Wechselrichter wandeln den von Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Erst danach ist der Solarstrom im Haushalt nutzbar. Doch wie wählt man den passenden Wechselrichter aus? In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Wechselrichter-Leistung berechnen.
Das Wichtigste zuerst
- Die Größe des Wechselrichters muss zur Leistung der Solarmodule passen.
- Eine Unterdimensionierung führt zu Energieverlusten, weil die volle Leistung der PV-Anlage nicht umwandelbar ist.
- Bei einer Überdimensionierung arbeiten Wechselrichter weniger effizient und verursachen unnötige Kosten.
- Es gibt spezielle Tools, die Ihnen bei der Berechnung des passenden Wechselrichters helfen.
Welche Größe sollte ein Wechselrichter haben?
Die Leistung des Wechselrichters muss zur tatsächlichen Leistung der Solarmodule passen. Als Faustregel gilt: Pro kWp installierter Leistung wird ein Wechselrichter mit einer Nennleistung von etwa 1 kVA (Kilovoltampere) benötigt. In der Praxis ist dieses Verhältnis jedoch selten exakt 1:1.
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Faktoren wie die Standortbedingungen und das Nutzungsverhalten beeinflussen die maximale Leistung des Wechselrichters. Normalerweise wird ein Verhältnis zwischen 0,9 und 1,1 kVA pro kWp empfohlen. Ansonsten droht eine Unter- oder Überdimensionierung.
Was passiert bei einer Unterdimensionierung eines Wechselrichters?
Eine Unterdimensionierung eines Wechselrichters verhindert die Umwandlung der gesamten erzeugten Energie der Solarmodule. Dadurch geht ein Teil des Ertrags verloren. Langfristig reduziert dieser Ertragsverlust die Rentabilität der Anlage.
Was passiert bei einer Überdimensionierung eines Wechselrichters?
Der Nachteil bei der Überdimensionierung eines Wechselrichters ist, dass er oft im Teillastbereich arbeitet. Das ist ineffizient, denn der Wechselrichter arbeitet in diesem Bereich nicht optimal. Zudem entstehen durch die Überdimensionierung unnötige Mehrkosten ohne jeglichen Nutzen.
Sie sollten also darauf achten, dass die Größe des Wechselrichters genau auf die Anlage abgestimmt ist.
Wie berechne ich die richtige Dimensionierung und Auslegung?
Im Folgenden zeigen wir Ihnen, wie Sie einen Wechselrichter auslegen und dimensionieren.
Schritt 1: Leistungsdimensionierung
Zuerst wird die Leistung der Solarmodule bestimmt. Hierbei wird die Spannung jedes Moduls sowie die Anzahl der installierten Module berücksichtigt. Diese beiden Faktoren zusammen ergeben die Gesamtnennleistung der Anlage.
Die daraus resultierende Gesamtleistung sollte in einem angemessenen Verhältnis zur Nennleistung des Wechselrichters stehen. Der Auslegungsfaktor SRAC (Sizing Ratio Alternating Current) dient hierbei als Orientierung. Zur Berechnung teilen Sie die Nennleistung der PV-Anlage durch die Nennleistung des Wechselrichters:
SRAC = Nennleistung der PV-Anlage / Nennleistung des Wechselrichters
Ein idealer SRAC liegt bei 1,0. Werte zwischen 0,9 und 1,1 sind akzeptabel.
Beispiel: 10 Module mit je 400 Watt ergeben eine Gesamtleistung von 4,0 kW. Der Wechselrichter sollte demnach eine Leistung zwischen 3,6 und 4,4 kVA haben.
Schritt 2: Spannungsdimensionierung
Als Nächstes wird der Spannungsbereich des Wechselrichters bestimmt. Die Spannung der Module schwankt zwischen der niedrigsten und höchsten Spannung. Wenn ein Modul 29 bis 36 Volt liefert, ergeben 10 Module einen Spannungsbereich von 290 bis 360 Volt. Zusätzlich sollten Sie einen Puffer von 100 Volt nach unten und oben einplanen. Der Wechselrichter benötigt also einen Spannungsbereich von etwa 190 bis 460 Volt.
Schritt 3: Temperaturkoeffizient beachten
Die Temperatur beeinflusst die Spannung der Solarmodule direkt. Bei steigenden Temperaturen sinkt die Spannung. Der Temperaturkoeffizient hilft Ihnen beim Festlegen des passenden Spannungsbereichs für Ihre Anlage. So passen Sie den Wechselrichter optimal an die klimatischen Bedingungen Ihres Standortes an. Den Temperaturkoeffizienten finden Sie auf den Datenblättern vom Hersteller.
Beispiel: Wenn der Temperaturkoeffizient Ihrer Module bei −0,3% pro °C liegt, bedeutet das, dass die Spannung pro Grad über 25 °C um 0,3% sinkt. Erreicht die Temperatur an einem heißen Tag 50 °C, verringert sich die Spannung der Module um 7,5%.
Wenn Sie in einer sonnenreichen Region wohnen, können Sie die Nennleistung des Wechselrichters entsprechend reduzieren. Es ist vorhersehbar, dass die PV-Anlage aufgrund hoher Zelltemperaturen nie die gesamte Nennleistung erreicht.
Schritt 4: Wirkungsgrad vom Wechselrichter beachten
Ein weiterer entscheidender Faktor ist der Wirkungsgrad des Wechselrichters. Dieser gibt an, wie viel der erzeugten Energie der Wechselrichter tatsächlich in nutzbaren Wechselstrom umwandelt.
Beispielsweise erzeugt ein Wechselrichter bei einem Wirkungsgrad von 96% aus 1000 Watt Gleichstrom nur 960 Watt Wechselstrom. Diesen Verlust sollten Sie bei der Dimensionierung berücksichtigen.
Auslegungstools der Hersteller nutzen
Viele Hersteller bieten hilfreiche Tools zur Berechnung des optimalen Wechselrichters an. Diese Tools berücksichtigen die Modulleistung, Standortbedingungen sowie andere Faktoren und ermöglichen eine präzise Auslegung.
Hier sind einige Beispiele:
- SMA Sunny Design: Dieses Tool bietet detaillierte Berechnungen für PV-Anlagen und berücksichtigt dabei alle relevanten Parameter.
- Fronius Solar.creator: Mit diesem Tool können Betreiber die Dimensionierung ihrer Solaranlage optimal auf den Wechselrichter abstimmen.
- KOSTAL Solar Plan: Hiermit können Sie Ihre Anlagen effizient planen und den passenden Wechselrichter bestimmen.
Mit diesen Tools können Sie selbst die Dimensionierung und Auslegung Ihres Wechselrichters vornehmen. Dennoch sollten Sie die Planung Ihrer gesamten PV-Anlage einem Profi überlassen.
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