Der Wechselrichter ist neben dem Solarmodul das Herzstück des Balkonkraftwerks. Es gibt viele verschiedene Modelle, die alle denselben Zweck erfüllen: Die hocheffiziente Umwandlung des im Solarmodul erzeugten Gleichstroms in haushaltsverträglichen Wechselstrom.
Die Auswahl des Wechselrichters ist ebenso entscheidend wie die der Module.
Ein Mikrowechselrichter ist wesentlich kleiner und schlichter als ein String-Wechselrichter, hat aber meist mehr Anschlüsse. Letzteres liegt unter anderem daran, dass er mit weiteren Mikrowechselrichtern über ein Verbindungskabel gekoppelt werden kann. Außerdem gibt es für jedes Modul ein eigenes Anschlusspaar.
Dies lässt auch einen Rückschluss auf das Innenleben zu, denn hinter jedem Anschluss für ein Solarmodul verbirgt sich jeweils ein eigener sogenannter “Maximum Power Point”- oder kurz “MPP”-Tracker/Regler.
Dieser Artikel ist entnommen aus: Balkonkraftwerk für Alle – Der Leitfaden für die
Energiewende zum Selbermachen.
Da ein Mikrowechselrichter, sofern er für mehrere Module ausgelegt ist, für jedes Modul einen eigenen MPP-Regler hat, können etwa bei einem Balkonkraftwerk mit zwei Modulen diese in verschiedene Himmelsrichtungen ausgerichtet werden, etwa eines nach Südosten und eines nach Südwesten.
Das hat den Vorteil, dass diese sich im Laufe des Tages mit ihrer jeweiligen Spitzenleistung ablösen und so den Grundverbrauch im Haushalt über einen längeren Zeitraum abdecken können.
Zudem erzeugen sie so zur Mittagszeit weniger starke Überschüsse. Dies kann zwar einen etwas geringeren Gesamtertrag bedeuten, führt allerdings zugleich in den meisten Fällen zu einer erhöhten Eigenverbrauchsquote und damit zu höherer Ersparnis.
MPP-Tracker
Der MPP-Regler sorgt dafür, dass, abhängig von Außentemperatur, Art der Solarzelle und Einstrahlungsintensität, immer das Maximum an Leistung aus den Modulen gezogen werden kann. Das funktioniert über eine adaptive Anpassung der Sollwerte für die Spannung durch einen Mikrocontroller.
Sorgt etwa die Mittagssonne für besonders hohe Stromstärke, setzt dieser die Spannung so lange einen Schritt höher, wie dies zu einer Erhöhung der Leistung führt.
Nimmt die Leistung bei einem Spannungsschritt wieder ab, kehrt er auf den vorherigen Spannungswert zurück, den “Maximum Power Point”.
Zieht ein Schatten über das Modul oder geht die Sonne unter, sinkt die Stromstärke und der Wechselrichter regelt die Spannung wieder herunter, um im MPP zu bleiben.
Sicherheit
Neben dem Finden des Maximum Power Points und der Umwandlung des Sonnenstroms in eine möglichst saubere Wechselstrom-Sinuskurve zur Einspeisung muss der Wechselrichter aber auch noch einige weitere wichtige Funktionen erfüllen. Hierzu gehören etwa die Inselnetzerkennung und die automatische Abschaltung bei einer Trennung vom Netz.
Als Inselnetze werden Bereiche des Stromnetzes bezeichnet, die auch bei Netzausfall weiter arbeiten. Solange bei einem Stromausfall oder einer gezielten Abschaltung des Netzes oder Hausstroms – etwa zu Wartungsarbeiten – alle Spannungsquellen von Netz getrennt werden, Solarmodule etwa automatisch auf einen Notstrom-Speicher umgeschaltet werden, ist gegen ihren Weiterbetrieb nichts zu sagen.
Der Wechselrichter allerdings darf dann nicht mehr arbeiten, denn dies könnte zu Schäden oder Verletzungen führen – etwa beim Techniker, der besagte Wartungsarbeiten durchführt.
Daher muss der Wechselrichter bei Spannungswegfall sofort ausschalten. Wenn nun aber mehrere Wechselrichter am selben Netzabschnitt in Betrieb sind, könnten diese sich gegenseitig vorgaukeln, es wäre noch Netz da und auf diese Weise ein gefährliches Inselnetz bilden.
Daher muss der Wechselrichter solche Netze erkennen und dennoch abschalten. Beide Funktionen sind im sogenannten “Netz- und Anlagen-” oder kurz “NA”-Schutz des Wechselrichters zusammengefasst.
Für die Eignung zum Betrieb am deutschen Stromnetz müssen alle Wechselrichter ein Zertifikat über das Vorhandensein dieses NA-Schutzes vorweisen. Auf das Vorliegen dieses Zertifikats ist daher beim Kauf unbedingt zu achten!
Mitunter werden hier auch sogenannte Herstellererklärungen ausgestellt. Diese genügen jedoch nach aktuellem Stand nicht. Stattdessen sind reguläre Zertifikate von akkreditierten Prüfinstituten erforderlich.