Der Wirkungsgrad eines Wechselrichters ist wichtig für den Stromertrag. Er gibt an, wie viel selbst erzeugte elektrische Energie tatsächlich nutzbar ist. In diesem Ratgeber stellen wir die verschiedenen Arten von Wirkungsgraden zum Vergleich dar.
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Was ist der Wirkungsgrad eines Wechselrichters?
Der Wirkungsgrad eines Wechselrichters gibt an, wie viel Prozent der Eingangsleistung in Ausgangsleistung umgewandelt wird. Der maximale Wirkungsgrad ist dabei unter realen Bedingungen unterschiedlich, denn die Leistungsabgabe von PV-Modulen je nach Wetterlage und Sonneneinstrahlungswinkel schwankt. Ein guter Wechselrichter erzielt auch bei geringer Leistung der Solarpanels einen hohen Wirkungsgrad.
| Wechselrichter-Hersteller | Modell | Maximaler Wirkungsgrad | Europäischer Wirkungsgrad |
|---|---|---|---|
| SMA Solar Technology | Sunny Boy 1100 | 93 % | 91,6 % |
| SMA Solar Technology | SMC 7000HV | 96,5 % | 95,5 % |
| SMA Solar Technology | SMC 8000TL | 98 % | 97,7 % |
| SMA Solar Technology | STP 5000TL | 98 % | 97,2 % |
| SMA Solar Technology | STP 20000TLHE | 99 % | 98,7 % |
| Sputnik Engineering | SolarMax 6000S | 97 % | 96,2 % |
| Fronius International | IG Plus 100 | 96 % | 95,5 % |
Wie hoch ist der Wirkungsgrad eines Wechselrichters?
Hochwertige Geräte erzielen einen europäischen Wirkungsgrad von über 98 %. Gute Wechselrichter erreichen einen Wirkungsgrad von über 95 %. Die Wirkungsgrade von Photovoltaik-Wechselrichtern sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen und werden sich voraussichtlich weiter verbessern.
In den Datenblättern der Wechselrichter-Hersteller finden Sie verschiedene Wirkungsgrade mit unterschiedlichen Werten. Diese sind:
- Maximaler Wirkungsgrad: Der höchste Wirkungsgrad, den der Wechselrichter unter optimalen Bedingungen erreichen kann. Dieser Wert wird in der Regel unter Standard-Testbedingungen gemessen und gibt den besten Fall an, der in der Praxis selten auftritt;
- Europäischer Wirkungsgrad: Dies ist ein gewichteter Durchschnittswert, der den Wirkungsgrad des Wechselrichters bei verschiedenen Leistungsniveaus und unter Annahme einer bestimmten Verteilung von Sonnenstunden in Europa berücksichtigt. Er gibt ein realistischeres Bild von dem, welchen Wirkungsgrad Sie in Deutschland erwarten können;
- Kalifornischer Wirkungsgrad (CEC-Wirkungsgrad): Ähnlich wie der Euro-Wirkungsgrad, jedoch mit einer Verteilung der Sonnenstunden, die für Kalifornien typisch ist. Dieser Wirkungsgrad wird oft für die Bewertung von Wechselrichtern in den USA verwendet;
- MPPT-Wirkungsgrad (Maximum Power Point Tracking): Dieser Wert gibt an, wie effizient der Wechselrichter den maximalen Leistungspunkt (Maximum Power Point, MPP) der Photovoltaikmodule finden und beibehalten kann.
Beim Vergleich von Wechselrichtern hat der europäische Wirkungsgrad die größte Bedeutung.
Dabei gibt es mehrere Faktoren, die den Wirkungsgrad von Wechselrichtern beeinflussen.
Welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad eines Wechselrichters?
Der Wechselrichter einer Solaranlage kann nie die gesamte Energie in das Stromnetz einspeisen. Einfluss auf den Wirkungsgrad haben unter anderem folgende Faktoren:
- Temperatur: Die Leistungselektronik im Wechselrichter ist temperaturempfindlich. Hohe Temperaturen können die Effizienz verringern, da der elektrische Widerstand der Komponenten mit der Temperatur zunimmt. Viele Wechselrichter enthalten thermische Management-Systeme, um Überhitzung zu vermeiden;
- Alter und Verschleiß: Über die Zeit können Leistungseinbußen durch Alterungseffekte wie die Degradation von Kondensatoren oder Halbleitern auftreten. Dies kann zur Reduzierung des Wirkungsgrades führen;
- Wartung: Ohne regelmäßige Wartung können sich Staub und Schmutz ansammeln, was zu Überhitzung oder sogar zu Fehlfunktionen führen kann. Die Firmware muss aktuell gehalten werden, um sicherzustellen, dass der Wechselrichter optimal arbeitet;
- Lastschwankungen: PV-Anlagen erleben im Tagesverlauf und unter verschiedenen Wetterbedingungen Lastschwankungen. Der Wechselrichter muss diese Schwankungen ausgleichen können, um seinen Wirkungsgrad zu maximieren;
- Installation und Positionierung: Eine unsachgemäße Installation, die zu einer schlechten Belüftung und damit zu Überhitzung führt, kann den Wirkungsgrad beeinträchtigen. Die Positionierung des Wechselrichters sollte so gewählt werden, dass eine optimale Temperaturregulierung gewährleistet ist;
- Kompatibilität mit PV-Modulen: Die elektrischen Eigenschaften der PV-Module sollten auf die des Wechselrichters abgestimmt sein, um optimale Energieumwandlung und geringe Verluste zu gewährleisten.
Ein Wechselrichter ist das Herz einer PV-Anlage. Für optimale Leistungen setzten Sie auf Modelle von renommierten Wechselrichter-Herstellern und kaufen keine Billigprodukte aus Fernost.
Wie berechne ich den Wirkungsgrad eines Wechselrichters?
Für die Berechnung des europäischen Wirkungsgrads wird die Gewichtung jedes Lastbereichs durch den Umwandlungswirkungsgrad bei der jeweiligen Teillast multipliziert:
- ηEU = (0,03 x η5%) + (0,06 x η10%) + (0,13 x η20%) + (0,1 x η30%) + (0,48 x η50%) + (0,2 x η100%)
Neben dem europäischen Wirkungsgrad haben die Normungsgremien einen Gesamtwirkungsgrad eingeführt.
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