Wechselrichter: mehr Leistung, weniger Raum
Wechselrichter sind das Herz jeder photovoltaischen Anlage, ohne sie kommt der erzeugte Gleichstrom nicht ins Wechselstromnetz. Viel drehte sich daher letzte Woche in München auf der weltgrößten Solarmesse Intersolar um diese Geräte. Neben deren Knappheit waren die Miniaturisierung, die Leistungssteigerung und die zunehmende Integration die Topthemen.
Wechselrichter werden immer effizienter, flexibler und kompakter: Wirkungsgrade über 98 % sind heute keine Seltenheit mehr, im Labor konnte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg 99 % übertreffen. Viele Hersteller betonen, dass sie schon heute die Bedingungen der Mittelspannungsrichtlinie des BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) erfüllen. Diese verlangt unter anderem, dass solare Stromerzeuger bei Bedarf das Netz durch Blind- und Scheinleistung stützen.
Ein Beispiel für den Trend ist der 800-kW-Zentralwechselrichter Sunny Central 800CP mit 98,6 % Wirkungsgrad, den Marktführer SMA in München vorstellte. Das Gerät wiegt gerade einmal 1 t. Es besitzt eine lernfähige Schutzfunktion, die bis zu 1600 Strings – das ist die Reihenverschaltung der Solarmodule innerhalb des Stromgenerators – auf Ausfälle prüfen kann, und integriert eine Reihe weiterer Peripheriesysteme wie den Überspannschutz. Das Gerät erhielt auf der Messe Intersolar aufgrund seiner Kompaktheit und der damit einhergehenden Kosteneffizienz einen der Innovationspreise.
Fronius aus dem österreichischen Wels setzt bei seinem neuen Zentralsystem auf Modularität. Fronius CL kann bis zu 15 identische Leistungsteile je nach Sonneneinstrahlung zu bestimmten Stunden zu- oder abschalten. Dabei springen die einzelnen Leistungsteile bei Defekten füreinander ein, so dass laut Hersteller kaum Verluste entstehen.
Refu Elektronik aus Metzingen setzt auf Technologien aus der Windkraftbranche. Refusol 333K kann Strings mit maximal 1400 V anschließen und erzeugt trafolos eine Ausgangsspannung von 690 V AC. Mehrere dieser Systeme lassen sich parallel schalten. Am Ende werden deren Spannungen durch einen zentralen Trafo außerhalb der Wechselrichter auf die Ebene des Mittelspannungsnetzes gehoben – eine Struktur, wie sie in Windparks üblich ist.
Der Schweizer Hersteller Sputnik bietet neue Dreiphasensysteme an. Die Solar-Max-MT-Serie verwendet Folien- statt der austrocknungsgefährdeten Elektrolytkondensatoren und eine neuartige Mehr-Ebenen-Verschaltung. Die Gesamtspannungen werden dabei so aufgeteilt, dass Halbleiter mit niedrigerer Spannung die Weiterverarbeitung übernehmen. Das reduziert Verluste.
Solutronic, ein kleinerer Hersteller aus dem schwäbischen Köngen, punktete auf der Messe mit pfiffigen Details. Er stattet seine Solplus-Inverter serienmäßig mit mehreren Kommunikationsschnittstellen aus. Außerdem gibt es eine De-Icing-Box, die bei Schnee Strom in die Module zurückspeist, so dass sie sich erwärmen und der Schnee schmilzt.
Ein weiterer Trend auf der Intersolar war die Wiederkehr des Modulwechselrichters. Enecsys, eine Ausgründung der englischen Universität Cambridge, verlegt die gesamte DC-/AC-Wandlung direkt ans Solarmodul. Das sei nur möglich, weil Fortschritte in der Elektronik die Geräte erheblich robuster machten, sagte Sulaiman Ahmad, Vice-President Business Development von Enecsys.
Wegen intelligenten Energiemanagements brauchen Enecsys‘ Micro-Inverter nur eine Kondensatorkapazität von 30 µF. Die Boxen sind für -40 °C bis +85 °C spezifiziert und kommunizieren über ZigBee an ein Kontrollgateway, über das sich die Gesamtanlage zentral überwachen lässt. Der Hersteller verspricht seinen Kunden 20 Jahre Garantie für beschädigte Inverter – inklusive Übernahme der Reparaturkosten am Dach. Als Markt werden Anlagen bis 50 kW angepeilt. Derzeit verhandelt man mit Partnern auf der Modulseite, die das Management innerhalb weniger Monate verkünden will.
Der israelische Anbieter Solar Edge verlegt nur Teilfunktionen direkt ans Modul. Hier sorgt die Power Box für das Arbeiten der einzelnen Module am Leistungsmaximum, das sogenannte MPP-Tracking (Maximum Power Point). Die Spannungstransformation erfolgt strangweise in einer nachgeschalteten, einfachen Inverterbox. Dieser Inverter muss jedoch von Solar Edge stammen.
Solar Edge arbeitet derzeit mit BP Solar, Schott und Isophotón. Bei Solar Magic, einem Projekt von National Semiconductor, kann dagegen das MPP-Tracking-Modul mit jedem Inverter und jedem Modul kombiniert werden. Das bedeutet für den Anwender erheblich mehr Flexibilität. GESolar bietet diese Lösung bereits an. Sollten sich derartige Technologien verbreiten, dürften sie den Wechselrichtermarkt mittelfristig gehörig durcheinanderwerfen.
ARIANE RÜDIGER
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