Zentralwechselrichter: Funktion, Einsatz, Vor- und Nachteile

Kai Janßen
Zuletzt aktualisiert:
16/08/2021
Kategorie: Wechselrichter

Was ist ein Zentralwechselrichter?

Ein Zentralwechselrichter wird zentral für eine gesamte Photovoltaikanlage eingesetzt. Dementsprechend wandelt er den Strom aller Module der Anlage in Wechselstrom um. Zentralwechselrichter eignen sich besonders für große PV-Anlagen im Gewerbe und der Industrie.

zentralwechselrichter sma

Zentralwechselrichter von SMA (Qualle: SMA)

Mithilfe eines Zentralwechselrichter (wie allen Wechselrichtern allgemein) kann der von einer Solaranlage produzierte Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt werden. Deshalb stellt ein Wechselrichter eines der wichtigsten Bauteile einer Photovoltaikanlage dar und ermöglicht es, dass der produzierte Strom ins Stromnetz eingespeist oder direkt vor Ort verbraucht werden kann.

Wie funktioniert ein Zentralwechselrichter?

Bei einem Zentralwechselrichter werden die Stränge aller Module zentral zusammengeführt. Häufig befindet sich der Zentralwechselrichter in einem Technikraum und steuert von dort die komplette Anlage. 

Dabei kann er durch die Verknüpfung der einzelnen Module lediglich einen gemeinsamen MPP für alle Module einstellen. Das bedeutet, dass die Optimierung für alle Module der Anlage gleich ausfällt - auch wenn diese unter verschiedenen Bedingungen arbeiten (beispielsweise bei Unterschiedlicher Verschattung, Ausrichtung oder Dachneigung).

Das ist problematisch, denn bei unterschiedlichen Bedingungen operieren einige Module sehr weit von ihrem MPP entfernt. Dadurch sinkt der Wirkungsgrad der Stromproduktion stark ab.

Aus diesem Grund sollte ein Zentralwechselrichter möglichst nur bei Anlagen mit homogenen Verhältnissen zum Einsatz kommen. 

Vor- und Nachteile eines Zentralwechselrichters

Zentralwechselrichter können technisch bedingt nur einen MPP für alle angeschlossenen Module einstellen. Liegt beispielsweise eine Teilverschattung der Anlage vor, werden die Anforderungen der einzelnen Module deshalb nicht gut erfüllt. Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage geht dadurch erheblich zurück.

Wenn allerdings homogene Bedingungen für die ganze Anlage gelten, dann überzeugen Zentralwechselrichter mit ihrem besonders hohen Wirkungsgrad. Hierdurch kann die Stromproduktion maximiert werden.

Neben der höheren Stromproduktion mittels eines Zentralwechselrichters reduzieren sich durch dieses Gerät auch die Verluste bei der Einspeisung des Stroms in das öffentliche Stromnetz. Denn ein Zentralwechselrichter kann die Netzspannung leichter erreichen.

Zentralwechselrichter sind relativ teuer. Allerdings besteht bei der Anschaffung bei größeren Anlagen ein Preisvorteil gegenüber der Installation vieler einzelner Wechselrichter. Darüber hinaus ist die Wartung eines einzelnen Zentralwechselrichters einfacher und damit günstiger als bei vielen einzelnen Wechselrichtern.

Den Vorteilen des Zentralwechselrichters stehen vergleichsweise hohe Wärmeverluste im Wechselrichter gegenüber. Außerdem sorgt ein Defekt in einem Zentralwechselrichter dafür, dass die gesamte Photovoltaikanlage ausfällt und der Defekt somit nicht auf einzelne Module beschränkt bleibt.

Einsatzgebiete

Zentralwechselrichter werden bevorzugt bei großen Anlagen mit vergleichbaren Bedingungen für die einzelnen Module eingesetzt. Denn so kann der Wirkungsgrad der Anlage optimiert werden. Mithilfe eines Zentralwechselrichters können große Anlagen auch ausgezeichnet aus der Ferne gesteuert und überwacht werden.

Je größer eine Photovoltaikanlage ist, desto vorteilhafter sind im Allgemeinen Zentralwechselrichter. Denn die Investitionskosten unterliegen einer Kostendegression. Bei einer relativ kleinen Anlage können diese Kosten bis zu 500 €/kW betragen. Für große Anlagen kann mit Preisen unter 100 €/kW gerechnet werden.

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