Der Wechselrichter: das Herzstück Ihrer Photovoltaikanlage

Was der Wechselrichter überhaupt tut

Solarmodule erzeugen Gleichstrom (DC). Steckdosen, Haushaltsgeräte und das öffentliche Stromnetz führen dagegen Wechselstrom (AC). Der Wechselrichter formt den Gleichstrom der Module in Wechselstrom um und passt ihn dabei exakt an Spannung und Frequenz des Netzes an. Erst dadurch wird aus der Erzeugung auf dem Dach nutzbarer Strom im Haus.

Neben dieser Grundaufgabe übernimmt der Wechselrichter weitere Funktionen: Er sucht ständig den optimalen Arbeitspunkt der Module, überwacht die Anlage, meldet Störungen und schaltet sich bei einem Netzausfall aus Sicherheitsgründen ab. Bei einem Hybridgerät steuert er zusätzlich das Laden und Entladen des Batteriespeichers und entscheidet, ob überschüssiger Strom in die Batterie oder ins Netz fließt.

• Umwandlung von Gleichstrom (Module) in Wechselstrom (Hausnetz und öffentliches Netz)
• Anpassung an Netzspannung und Netzfrequenz
• Überwachung, Störungsmeldung und Sicherheitsabschaltung
• Bei Hybridgeräten: Steuerung von Batterie und Energiefluss

Einphasig oder dreiphasig?

Das öffentliche Netz ist in Wohnhäusern in der Regel dreiphasig ausgeführt. Ein einphasiger Wechselrichter speist seinen Strom nur auf eine dieser drei Phasen ein, ein dreiphasiger Wechselrichter verteilt ihn gleichmäßig auf alle drei. Für kleinere Anlagen kann eine einphasige Anbindung ausreichen; mit steigender Leistung wird die dreiphasige Einspeisung zur Regel, weil sie das Netz gleichmäßiger belastet.

Für die Auswahl sind vor allem die Anlagengröße, die Anschlussbedingungen des Netzbetreibers und Ihre Verbrauchssituation ausschlaggebend. Ein dreiphasiger Wechselrichter passt gut zu größeren Dächern und zu Haushalten mit dreiphasigen Verbrauchern wie Wärmepumpe oder Wallbox. Ein einphasiges Gerät kann bei kleineren Anlagen die einfachere und kompaktere Lösung sein.

In unserem Portfolio spiegelt sich das direkt wider: Der EcoFlow PowerOcean Hybrid ist einphasig ausgeführt und in den Leistungsstufen 6, 8, 10 und 12 kW verfügbar, der PowerOcean Plus arbeitet dreiphasig mit 15, 20, 25 und 29,9 kW. Bei Solplanet steht mit der ASW H-T3 Serie ebenfalls eine dreiphasige Baureihe zur Verfügung, die höheren Leistungen deckt die ASW TH Serie ab.

Hybrid, reiner PV-Wechselrichter oder AC-Nachrüstung

Bei der Bauart gibt es drei Wege. Ein reiner PV-Wechselrichter verarbeitet ausschließlich den Strom der Module – er kennt keine Batterie. Ein Hybrid-Wechselrichter vereint PV und Batterie in einem Gerät: Er wandelt den Solarstrom um und verwaltet zugleich den Speicher, ohne dass ein zweites Gerät nötig ist. Das spart einen Umwandlungsschritt und vereinfacht Steuerung und Service.

Der dritte Weg ist die AC-gekoppelte Nachrüstung. Dabei bleibt ein vorhandener PV-Wechselrichter unangetastet, und ein separater Speicher mit eigenem Batteriewechselrichter wird zusätzlich ins Hausnetz eingebunden. Das eignet sich vor allem, wenn eine bestehende Anlage um einen Speicher ergänzt werden soll, ist aber mit einem zusätzlichen Umwandlungsschritt verbunden.

Planen Sie einen Speicher von Anfang an mit, ist ein Hybrid-Wechselrichter meist die effizientere Lösung, weil PV und Batterie in einem System zusammenarbeiten. Ob Sie heute schon einen Speicher wollen oder erst später, sollten Sie deshalb vor der Auswahl des Wechselrichters klären – ein Hybridgerät lässt eine spätere Ergänzung offen.

• Reiner PV-Wechselrichter: nur Module, keine Batterie-Verwaltung
• Hybrid-Wechselrichter: PV und Speicher in einem Gerät, ein Umwandlungsschritt weniger
• AC-gekoppelte Nachrüstung: separater Batteriewechselrichter für bestehende Anlagen

Dimensionierung: Wechselrichter und Modulleistung

Die Leistung der Module wird als Spitzenleistung in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben – ein Wert, den die Module nur unter idealen Bedingungen erreichen. Im Alltag liegt die tatsächliche Erzeugung fast immer darunter, weil Sonnenstand, Temperatur, Ausrichtung und Wetter mitspielen. Deshalb wird die Nennleistung des Wechselrichters üblicherweise etwas unterhalb der installierten Modul-Spitzenleistung gewählt.

Der Grund: Ein Wechselrichter, der exakt auf die Spitzenleistung ausgelegt ist, wäre die meiste Zeit unterfordert und würde in einem ungünstigen Teillastbereich arbeiten. Eine leicht knappere Auslegung sorgt dafür, dass das Gerät häufiger in seinem effizienten Arbeitsbereich läuft. Die wenigen Spitzenstunden, in denen die Module mehr liefern würden, fallen über das Jahr kaum ins Gewicht.

Wie deutlich der Wechselrichter unterhalb der Modulleistung liegen sollte, hängt von Dachausrichtung, Standort und Verbrauchsprofil ab – eine pauschale Prozentangabe führt hier in die Irre. Deshalb legen wir das Verhältnis für jede Anlage individuell fest. Die verfügbaren Leistungsstufen unserer Geräte decken dabei einen breiten Bereich von kleineren bis zu großen Anlagen ab.

MPP-Tracker und Strings mit unterschiedlicher Ausrichtung

Module liefern je nach Sonneneinstrahlung ständig wechselnde Spannung und Stromstärke. Der sogenannte MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) im Wechselrichter sucht laufend den Betriebspunkt, an dem die angeschlossenen Module die höchste Leistung abgeben. Er sorgt also dafür, dass aus dem Dach jederzeit möglichst viel herausgeholt wird.

Wichtig wird das, sobald ein Dach mehrere Flächen mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Neigung hat – etwa Ost und West. Solche Teilflächen erreichen ihr Leistungsmaximum zu unterschiedlichen Zeiten und bei unterschiedlichen Werten. Verfügt ein Wechselrichter über mehrere unabhängige MPP-Tracker, kann jede Teilfläche als eigener String optimal betrieben werden, ohne die andere auszubremsen.

Wie viele Strings und MPP-Tracker ein Gerät bietet und welche Spannungsbereiche zulässig sind, nennt das jeweilige Datenblatt. Bei der Planung stimmen wir die Aufteilung der Module in Strings genau auf Ihre Dachflächen und den gewählten Wechselrichter ab – gerade bei verwinkelten oder verschatteten Dächern ist das entscheidend.

Notstrom, Monitoring und Energiemanagement

Bei einem Netzausfall schaltet sich ein Wechselrichter aus Sicherheitsgründen zunächst ab. Ihr Haus wird nur dann weiter versorgt, wenn das Gerät eine Ersatz- oder Notstromfunktion besitzt und entsprechend installiert ist – meist im Zusammenspiel mit einem Batteriespeicher. Ob und in welchem Umfang eine solche Funktion vorgesehen ist, hängt vom jeweiligen System ab und sollte vor der Installation festgelegt werden.

Nahezu jeder moderne Wechselrichter bringt zudem ein Monitoring mit: Über eine App oder ein Webportal sehen Sie Erzeugung, Verbrauch und – bei Hybridsystemen – den Ladezustand der Batterie. Das Energiemanagement entscheidet im Hintergrund, wohin der Strom fließt: erst in den Eigenverbrauch, dann in den Speicher, zuletzt ins Netz. Beides läuft automatisch, gibt Ihnen aber jederzeit Einblick in Ihre Anlage.

• Ersatz-/Notstrom nur mit passender Funktion und Verkabelung – vorher klären
• Monitoring per App oder Webportal für Erzeugung, Verbrauch und Speicher
• Automatisches Energiemanagement priorisiert Eigenverbrauch vor Einspeisung

Aufstellort, Geräusch, Wärme und Lebensdauer

Ein Wechselrichter erzeugt im Betrieb Wärme und braucht deshalb einen gut belüfteten Aufstellort. Übliche Plätze sind der Hauswirtschaftsraum, der Keller oder die Garage. Manche Geräte sind für die Außenmontage geeignet – ob und in welchem Temperaturbereich, gibt das jeweilige Datenblatt an. Direkte Sonneneinstrahlung und Staub sollten Sie in jedem Fall vermeiden.

Je nach Bauart und Belastung können Wechselrichter im Betrieb leise Geräusche abgeben, etwa durch Lüfter oder elektronische Bauteile. In Wohnräumen oder angrenzend an Schlafzimmer ist der Aufstellort deshalb mit Bedacht zu wählen. Wir berücksichtigen das bei der Planung, damit Sie das Gerät im Alltag nicht als störend empfinden.

Der Wechselrichter ist das elektronisch anspruchsvollste Bauteil der Anlage und über seine Lebensdauer die Komponente, die am ehesten einmal getauscht wird. Hersteller sichern das Gerät über Garantiebedingungen ab, deren genaue Laufzeit und Bedingungen den jeweiligen Garantiedokumenten zu entnehmen sind. Ein guter Aufstellort mit ausreichender Kühlung wirkt sich günstig auf die Lebensdauer aus.