Was ist ein Hybrid-Wechselrichter?
Ein Hybrid-Wechselrichter verbindet die Aufgaben eines Wechselrichters mit denen einer Solarbatterie. Er kann folglich sowohl die Polarität des Stroms anpassen, als auch eine bestimmte Menge an Strom zwischenspeichern.
Hybrid Wechselrichter (Quelle: kostal.de)
Solaranlagen erzeugen systembedingt Gleichstrom. Für den Betrieb der meisten technischen Geräte oder eine Einspeisung ins öffentliche Stromnetz muss der erzeugte Gleichstrom allerdings in Wechselstrom umgewandelt werden. Dies ist die Aufgabe eines Wechselrichters.
Einige Solaranlagen verfügen über eine Zwischenspeichereinheit, um erzeugten Strom zu einem späteren Zeitpunkt verfügbar machen zu können.
Wie funktioniert ein Hybridwechselrichter?
Bei einem Hybrid-Wechselrichter kann zwischen einphasigen und dreiphasigen Modellen unterschieden werden.
Einphasige Hybrid-Wechselrichter haben zumeist eine Ausgangsleistung von 350 bis 4.000 Voltampere. Sie liefern die fehlende Energie aus dem Akku. Diese wird dann auf alle drei Phasen gezogen.
Dreiphasige Hybridwechselrichter verfügen über 3 400 VAC Drehstromausgänge. Die Nominalleistung beträgt 4.200 bis 24.000 Voltampere.
Obwohl die Änderung der Polarität des Stroms die primäre Aufgabe eines Wechselrichters ist, besitzt dieses Gerät noch eine weitere besonders wichtige Aufgabe.
Durch die Variation des Leistungswiderstands wird das Verhältnis zwischen Stromstärke und Stromspannung in der Solarzelle so verändert, dass das Produkt dieser beiden Parameter maximiert wird. Dieses Produkt stellt die nutzbare Leistung der Solarzelle dar.
Erzielt eine Solarzelle die maximal mögliche Leistung, spricht man vom Erreichen des „Maximum Power Point“, kurz MPP. Der Wechselrichter sorgt somit dafür, dass die Solarzellen möglichst lange nahe am MPP betrieben werden können.
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Einsatzgebiete eines Hybrid-Wechselrichters
Hybrid-Wechselrichter eignen sich besonders gut, um einen möglichst hohen Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms zu gewährleisten. Hierdurch kann für den jeweiligen Betreiber ein ökonomischer Vorteil entstehen, da die Einspeisevergütung für Solarstrom erheblich unter den Endkundenpreisen für Strom liegen.
Der erhöhte Eigenverbrauch wird gewährleistet, in dem der Stromspeicher Energie zur Verfügung stellt, wenn die Solaranlage, beispielsweise in den Abendstunden, eine zu geringe Leistung aufweist.
Ein weiteres Einsatzgebiet für Hybridwechselrichter liegt in Bereichen, in denen eine Notstromversorgung nötig ist. So können beispielsweise medizinische Geräte oder technische Anlagen weiterbetrieben werden, wenn das Stromnetz ausfallen sollte. Somit kann die Batterie des Hybrid-Wechselrichters als Notstromaggregat dienen.
Allerdings muss beachtet werden, dass eine Latenz von ungefähr 5 Sekunden eintritt, bevor die Versorgung aus der Batterie die Netzleistung ersetzen kann. Sensible Geräte wie PCs müssen deshalb über einen eigenen Akku verfügen, um diese Latenz auszugleichen.
Vor- und Nachteile eines Hybridwechselrichters
Im Vergleich zu einer vom Wechselrichter getrennten Solarbatterie besitzen Hybrid-Wechselrichter den Vorteil, dass je nach Bauart der Strom auch als Gleichstrom gespeichert werden kann. Hierdurch treten geringere Speicherverluste auf.
Hybrid-Wechselrichter sind im Vergleich zu anderen Wechselrichtertypen allerdings relativ teuer. Doch sie sind zumeist günstiger als der Kauf getrennter Solarbatterien und Wechselrichter.
Um den vollen Nutzen aus dem eingebauten Speicher zu ziehen, lohnt es sich, Hybrid-Wechselrichter möglichst groß zu dimensionieren. Dies bedeutet, dass in den meisten Fällen die gesamte Photovoltaikanlage mit einem einzigen Hybrid-Wechselrichter betrieben wird.
Vorteilhaft ist dann, dass der Wirkungsgrad eines großen Wechselrichters zumeist sehr hoch ist.
Nachteilig kann sich allerdings auswirken, dass für die gesamte Solaranlage dann nur ein MPP eingestellt werden kann. Liefern die einzelnen Module sehr unterschiedliche Leistungen, zum Beispiel aufgrund einer Teilbeschattung der Anlage, kann sich dieser Sachverhalt in einer relativ geringen Effizienz der Anlage niederschlagen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass viele Module dann nicht am MPP betrieben werden.
Fazit
Ein Hybrid-Wechselrichter hat die Aufgabe Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Wechselrichter kann er den Strom mithelfe eines internen oder externen Speichers zwischenspeichern.
Hybrid-Wechselrichter entfalten ihr volles ökonomisches Potenzial, wenn durch den integrierten Stromspeicher der Eigenverbrauch erhöht oder ein Notstromaggregat eingespart werden kann. Wenn diese Bedingungen nicht gegeben sind, besitzen Hybrid-Wechselrichter zumeist einen Nachteil in Bezug auf die ökonomische Vorzüglichkeit - verglichen mit anderen Wechselrichtern.