Das Wichtigste in Kürze
Der Wechselrichter ist die zentrale Schnittstelle zwischen Solarmodulen und Stromnetz. Er bestimmt die Effizienz, Erweiterbarkeit und Lebensdauer Ihrer PV-Anlage. Moderne Geräte bieten zahlreiche technische Features und sind für verschiedene Anlagengrössen verfügbar.
Zusätzliche hilfreiche Inhalte
Wechselrichter für Solaranlagen – Funktion, Komponenten und Unterschiede
Wechselrichter haben eine zentrale Funktion: Sie wandeln den von den Solarmodulen produzierten Gleichstrom in Wechselstrom um, damit dieser im eigenen Haus verbraucht oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Wer eine Photovoltaik-Anlage installieren möchte, hat bei der Wahl eines Wechselrichter einige Möglichkeiten: Multistring-, Modul- und Zentral-Wechselrichter. Des Weiteren gibt es Hybridwechselrichter, an denen direkt ein Batteriespeicher angeschlossen werden kann. Doch welcher ist der Richtige für Ihre Anlage, und wie lange kann ein Gerät mit höchster Effizienz arbeiten?
Funktionsweise und Effizienz
Wechselrichter formen den Photovoltaik-Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um. Dabei arbeiten sie mittlerweile sehr verlustarm – die besten Geräte erreichen inzwischen einen Wirkungsgrad von 99 Prozent.
Das heisst: Nur ein Hundertstel der Gleichstrom-Leistung geht bei der Umwandlung verloren. Der Wechselrichter ist also wichtig, um eine Photovoltaikanlage überhaupt erst nutzbar zu machen. Egal, ob für den Privatgebrauch oder die Einspeisung in öffentliche Netze, ist der Wechselrichter unumgänglich.
Moderne Wechselrichter übernehmen zudem häufig Aufgaben wie die Überwachung der Anlagenleistung, Fehlererkennung und die Kommunikation mit Energiemanagementsystemen.
Verschiedene Wechselrichter-Bauarten im Überblick
Wechselrichter lassen sich grundsätzlich in vier Arten unterteilen:
| Multistring-Wechselrichter | Ein Wechselrichter mit mehreren, unabhängigen DC-(String) Eingängen. Meistverbreitete Lösung für Einfamilienhäuser und kleine Anlagen. |
|---|---|
| Modul-Wechselrichter (Mikro-Wechselrichter) | Jedes Solarmodul erhält eigenen Wechselrichter. Vorteilhaft bei Verschattung, komplexen Dachformen oder sehr kleinen Anlagen wie Balkonkraftwerken. |
| Zentral-Wechselrichter | Kommt bei grossen PV-Anlagen zum Einsatz, bei denen viele Modul-Strings mittels Sammelschienen zusammengeschaltet und über wenige Eingänge (oder nur einen Eingang) angeschlossen werden. |
| Hybrid-Wechselrichter | Bindet Batteriespeicher mit ein und ist ideal für Anlagen mit Eigenverbrauch und Speicherlösung. Häufig direkt im Speicher integriert. |
Bietet der Wechselrichter die Möglichkeit, mehrere Stränge (Strings) an unabhängigen Eingängen anzuschliessen, spricht man von einem Multistring-Wechselrichter. An den einzelnen Eingängen können Strings mit unterschiedlicher Ausrichtung angeschlossen werden (z.B. Ost/West). Der Wechselrichter sorgt dafür, dass jeder String den optimalen Ertrag liefert.
Ein Modul-Wechselrichter wird hingegen direkt an ein einzelnes Solarmodul angeschlossen. Das ist nur bei extrem kleinen Anlagen wie Balkonkraftwerken sinnvoll, weshalb die Geräte auch Mikro-Wechselrichter genannt werden.
Ein Zentral-Wechselrichter kommt bei sehr grossen Anlagen zum Einsatz, beispielsweise bei Freiflächen-Anlagen (Solarparks) oder anderen grossen, kraftwerksähnlichen Anlagen. Entscheidend ist, dass alle Module dieselbe Ausrichtung haben. Nur dann können sie gemeinsam über Sammelschienen zusammengeschlossen werden und auf einen Eingang am Wechselrichter verschaltet werden.
Hybrid-Wechselrichter dienen der Integration von Batteriespeichern in Photovoltaik-Installationen. Sie stellen eine intelligente Kombination aus Solar- und Batterie-Wechselrichter dar, die den von Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandeln und gleichzeitig die Speicherung von überschüssiger Energie im Batteriespeicher ermöglichen. Hybrid-Wechselrichter sind häufig direkt in den Solarspeicher integriert.
Der richtige Wechselrichter für Sie
Ein durchschnittliches Einfamilienhaus verbraucht etwa 4'500 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Jahr. Hier würde man ca. 10 kWp Photovoltaik-Leistung installieren, wofür sich ein Multistring-Wechselrichter anbietet. Welcher Wechselrichter am besten zu Ihrer Photovoltaik-Anlage passt, hängt von der Anzahl der Solar-Module und der Leistung Ihrer individuellen Photovoltaikanlage ab. Für die Wirtschaftlichkeit des Wechselrichters ist eine volle Auslastung unbedingt empfehlenswert.
Kosten für einen Wechselrichter
Der Wechselrichter muss immer zur Photovoltaikanlage passen. Dabei sind diverse Faktoren entscheidend, unter anderem:
- Verschiedene Dachausrichtungen
- Anzahl installierter Module
- Verschattungen
- Energieoptimierungen
- Möglichkeit für den Anschluss eines Batteriespeichers
Weiter unterscheiden sich die Wechselrichter vor allem in ihrer Ausstattung, Qualität und Wirtschaftlichkeit. Aufgrund der Unterschiede in der Anwendbarkeit variieren auch die Kosten für Wechselrichter.
Modul-Wechselrichter sind für die meisten Anwendungsfälle nicht zu empfehlen. Sie kosten pro Stück ca. 250 bis 450 Franken – da man pro Solar-Modul einen eigenen Modul-Wechselrichter benötigt, vervielfachen sich die Kosten jedoch schnell.
Multistring-Wechselrichter sind für die meisten Solaranlagen die richtige Wahl. Ausserdem haben sie einen durchschnittlich höheren Wirkungsgrad und halten sich länger als die kleinen Modul-Wechselrichter. Bei einer Leistung um die 10 kWp liegen die Kosten für einen Wechselrichter bei 1'700 bis 2'000 Franken.
Wechselrichter mit Hybridfunktion (mit Anschluss eines Batteriespeichers) kosten ca. 30 Prozent mehr als vergleichbare Geräte ohne Hybridfunktion.
Lebensdauer moderner Wechselrichter
Dass Wechselrichter die Lebensdauer der angeschlossenen Photovoltaik-Anlage erreichen, kommt erfahrungsgemäss nur selten vor. Die elektrische Beanspruchung durch die fortwährende Umspannung ist dazu einfach zu hoch und sorgt für Verschleiss. Ausserdem spielen Wind und Wetter eine grosse Rolle bei der Haltbarkeit.
Wechselrichter reagieren stärker auf äussere Umwelteinflüsse als beispielsweise die verbundenen Photovoltaik-Module. Es kann daher sinnvoll sein, bereits beim Kauf einer Solaranlage den Ersatz des Wechselrichters nach einigen Jahren mit einzuplanen.
PV-Anlagen halten im Durchschnitt rund 25 Jahre. Der durchschnittliche Garantiezeitraum für einen Wechselrichter liegt bei 7 bis 10 Jahren. Bei sachgemässer Nutzung erhöht sich die Haltbarkeit jedoch um einige weitere Jahre. Hersteller empfehlen für optimale Haltbarkeit, den Wechselrichter in geschlossenen Räumen aufzustellen.
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Wechselrichter brauchen allerdings genug Fläche, um gute Lüftungsbedingungen zu gewährleisten.
Generell sollten Wechselrichter in kühlen Räumen aufgestellt werden. Bei erhöhten Temperaturen kann die erwartete Haltbarkeit um bis zu 50 Prozent sinken. Beachten Sie im konkreten Einzelfall immer die Vorgaben des Herstellers und lassen Sie sich von Profis beraten.
CKW setzt auf moderne, effiziente Wechselrichter von qualifizierten Herstellern wie Fronius oder Sungrow.
Wechselrichter-Verschleiss
Die Bauteile in einem Wechselrichter altern durch thermische und elektrische Belastung. Daher ist der Wechselrichter auch häufig der Grund für Störungen bei einer PV-Anlage. Dieser Verschleiss ist zu erwarten und führt zu einer typischen Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren. Um die Lebensdauer eines Wechselrichters zu erhöhen, sollten folgende Einflussfaktoren so gut wie möglich vermieden werden:
- Hohe Temperaturen, z.B. durch direkte Sonneneinstrahlung
- Feuchtigkeit
- Staub / Schmutz
- Unzureichende Belüftung
Störungen werden im Normalfall durch Fehlermeldungen auf dem Display eines Wechselrichters direkt angezeigt.
Häufige Fragen
Die Wahl der Wechselrichtertechnologie hat direkten Einfluss auf Systemleistung und Fehlerdiagnose: Multistring-Wechselrichter ermöglichen unabhängige Ansteuerung mehrerer Modulstränge. Das erhöht die Flexibilität bei der Anlagenplanung und verbessert die Leistung, insbesondere bei unterschiedlichen Ausrichtungen oder Verschattungen der Module.
Modulwechselrichter (Mikro-Wechselrichter) werden direkt an jedes einzelne Solarmodul angeschlossen. Sie bieten eine optimale Fehlerdiagnose, da Probleme auf Modulebene schnell erkannt und lokalisiert werden können. Zudem wird die Gesamtleistung der Anlage weniger durch Verschattung einzelner Module beeinflusst.
Zentralwechselrichter bündeln die Leistung vieler Module und sind vor allem bei grossen Anlagen im Einsatz. Die Fehlerdiagnose ist hier weniger granular, da Störungen meist nur auf Strang- oder Anlagenniveau erkannt werden. Die Systemleistung kann bei Verschattung oder Moduldefekten stärker beeinträchtigt sein.
Hybrid-Wechselrichter, die speziell für die Integration von Batteriespeichern entwickelt wurden, bieten eine optimale Steuerung des Lade- und Entladevorgangs. Sie sorgen für eine gleichmässige Belastung der Batterie und verhindern schädliche Tiefentladungen oder Überladungen. Ein hochwertiger Wechselrichter mit intelligentem Energiemanagement kann die Lebensdauer des Speichers deutlich verlängern und den Wartungsaufwand minimieren. Zudem erleichtern moderne Monitoring-Funktionen die Überwachung des gesamten Systems und ermöglichen eine frühzeitige Fehlererkennung, was die Betriebssicherheit erhöht und Ausfälle reduziert.