein Fehler schneller aufzuspüren. Mehrere Wechselrichter sind hingegen flexibler. Die einzelnen Geräte lassen sich bestens auf die jeweiligen Module und ihre Charakteristika (z. B. Verschattung) anpassen. Zudem steht beim Ausfall eines Inverters nicht gleich die komplette Anlage still. Allerdings bedeuten mehr Geräte gleichzeitig auch mehr potenzielle Fehlerquellen. 

Stand-alone/Inselanlage 

Dieser Anlagentyp ist nicht an das öffentliche Netz gekoppelt. Er findet sich etwa auf Booten, Berghütten oder in Wohnmobilen. Wirklich sinnvoll funktionieren die Systeme nur, wenn sie über eine Batterie verfügen. Auf diese Batteriespannung muss der Wechselrichter abgestimmt sein. Dazu darf ein Insel-Wechselrichter nur so viel Leistung abgeben, wie die angeschlossenen Verbraucher benötigen. Die notwendige Regelung der Ausgangsspannung ist technisch etwas schwieriger umzusetzen, weshalb Insel-Wechselrichter etwas teurer sind, als Geräte für netzgekoppelte Anlagen. 

Wie teuer sind Wechselrichter für die Photovoltaikanlage? 

Die Bandbreite an verfügbaren Wechselrichtern ist groß, die Preisspanne entsprechend weit. Günstige Wechselrichter sind dabei bereits ab 80 Euro zu haben, für die Premium-Geräte muss man mehrere Tausend Euro einrechnen. Von diesen Faktoren sind die Kosten für Wechselrichter abhängig: 

• Kapazität und Leistung: Ein Wechselrichter für eine kleine Photovoltaikanlage für den Privathaushalt wird natürlich günstiger sein als einer für eine große gewerbliche Anlage. 
• Technologie und Funktionen: Hochwertige Wechselrichter mit fortschrittlichen Funktionen und Monitoring-Systemen können teurer sein. Einige Wechselrichter können beispielsweise mit Speichersystemen oder speziellen Management-Tools verbunden werden. 
• Hersteller und Qualität: Es gibt viele Hersteller von Wechselrichtern, von Premium-Marken bis hin zu günstigeren Alternativen. Premium-Marken bieten oft eine längere Garantie und sind in der Regel zuverlässiger. 
• Installation und Wartung: Neben den Kosten für den Wechselrichter selbst können auch die Kosten für Installation, Inbetriebnahme und möglicherweise Wartung zu berücksichtigen sein. 

Vergleichen Sie Preise, Funktionen und Bewertungen, um die beste Wahl für Ihre spezifischen Bedürfnisse zu treffen. 

Wechselrichter: Fazit 

Wer eine Solaranlage betreiben und seinen eigenen Sonnenstrom herstellen möchte, kommt ohnehin nicht um den Kauf eines Wechselrichters herum. Das heißt allerdings nicht, dass man einfach das nächstbeste Gerät kaufen sollte. Wie bei allen anderen technischen Apparaten ist es wichtig, sich im Vorfeld gut zu informieren und zu analysieren, welcher Inverter am besten zu Ihrer Solaranlage und Ihren Anforderungen passt. Gerade bei so einem zentralen Bauteil wie dem Wechselrichter ist eine eingehende Beschäftigung mit den verfügbaren Optionen besonders wichtig. 

Falls Sie mit dem Gedanken spielen, sich eine Solaranlage kaufen zu wollen, sollten Sie sich unbedingt vorher über die Förderungen informieren. Denn eine derartige finanzielle Belastung, müssen Sie nicht alleine schultern. Alle Informationen zur Förderung, was gefördert wird und wie Sie die Förderung erhalten können, finden Sie in unserem Blogbeitrag: "BAFA Förderungen".

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