Einführung:
Wechselrichter sind entscheidende Komponenten in Solarenergiesystemen. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Umwandlung der von Solarpaneelen erzeugten Gleichstromenergie in Wechselstrom, der dazu verwendet werden kann, Häuser und Industrien mit Energie zu versorgen. Begleiten Sie uns auf eine detaillierte Betrachtung der Funktionen und Bedeutung von Wechselrichtern.
Was ist ein Wechselrichter?
Ein Solarwechselrichter ist ein elektronisches Gerät, das dazu dient, den von Solar-Photovoltaik(PV)-Paneelen gesammelten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, um ein Haus, Industrieanlagen oder das elektrische Netz mit Energie zu versorgen. Der von Solarmodulen erzeugte Strom ist Gleichstrom, aber die meisten stromverbrauchenden Geräte und Netze verwenden Wechselstrom. Daher spielen Wechselrichter in Solarenergiesystemen eine Schlüsselrolle bei der Umwandlung von Gleichstrom in für den Hausgebrauch geeigneten Wechselstrom oder zur Einspeisung ins Netz.
Wie funktionieren Solarwechselrichter?
Wenn Sonnenlicht auf Solarpaneele, auch als Photovoltaik(PV)-Zellen bekannt, trifft, die aus kristallinem Silizium oder Galliumarsenid-Halbleitern bestehen, wird ein komplexer Prozess in Gang gesetzt. Diese Halbleiterschichten bestehen aus einer Kombination von positiven und negativen Schichten, die durch Verbindungen miteinander verknüpft sind. Bei Kontakt mit Sonnenlicht absorbieren diese Halbleiter die Solarenergie, wodurch ein Energiefluss innerhalb der Photovoltaikzelle initiiert wird. Diese Energie zirkuliert, interagiert mit freien Elektronen, die zwischen den positiven und negativen Schichten pendeln, wodurch Gleichstrom (DC) erzeugt wird - ein elektrischer Strom, der sich durch einen unidirektionalen Fluss auszeichnet. Einmal produziert, kann diese elektrische Energie entweder in einer Batterie für die spätere Verwendung gespeichert oder direkt an einen Wechselrichter übertragen werden, abhängig von der spezifischen Art des Solarsystems, das Sie implementiert haben.
Welche Arten von Wechselrichtern gibt es?
1. String-Wechselrichter
Ein 'String' bezieht sich auf ein Array von Solarpaneelen, die in Clustern oder Reihen organisiert und in einer Reihenschaltung verlinkt sind. Damit ein String-Wechselrichter optimal funktionieren kann, ist es unerlässlich, dass alle Paneele innerhalb eines gegebenen Strings denselben Abstand und dieselbe Ausrichtung haben.
Bemerkenswert ist, dass mehrere Strings an einen einzigen Wechselrichter angeschlossen werden können. Tatsächlich verfügen viele String-Wechselrichter über 2 oder sogar 3 MPPTs (Maximum Power Point Tracking), um dies zu ermöglichen. Das bedeutet im Wesentlichen, dass verschiedene Strings von Solarpaneelen jedem MPPT zugeordnet werden können. Diese Konfiguration ist besonders vorteilhaft für Szenarien wie Ost/West-Installationen, bei denen zwei Strings von Paneelen eine beispiellose Solarenergieerzeugung liefern können.
2. Mikro-Wechselrichter
Mikro-Wechselrichter sind eine relativ neue Technologie, die für häusliche Solar-PV-Systeme immer beliebter geworden ist. Da ein Solarpanelsystem an einem String-Wechselrichter durch einzelne Paneelausfälle oder Schattenwurf beeinträchtigt werden kann, lösen Mikro-Wechselrichtersysteme dieses Problem. Denn in einem Mikro-Wechselrichtersystem hat jedes einzelne Solarpanel seinen eigenen Wechselrichter, wodurch eventuelle Probleme isoliert werden. Als Ergebnis werden Mikro-Wechselrichter oft als Möglichkeit angesehen, mehr Solarpaneele auf einem Dach zu installieren. Da schattige Bereiche kein Tabu mehr sind und die Notwendigkeit, Ausrichtungen zu mischen, kein Problem mehr darstellt. Obwohl ein Mikro-Wechselrichtersystem in der Regel teurer ist als ein traditioneller String-Wechselrichter, kann es Ihre Solarenergieerzeugung steigern und somit Ihre Rendite verbessern.
Die Maysun Balkonkraftwerk Mini PV, die 2 individuell angepasste Solarpaneele (390-410W, transparente Rückseite) und 2 Hoymiles 400W Mikro-Wechselrichter enthält. Mikro-Wechselrichter steigern die Stromerzeugung der Balkonkraftwerk-Station und reduzieren viele potenzielle Probleme, wie die Auswirkungen von Beschattung, Hotspots durch Leistungsunterschiede zwischen Modulen, Herausforderungen bei der Systemskalierbarkeit, Schwierigkeiten bei Überwachung und Fehlererkennung, Ineffizienzen in der Gesamtsystemleistung und Sicherheitsbedenken im Zusammenhang mit hohen Gleichstromspannungen.
3. Hybrid Solar-Wechselrichter
Bei der Installation eines neuen Solar-PV-Systems in Verbindung mit Energiespeicherung ist das Konzept eines Hybrid-Wechselrichters besonders attraktiv. Da Solarpaneele Gleichstrom (DC) erzeugen, ist es unerlässlich, dass ein Wechselrichter die Umwandlung dieser DC-Energie in Wechselstrom (AC) ermöglicht, damit Haushaltsgeräte reibungslos funktionieren können. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass Solarzellen Strom von Natur aus in DC-Form speichern. Hier kommt der Hybrid Solar-Wechselrichter ins Spiel – eine vielseitige Lösung, die nicht nur den eingehenden DC-Strom in AC-Strom umwandelt, sondern auch überschüssigen DC-Strom intelligent in Richtung der Solarzellen zur Speicherung oder zum potenziellen Verkauf an das Netz leitet. Diese gespeicherte Energie kann später abgerufen und wieder in AC-Strom umgewandelt werden, wann immer Ihr Zuhause diesen benötigt.
4. Leistungswechselrichter
Leistungswechselrichter bieten viele der gleichen Vorteile wie Mikro-Wechselrichter und befinden sich ebenfalls an jedem einzelnen Panel. Leistungswechselrichter, auch bekannt als DC-Leistungsoptimierer, bieten eine Optimierung auf Paneel-Ebene und eine Leistungsüberwachung. Im Gegensatz zu einem Mikro-Wechselrichtersystem, das DC direkt auf dem Dach in AC umwandelt, überträgt der Optimierer die DC-Leistung zu einem String-Wechselrichter. Er kann neben Ihrem Batteriespeichersystem installiert werden. Da sie sich auf Modul-Ebene befinden, sind sie oft eine kostengünstigere Alternative zu Mikro-Wechselrichtern.
Was sind die Vorteile von Wechselrichtern?
1. Maximierung der Energieproduktion
Solarwechselrichter überwachen die Spannung Ihrer Solaranlage, um die Betriebsleistung Ihrer Solarpaneele zu maximieren, sodass Sie die größtmögliche, saubere Energie erzeugen können.
Netzgekoppelte Solarwechselrichter für den Hausgebrauch sind dafür bekannt, eine reinere Sinuswellenausgabe zu erzeugen – ein Maßstab, der den nahtlosen Stromfluss bewertet. Diese überlegene Sinuswellenqualität unterscheidet sie von kostengünstigen Wechselrichtern, die eine modifizierte Sinuswelle erzeugen. Der Vorteil einer reineren Sinuswelle ist ihre Fähigkeit, den reibungslosen und effizienten Betrieb von empfindlichen und feinfühligen Geräten zu gewährleisten.
2. Systemausgabe überwachen
Es ist wahrlich beeindruckend, zu beobachten, wie Ihr Solarenergiesystem an einem sonnigen Tag Tausende von Watt erzeugt. Daher möchten die meisten Hausbesitzer natürlich eine Möglichkeit haben, die Leistung ihrer wertvollen Investition zu überwachen.
Die Mehrheit der Solarpanel-Wechselrichter ist mit eingebauten Mechanismen ausgestattet, die die Energieproduktion in Echtzeit anzeigen. Darüber hinaus bieten einige fortschrittliche Modelle den Komfort, die Leistung Ihres gesamten Solarsystems über eine spezielle mobile App oder eine benutzerfreundliche Website-Oberfläche zu verfolgen. Dies ermöglicht es Ihnen, mit Ihrem Solarsystem verbunden zu bleiben und das Beste aus Ihrer sauberen Energieinvestition herauszuholen. Wenn etwas schief geht, überprüfen einige Hauswechselrichter automatisch die Leistung Ihres Solarsystems und benachrichtigen Sie, wenn sie ein Problem mit einem der Komponenten feststellen. Sie können auch die Leistungsverfolgung Ihres Hauswechselrichters nutzen, um regelmäßig zu überprüfen, wie gut die Komponenten Ihres Systems funktionieren und ob sie die richtige Strommenge produzieren.
3. Kommunikation mit dem Stromnetz
Im Falle eines vorübergehenden Stromausfalls stellt der Solarwechselrichter sicher, dass keine Energie von den Paneelen zu externen Stromleitungen übertragen wird. Auf diese Weise sind alle Elektrofachkräfte, die möglicherweise das Netz inspizieren oder reparieren, außer Gefahr.
Wenn Sie eine komplette Solaranlage haben, oder wenn Ihr Zuhause nicht den gesamten Solarstrom erzeugen muss, kann der Wechselrichter auch überschüssige Energie ins Netz einspeisen, um Ihnen Nettoenergieguthaben zu generieren.
Welche Probleme können mit dem Wechselrichter auftreten?
1. Ausfall oder Beschädigung des Wechselrichters:
Die internen Komponenten des Wechselrichters können beschädigt werden, was dazu führt, dass er nicht mehr funktioniert oder in der Leistung nachlässt. Dieser Ausfall kann durch alternde Komponenten, Materialermüdung, Herstellungsfehler oder schlechte Betriebsbedingungen verursacht werden. Die Reparatur kann den Austausch oder die Reparatur des Wechselrichters erfordern.
2. MPPT-Ausfall:
Maximum Power Point Tracking (MPPT) ist eine Schlüsselfunktion des Wechselrichters, die sicherstellt, dass die Solarpaneele mit optimaler Effizienz arbeiten. Ein MPPT-Ausfall kann durch ein Softwareproblem, ein Schaltungsproblem oder einen defekten Sensor verursacht werden. Dies kann dazu führen, dass die Solarpaneele nicht ihre maximale Leistung erzeugen und somit die Systemeffizienz verringern.
3. Kommunikationsprobleme:
Wechselrichter kommunizieren in der Regel mit Überwachungssystemen oder Fernüberwachungsplattformen für die Fernüberwachung und Fehlerbehebung. Kommunikationsprobleme können durch Netzwerkprobleme, Ausfälle von Kommunikationsmodulen, Einrichtungsfehler oder Softwareprobleme verursacht werden. Dies kann dazu führen, dass das Überwachungssystem keine Echtzeitdaten erfassen oder Telemetrieoperationen durchführen kann.
4. Überhitzungsprobleme:
Hohe Temperaturen können dazu führen, dass der Wechselrichter überhitzt. Geeignete Maßnahmen zur Wärmeableitung und der Standort des Wechselrichters sind entscheidend, um sicherzustellen, dass der Wechselrichter die Wärme effektiv abführen kann und nicht überhitzt. Überhitzung kann dazu führen, dass der Wechselrichter in seiner Leistung nachlässt oder die internen Elektronikkomponenten beschädigt werden.
Wie pflegt man den Wechselrichter?
1. Reinigung und Inspektion:
Reinigen Sie das Wechselrichtergehäuse regelmäßig, um sicherzustellen, dass sich kein Staub, Schmutz oder Fremdkörper ansammeln. Verwenden Sie zum Reinigen ein trockenes, weiches Tuch oder eine Bürste und vermeiden Sie Wasser oder chemische Lösungsmittel, um das Eindringen von Wasser oder die Beschädigung der elektronischen Komponenten zu verhindern. Überprüfen Sie auf das Eindringen von Spinnweben, Insekten oder anderen kleinen Tieren, da dies die Wärmeableitung beeinträchtigen oder Kurzschlüsse verursachen kann.
2. Kabelverbindungen überprüfen:
Überprüfen Sie regelmäßig die Kabelverbindungen des Wechselrichters, um sicherzustellen, dass sie fest und sicher sind und nicht locker oder oxidiert sind. Lockere Verbindungen können zu erhöhtem Widerstand führen, was zu Überhitzungsproblemen führen kann.
3. Umgebungstemperatur überwachen:
Wechselrichter, die in heißen Umgebungen arbeiten, benötigen besondere Aufmerksamkeit. Stellen Sie sicher, dass der Wechselrichter an einem gut belüfteten, beschatteten Ort installiert ist, um das Risiko einer Überhitzung zu minimieren. Überwachen Sie die Betriebstemperatur des Wechselrichters, um sicherzustellen, dass er nicht überhitzt.
4. Kühlsystem pflegen:
Wechselrichter verfügen oft über eingebaute Kühlsysteme wie Lüfter oder Kühlkörper. Stellen Sie sicher, dass diese Kühlsysteme sauber gehalten und nicht blockiert werden, damit der Wechselrichter effektiv Wärme abführen kann.
Wie passt man den Solarwechselrichter an das Solarmodul an?
Es gibt heute viele Wechselrichter-Marken auf dem Markt, wie zum Beispiel Huawei, Homer, Growat, SMA und viele mehr. Keine Sorge, diese Wechselrichter sind alle mit Maysun-Solarpaneelen kompatibel.
1. Leistungsabgleich:
Der Solarwechselrichter sollte über eine ausreichende Leistung verfügen, um die Ausgangsleistung des angeschlossenen Solarmoduls zu bewältigen. Die Leistung des Wechselrichters sollte leicht über der maximalen Ausgangsleistung des Solarmoduls liegen, um sicherzustellen, dass die Solarmodule ihr maximales Potenzial ausschöpfen können. Wenn Sie einen Wechselrichter auswählen, stellen Sie sicher, dass seine Leistung für die Gesamtkapazität des Solarmoduls geeignet ist.
2. Stromabgleich am Eingang:
Der Wechselrichter muss sich auch an den Ausgangsstrom des Solarmoduls anpassen. Der Ausgangsstrom variiert je nach Lichtverhältnissen und Temperatur, und der Wechselrichter muss in der Lage sein, diese Variation zu bewältigen.
3. Anschlussmethode am Eingang:
Solarmodule werden normalerweise in Serie oder parallel an den Wechselrichter angeschlossen. Reihenschaltungen erhöhen die Spannung des Systems, während Parallelschaltungen den Strom des Systems erhöhen. Der Wechselrichter muss Ihre spezifische Anschlussmethode unterstützen.
4. MPPT (Maximum Power Point Tracking) Funktion:
Viele moderne Solarwechselrichter verfügen über eine MPPT-Funktion, die den aktuellen maximalen Leistungspunkt des Solarmoduls verfolgt, um eine optimale Energieumwandlungseffizienz zu gewährleisten. Stellen Sie sicher, dass Ihr Wechselrichter über diese Funktion verfügt und konfigurieren Sie ihn so, dass er die Energie optimal nutzt.
Beispiele:
Maysun Balcony Power Station MiniPV: Wie passen sich die Solarpaneele an den Wechselrichter an?
Die Maysun Balcony Power Station MiniPV kombiniert das Venusun S Solarpanel mit einer Leistung von 390W-410W und einem maximalen Leistungsstrom von 9,32A und dem Hoymiles Wechselrichter HMS-400-1A, der für eine Modulleistung von 320W-540W+ und einen maximalen Eingangsstrom von 14A ausgelegt ist. Ihr passender Leistungsbereich und die Spezifikationen für den maximalen Strom gewährleisten, dass sie perfekt kompatibel sind und garantieren, dass sie effizient und effektiv zusammenarbeiten.
Solarmodul: Venusun S
Mikro-Wechselrichter: Hoymiles HMS-400-1A
Was ist MPPT eines Solar
wechselrichters?
Die Leistung eines Photovoltaik-Moduls (PV) hängt von seiner Ausgangsspannung und dem Strom ab, die sich an die I-V-Kurve (in Grün dargestellt) und die P-V-Kurve (in Blau illustriert) halten. Um sicherzustellen, dass Ihr Wechselrichter die maximale Leistung nutzt, ist es entscheidend, die Gleichspannung konstant am speziellen Punkt zu halten, der durch den roten Punkt markiert ist - dieser Punkt wird als Maximum Power Point bezeichnet. Zum Beispiel entspricht der maximale Leistungspunkt 500V, und die Leistung bei dieser Spannung beträgt 200 Watt. Im Vergleich dazu erzeugt ein Betrieb bei 480V rund 190 Watt, während 530V nur etwa 185 Watt produzieren. Offensichtlich entsprechen keiner dieser Alternativen der Effizienz der 500V-Einstellung. Das Nichtverfolgen von 500V führt zu einem Rückgang der Stromerzeugung.
Nun fragen Sie sich vielleicht, warum es so wichtig ist, diesen optimalen Punkt ständig zu verfolgen. Der Grund dafür liegt in der variablen Leistung des PV-Moduls, die von Faktoren wie Lichtintensität, Temperatur und Verschattung beeinflusst wird. Dementsprechend verschiebt sich die Lage des maximalen Leistungspunkts im Laufe des Tages - morgens könnte es 530V sein, mittags 500V und nachmittags 520V. Daher muss der Controller ständig nach dem maximalen Leistungspunkt suchen, indem er eine Technik namens Maximum Power Point Tracking (MPPT) verwendet. Dieser Ansatz stellt sicher, dass das PV-Panel den ganzen Tag über seine Energieausbeute maximiert und die Verschwendung wertvoller Solarressourcen minimiert.
Da das PV-Modul auf Schwankungen der Lichtintensität und externe Umgebungsvariablen reagiert, variiert auch seine Leistungsausgabe. Bei verstärktem Sonnenlicht sind Wechselrichter mit MPPT entscheidend, um das volle Potenzial des PV-Moduls auszuschöpfen und es ständig am maximalen Leistungspunkt arbeiten zu lassen. Im Wesentlichen übertrifft bei stabilen solaren Strahlungsbedingungen die Leistung nach MPPT die vor der Anwendung von MPPT, was die Bedeutung dieser Technologie unterstreicht.
Über Maysun Solar
Seit 2008 steht Maysun Solar an der Spitze der Herstellung hochwertiger Photovoltaikmodule. Mit einem breiten Angebot an Technologien wie IBC, HJT und TOPCon sowie innovativen Balkonsolaranlagen unterstützen wir die globale Energiewende. Kontaktieren Sie uns für aktuelle Angebote – wir begleiten Sie auf dem Weg zu einer sauberen, nachhaltigen Zukunft.
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