Was ist ein Wechselrichter und was macht er?

Was ist ein Wechselrichter und was macht er?
Die hauptsächliche Aufgabe eines Wechselrichters besteht darin, den von der Photovoltaikanlage hergestellten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umzuwandeln. Der Wechselrichter befindet sich in jeder Solaranlage, da sonst der Gleichstrom nicht vom Haushalt genutzt werden könnte und sich auch nicht ins Stromnetz einspeisen ließe. Wechselrichter gehören zu der Gruppe der Stromrichter, wie Umrichter und Gleichrichter.


Unser Stromnetz arbeitet in erster Linie mit Wechselstrom. Wechselstrom daher, weil er in regelmäßigen Abständen seine Frequenz ändert. Eine Wechselstromfrequenz von 50 Hertz bedeutet, dass der Strom pro Sekunde 50 Mal seine Polarität wechselt. Unser Stromnetz arbeitet mit Wechselstrom, da nur diese Art von Strom sich durch Transformatoren auf höhere Spannungsniveaus anheben lässt. Er lässt sich auf weite Strecken transportieren und auf andere Stromstärken anpassen. Beim Gleichstrom hingegen ist die Frequenz konstant.


Generell unterscheidet man zwischen zwei Arten von Wechselrichtern: Selbstgeführten und fremd- oder netzgeführten Wechselrichtern. Selbstgeführte Wechselrichter, z.B. sogenannte „Inselsysteme“, beziehen den Gleichstrom aus der Batterie. Der Gleichstrom gelangt von der Solaranlage in die Batterie und wird von dort in Wechselstrom umgewandelt. Der Wechselrichter stimmt den Strom auf die Batteriespannung ab. Wechselstromseitig regelt der selbstgeführte Wechselrichter die Ausgangsspannung, die sich nach dem Verbrauch des Haushaltes richtet. Damit ein Haushalt den von der Solaranlage produzierten und vom Inselwechselrichter umgewandelten Strom nutzen kann, muss die Ausgangsleistung dem Verbrauch des Haushaltes entsprechen.

Fremd- oder netzgeführte Wechselrichter lassen sich in weiterer Arten unterteilen. Stringwechselrichter gehören zu den am meisten verwendeten Anlagen. Sie fassen mehrere Solaranlagen zusammen und bündeln sie in einem String. Die Module arbeiten unter gleichen Bedingungen, etwa was die Ausrichtung und die Verschattung anbelangt. Dadurch lassen sich Mismatching-Verluste minimieren. Der Stringwechselrichter ist allerdings nicht sonderlich flexibel, was besondere Ansprüche einzelner Module anbelangt. Multistring-Wechselrichter hingegen können mehrere Strings mit unterschiedlichen Ansprüchen in einem Wechselrichter integrieren. Stringwechselrichter zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad, einer simplen Wartung und einem guten Preis-Leistungsverhältnis aus.

Modulwechselrichter werden direkt an der Solaranlage angebracht. Sie verfügen über einen geringen Wirkungsgrad und der Wartungsaufwand ist wesentlich höher. Vor allem, da bei vielen Modulen genauso viele Modulwechselrichter verbaut werden müssen. Zentralwechselrichter werden bei großflächigen Anlagen verbaut, wie etwa Freilandanlagen, bei denen die Modulstränge in einem Generatoranschlusskasten zusammengefasst werden. Generell werden Zentralwechselrichter ab 30 kWp verwendet. Zentralwechselrichter eignen sich für Großanlagen und sind recht wartungsarm, da nur ein Wechselrichter gewartet werden muss.


Moderne Wechselrichter sind heutzutage in der Lage, weitere Aufgaben zu erfüllen. Sie dienen unter anderem der Netzüberwachung. Um ein Netzzusammenbruch zu vermeiden, muss eine konstante Frequenz von 50 Hertz bestehen. Sollte das Netz diesen Wert übersteigen, kann sich ein Wechselrichter dank einer automatischen Trennvorrichtung selbst vom Stromnetz entfernen. Sollte die Frequenz nur leicht steigen, kann der Wechselrichter seine Leistung reduzieren. Außerdem kann ein Wechselrichter mittels dem „Maximum Power Point“, kurz MPP, seine Leistung optimieren. Indem der Wechselrichter den Innenwiderstand regelmäßig anpasst, hält er die Photovoltaikanlage im MPP und erhöht damit ihre Leistung. Mit der Kommunikationsschnittstelle ist es den Besitzern außerdem möglich, den Ertrag, Spannung und die Stromstärke zu überwachen. Diese Daten lassen sich außerdem an Online-Dienste oder Energiemanagementsysteme weiterleiten.