Solarwechselrichter
Eine Solaranlage besteht aus einem Solargenerator und aus dem Solarwechselrichter. Der Wechselrichter formt den gelieferten Strom des Gerators in Wechselstrom um und speist diesen in das öffentliche Versorgungsnetz ein. Dadurch wird kein Batteriespeicher benötigt, was eine Anlage mit Solarwechselrichter auch günstiger macht, als eine Inselanlage. Dies allein sollte für die Anschaffung einer solchen Anlage sprechen und sich immer mehr durchsetzen.
Funktionsweise des Wechselrichters
Der Solarwechselrichter arbeitet mit Spannungen von 48 bis zu 120 Volt. Die Wechselrichterbrücke speist über eine Drossel die anfallende Solarenergie direkt ins Netz ein.
Der Solar Wechselrichter besteht nur aus drei leistungsführenden Komponenten.
Die Komponenten heißen Glättungskondensator, Wechselrichterbrücke und Ausgangsdrossel. Die einzelnen Solarmodule können beliebig geschaltet werden, dies bewirkt, dass die Spannung des Solargenerators so hoch gelegt werden kann, dass sie höher als die Netzspannung ist. Die Einspeisung ins Wechselspannungsnetz ist dann auch ohne Transformator möglich. Wenn man auf diesen verzichtet, ist eine Wirkungssteigerung von 5 % möglich. Dies ist eine beachtliche Leistung, somit auch eine Überlegung wert.
Die sogenannte Wechselrichterbrücke besteht aus Leistungs-MOSFET und Leistungs-IGBT und wandelt die Spannung des Solargenerators in pulsweitenmodulierte Wechselspannung um. Die Drossel, die sich zwischen Wechselrichter und Netz befindet, führt einen sinusförmigen Strom, der in das Wechselspannungsnetz eingespeist wird.
IEC 77
Der Solarwechselrichter muss einer europäischen Norm entsprechen. Diese nennt sich Norm IEC 77, damit sind die Rückwirkungen von Verbrauchern oder Erzeugern am Niederspannungsnetz mit bis zu 16A Strom pro Leiter genormt.
Spannungsrückgangschutz
Für den sicheren Betrieb mehrere Solaranlagen am Versorgungsnetz, schreibt die VDEW, einen dreiphasigen Spannungsrückgangschutz für nicht inselbetriebsfähige, einphasige Wechselrichter vor. Somit ist es gesichert, dass die Solaranlagen nicht ausfallen.
Softstart des Wechselrichters
Bei dem automatischen Anschalten am Morgen oder auch nach einem Netzausfall, erfolgt ein Softstart des Wechselrichters. Somit ist das Netz nicht mit zu großen Leistungssprüngen belastet. Der Softstart erfolgt durch lineares Herunterfahren der Solargeneratorspannung vom Leerlauf aus. Der Start beginnt mit einer Spannung von 500 Volt und endet dann bei 360 Volt. Dort angelangt beginnt der Wechselrichter mit dem MPP-Tracking. Dies alles benötigt die Arbeitsdauer von etwa 5 Sekunden und ist somit kaum merkbar für den Nutzer.
Die Ausgangsleistung des Generators ist abhängig von der Ausgangsspannung. Der MPP-Regler hat die Aufgabe, den Punkt der maximalen Ausgangsleistung des Generators, den Maximum Power Point zu finden, und so den Wechselrichter anzusteuern, daß der Generator in diesem Punkt betrieben wird.
Da der Wechselrichter einen niedrigen Eigenverbrauch vorweist, steigt somit die Wirkungsgradkurve sehr schnell. Der Wirkungsgrad von der Dauer eines Jahres, konnte mit 93% angegeben werden.
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