Inselwechselrichter: Wechselrichter für den PV-Inselbetrieb

Kai Janßen
Zuletzt aktualisiert: 12/12/2022
Kategorie: Wechselrichter

Inselwechselrichter wandeln den Gleichstrom einer PV-Inselanlage in Wechselstrom um. Dabei sind Insel-Photovoltaikanlagen und Inselwechselrichter nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. Beide Geräte sind dafür zuständig, alle Verbraucher im Haushalt mit Solarstrom zu versorgen.

Autarke PV-Inselanlagen kommen oft für abgelegene Ferienhäuser, Wohnmobile oder Gartenhütten zum Einsatz. Dafür reichen bereits kleine Solaranlagen, die nur mit Spannungen von 12 oder 24 Volt arbeiten. Um die 12-24 V-Geräte zu betreiben, wird nämlich kein Wechselrichter benötigt. Die Anschaffung der leistungsschwachen Geräte kann jedoch schnell teurer werden als die Anschaffung eines Wechselrichters.

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Wie funktioniert ein Wechselrichter für den Inselbetrieb?

Normale Haushaltsgeräte benötigen 230 V-Wechselstrom. Um diese mit einer Solaranlage zu betreiben, wird ein Wechselrichter benötigt. Dieser wandelt den Gleichstrom der Solarmodule in Wechselstrom um. Neben dem Wechselrichter verfügt jede größere Inselanlage auch über einen Stromspeicher und einen Laderegler, der die Batterien der Geräte und des Speichers vor einer Überspannung schützt.

Bei PV-Inselanlagen wird der Stromspeicher in der Regel direkt hinter den Solarmodulen und dem Laderegler angeschlossen, also auf der DC-Seite (Direct Current, Gleichstrom) des PV-Systems. Der Inselwechselrichter befindet sich technisch gesehen auf der AC-Seite (Alternating Current, Wechselstrom) und steuert alle Vorgänge hier. 

-> Mehr zum Thema: AC oder DC gekoppeltes Speichersystem?

Komponenten einer PV-Anlage

Im Prinzip funktioniert ein Inselwechselrichter wie ein normaler Wechselrichter. Er wandelt aber sowohl den Gleichstrom der PV-Module als auch den des Stromspeichers in Wechselstrom um. Dafür regelt der Wechselrichter die Spannung und Frequenz der AC-Seite. Da der Inselwechselrichter den Takt selbst an- und ausschalten kann, ist keine Vorgabe vom öffentlichen Netz nötig, wie es bei normalen Wechselrichtern der Fall wäre. 

Im normalen Betrieb entnimmt der Inselwechselrichter direkt den Strom aus den Solarmodulen und gibt ihn umgewandelt an den Hausstromkreislauf ab. Erzeugen die PV-Module nicht ausreichend Strom für die Versorgung, entnimmt der Inselwechselrichter dem Stromspeicher Strom, wandelt ihn um und führt dem Hausstrom zu. Inselwechselrichter können daher neben dem Umwandeln von Strom auch das komplette Energiemanagement übernehmen. Dazu gehören unter anderem das Monitoring und das Tracking. 

Um im Notfall, zum Beispiel beim Ausfall der  Photovoltaikanlage, trotzdem Strom zu beziehen, kann man weitere  Energieerzeuger zum Inselbetrieb hinzufügen. Dies kann zum Beispiel ein  Dieselgenerator, eine kleine Windenergieanlage oder ein  Blockheizkraftwerk sein. Der Inselwechselrichter kann den erzeugten  Strom aller Energieerzeuger nutzen und umwandeln.

Monitoring

Beim Monitoring ist eine Innenmontage des Wechselrichters wichtig, damit man immer schnell und einfach Zugriff auf die Monitoring-Station hat. Man kann auf diese Weise alle Daten der gesamten PV-Anlage direkt aufrufen und überwachen. Moderne Modelle besitzen dafür einen Bildschirm oder ein Display. 

Tracking

Hochpreisige Wechselrichter oder auch Premium Modelle sind üblicherweise mit einer MPP-Tracking-Funktion ausgestattet. MPP-Tracking steht für Maximum Power Point Tracking. Ein MPP-Tracker findet immer den optimalen Betriebspunkt der Solarmodule unter Berücksichtigung der Sonneneinstrahlung und Verschattungen. Die Leistung der verschiedenen PV-Anlagen Teile wird dazu laufend erfasst und angepasst. 

Einsatzgebiete von Inselwechselrichtern

Inselwechselrichter funktionieren zwar fast wie normale Wechselrichter, werden aber nur für PV-Anlagen im Inselbetrieb eingesetzt. Kleinere Inselwechselrichter mit niedriger Eingangsspannung oder nur für 12 V und 24 V-Geräte kommen häufig im Camping- und Outdoor-Bereich vor, wie auf Wohnmobilen, Caravans oder kleinen abgelegenen Hütten oder sogar auf Booten und Yachten. 

Inselwechselrichter für Solaranlagen mittlerer oder größerer Größe werden oft für entlegene Dörfer, Ferienhäuser oder sogar Gartenhütten eingesetzt. Eben immer dann, wenn der Strombedarf etwas größer ist, eine Anbindung ans öffentliche Netz aber nicht oder nur schwer möglich ist. 

Darüber hinaus werden Inselwechselrichter im öffentlichen Bereich eingesetzt. So können zum Beispiel Wetterstationen, Messstationen, Telekommunikationsanlagen, Parkscheinautomaten oder Verkehrsleistungen mit Strom versorgt werden. Sogar eine Versorgung für Krankenstationen oder in Notstromanlagen ist mit einem Inselwechselrichter möglich. 

In privaten Wohnhäusern werden Inselanlagen kaum verwendet. Sie gewähren zwar eine komplette Autarkie und Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz, jedoch kann im Notfall auch kein Strom zusätzlich bezogen werden. Außerdem müssen Insel-PV-Anlagen sehr groß dimensioniert werden, um den Strombedarf zu decken. Dies bringt hohe Kosten mit sich und ist meist unwirtschaftlich.

Das sollten Sie im Betrieb eines Inselwechselrichters beachten

Inselwechselrichter sollten mit einer Sinus oder modifizierten Sinus-Funktion ausgestattet sein. Diese ist notwendig, wenn Sie empfindliche Geräte wie einen Laptop oder Fernseher mit dem Strom der Solaranlage betreiben wollen. Da ein Inselwechselrichter den Takt selbst vorgibt und ihn nicht vom Netz diktiert bekommt, kann die Ausgangsspannungsform von der Sinusform abweichen. Dies kann zu Störungen führen, die für empfindliche Geräte schädlich sind. Sinuswechselrichter verhindern das. 

Obendrein sollten Sie darauf achten, dass der Inselwechselrichter auf die maximal mögliche Leistung aller elektrischen Verbraucher ausgelegt ist. Reicht die Leistung nämlich nicht aus, kann der Wechselrichter im Nachhinein nicht mehr erweitert werden, sondern muss komplett ausgetauscht werden. Sparen Sie also nicht, nur weil die kleineren Geräte günstiger sind. Am Ende kaufen Sie doppelt.

Inselwechselrichter-Modelle mit Sinus-Funktion sind in der Regel teurer als normale Wechselrichter. Vergleichen Sie die Preise deshalb sorgsam. Häufig eignen sich günstige Modelle mit Stand-By-Funktion nicht für den Betrieb von LED-Lampen. Teurere kosten zwar anfangs mehr, sie schonen aber auch die Batterie und verlängern so ihre Lebenszeit. Es ist nämlich wichtig, dass der Wechselrichter nur so viel Leistung an den Verbraucher abgibt, wie dieser im Moment benötigt. So werden Betrieb und Verbrauch möglichst verlustfrei gesteuert. 

Was kosten Wechselrichter für den Inselbetrieb

Die Kosten für Inselwechselrichter variieren stark, je nach Größe und Leistung. Wechselrichter für den normalen Inselbetrieb für ein Ein- oder Mehrfamilienhaus kosten etwa 2.000 € bis 3.500 €. Kleinere Modelle mit geringeren Leistungen von 150 bis 1.000 W kosten zwischen 150 € und 850 €. 

-> Mehr zum Thema: Kosten und Preise für Wechselrichter

Hersteller von Inselwechselrichtern

Auf dem deutschen Photovoltaik-Markt gibt es einige Hersteller von Inselwechselrichtern. Zu den bekanntesten gehören ASP, Steca, SMA, Victron Energy und Waeco.

HerstellerLand
ASPSchweiz
StecaDeutschland
Studer InnotecSchweiz
SMADeutschland
Victron EnergyNiederlande
WaecoSchweden
IBC SolarDeutschland
VotronicDeutschland
COTEKDeutschland
PhocosDeutschland

Fazit 

Inselwechselrichter sind speziell für den Betrieb einer Photovoltaik-Inselanlage gedacht. Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der PV-Module in nutzbaren Wechselstrom um. Die PV-Anlage ist dabei nicht an das öffentliche Stromnetz angebunden, weshalb Inselwechselrichter den Takt der Spannung selbst vorgeben. 

Die Wahl des richtigen Wechselrichters sollte genauestens überlegt und gut durchdacht sein. Überprüfen Sie deshalb unbedingt Ihren genauen Strombedarf und die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage. Lassen Sie sich außerdem von einem Experten beraten. Wir verbinden Sie gerne mit qualifizierten Fachbetrieben aus Ihrer Region. Füllen Sie dazu einfach ganz unverbindlich und kostenlos das untenstehende Formular.