Modulwechselrichter: Vor- und Nachteile, Kosten, Hersteller

Ein Modulwechselrichter ist nichts anderes als ein herkömmlicher Wechselrichter, nur kleiner und weniger leistungsstark. In diesem Artikel erfahren Sie, für welchen Einsatz sie sich eignen und welche Vor- und Nachteile Mikrowechselrichter haben.

Was ist ein Modulwechselrichter?

Ein Modulwechselrichter (Mikrowechselrichter) ist ein Gerät, das direkt an ein einzelnes Solarmodul angeschlossen wird und den erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt. Er unterscheidet sich in der Funktionsweise nicht von den anderen Arten von Wechselrichtern.

Wann sollten Sie über Modulwechselrichter nachdenken?

Ein gewöhnlicher Wechselrichter hat keine Probleme mit einer Ost-West-Installation. Bei diesen Ausrichtungen ist der Einsatz von Micro-Wechselrichtern nicht erforderlich.

Wenn Ihr Dach jedoch verwinkelt ist und aus mehreren Solarmodulen in verschiedenen Richtungen und Winkeln besteht, sind Modulwechselrichter eine Option. Da bei Mikro-Wechselrichtern die einzelnen Module unabhängig voneinander sind, können Sie sie gänzlich frei zueinander anordnen. Die Verluste werden gleich null sein.

Zusätzlich sind Modulwechselrichter sinnvoll, wenn Ihre Solarmodule durch Objekte wie Bäume, Gebäude oder Schornsteine teilweise verschattet werden. Modulwechselrichter optimieren die Leistung jedes einzelnen Moduls unabhängig, wodurch die Verluste durch Schatten minimiert und die Gesamtenergieproduktion verbessert werden. Dies ist besonders vorteilhaft in Situationen, in denen Verschattung ungleichmäßig auf die Module verteilt ist.

Was sind die Vorteile eines Modulwechselrichters?

Die Vorteile eines Modulwechselrichters sind vielfältig. 

Bessere Leistung bei Verschattung

Verschattungen, die zum Beispiel durch Bäume oder Gebäudeteile entstehen, beeinträchtigen die Leistung und Lebensdauer von Solarmodulen erheblich. Modulwechselrichter bieten hier eine deutliche Verbesserung, indem sie Verluste durch Schatten um bis zu einem Drittel reduzieren. Da sie unabhängig arbeiten, minimieren sie den Widerstand und die Temperaturerhöhung in verschatteten Modulen, was die Gesamtleistung der Anlage optimiert und Schäden vorbeugt. Dies schützt die PV-Module langfristig und verbessert die Energieproduktion bei Teilverschattung. 

Erhöhte Sicherheit 

Micro-Wechselrichter erhöhen die Sicherheit der PV-Anlage erheblich. Sie reduzieren das Brandrisiko, da nur ein kurzer Draht zwischen dem Solarmodul und dem Wechselrichter unter Spannung steht. Bei herkömmlichen Wechselrichtern steht hingegen die gesamte Verkabelung unter Hochspannung. Dadurch wird die Gefahr von Lichtbögen und Bränden verringert, die durch fehlerhafte oder beschädigte Verkabelung entstehen können. Zudem erleichtern Mikrowechselrichter die Brandbekämpfung, da die Photovoltaik bei einem Feuer weniger elektrische Gefahren birgt. Eine professionelle Installation bleibt jedoch die wichtigste Sicherheitsmaßnahme.

Vorhandene PV-Anlage kann problemlos erweitert werden

Mit Modulwechselrichtern können Sie Ihre PV-Anlage problemlos erweitern, da sie unabhängig voneinander arbeiten. Anders als bei Stringwechselrichtern oder Leistungsoptimierern benötigen Sie keine Solarmodule mit gleicher Leistung oder vom gleichen Hersteller. Auch die Anpassung der Wechselrichterleistung entfällt, wodurch die Erweiterung der Photovoltaikanlage einfach und flexibel gestaltet werden kann. Das ist besonders vorteilhaft, da die Leistung von Solarmodulen im Laufe der Zeit degradiert und eine Erweiterung mit Stringwechselrichtern sehr aufwendig ist. 

Einfachere Fehlersuche und Wartung 

Modulwechselrichter ermöglichen die Überwachung auf Modulebene. Dies erleichtert die Identifizierung und Behebung von Problemen, da Fehler oder Leistungsabfälle bei einzelnen Modulen sofort erkannt und adressiert werden können, ohne die gesamte Anlage herunterzufahren.n.

Was sind die Nachteile eines Mikrowechselrichters?

Mikrowechselrichter haben drei wesentliche Nachteile: 

Höhere Anschaffungskosten

Bei einer PV-Anlage mit Modulwechselrichtern benötigen Sie in der Regel mehrere dieser Geräte. Dies führt zu höheren initialen Kosten im Vergleich zu einem einzelnen Stringwechselrichter. Die Anschaffungskosten steigen proportional zur Anzahl der eingesetzten Modulwechselrichter.

Komplexere Wartung und höhere Wahrscheinlichkeit von Ausfällen

Da in einer Anlage mit Modulwechselrichtern viele einzelne Wechselrichter verwendet werden, steigt die Anzahl der potenziellen Ausfallpunkte. Mehr Teile bedeuten eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass eines davon kaputtgeht, was zu mehr Wartungsaufwand und höheren Kosten für Reparaturen führt. Dies ist besonders relevant bei größeren Installationen, wo die Anzahl der Wechselrichter entsprechend höher ist.

Bei Balkonkraftwerken stellen die Kosten und die Ausfallwahrscheinlichkeit keine Nachteile dar, da diese nur ein oder zwei PV-Module verwenden. Hier sind die zusätzlichen Kosten für Modulwechselrichter minimal und der Nutzen, insbesondere durch die einfache Installation und die optimale Leistung jedes Moduls, überwiegt die höheren Kosten. 

Geringer Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad eines Wechselrichters gibt an, wie viel Prozent der Eingangsleistung in Ausgangsleistung umgewandelt wird.

Modulwechselrichter erreichen einen Wirkungsgrad von 89 bis 94%, während Stringwechselrichter bis zu 99% des Solarstroms umwandeln. In der Praxis ist dieser Unterschied jedoch wenig relevant. Bei ungleichmäßigen Bedingungen, wie Teilverschattung oder unterschiedlichen Modulausrichtungen, sind Modulwechselrichter trotz des leicht geringeren Wirkungsgrads vorteilhafter. 

Wie funktioniert ein Modulwechselrichter im Detail? 

Modul-Wechselrichter haben links und rechts Ausgänge mit Plus- und Minuskabeln. Das ermöglicht den Anschluss von zwei Solarmodulen, die ebenfalls Plus- und Minuskabel haben. Jedes Modul schließt jeweils nur einen Eingang an. Die Stecker sind gegen Verpolung geschützt. 

Modulwechselrichter für Balkonkraftwerke verfügen zusätzlich über ein Anschlusskabel, das direkt an die Steckdose anschließt. Nach einem kurzen internen Test beginnt der Wechselrichter mit der Stromumwandlung. Sie können nun den selbst erzeugten Strom nutzen.

Was kosten Mikrowechselrichter?

Die Kosten für Modulwechselrichter liegen in der Regel zwischen 100 und 200 € pro Wechselrichter. Sie variieren je nach Hersteller, Leistung und Zusatzfunktionen. Bevor Sie sich entscheiden, sollten Sie die möglichen Einsparungen durch höhere Effizienz und geringeren Wartungsaufwand berücksichtigen. Anlagen mit Modulwechselrichtern sind in der Regel teurer als solche mit String-Wechselrichtern.

Welche Hersteller gibt es?

Die meisten Wechselrichter-Hersteller stellen auch Microwechselrichter her. Anbei einige Beispiele: 

• Huawei
• SMA
• Sungrow
• Growatt
• Solis
• GoodWe
• Fronius
• SolarEdge
• Kostal
• Sofar
• SolaX Power
• KACO
• RCT Power
• SolarMax
• Fimer
• Fox ESS
• Steca
• Delta
• Sunways
• Autarco

Welche Alternativen gibt es zu Modulwechselrichtern?

Alternativen zu Modulwechselrichtern sind String-Wechselrichter und Leistungsoptimierer.

• String-Wechselrichter bündeln den Gleichstrom mehrerer Solarmodule und wandeln ihn zentral in Wechselstrom um. Sie sind kostengünstiger und einfacher installierbar, haben aber Leistungsverluste bei Teilverschattung und sind weniger flexibel bei Erweiterungen.
• Leistungsoptimierer maximieren die Leistung jedes Moduls und nutzen einen zentralen Wechselrichter zur Umwandlung. Sie bieten eine bessere Leistung bei Verschattung und ermöglichen eine detaillierte Überwachung. Sie sind jedoch teurer und komplexer in der Installation.

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