Bei der Suche nach dem optimalen

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1 Marktübersicht Wechselrichter für netzgekoppelte Solarstromanlagen Iris Krampitz Wechselrichter wandeln den Gleichstrom einer Solaranlage in Wechselstrom um und passen Frequenz und Spannung an das Wechselstromnetz an. Bei den Schaltungskonzepten, der, der und dem gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei der Suche nach dem optimalen Wechselrichter sollte man sich zunächst einmal mit der Größe der Solaranlage beschäftigen. Als Faustregel gilt, dass die DC-Nennleistung des Wechselrichters nicht mehr als % unter der des PV-Generators liegen sollte. Der MPP-Bereich gibt an, in welchem Eingangsspannungsbereich der Wechselrichter nach der optimalen Betriebsspannung des Solargenerators sucht dieser Wert muss zur MPP-Spannung des Solarmoduls passen. Zentralwechselrichter für größere Leistungen Dipl.-Chem. Iris Krampitz, Redakteurin, Aachen MASTER-SLAVE, HERIC, MIX & CO. Es gibt verschiedene Ansätze, um den Wirkungsgrad vor allem im Teillastbereich zu steigern. Beim Master-Slave-Prinzip arbeitet bei geringer Einstrahlung nur das Master-Gerät, erst bei höherer Einstrahlung schalten sich die Slave-Geräte zu. Ähnlich funktionieren Mix- und PSC. Bei dem PSC- werden mehrere Wechselrichter auf einer Sammelschiene verknüpft und auf der Gleichspannungsseite parallel geschaltet. Im Unterschied zum Master-Slave-Prinzip werden hier alle Geräte gleichmäßig beansprucht, da sie sich entsprechend ihrem Alterungsfaktor zuschalten. Dies ist auch bei dem Mix- der Fall. Das vereint die Vorteile von Master-Slave-Prinzip und String-Technik. Bei einer schwachen Einstrahlung sind nur Wechselrichter in Betrieb, die zur Netzeinspeisung Bei Leistungsklassen ab ca. kw finden zumeist Zentralwechselrichter Anwendung. Bei diesem werden mehrere Solarmodule in Reihe geschaltet, um eine hohe Gleichspannung zu erzielen und dadurch den Strom niedrig zu halten. Die Leitungen der Modulstrings laufen im Generatoranschlusskasten zusammen. Die Übertragungsverluste in der Leitung zum Wechselrichter bleiben wegen der hohen Spannungen und damit niedrigen Ströme gering. Die Verluste, die beim Heraufsetzen auf das vom Netz geforderte Niveau im Wechselrichter entstehen, werden minimiert. Zentralwechselrichter erreichen deshalb sehr hohe Wirkungsgrade. Die Solarmodule müssen allerdings nahezu gleich zur Sonne ausgerichtet sein und eine möglichst homogene Qualität aufweisen. e für den kleineren Leistungsbereich Für den kleineren Leistungsbereich von etwa W bis rund kw eignen sich Stringwechselrichter. Hier werden mehrere gleichmäßig der Sonne ausgesetzte Solarmodule in einem Strang zusammengefasst. Um auch bei problematischen Solargeneratoren den optimalen Betriebspunkt zu ermitteln, verfügen manche Geräte über mehrere MPP-Tracker. Durch spezielle Schaltungsvarianten, z. B. Master-Slave, Heric-,, PSC, usw. erreichen auch Stringwechselrichter vergleichlich hohe Wirkungsgrade. der aktuellen Leistung nötig sind (Master-Slave). Die Modulstrings sind parallel zu einem Gesamtgenerator geschaltet, der mit einem einzigen Wechselrichter verbunden ist. Mit steigender Leistung wird der Generator in immer kleinere Teilgeneratoren aufgeteilt, bis schließlich alle Wechselrichter in Betrieb sind (String-Technik). Die Heric-Topologie (steht für Highly Efficient & Reliable Inverter Concept) besteht dagegen aus einer konventionellen Brückenschaltung mit vier Transistoren, geteilten Drosselspulen und einem Kondensator. Zusätzlich verfügt sie noch über zwei netzsynchron geschaltete Freilaufzweige, die vermeiden, dass Blindströme in den Pufferkondensator zurückfließen können: Der Wirkungsgrad kann erhöht werden, denn der Strom bleibt in den Freilaufzweigen. Eine weitere Möglichkeit, den Wirkungsgrad zu erhöhen, besteht im Verzicht auf einen Transformator. Die wesentlichen Vorteile der transformatorlosen Geräte liegen in der geringeren Masse, im geringeren Volumen und im niedrigeren Preis. Wechselrichter mit Transformator haben jedoch den Vorteil, dass der Transformator den Generator galvanisch vom Netz trennt und die elektromagnetischen Störimpulse verringert. Außerdem benötigen transformatorlose Wechselrichter einen Fehlerstromschutzschalter; zudem muss der Modulrahmen geerdet werden. Im Vergleich zu Geräten mit Niederfrequenz-Transformatoren sind Leistungsverluste, Gewicht und Baugröße bei Wechselrichtern mit Hochfrequenz-Transformatoren geringer. Gleichzeitig steigt hier aber der Schaltungsaufwand. Als drittes Schaltungskonzept gibt es noch die Modulwechselrichter, die sich nahe beim oder direkt am Solarmodul befinden. Da jeder Wechselrichter über eine eigenständige Steuerung verfügt, arbeiten die Module stets im optimalen Arbeitspunkt. Die Nachteile liegen im vergleichsweise hohen Preis, in der großen klimatischen Beanspruchung und in den geringen Wirkungsgraden. Neben dem maximalen Wirkungsgrad weisen die Tabellen auch den Europäischen Wirkungsgrad aus. Dieser gemittelte Wirkungsgrad berücksichtigt, dass die Sonne in Mitteleuropa über das Jahr mit unterschiedlicher Intensität scheint. Technik für die Für die gibt es ebenfalls verschiedene e. Die automatische Einrichtung zur () überwacht die Spannung, Frequenz und Impedanz des Netzes und trennt den Solargenerator im Fehlerfall vom Netz. Als Alternative gibt es das bidirektionale Sicherheits-Interface (BISI), das zunächst die Netzspannung und den Netzstrom misst und dann mit Hilfe des Wechselrichters einen überlagerten Prüfstrom in das Netz einprägt. Eine weitere Möglichkeit liegt in der dreiphasigen. de -/

2 Modul- und Stringwechselrichter Aixcon Aixcon Aixcon ASP ASP Exendis PS / PS PT Top Class Spark TCG/ / Gridfit MV Top Class Grid III, /,,,,, /,,, /,,, /,, /, , /,,,,, / Abmessung/mm xx xx xx xx xx xx, / /, / / / /, x Z., bel., x Z., bel., bel., bel PSC-Netz PSC-Netz modulint. oder modulnah, auch als LV und HV-Version Abmessung/mm G & H POWER-TRAP SB,, <..., xx dr Standard-Gerät G & H POWER-TRAP SB,, <... xx dr Standard-Gerät Ingecon Sun. /,, <..., /,, / / xx / + x Z., bel. Ingecon Sun / <..., /,, /, / xx / + x Z., bel. Ingecon Sun,, <...,, xx + x Z., bel. Ingecon Sun, /,, <..., /,, /, / xx / + x Z., bel. : = Niederfrequenz-Transformator, = Hochfrequenz-Transformator, = trafolos; : = automatische Einrichtung zur, BISI = bidirektionales Sicherheits-Interface, PÜ = Dreiphasen-Überwachung; : = Arbeitspunktverschiebung, de -/

3 G & H FRONIUS IG / FRONIUS IG FRONIUS IG FRONIUS IG SUNRISE MICRO / SUNRISE mini-s POWER-TRAP SB IG MINI, /,,,,, /, /,,,,, /,,, / < , /,,,,, /,,, /,,,, /,,,,,,,,, xx xx xx xx xx xx xx /,,,, dr Grafikdisplay, bel. Grafikdisplay, bel. Grafikdisplay, bel. Grafikdisplay, bel., x Z., bel., x Z. bel. Standard-Gerät Kyocera Ingecon Sun PVI i PVI i PVI i PVI i PVI i / KC.i i,,,,, /,,,,,,, /,, < < < < < < <, , >,,,,,,,,,, BISI PÜ PÜ PÜ PÜ,,,,, xx xx xx xx xx xx xx, + ( ) ( ) / / / / / x Z., bel., x Z., x Z., x Z., x Z., x Z. solar.de = Leistungsbegrenzung, = Leistungsreduzierung, = Strombegrenzung, AB = Abschaltung de -/

4 Modul- und Stringwechselrichter Kyocera Kyocera Magnetek Magnetek Mastervolt Mastervolt KC.i KC.i PVI- / PVI--OUTD / Sunmaster QS Sunmaster QS PVI- PVI--OUTD,,, /,, /,,,,,, /,, /,,, <, <, <, <, <, <, ,,,,,,, Abmessung/mm xx xx xx xx xx xx, /, /, / / / /, x Z. / / solar.de solar.de energies.com energies.com lar.com lar.com Phoenixtec Phoenixtec Phoenixtec SUNVILLE SUNVILLE SUNVILLE SITOP solar Master SITOP solar Master SITOP solar Master,,,,,, >, >, ca. ca. ca. < < < > > >,, > > > Abmessung/mm xx xx xx xx xx xx,,,,,,, x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel tec.com.tw/solar tex.com.tw tex.com.tw Master-Slave-Kon- Master-Gerät Master-Gerät zept : = Niederfrequenz-Transformator, = Hochfrequenz-Transformator, = trafolos; : = automatische Einrichtung zur, BISI = bidirektionales Sicherheits-Interface, PÜ = Dreiphasen-Überwachung; : = Arbeitspunktverschiebung, de -/

5 Mastervolt Mastervolt Pairan Pairan Philips Philips Philips Sunmaster QS Sunmaster QS Pesos PVI T Pesos PVI / EVO EVO EVO - Master T /,,, / /,,,,,,, /, /,,,, <, <,, <, , /, /,,, /, / / /,,,,,, AB xx xx xx xx xx xx, ca. / /,, / / / solar.com solar.com elektronik.de elektronik.de philips.com philips.com philips.com auch als Version für auch als Version für modulint. oder mo- modulint. oder mo- Master-Gerät Hochstrommodule Hochstrommodule dulnah, Kombi mit dulnah, Kombi mit EVO möglich EVO möglich SITOP solar Master SITOP solar SITOP solar / Sunny Boy Sunny Boy Sunny Boy E Sunny Boy LV IP IP, /,,,,, /,,,, < < < < < < < ,,,,,,,,,,, xx xx xx xx xx xx xx,, x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel. Master-Gerät RS, RS RS, RS RS, RS RS, RS = Leistungsbegrenzung, = Leistungsreduzierung, = Strombegrenzung, AB = Abschaltung de -/

6 Modul- und Stringwechselrichter Sunny Boy E Sunny Boy Sunny Boy Sunny Boy i Sunny Boy Sunny Boy Multistring /,,,,,, /,,,,,, x, / x, < < < < < < ,,,,, /,,,,, /,,,,,,, Abmessung/mm xx xx xx xx xx xx / / /, x Z., bel., x Z., bel., x Z. bel., x Z., bel., x Z., bel. opt,, x Z., bel. RS, RS RS, RS RS, RS RS, RS RS, RS RS, RS SolarMax E SP /E- SP - / SP /E- SP - SP /E-,, /,,,, /,,,, / < < < < < , - Abmessung/mm xx xx xx xx xx xx / /, x Z., bel. Datenlogger Datenlogger Datenlogger Datenlogger Datenlogger mit UPS-Funktion mit UPS-Funktion mit UPS-Funktion : = Niederfrequenz-Transformator, = Hochfrequenz-Transformator, = trafolos; : = automatische Einrichtung zur, BISI = bidirektionales Sicherheits-Interface, PÜ = Dreiphasen-Überwachung; : = Arbeitspunktverschiebung, de -/

7 Solar Solar Solar Solar Solar Solutronic SKN / SKN SKN SKN SKN Multistring Solplus / SolarMax E / SKN Multistring M Multistring M M E / E /,,,, /,, /, /,, /,,, /, /, /, / /,,,,, <..., /,,,, /,, / /,, /,,,,,, /, xx mm xx xx xx xx xx xx / /, / /, / / /, x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel. x Z., x Z., bel. )* )* RS/RS/ Ethernet/Datenlogger Sunset Sunways Sunways Total Energie UfE Würth Würth Sund Grid / NT NT / Gridfit NEG Solarstar WE Sun Grid NT, /,,, /,,,,, /,,,,, ca., , /,,, /,,,,, AB, AB xx xx xx xx xx xx xx / ca.,,,, x Z., bel., x Z., x Z., x Z. )*, extern solar.de gie.de elektronik.de elektronik.de Heric- Heric- )* RS oder RS = Leistungsbegrenzung, = Leistungsreduzierung, = Strombegrenzung, AB = Abschaltung de -/

8 Zentralwechselrichter Abmessung/mm Energetica ENP / ENP / ENP / / / /..., xx / /, energetica@aon.at Energetica ENP / ENP / /..., xx /, energetica@aon.at Ingecon Sun / Ingecon Sun / /..., xx / x Z., bel. SINVERT solar / / kva / / / / / /..., /, /, xx / / x-segment SINVERT solar / / kva / / / / / /... /, /, xx / / x-segment SINVERT solar kva... xx x-segment Master-Slave, Master-Slave, Master-Slave mit MPP-Bereich mit MPP-Bereich Sunny Central Sunny Central Sunny Central Sunny Central Sunny Central SolarMax / MV MV / / /, / / > > > > > ,,,,,,,, Abmessung/mm xx xx xx xx xx xx ca. t ca. t / / -zeilig -zeilig -zeilig, x Z., bel. speist direkt ins Mit- speist direkt ins Mit- telspannungsnetz telspannungsnetz : = Niederfrequenz-Transformator, = Hochfrequenz-Transformator, = trafolos; : = automatische Einrichtung zur, BISI = bidirektionales Sicherheits-Interface, PÜ = Dreiphasen-Überwachung; : = Arbeitspunktverschiebung, de -/

9 SINVERT solar kva... xx x-segment SINVERT Solar kva / kva / / /... xx / x-segment SINVERT solar kva... xx x-segment Sunny Mini Central SMC,, > W /,, xx /, x Z., bel. )* Sunny Central LV / LV / / >..., xx ca. / / -zeilig Sunny Central >..., xx ca. -zeilig Sunny Central >..., xx -zeilig Master-Slave Master-Slave Master-Slave RS, RS Xantrex Xantrex SolarMax SolarMax / SP - SP SP GT E GT E / / / / /,, ca. ca. / / < < < < < ,,, >, xx xx xx xx xx xx xx / / /, -zeilig, x Z., bel., x Z., bel., x Z., bel. Datenlogger Datenlogger Datenlogger = Leistungsbegrenzung, = Leistungsreduzierung, = Strombegrenzung, AB = Abschaltung de -/