Es gibt drei Varianten von Wechselrichtern für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen: 
- Modulwechselrichter
Modulwechselrichter werden am Solarmodul montiert und werden für Solarmodul-Leistungen von 100 Wp bis 1400 Wp angeboten. Durch die ausgangsseitige (AC-seitige) Parallelschaltung werden Verluste aufgrund unterschiedlicher Beleuchtungsstärke der Module verhindert. Ein Trenntransformator dient der Sicherheit.
- Strangwechselrichter
Strangwechselrichter sind mit einem Kabel mit mehreren in Reihe geschalteten Solarmodulen verbunden. Sie sind die heute am weitesten verbreiteten Wechselrichter in der Photovoltaik. Nachteile sind die hohen zu übertragenden Gleichspannungen und Probleme bei Teilabschattungen einzelner Module z. B. aufgrund von Wolken.
- Zentralwechselrichter
Zentralwechselrichter sind große Wechselrichter, die meistens in einem eigenen Raum untergebracht sind. Vorteile sind hohe Wirkungsgrade. Nachteil: Bei einer Störung ist der gesamte Anlagenteil außer Betrieb.
Es wird oft mit hohen Wirkungsgraden der Wechselrichter geworben. Der Wirkungsgrad des Wechselrichters entscheidet jedoch nicht allein über den Gesamtwirkungsgrad einer Photovoltaikanlage, sondern alle weiteren Komponenten ebenso wie Reihen- oder Parallelschaltung. |
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am
Beispiel des Fronius IG Plus
(Quelle: Wechselrichter Präsentation von Fronius)
Anforderungen an den Wechselrichter
Exaktes MPP-Tracking des Wechselrichters
Was versteht man unter MPP-Tracking:
Unter MPP-Tracking wird ein Verfahren bezeichnet, welches sicherstellt, dass das
Solarmodul immer im Punkt der maximaler Leistungsabgabe betrieben wird.
I/U Kurve bei unterschiedlicher
Einstrahlung |
Leistungskurve bei unterschiedlicher
Einstrahlung |
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Spezielle Anforderungen an den MPP-Tracker:
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Literatur
Bründlinger, R.: 99,9% MPP-Tracking Performance – nur die „halbe Wahrheit „?.
Tagungsband 23. Symposium Photovoltaische Solarenergie, Otti, Staffelstein 2008 |
Auszug aus dem Prüfbericht (arsenal research):
Eignung zur positiven oder negativen Modulerdung
| Vorteile: |
einfach, hohe Ausfallsicherheit, Sicherheit durch
galvanische Trennung |
| Nachteile: |
geringer Wirkungsgrad, hohes Gewicht und Volumen |
| Vorteile: |
kostengünstig, kompakt, leicht, hoher Wirkungsgrad |
| Nachteile: |
zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen (RCD) nötig – da keine
galvanische Trennung, aufwändiger Überspannungsschutz,
Modulerdung nicht ohne weitere Maßnahmen möglich |
| Vorteile: |
kompakt, leicht, hoher Wirkungsgrad, Sicherheit durch
galvanische Trennung |
| Nachteile: |
komplex, technisch aufwändig |
Änderung der Generatorspannung bei z.B. negativer Modulerdung:
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Intelligente Konzepte zur Überwachung von Erdfehlerströmen
Wie können überhaupt Erdfehlerströme entstehen?
Trafowechselrichter ohne Erdung
eines Generatorpols |
Trafowechselrichter mit negativer
Erdung eines Generatorpols |
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Warum ist eine Überwachung von Erdfehlerströmen sinnvoll?
- Die Erdfehlerströme können unzulässige Werte erreichen
- Die Erdungssicherung bietet einen Zusatzschutz zum bestehenden Schutzklasse II –
Konzept (vergleichbar mit der Isolationsüberwachung bei floatenden PV-Systemen)
Wie erfolgt die Erdschlussüberwachung beim Fronius IG Plus?
Breite, aufeinander abgestimmte Eingangs- und MPP-Spannungsfenster
Warum sind breite, abgestimmte Spannungsfenster notwendig?
Bsp) Standardwechselrichter mit
einer kristallinen Modulkonfiguration: |
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Bsp) Standardwechselrichter mit
Dünnschichtmodulen: |
Einen annähernd konstant hohen Wirkungsgrad über den gesamten
Eingangsspannungsbereich des Wechselrichters
Warum ist ein annähernd konstant hoher Wirkungsgrad sinnvoll?
Trafowechselrichter ohne Trafoumschaltung
Trafoloser Wechselrichter (mit Hochsetzer)
Trafowechselrichter mit Trafoumschaltung (Fronius IG Plus) |
Downloads:
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