Hybrid-Wechselrichter für Solarbatterien: Typen, Übersicht der besten Modelle + Anschlussbesonderheiten

Stromversorgungssysteme mit gleichzeitiger Nutzung der traditionellen Stromzufuhr und Solarenergie – eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung für Privathaushalte, Ferienhaussiedlungen, Datschensiedlungen und Produktionsstätten.

Ein unverzichtbares Element des Systems ist der Hybrid-Wechselrichter für Solarbatterien, der die Spannungsversorgungsmodi bestimmt und den unterbrechungsfreien und effizienten Betrieb der Solaranlage gewährleistet.

Damit die Anlage effizient arbeitet, müssen Sie nicht nur das optimale Modell auswählen, sondern es auch richtig anschließen. Und wie Sie das machen – erfahren Sie in unserem Artikel. Wir betrachten außerdem die vorhandenen Wechselrichtertypen und die derzeit besten Angebote auf dem Markt.

Einschätzung der Möglichkeiten des Hybrid-Wechselrichters

Die Nutzung erneuerbarer Solarenergie in Kombination mit der zentralen Stromversorgung bietet eine Reihe von Vorteilen. Der normale Betrieb der Solaranlage wird durch das reibungslose Zusammenspiel ihrer Hauptkomponenten gewährleistet: Solarmodule, Laderegler, Batterie sowie eines der Schlüsselelemente – der Wechselrichter.

Der Wechselrichter der Solaranlage ist ein Gerät zur Umwandlung des von den Photovoltaikmodulen kommenden Gleichstroms (DC) in Wechselstrom. Genau mit diesem Strom von 220 V Spannung arbeiten Haushaltsgeräte. Ohne Wechselrichter ist die Energieerzeugung sinnlos.

Funktionsschema des Systems: 1 – Solarmodule, 2 – Laderegler, 3 – Akkumulatorbatterie, 4 – Spannungswandler (Wechselrichter) mit Wechselstromausgang (AC)

Eine Bewertung der Möglichkeiten des Hybridmodells erfolgt am besten im Vergleich mit den Funktionsmerkmalen seiner direkten Konkurrenten – der autonomen und netzgekoppelten 'Konverter'.

Netzgekoppelter Wechselrichtertyp

Das Gerät versorgt die Lasten des öffentlichen Stromnetzes. Der Ausgang des Wechselrichters ist an die Stromverbraucher, das AC-Netz, angeschlossen.

Die Schaltung zeichnet sich durch Einfachheit aus, hat aber einige Einschränkungen:

• Betriebsfähigkeit nur bei verfügbarem Wechselstrom im Netz;
• Die Netzspannung muss relativ stabil sein und dem Arbeitsbereich des Wechselrichters entsprechen.

Diese Variante ist in Privathäusern mit einem geltenden 'grünen Tarif' für die Stromeinspeisung gefragt.

Tagsüber bei minimalem Energieverbrauch fließt der erzeugte Strom zu 'grünen' Tarifen ins Netz, von abends bis morgens wird das Gebäude aus der zentralen Stromversorgung gespeist.

Autonome Variante des Geräts

Das Gerät wird von einer Batterie gespeist, die ihre Ladung über einen MPPT-Regler von den Solarmodulen erhält. Im System werden Batterien verschiedener Typen verwendet, darunter auch hochmoderne Lithium-Akkus.

Bei maximaler 'Füllung' der Speichereinheit wird der überschüssige Strom an den Eingang des Wechselrichters weitergeleitet, dessen Ausgang an die Endverbraucher des AC-Netzes angeschlossen ist.

Bei mangelnder Sonneneinstrahlung wird die Energie aus den Akkumulatoren entnommen und durch den Spannungswechselrichter 'umgewandelt'.

Besonderheiten des Betriebs einer autonomen Anlage:

• Möglichkeit des unabhängigen Betriebs bei fehlendem Netz-Wechselstrom;
• Einige Modelle unterstützen den Betriebsmodus nach dem 'grünen Tarif';
• Wirkungsgrad der Anlagen – 90-93%.

Um eine vollständige Autarkie des Objekts zu gewährleisten, sind eine genaue Berechnung der Leistung der Solarmodule und eine ausreichende Energiekapazität der Batterie erforderlich.

Eine Option zur unabhängigen Nutzung des Wechselrichters ohne Einbindung in ein zentrales Netzanschlusssystem. Der autarke Wandler ist in Gebieten mit völligem Fehlen oder schlechter Qualität der Stromversorgung gefragt.

Hybrid-Wechselrichtertyp

Das Modell unterscheidet sich von den oben beschriebenen Geräten durch eine besondere „Architektur“ der Herstellung. Im Inneren befindet sich ein spezieller Stromkreis, der es ermöglicht, im Wandlerbetrieb parallel mit einer Stromquelle (Netz, Generator) zu funktionieren.

Gleichzeitig erfolgt die Versorgung der Last aus dem öffentlichen Netz und von den Solarmodulen, wobei der Gleichstromversorgung die Prioritätsfunktion zugewiesen ist.

Der Hybrid-Wandler ermöglicht eine maximal effiziente Nutzung der Sonnenenergie, ohne vom Stromnetz des zentralen Kraftwerks oder Generators umzuschalten.

Die Wettbewerbsvorteile liegen in der Multifunktionalität der Hybrid-Wechselrichter:

1. Netz – eine Art großer Akku mit einem Wirkungsgrad von 100%. Alle von den photovoltaischen Platten erzeugten Überschüsse können über den „grünen“ Tarif ins öffentliche Netz eingespeist werden.
2. Unterbrechungsfreie Stromversorgung. Bei Ausfall der Hauptstromversorgung schaltet das System in den autonomen Modus um und schützt alle Verbraucher vor Spannungsspitzen.
3. Erhöhung des Netzleistungslimits bei Spitzenlasten durch Hinzufügen von Energie aus dem Batterie-Wechselrichter-System.

Bei sinkendem Verbrauch schaltet die Solaranlage in den Lademodus um und ist nach einiger Zeit wieder einsatzbereit. Die Funktion der verdoppelten Leistung kann wie folgt bezeichnet werden: Smart Boost, Power Shaving, Grid Support.

Die Leistungssteigerung erfolgt nach folgenden Prinzipien:

• Wenn die genutzte Leistung unter dem maximalen Netzbezug liegt, erfolgt zusätzlich zur Versorgung der Last die Ladung des Speicherakkus;
• Bei fehlender Netzspannung wird die vom Akku gewonnene und vom Wechselrichter umgewandelte elektrische Energie verbraucht.
• Wenn die Last den Grenzwert der Netzleistung überschreitet, wird der Fehlbetrag durch die von der Solarbatterie gespeicherte elektrische Energie ausgeglichen.

Die aufgeführten Betriebsmodi können von Hybridmodellen mit Ladegerät unterstützt werden.

Einige multifunktionale Wechselrichter sind für den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Wechselstromleitungen zur automatischen Netzersatzumschaltung ausgelegt. Hochtechnische Modelle regeln die Akkuladung eigenständig.

Varianten von Stromwechselrichtern

Bei der Wahl des ‚Herzens‘ einer autonomen Stromversorgung sollten die an die Ausrüstung gestellten Aufgaben mit ihren potenziellen Möglichkeiten richtig abgestimmt werden.

Die Hauptmerkmale der Klassifizierung von Hybrid-Wechselrichtern sind: der Algorithmus zur Änderung der Betriebsmodi, die Form der Ausgangsspannung und die Möglichkeit, ein ein- oder dreiphasiges Netz zu bedienen.

Vergleich von USV und Hybridanlage

Einige Unternehmen führen den Verbraucher unbeabsichtigt in die Irre, indem sie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) als Hybrid-Wechselrichter bezeichnen. Beide Geräte erfüllen zwar ähnliche Aufgaben, aber es gibt einen wesentlichen Unterschied.

Eine USV ist ein Wechselrichter mit Ladevorrichtung. Das Modul sorgt in erster Linie für den Energieverbrauch aus der Photovoltaikanlage und schaltet bei deren Mangel auf den Netzbezug um.

Die USV ist nicht in der Lage, die Funktion des "Beimischens" von gespeicherter elektrischer Energie aus den Akkumulatoren mit dem Netz zu erfüllen. Der prioritäre Verbrauch von der DC-Quelle wird durch Trennung vom Netz und Umschalten auf Batteriebetrieb realisiert.

Das Funktionieren des Systems im "ruckartigen" Modus provoziert eine zusätzliche Zyklisierung der Batterie und beschleunigt deren Verschleiß. Bei den meisten preiswerten USV ist die Schwellenspannung ohne Regulierungsmöglichkeit eingestellt.

Bei Modellen von Hybrid-Wechselrichtern für Solarmodule sind solche Sprünge ausgeschlossen – das Gerät passt sich der erforderlichen Leistung an und arbeitet gleichzeitig mit verschiedenen Stromquellen.

Man kann den prioritären Verbrauch selbst wählen. In der Regel liegt der Schwerpunkt auf dem Verbrauch von Energie aus Solarmodulen. Bei einigen Hybridgeräten ist eine Option zur Leistungsbegrenzung des vom öffentlichen Netz bezogenen Stroms vorgesehen.

Vergleich der Funktionen beliebter Modifikationen von hybriden "Konvertern" und USV. In der Modellreihe Victron ist die Möglichkeit vorgesehen, die Wechselrichterleistung durch das Netz zu erhöhen.

Varianten nach der Signalform des Wechselrichters

Stromwandler von Solarmodulen werden nach der Art des Ausgangssignals klassifiziert.

Man unterscheidet:

• reine Sinuswelle;
• modifizierter Sinus (Quasi-Sinuswelle);
• Rechtecksignal.

Die letztere Variante wird in der Praxis kaum verwendet, da der plötzliche Polaritätswechsel Störungen im Betrieb der Geräte verursacht.

Ein Wechselrichter mit einem "rechteckförmigen" Signal kann die Geräte nicht vor Spannungsschwankungen schützen. Zudem verträgt der Großteil der Haushaltsgeräte den "Rechteck"-Strom nicht.

Was ist eine reine Sinuswelle?

Der Wandler gibt ein hochwertiges Signal aus, das die Form des Netzstroms übertrifft. Dies ist die optimale Variante, die den Betrieb von "empfindlichen" Geräten gewährleistet: Heizkesseln, Kompressoren, Elektromotoren, medizinischen Geräten und Geräten auf Basis von Transformator-Stromquellen.

Nachteile von Wechselrichtern mit sinusförmiger Schwingung: hohe Kosten und große Abmessungen. Der Kauf eines Wandlers mit reiner Sinuswelle kostet doppelt so viel wie ein Modell mit Quasi-Sinuswelle bei gleichen Endleistungswerten.

Besonderheiten des Quasi-Sinus

Die Übertragung der Signalenergie in Form einer modifizierten Sinuswelle kann die Effizienz einiger Geräte verringern, Rauschen hervorrufen, Störungen verursachen oder zu Geräteausfällen führen.

Bei der Stromversorgung von Niederfrequenztransformatoren, Asynchron- und Synchronmotoren ist ein Leistungsverlust von 20-30% zu verzeichnen. Dieser "Mangel" wird in Wärmeenergie umgewandelt, was die Geräte übermäßig erhitzt.

Wechselrichter mit pseudosinusförmigem Signal zeichnen sich durch Kompaktheit und einen akzeptablen Preis aus. Ihr Einsatz ist sinnvoll zur Stromversorgung von Geräten ohne induktive Lasten, die für die Aufnahme von Wirkanteilen der elektrischen Leistung ausgelegt sind.

Zu dieser Gruppe gehören: elektrische Heizgeräte, Glühlampen von Beleuchtungssystemen und andere resistive Konstruktionen.

Varianten des modifizierten Sinus: 1 – komplexe Rechteckform mit Pause, 2 – Annäherung an den reinen Sinus durch Erhöhung der Anzahl der Übergänge

Die Form des Ausgangssignals wird im Datenblatt des Wechselrichters oder der USV angegeben. Mögliche Bezeichnungen: «Back» – Garantie für das Fehlen eines reinen Sinus, «Smart» – Wahrscheinlichkeit, einen qualitativ hochwertigen Strom am Ausgang zu erhalten.

Einige Hersteller geben im Begleitdokument den Klirrfaktor (Index der nichtlinearen Verzerrungen) an. Liegt der Parameter unter 8 %, liefert das Gerät einen nahezu idealen Sinus.

Einphasen- und Dreiphasenmodelle

Einphasige Wechselrichter werden vorwiegend in den Stromkreis einer photovoltaischen Anlage für den Hausgebrauch mit einer Standardspannung von 220 V eingebaut.

Der Bereich der Ausgangsspannung bei einphasigem Anschluss schwankt bei verschiedenen Modellen zwischen 210-240 V, die Ausgangsfrequenz beträgt 47-55 Hz, die Leistung 300-5000 W.

Einphasige Wechselrichter werden für die Standard-Akkuspannungswerte von 12, 24 und 48 V hergestellt. Damit der Umrichter nicht an seiner Leistungsgrenze arbeitet, muss die Leistung des 'Konverters' mit der Spannung des Solarmoduls oder der Batterie abgestimmt werden.

Bereich der Abhängigkeit der Akkueigenschaften (Spannung – V) und des Solarwechselrichters (Nennleistung – W): 12 V – bis 600 W, 24 V – bis 1,5 kW, 48 V – über 1,5 kW

Dreiphasen-Wechselrichter werden zur Bereitstellung von Drehstrom eingesetzt, der die Versorgung von Elektromotoren sicherstellt. Der vorrangige Einsatz erfolgt in der Fertigung, in Werkstätten und für gewerbliche Zwecke.

Dreiphasen-Wechselrichter zeichnen sich durch eine hohe Leistung (3-30 kW) und einen breiten Bereich der Ausgangswechselspannung (220 V/400 V) aus.

Auf dem Markt sind auch kombinierte Modelle erhältlich. Dazu gehören einphasige Wechselrichter mit der Möglichkeit, die Ausgänge des Wandlers phasenverschoben zu synchronisieren – dies ermöglicht die Versorgung dreiphasiger Lasten. Alle Arten von Technik zur Stromumwandlung von Solarmodulen haben wir in einem weiteren Artikel behandelt.

Auswahlparameter für den Solarbatterie-Wechselrichter

Die Effizienz des Umrichters und des gesamten Stromversorgungssystems hängt maßgeblich von der richtigen Auswahl der Geräteparameter ab.

Neben den oben beschriebenen Merkmalen sind folgende Parameter zu bewerten:

• Ausgangsleistung;
• Schutzart;
• Betriebstemperatur;
• Abmessungen der Anlage;
• Wirkungsgrad;
• Verfügbarkeit zusätzlicher Funktionen.

Im Folgenden werden alle diese Merkmale genauer betrachtet.

Kriterium #1 – Geräteleistung

Die Nennleistung des Solarwechselrichters wird basierend auf der maximalen Netzlast und der erwarteten Autonomiezeit ausgewählt. Im Startmodus kann der Wechselrichter kurzzeitig eine höhere Leistung abgeben, wenn kapazitive Lasten in Betrieb genommen werden.

Diese Phase tritt typischerweise beim Einschalten von Geschirrspülern, Waschmaschinen oder Kühlschränken auf.

Bei Verwendung von Beleuchtungslampen und einem Fernseher eignet sich ein Wechselrichter mit geringer Leistung von 500-1000 W. In der Regel ist eine Berechnung der Gesamtleistung der verwendeten Geräte erforderlich. Der entsprechende Wert ist direkt am Gehäuse des Geräts oder im Begleitdokument angegeben.

Den erhaltenen Wert sollten Sie um 20-30 % erhöhen – dies ergibt die erforderliche Ausgangsleistung des Wechselrichters. Beispiel: Die Gesamtleistung der Geräte beträgt 500 Wh, die Autonomiezeit 5 h. Berechnung: 500 Wh * 5 h * 1,2 = 3000 Wh

Kriterium #2 – Schutzart

Ein hochwertiger Solarwechselrichter sollte mehrere Schutzstufen aufweisen. Mögliche Optionen: ein System zur Zwangskühlung, Kurzschlusswarnung, Schutz vor Spannungseinbrüchen und -spitzen im Netz.

Nicht unwichtig ist ein dichtes, verstärktes Gehäuse, das das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit verhindert. Der Schutzgrad elektrischer Betriebsmittel wird gemäß der Norm IEC-952 geregelt.

Der Index wird als IP AB angegeben, wobei A der Schutzgrad gegen das Eindringen von Fremdkörpern und B die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit ist.

Für den Einsatz im Freien eignen sich Modelle mit dem Index „IP65” – die Robustheit und Zuverlässigkeit des Wechselrichters erlauben die Verwendung in der Außenatmosphäre.

Kriterium #3 – Betriebstemperatur und Abmessungen

Ein großer Wertebereich ist ein Indikator für eine gute Verarbeitungsqualität des Wechselrichters. Dieser Wert ist besonders wichtig, wenn der Wechselrichter in einem unbeheizten Raum aufgestellt wird.

Das Gewicht ist ein indirekter Indikator für die Qualität des Wechselrichters. Es besteht die Meinung: Je schwerer der Wechselrichter, desto leistungsstärker ist er. Dies ist auf das Vorhandensein eines Transformators in Hochleistungsgeräten zurückzuführen.

Bei „leichten” Modellen kann das Fehlen eines Transformators zu einem Defekt des Wechselrichters führen, wenn ein hoher Einschaltstrom anliegt.

Beobachtungen zufolge entspricht ein Kilogramm Gewicht eines Solarwechselrichters einer Ausgangsleistung von 100 W. Die Abmessungen des Wechselrichters bestimmen die Art der Montage.

Kriterium #4 – Wirkungsgrad

Fachleute empfehlen, Stromwandler mit einem Wirkungsgrad von mindestens 90 % zu erwerben. Nur mit einem solchen Parameter ist der Betrieb der Solaranlage effizient und ihre Installation sinnvoll. Ein Verlust von 10 % Solarenergie ist ein nicht hinnehmbarer „Luxus”.

Zusätzliche Funktionalität. Erweiterte Möglichkeiten beeinflussen die Gerätekosten und werden nicht immer benötigt. Einige Optionen rechtfertigen jedoch die ausgegebenen Mittel.

Zu den nützlichen und notwendigen „Geräten“ gehören:

• automatische Hinzufügung von Inverterleistung zum Netzstrom;
• Einstellung der Ladezeit der Akkubatterie;
• Auswahl der bevorzugten Stromquelle;
• Unterstützung des Betriebs mit verschiedenen Akkutypen (Alkali, Lithium-Eisenphosphat, Gel, AGM, Blei-Säure);
• Möglichkeit des kombinierten Betriebs mit einem Netz-Wechselrichter;
• Einstellung des Spannungswerts – Warnung vor Netzspannungsspitzen;
• Möglichkeit der Modernisierung des Wechselrichters durch Firmware-Updates.

Moderne Wechselrichter können zur Programmierung und Überwachung an einen PC angeschlossen werden.

Zur Überwachung des Geräte- und Netzbetriebs bieten die Hersteller kostenlose Software an. Eine interessante Option ist die Möglichkeit, auf Anfrage des Benutzers eine SMS-Benachrichtigung über den Systemstatus zu senden.

Übersicht beliebter Hybrid-Wechselrichter

Bei den Verbrauchern haben sich Wechselrichter ausländischer Unternehmen gut bewährt: Xtender (Schweiz), Prosolar (China), Victor Energy (Niederlande), SMA (Deutschland) und Xantrex (Kanada). Der einheimische Vertreter ist MAP Sine.

Serie der Multifunktions-Wechselrichter Xtender

Der Hybrid-Wechselrichter Studer von Xtender ist die Verkörperung des Schweizer Qualitätsstandards in der Leistungselektronik. Die Solar-Wechselrichter der Xtender-Serie zeichnen sich durch hervorragende Festigkeitseigenschaften und umfangreiche Funktionalität aus.

Modellvielfalt: XTS – Modelle mit geringer Leistung, XTM – Modelle mittlerer Leistung, XTH – leistungsstarke Wechselrichter.

Leistungsbereiche von Xtender: XTS – 0,9–1,4 kW, XTM – 1,5–4 kW, XTH – 3–8 kW. Ausgangsspannung – 230 W, Frequenz – 50 Hz

Jeder Serie der Hybrid-Wechselrichter von Xtender sind die folgenden Eigenschaften und Optionen eigen:

• reine Sinuswellenausgabe;
• Leistungseinspeisung aus der Batterie ins Netz;
• Bei sinkender Netzspannung reduziert sich der Bezug aus der zentralen Stromversorgung;
• zwei Prioritätsauswahlmodi: Erster – „weich“ mit Netzunterstützung bis zu 10%, zweiter – vollständige Umschaltung auf Batterie;
• vielfältige Installereinstellungen;
• Steuerung des Notstromgenerators;
• Standby-Modus mit breitem Regelbereich;
• Fernüberwachung der Systemparameter.

In allen Varianten gibt es die Funktion Smart Boost – Anschluss an verschiedene Stromversorger (Generator, Netz-Wechselrichter) und Power Shaving – garantierte Abdeckung von Spitzenlasten.

Optimale Wechselrichter Prosolar Hybrid

Das in China hergestellte Modell hat gute Eigenschaften und einen akzeptablen Preis (etwa 1200 Geldeinheiten). Der Wechselrichter optimiert den Betrieb der Solarmodule, indem er ungenutzte Energie in der Batterie speichert.

Technische Daten: Spannungsform – Sinus, Wirkungsgrad – 90 %, Gewicht – 15,5 kg, zulässige Luftfeuchtigkeit – 90 % ohne Kondensation, Temperatur -25 °C bis +60 °C

Besondere Merkmale:

• MPPT-Option (Maximum Power Point Tracking) für das Solarmodul;
• Informations-LCD-Display mit Anzeige der Betriebsparameter des Systems;
• 3-stufiges Batterieladegerät;
• Einstellung des maximalen Ladestroms bis 25 A;
• Kommunikationsmöglichkeiten des Wechselrichters.

Der Wechselrichter wird über die mitgelieferte Software mit dem PC verbunden. Es besteht die Möglichkeit, den Wechselrichter durch ein innovatives Firmware-Update zu aktualisieren.

Phoenix Inverter Sinus-Wechselrichter

Die Phoenix-Wechselrichter erfüllen hohe Anforderungen und eignen sich für den industriellen Einsatz. Die Baureihe Phoenix Inverter ist ohne integriertes Ladegerät erhältlich.

Die Wechselrichter sind mit einem VE.Bus-Datenbus ausgestattet und können in parallelen oder dreiphasigen Konfigurationen betrieben werden.

Leistungsbereich der Modellreihe: 1,2–5 kW, Wirkungsgrad: 95 %, Spannungsform: Sinus.

Die Tabelle zeigt die Eigenschaften der Hybridvariante des Wechselrichters 48/5000 von Victron Energy. Der ungefähre Preis des Phoenix Inverters mit 5 kW Leistung beträgt 2500 €.

Wettbewerbsvorteile:

• Die «SinusMax»-Technologie unterstützt das Starten von «schweren Lasten»;
• Zwei Energiesparmodi: Lastsuchoption und Reduzierung des Leerlaufstroms;
• Vorhandensein eines Alarmrelais – Meldung bei Überhitzung, niedriger Batteriespannung usw.;
• Einstellung programmierbarer Parameter über den PC.

Um eine hohe Leistung zu erreichen, können bis zu sechs Wechselrichter parallel an einer Phase betrieben werden. Beispielsweise kann eine Kombination aus sechs Geräten mit Nennleistung 48/5000 eine Ausgangsleistung von 48 kW/30 kVA liefern.

Inländische Geräte MAP Gibrid und Dominator

Die Firma MAP «Energija» hat zwei Modifikationen des Hybridwechselrichters entwickelt: Gibrid und Dominator.

Der Leistungsbereich der Geräte beträgt 1,3–20 kW, die Umschaltzeit zwischen den Betriebsarten beträgt bis zu 4 ms, und es ist die Möglichkeit der Stromeinspeisung ins öffentliche Netz vorgesehen.

Vergleichstabelle der Funktionen der Wechselrichter. Beide Varianten können im ECO-Modus betrieben werden, jedes Modell kommuniziert mit einem Webserver für Fernüberwachung und -anpassung.

Allgemeine Eigenschaften der Spannungswandler Gibrid und Dominator:

• Ringkerntransformator;
• Keine Stabilisierung der Eingangsspannung;
• Modus zur Stromeinspeisung;
• Ausgang – reiner Sinus;
• Einspeisung von überschüssiger Energie ins Netz;
• Begrenzung des Eingangsstroms (AC-Seite);
• Schutzart IP21;
• Leistungsaufnahme im «Schlafmodus» – 2–5 W.

Der Wirkungsgrad der Wandler erreicht 93-96%. Die Geräte haben die Tests für den Einsatz bei extrem niedrigen Temperaturen bestanden (Grenzwert -25 °C, kurzzeitiges Absinken auf -50 °C ist zulässig).

Mögliche Anschlusspläne

Beim Aufbau einer Photovoltaikanlage in Kombination mit dem öffentlichen Netz gibt es verschiedene Möglichkeiten, den Wechselrichter anzuschließen.

Variante #1 – Schaltung mit DC-Laderegler

Die beliebteste Variante, bei der die Batterieladung über einen MPPT-Solarregler (Maximum Power Point Tracking) erfolgt.

In diesem Schema wird ein Wandler verwendet, der die Übertragung von Strom ins Netz oder zu einer Last unterstützt, wenn die Batteriespannung einen vom Benutzer festgelegten Parameter überschreitet.

Besonderheiten der Lösung:

• effiziente Nutzung erneuerbarer Energie bei vorhandenem/ausgeschaltetem Netz;
• Möglichkeit, den Betrieb über die Solaranlage nach Entladung der Batterie zu aktivieren.

Ein weiterer Nachteil ist der etwas erhöhte Energieumwandlungsverlust auf der Strecke „Laderegler – Batterie – Wechselrichter“.

Variante #2 – Schaltung mit Hybrid- und Netz-Wechselrichter

Netz-Wechselrichter am Ausgang des Batterie-Wechselrichters. Gemäß Schema sind zwei Wandler an unterschiedliche Solarmodule angeschlossen.

Der Hybrid-Wechselrichter ist an ein optionales Photovoltaik-Panel zum Nachladen der Batterie angeschlossen, der Netz-Wechselrichter an das Hauptsolarmodul.

Unter normalen Bedingungen (Vorhandensein von Netzstrom) versorgt der Netz-Wechselrichter die abgesicherte Last, der Umwandlungswirkungsgrad beträgt etwa 95%. Überschüssige Energie fließt in die Batterie, und wenn diese voll ist, ins öffentliche Netz.

Systemeigenschaften:

• unterbrechungsfreier Betrieb unabhängig vom Vorhandensein der zentralen Netzspannung;
• hoher Wirkungsgrad und minimierte Verluste auf der DC-Seite durch ausreichendes Spannungsniveau der Solarbatterie;
• Die Batterien arbeiten fast immer im Puffermodus, was ihre Lebensdauer verlängert;
• Verwendung von Hybrid-Wechselrichtern, die für die Batterieladung vom Ausgang ausgelegt sind;
• Notwendigkeit der Anpassung des Betriebs des Netz-Wechselrichters.

Die Gesamtleistung des Netz-Wechselrichters darf die Leistung des Hybrid-„Wandlers“ nicht überschreiten – dies ermöglicht die Nutzung der Solarenergie bei entladener Batterie oder Netzausfall.

Unabhängig vom gewählten Schema sind beim Anschluss des Wechselrichters einige Besonderheiten zu beachten:

1. Die DC-Kabelverbindungen sollten nicht lang sein. Der Wechselrichter sollte möglichst in der Nähe (bis zu 3 m) der Solarmodule installiert werden, danach kann die AC-Strecke verlängert werden.
2. Der Wandler darf nicht an Konstruktionen aus brennbaren Materialien montiert werden.
3. Der Wand-Wechselrichter wird in Augenhöhe angebracht, um das Ablesen der Informationen auf dem Display zu erleichtern.

Für den Anschluss von Modellen mit einer Leistung von mehr als 500 W gelten besondere Anforderungen. Die Verbindung muss fest sein und einen zuverlässigen Kontakt zwischen den Geräteklemmen und den Leitungen gewährleisten.

Auf unserer Website finden Sie auch weitere Artikel zur Solarenergie und zum Anschluss einzelner Komponenten und Module beim Aufbau einer autarken Anlage.

Wir empfehlen Ihnen die folgenden Materialien zur Lektüre:

• Anschlussschema für Solarmodule: an den Regler, an die Batterie und die versorgten Systeme
• Solar-Ladegerät: Aufbau und Funktionsweise des Ladens mit Sonnenenergie
• Wie man eine Solarbatterie selbst baut: Methoden zur Montage und Installation eines Solarmoduls

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Das Konzept des 'Hybrid-Wechselrichters', sein Aufbau, seine Funktionen und Ausführungsvarianten:

Überblick über die Funktionen, Betriebsmodi und die Effizienz des multifunktionalen Umrichters InfiniSolar mit 3 kW:

Die Planung einer solaren Stromversorgungsanlage ist eine komplexe und verantwortungsvolle Aufgabe. Die Berechnung der erforderlichen Parameter, die Auswahl der Komponenten der Solaranlage, der Anschluss und die Inbetriebnahme sollten besser Fachleuten überlassen werden.

Fehler können zu Systemausfällen und ineffizienter Nutzung teurer Geräte führen.

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