Wechselrichter für deine Solaranlage: So findest du das passende Modell

Teure Wechselrichter braucht jede PV-Anlage. Aber warum ist das überhaupt notwendig? Wie hoch sind die Preise und warum brauchst du den Solaristen für die Montage?

Artikel von: Klaus Heimann

Wechselrichter für PV: Vom Gleichstrom zum Wechselstrom
Die drei Typen bei den Wechselrichtern
Der Weltmarkt: Die Wechselrichter-Industrie
Der deutsche Strommarkt verändert sich gerade

Photovoltaik-Anlagen (PV) erzeugen durch Sonneneinstrahlung und Licht nur Gleichstrom. Für den Haushalt, für das E-Auto und im öffentlichen Netz ist aber Wechselstrom nötig. Um dieses Transformationsproblem zu lösen, musst du in den Wechselrichter für PV-Anlagen investieren.

Wechselrichter für PV: Vom Gleichstrom zum Wechselstrom

Der Wechselrichter ist zwar ein relativ kleines, aber unbedingt notwendiges und dazu noch ein relativ teures Bauteil, das aber bei keiner PV-Anlage fehlen darf. Ohne ihn wäre eine Einspeisung ins Netz der eigenen Wohnung und in den öffentlichen Bereich nicht möglich. Warum ist das so? PV-Anlagen erzeugen Gleichstrom und den kannst du so nicht gebrauchen. Notwendig ist die Umwandlung von Gleich- zu Wechselstrom. Und genau das macht der Wechselrichter. Als sogenannter "Solarwechselrichter" ist er das Herzstück einer PV-Solaranlage.

Der Solarwechselrichter überwacht zudem die Einspeisung ins öffentliche Netz und trennt bei Netzstörungen oder Netzausfall. Diese Aufgabe übernimmt bei den meisten Wechselrichtern die sogenannte ENS (ENS steht für Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordnetem allpoligen Schaltern), zwei voneinander unabhängige Einrichtungen zur Netzüberwachung mit jeweils zugeordnetem Schaltorgan in Reihe. Der Wechselrichter speichert alle relevanten Daten, aufsummiert die Ertragsdaten oder erstellt Fehlerprotokolle. Neuere Modelle bieten sogar eine Datenvisualisierung.

Interessant sind Informationen zum Wirkungsgrad des Wechselrichters. Sie sagen aus, wie viel der von den Modulen erzeugten Leistung nach der Umwandlung in Wechselstrom noch in das Netz eingespeist wird. Der optimale Wirkungsgrad eines Wechselrichters ist als Auswahlkriterium beim Kauf eines Wechselrichters aber nur bedingt geeignet. Gerade in Mitteleuropa kommen recht häufig Phasen mit geringeren Einstrahlungen vor, die zu entsprechenden Verlusten führen. Deshalb sollte der europäische Wirkungsgrad herangezogen werden. Dabei wird angenommen, dass der Wechselrichter fast die Hälfte der Zeit (48 Prozent) 50 Prozent der maximalen Leistung bringt und nur ein Fünftel der Zeit volle 100 Prozent.

Die drei Typen bei den Wechselrichtern

Wenn du über die Anschaffung eines Wechselrichters nachdenkst, solltest du beachten, dass es unterschiedliche Geräte-Typen gibt. Nicht alle Wechselrichter eignen sich für den Einsatz an kleinen Solaranlagen (z. B. an einem Balkonkraftwerk). Hier der Überblick:

Modul-Wechselrichter:

Vorteile: Die kleine Bauweise und leichte Montage überzeugt, ebenso dass das Modul direkt an den Wechselstrom anschließbar ist.
Nachteile: Bei größeren Anlagen ist eine Störanfälligkeit vorhanden und es gibt einen geringeren Wirkungsgrad.
Einsatzgebiet: Geeignet für Klein- und Kleinstanlagen bis 30 Quadratmeter.

String-Wechselrichter:

Vorteile: Leistungsverluste sind gering und der Richter ist für größere Solaranlagen geeignet.
Nachteile: Dieser Typ ist vergleichsweise teuer, für kleinere Anlagen daher nicht sinnvoll.
Einsatzgebiet: Bei mittelgroßen Anlagen, ab 30 Quadratmeter aufwärts, einsetzbar.

Zentral-Wechselrichter:

Vorteile: Die Richter sind für Großanlagen geeignet, günstiger als mehrere einzelne Strang-Wechselrichter.
Nachteile: Es gibt einen Totalausfall der Anlage bei Störungen.
Einsatzgebiet: Bei Großanlagen ab 500 Quadratmeter aufwärts ist das Gerät einsetzbar.

Welcher Wechselrichter passt zu deiner PV-Anlage? Bei der Wahl für einen geeigneten Wechselrichter solltest du immer die wichtigsten Kennzahlen deiner PV-Anlage im Blick haben. Besonders wichtig ist hierbei die Größe der Installationsfläche und damit verbunden die Leistung der Anlage, gemessen in Kilowatt peak (kWp). Watt Peak (Wp) ist eine im Bereich Photovoltaik gebräuchliche Bezeichnung für die elektrische Leistung von Solarzellen. Üblich sind ebenso Vielfache wie Kilowatt peak (kWp), Megawatt peak (MWp) und Gigawatt peak (GWp). Für mittelgroße PV-Anlagen (bis 40 kWp) im privaten Gebrauch lässt sich im Normalfall der Strang-Wechselrichter empfehlen.

Die genauen Kosten eines Wechselrichters sind vom gewählten Modell und Hersteller abhängig. Der Preis ist maßgeblich durch die Nennleistung und den Wirkungsgrad des Gerätes bestimmt. Für einen leistungsfähigen Wechselrichter im privaten Gebrauch musst du pauschal mit einem Preis zwischen knapp 1.000 Euro und 2.500 Euro rechnen.

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Der Weltmarkt: Die Wechselrichter-Industrie

Preisdruck und starker Wettbewerb werden einem Bericht von Wood Mackenzie Power & Renewables zufolge zu einer weiteren Konsolidierung in der globalen PV-Wechselrichterindustrie führen. Das amerikanische Beratungsunternehmen geht davon aus, dass das Umsatzvolumen des globalen Wechselrichtermarktes bis 2024 weiter sinkt, obwohl die Zahl der PV-Anlagen weiter wächst. Die Gesamteinnahmen der fünf größten globalen PV-Wechselrichteranbieter sind im vergangenen Jahr im Vergleich zum Vorjahr um 10 Prozent gesunken, heißt es im Bericht. Der rasante Stopp der Solarförderung in China hat den Preisdruck in der Branche massiv verstärkt.

Als Folge der Sparmaßnahmen haben die chinesischen Wechselrichter-Hersteller begonnen, noch mehr in Überseemärkte zu expandieren. Dies hat die Verkaufspreise insgesamt sinken lassen. Ihren Anteil am Weltmarkt konnten die chinesischen Hersteller von 22 Prozent im Jahr 2017 auf 28 Prozent im vergangenen Jahr (2021) ausbauen.

Huawei, Sungrow und SMA sind die Top-Drei. Die Analysten haben errechnet, dass der Marktanteil der fünf größten Wechselrichter-Hersteller (zu den Top-Dreien kommen noch Power Electronics und ABB hinzu) im vergangenen Jahr zum ersten Mal seit sechs Jahren gesunken ist. Deckten sie 2017 noch 62 Prozent der globalen Nachfrage, waren es 2021 nur 56 Prozent.

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Der deutsche Strommarkt verändert sich gerade

Das deutsche Stromnetz besteht aus vier unterschiedlichen Spannungsebenen. Von der Höchstspannung bis zur Niederspannung wird Strom aus den großen Kraftwerken in ganz Europa bis hin zum einzelnen Endverbraucher befördert. Die elektrische Energie wird hierbei als Dreiphasenwechselstrom bis in den Haushalt des Endverbrauchers geleitet. Die meisten Haushaltssteckdosen besitzen allerdings nur eine Phase. Lediglich Wechselstrom-Steckdosen (auch Starkstrom-Steckdosen genannt), welche zum Betreiben von beispielsweise Elektroherden verwendet werden, besitzen drei Phasen.

Tatsächlich ist es eine Herausforderung, den erneuerbaren Strom in das Netz einzuspeisen. Windstärke und Sonnenstrahlung schwanken, weshalb in Zukunft die Bedeutung von Speichertechnologien und auf erneuerbare Quellen basierenden Kraftwerken zunimmt. 2021 lag der Anteil der Erneuerbaren am produzierten Strom bei 41,1 Prozent des Bruttostromverbrauchs.

Betreiber von Energieversorgungsnetzen berichten der Bundesnetzagentur jährlich über alle in ihren Netzen aufgetretenen Versorgungsunterbrechungen, die länger als drei Minuten dauern. Aus allen ungeplanten Unterbrechungen ermittelt die Bundesnetzagentur die durchschnittliche Versorgungsunterbrechung je Stromkunde. Mit 12,2 Minuten lag Deutschland international damit in der Gruppe der Länder mit der zuverlässigsten Stromversorgung überhaupt. Wie das in 2023 aussieht, ist offen. Umso wichtiger, dass noch mehr Menschen in PV-Anlagen investieren.

Fazit

Der Wechselrichter ist ein Umspanngerät, wie es viele in der Elektrotechnik gibt. Um das passende Gerät zu finden, solltest du den Fachmann*frau zurate ziehen. Wechselrichter sind Teil der PV-Anlage und eine große Investition, für den es fachlichen Unterstützung braucht.

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