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Solarwechselrichter sind eine der wichtigsten Komponenten einer Solaranlage. Sie sind für die Umwandlung von Gleichstrom (DC) aus Ihren Solarmodulen in Wechselstrom (AC) verantwortlich, um Ihre Geräte zu betreiben. Bei der Planung Ihres Solarmodulsystems spielt die Größe Ihres Wechselrichters eine wichtige Rolle für die gesamte Stromerzeugung. In diesem Artikel gehen wir darauf ein, was die Größe von Solarwechselrichtern beeinflusst.
Wie man die Größe von Wechselrichtern bestimmt
Solarwechselrichter gibt es in verschiedenen Größen, groß und klein. Ähnlich wie bei Solarmodulen kann die Größe eines Wechselrichters in Watt (W) angegeben werden. Bei der Dimensionierung von Solarwechselrichtern berücksichtigen die Installateure vor allem drei Faktoren: die Größe Ihrer Solaranlage, Ihre geografischen Gegebenheiten und die standortspezifischen Bedingungen.
Größe Ihrer Solaranlage
Die Größe Ihrer Solaranlage ist der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der geeigneten Größe für Ihren Solarwechselrichter. Da Ihr Solarwechselrichter Gleichstrom aus der Anlage umwandelt, muss er die gesamte von der Anlage erzeugte Leistung verarbeiten können.
Als Faustregel gilt, dass die Größe Ihres Wechselrichters der Gleichstromleistung Ihrer Solaranlage entsprechen sollte; wenn Sie eine Anlage mit einer Leistung von 6 Kilowatt (kW) installieren, können Sie davon ausgehen, dass der vorgeschlagene Wechselrichter etwa 6000 W beträgt, plus oder minus einen kleinen Prozentsatz.
Die Hersteller von Wechselrichtern geben auf ihren Produktdatenblättern in der Regel Größenrichtlinien für die Leistung der Solaranlage an, mit der ihre Wechselrichter gekoppelt werden können. Wenn die Größe der Solaranlage, an die der Wechselrichter angeschlossen ist, außerhalb der angegebenen Richtlinien liegt, kann der Hersteller die Garantie verweigern.
Geografie
Die Geografie spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Dimensionierung Ihres Solarwechselrichters, da sie sich auf die Produktion Ihrer Solaranlage auswirkt. Grundstücke in Arizona haben eine höhere Sonneneinstrahlung als Grundstücke in Vermont; daher sollte eine 6-Kilowatt-Anlage auf dem Dach in Arizona mehr Strom erzeugen als eine ähnlich große Anlage weiter nördlich.
Da diese beiden Systeme zu einem bestimmten Zeitpunkt unterschiedliche Mengen an Gleichstrom erzeugen, können auch die Wechselrichter, die zur Bewältigung dieser Stromlast benötigt werden, unterschiedlich groß sein. In Gebieten mit mehr Sonnenschein und gemäßigten Temperaturen werden die Wechselrichter wahrscheinlich näher an der Gesamtwattleistung der Solaranlage dimensioniert, so dass sie zu einem bestimmten Zeitpunkt nahezu die maximale Leistung der Anlage liefern können. Ist die Sonneneinstrahlung hingegen geringer oder herrschen hohe Temperaturen, die den Wirkungsgrad der Module verringern, ist es unwahrscheinlicher, dass die durch die DC-Nennleistung definierte maximale Leistung unter Standardtestbedingungen (STC) erreicht wird. In diesen Fällen kann ein kleinerer, unterdimensionierter Wechselrichter die Aufgabe erfüllen.
Standortspezifische Faktoren
Die Standort- und Auslegungsspezifika Ihrer Solaranlage wirken sich auf die Größe Ihres Solarwechselrichters aus. Ähnlich wie die geografischen Gegebenheiten wirken sich auch die Neigung und der Azimut der Solaranlage darauf aus, wie viel Strom das System erzeugen kann. Umweltfaktoren (wie Schatten, Staub usw.) spielen ebenfalls eine große Rolle dabei, wie viel Sonnenschein die Anlage erreicht.
Solarinstallateure berücksichtigen diese Überlegungen, die Effizienz der Geräte und vieles mehr bei der Schätzung der Gesamtproduktion Ihrer Solaranlage. Alle diese Faktoren tragen zum Gesamt-Derating-Faktor Ihres Systems bei, mit dem bestimmt wird, was Ihr Solarmodulsystem in einem realen Szenario produzieren wird (im Gegensatz zu den STC-Spezifikationen, die in einem Labor ermittelt wurden). Solarmodulsysteme, die stärker beschattet werden, eine suboptimale Neigung aufweisen oder eher nach Osten als nach Süden ausgerichtet sind, haben höhere Derating-Faktoren als Systeme auf sonnigen, nach Süden ausgerichteten Dächern.
Solarmodulsysteme mit höheren Derating-Faktoren erreichen nicht ihre maximale Energieleistung und können sich daher kleinere Wechselrichterkapazitäten im Verhältnis zur Größe der Anlage leisten.
Berechnungen für die Dimensionierung von Solarwechselrichtern
Die Größe Ihres Solarwechselrichters kann bis zu einem gewissen Grad größer oder kleiner sein als die DC-Leistung Ihrer Solaranlage. Das Verhältnis von Anlage zu Wechselrichter einer Solaranlage ist die DC-Nennleistung Ihrer Solaranlage geteilt durch die maximale AC-Leistung Ihres Wechselrichters. Wenn Ihre Anlage beispielsweise 6 kW mit einem 6000-W-Wechselrichter hat, beträgt das Verhältnis zwischen Anlage und Wechselrichter 1. Wenn Sie eine Anlage derselben Größe mit einem 5000-W-Wechselrichter installieren, beträgt das Verhältnis 1,2. Bei den meisten Anlagen liegt das Verhältnis zwischen 1,15 und 1,25; Wechselrichterhersteller und Solaranlagenplaner empfehlen in der Regel kein höheres Verhältnis als 1,55.
Nachfolgend finden Sie einige Beispiele von Solarwechselrichtern und deren empfohlene maximale Gleichstromleistung:
| Hersteller | Produkt | Max. AC-Leistung (W) | Max. DC-Leistung (W) | Verhältnisberechnung |
|---|---|---|---|---|
| Fronius | Galvo 3.1-1 | 3100 | 4500 | (4500/3100)=1,45 |
| SMA Solar | Sunny Boy 5.0-US | 5000 | 7100 | (7100/5000)=1,42 |
| SolarEdge | SE5000H-US | 5000 | 7750 | (7750/5000)=1.55 |
Ein höheres Verhältnis von Solarmodul zu Wechselrichter kann für Ihr System geeignet sein, wenn Ihre Solarmodule aufgrund der oben genannten Faktoren nicht ihre maximale Leistung erbringen können. Der Vorteil einer Überdimensionierung der Solaranlage im Verhältnis zur Wechselrichterkapazität besteht darin, dass Wechselrichter mit geringerer Leistung preiswerter sind als ihre größeren Gegenstücke. Es ist jedoch nicht ratsam, Ihre Anlage zu groß zu dimensionieren, da dies zu Clipping führen kann. Clipping tritt auf, wenn Ihre Solarmodule zu viel Gleichstrom erzeugen, den der Wechselrichter zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht verarbeiten kann. In diesem Fall begrenzt der Wechselrichter die Energiemenge, die er umwandelt, was zu Leistungsverlusten in Ihrem Solarmodulsystem führt.
Andererseits sollten Sie keinen zu großen Wechselrichter installieren (d. h. mit einem geringeren Verhältnis zwischen Modulen und Wechselrichter), da Ihr Wechselrichter am effizientesten ist, wenn er nahe an seiner Gesamtkapazität betrieben wird. Wenn der Wechselrichter im Vergleich zur Anlage zu groß ist, wird er nicht die gewünschte Strommenge erzeugen.
Was ist mit Mikro-Wechselrichtern?
Bei Mikro-Wechselrichtern erfolgt die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom an jedem einzelnen Panel. Mikro-Wechselrichter sind kleiner als große Zentralwechselrichter, die den Strom für ein ganzes System liefern. Daher entspricht die Größe eines Mikrowechselrichters eher der Leistung des Solarmoduls, für das er Strom umwandelt, als der Gleichstromleistung des gesamten Systems.
Ähnlich wie bei Zentralwechselrichtern geben die Hersteller von Mikrowechselrichtern Richtlinien für die maximale Gleichstromleistung an, die ein Modul haben sollte, wenn es an ihr Mikrowechselrichterprodukt angeschlossen wird. Wenn Sie ein Modul mit einer höheren Wattzahl anschließen, als in den Spezifikationen des Mikrowechselrichters angegeben ist, kommt es zu Überschneidungen.
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