Glanz und Schatten von Mikro-Wechselrichtern

Wissen Sie, welche Rolle Mikro-Wechselrichter in Solaranlagen spielen und welche Vor- und Nachteile sie haben?

Wie unterscheiden sie sich von netzgekoppelten Wechselrichtern/Wechselrichtern?

Was sind die Hauptunterschiede zwischen String-Wechselrichtern und Mikro-Wechselrichtern?

String-Wechselrichter und Mikro-Wechselrichter sind die beiden Haupttypen von Wechselrichtern, die in Solarenergiesystemen eingesetzt werden, um den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, der in Haushalten und Unternehmen genutzt werden kann.

Ein Mikro-Photovoltaik-Wechselrichter funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip wie ein herkömmlicher netzgekoppelter Wechselrichter. Sein Hauptzweck ist die Umwandlung des von den Photovoltaikmodulen erzeugten Gleichstroms (DC) in Wechselstrom (AC). Nur mit Wechselstrom können elektrische Geräte im Haus betrieben werden.

Mikro-Wechselrichter sind effizienter für Installationen mit variablen Sonnenlichtverhältnissen und eignen sich besser für Dächer mit komplexer Beschattung oder mehreren Ausrichtungen. Kettenwechselrichter sind kostengünstiger und für einfache Installationen mit konstanter Sonneneinstrahlung geeignet.

Mikro-Wechselrichter eignen sich auch gut für kleine Photovoltaikanlagen, bei denen die Anzahl der Solarmodule gering ist.
Im Gegensatz dazu sind herkömmliche String-Wechselrichter für größere Anlagen optimiert und nicht so flexibel oder skalierbar wie Mikro-Wechselrichter.

Sicherheitsmerkmale machen Mikrowechselrichter zu einer sichereren Wahl für Solarenergiesysteme, sowohl für den Installateur als auch für den Endverbraucher. Sie tragen auch dazu bei, das Risiko von Bränden und elektrischen Gefahren zu verringern, was sie zu einer zuverlässigeren und sichereren Option für Solarenergieanwendungen macht.

Vor- und Nachteile bei der Verwendung von Mikrowechselrichtern in Solaranlagen:

1. Standort und Installation.

Kettenwechselrichter werden innerhalb oder außerhalb des Gebäudes installiert, während Mikrowechselrichter direkt unter jedem Solarmodul angebracht werden. Es gibt auch Lösungen, an die 2, 4 oder sogar 6 Photovoltaikmodule angeschlossen werden können.

Zu den Herausforderungen bei der Wartung von Mikro-Wechselrichtern gehören Probleme im Zusammenhang mit widrigen Wetterbedingungen wie Stürmen und hohen Temperaturen sowie die Notwendigkeit einer regelmäßigen Überwachung und Wartung des Systems. So können Gewitter die Wartung vor Ort aufgrund des rutschigen Bodens und der eingeschränkten Sicht erschweren, während hohe Temperaturen dazu führen können, dass Mikro-Wechselrichter heruntergestuft oder abgeschaltet werden, was zu einem Verlust der Stromerzeugung führt.
Darüber hinaus können unter Wasser liegende PV-Module zu Isolationsproblemen führen und es besteht die Gefahr eines Stromschlags, was eine genaue Überwachung und Wartung erfordert.
Um diese Herausforderungen zu meistern, sind sie mit Funktionen wie Überwachungssystemen auf Modulebene, Ferndiagnose- und -analysefunktionen sowie fortschrittlichen Schutzniveaus ausgestattet, um Haltbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten

2. Konvertierung auf Panel-Ebene.

Die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom findet auf der Ebene der Module statt, während Daisy-Chain-Wechselrichter Gleichstrom von mehreren in Reihe geschalteten Modulen umwandeln.

3. Maximierung der Produktion von Stromrg Stromerzeugung.

Mikro-Wechselrichter können die Energieproduktion maximieren, indem sie sicherstellen, dass jedes Modul mit optimaler Effizienz arbeitet, was zu einer höheren Gesamtleistung des Systems führt.
Einige spezifische Möglichkeiten zur Steigerung der Energieproduktion sind:

• Schattentoleranz: Sie können auch dann noch Energie produzieren, wenn ein Teil der Panels verschattet ist, da sie die Leistung jedes Panels unabhängig voneinander optimieren
• Ungleichmäßigkeit der Paneele: Sie können Unterschiede in der Leistung der Paneele ausgleichen und so sicherstellen, dass jedes Paneel zur Gesamtenergieproduktion des Systems beiträgt.
• Verschmutzung: Sie sind in der Lage, die Auswirkungen von Verschmutzung auf die Leistung der Module zu minimieren, da sie die Leistung jedes einzelnen Moduls optimieren.

Diese Eigenschaften machen sie zu einer effizienteren und zuverlässigeren Wahl für Solarenergiesysteme, die es Hausbesitzern oder Unternehmen ermöglichen, die Energieproduktion zu maximieren und ihre Abhängigkeit von traditionellen Energiequellen zu verringern.
Der Nachteil von Daisy-Chain-Wechselrichtern besteht darin, dass das Modul mit der geringsten Leistung in der Daisy-Chain in seiner Stromproduktion eingeschränkt ist.

4. Überwachung.

Mikro-Wechselrichter bieten eine Überwachung auf Modulebene, während String-Wechselrichter eine Überwachung auf Systemebene bieten.

Die von Mikrowechselrichtern angebotene Überwachung auf Modulebene ermöglicht die Überwachung der Leistung jedes einzelnen Solarmoduls. Diese Funktion ermöglicht eine genaue Erkennung von Fehlern und anderen Leistungsproblemen, was eine Fehlersuche aus der Ferne ermöglicht und zeitaufwändige manuelle Tests der einzelnen Solarmodule überflüssig macht.

Ein potenzieller Single Point of Failure in einem Solarenergiesystem bezieht sich auf das Risiko, dass der Ausfall einer einzelnen Komponente, z. B. eines Zentral- oder Stringwechselrichters, zu einem erheblichen Abfall der Gesamtleistung des Systems führen kann. Dieses Problem ist in der Solarbranche ein Problem, insbesondere bei großen Solaranlagen. Der Einsatz von Mikro-Wechselrichtern und Multimodul-Mikro-Wechselrichtern (MMMIs) kann dieses Risiko jedoch verringern, indem ein einzelner Fehlerpunkt eliminiert wird. Im Gegensatz zu Zentralwechselrichtern oder Daisy-Chain-Wechselrichtern werden Mikrowechselrichter direkt an den Ausgang der einzelnen Solarmodule angeschlossen und arbeiten unabhängig. Folglich hat der Ausfall eines einzelnen Mikro-Wechselrichters nur eine vernachlässigbare Auswirkung auf die gesamte Energieproduktion und es besteht keine Notwendigkeit für eine dringende Reparatur oder den Austausch des fehlerhaften Geräts. Dieser Ansatz, der als “Betriebsausfallsicherheit” bezeichnet wird, trägt zur Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit von Solarenergiesystemen bei. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz einer hochgranularen Leistungsüberwachung fundierte Wartungs- und Reparaturentscheidungen, was die Zuverlässigkeit des Systems weiter erhöht. Insgesamt trägt der Einsatz von Mikro-Wechselrichtern dazu bei, einen potenziellen Single-Point-of-Failure zu vermeiden, eine kontinuierliche Energieproduktion zu gewährleisten, die Solarinvestition zu schützen und eine schnellere Investitionsrendite zu erzielen.

5. Systemerweiterung oder Neukonfiguration.

Mit Mikrowechselrichtern lässt sich ein Solarsystem leicht erweitern, indem zusätzliche Module in beliebiger Konfiguration an eine bestehende Anlage angeschlossen werden, während Daisy-Chain-Wechselrichter durch ihre maximale Leistung begrenzt sein können oder zusätzliche Änderungen erfordern, wenn die Anzahl der Module erhöht wird.

Ihr Hauptvorteil ist die größere Flexibilität bei der Planung. Sie bieten die Möglichkeit, Solarmodule in verschiedenen Ausrichtungen oder schattigen Bereichen zu installieren und so die Effizienz des Gesamtsystems zu maximieren.
Diese Flexibilität ermöglicht ein individuelleres Systemlayout und erleichtert die Erweiterung oder Änderung von Solaranlagen und bietet Skalierbarkeit für den zukünftigen Energiebedarf.
Die Skalierbarkeit ist ihr großer Vorteil gegenüber String-Wechselrichtern, da sie sehr flexibel konfiguriert werden können und sich bei Bedarf leicht hinzufügen oder entfernen lassen, was die Erweiterung oder Änderung einer bestehenden Solaranlage erleichtert.
Diese Eigenschaft bietet Flexibilität für den zukünftigen Energiebedarf und ermöglicht es den Besitzern von PV-Solaranlagen, ihre eigene erneuerbare Energie auch mit nur einigen wenigen Modulen zu produzieren und schafft die Möglichkeit, bei Bedarf ohne größere Änderungen und mit minimalen Kosten zu erweitern.

6. Kosten.

String-Wechselrichter sind im Allgemeinen preiswerter als Mikro-Wechselrichter.

Die höheren Anschaffungskosten sind ein wesentlicher Nachteil von Mikro-Wechselrichtern im Vergleich zu herkömmlichen String-Wechselrichtern.
Höhere Anschaffungskosten pro Wattstunde bedeuten jedoch nicht zwangsläufig, dass Mikro-Wechselrichter letztendlich teurer sind, da mehrere andere Faktoren berücksichtigt werden müssen, wie z.B. eine einfachere und weniger zeitaufwändige Installation, eine bessere Haltbarkeit und eine längere Lebensdauer.
Daher können die höheren Anfangskosten von Mikro-Wechselrichtern durch ihre langfristigen Vorteile und Kosteneinsparungen ausgeglichen werden

7. Garantie auf Mikro-Wechselrichter.

Mikro-Wechselrichter haben in der Regel eine längere Garantie als String-Wechselrichter. Robuste String-Wechselrichter haben eine Grundgarantie von 5 bis 10 Jahren, während Microinverter eine Grundgarantie von bis zu 12 Jahren und mehr haben.

8. Erhöhte Sicherheit.

Ein wichtiger Vorteil von Mikro-Wechselrichtern gegenüber herkömmlichen String-Wechselrichtern ist die erhöhte Sicherheit. Sie bieten mehrere Sicherheitsvorteile, nämlich:

• Niedrigere Gleichspannung: Sie wandeln den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom auf Modulebene in Wechselstrom um, was zu einer niedrigeren Gleichspannung (in der Regel unter 60 V) im Vergleich zu String-Wechselrichtern führt, die Gleichspannungen von bis zu 600 V in Wohngebäuden und 1000 V in gewerblichen Anlagen aufweisen können.
• Die niedrigere Gleichspannung verringert das Risiko von Stromschlägen und Bränden.
• Sofortige Umwandlung in Wechselstrom: Sie wandeln Gleichstrom in Wechselstrom auf der Ebene der Paneele um, d.h. es müssen keine Hochspannungs-Gleichstromkabel von den Panelen zum Wechselrichter verlegt werden. Dies eliminiert das Risiko von Lichtbögen und Bränden, die durch Hochspannungs-Gleichstromkabel verursacht werden.
• Schnellabschaltfunktion (RSD): Viele dieser Geräte sind mit einer RSD-Funktion ausgestattet, die eine schnelle Abschaltung des Systems im Falle eines Notfalls, wie z.B. eines Brandes oder eines Netzausfalls, ermöglicht. Diese Funktion ist in den Vereinigten Staaten gesetzlich vorgeschrieben und wird voraussichtlich auch in der Europäischen Union eingeführt werden.
• Die Verwendung hochwertiger kritischer Komponenten und die Implementierung der Schnellabschaltfunktion (RSD) tragen zur allgemeinen Sicherheit und Zuverlässigkeit von Mikro-Wechselrichtersystemen bei.
• Sichere Installation: Sie sind einfacher zu installieren und verringern das Verletzungsrisiko während der Installation. Da sich der Strom in der Solaranlage bereits während der Installation, noch vor dem Anschluss, aufbaut, minimieren Mikrowechselrichter das Risiko eines Stromschlags.
• Brandschutz: Sie sind sicherer für Feuerwehrleute, da sie bei einem Netzausfall oder einer Abschaltung die Stromerzeugung innerhalb von 30 Sekunden stoppen. Dadurch wird das Risiko von Bränden und Stromschlägen verringert.
• Qualitäts- und Sicherheitsstandards: Die zunehmende Aufmerksamkeit für Qualität und Sicherheit in der Solarbranche, einschließlich der Ausbildung und Zertifizierung von Installateuren und der Inspektion von Solaranlagen, trägt dazu bei, dass diese Geräte sicher und korrekt installiert werden.

Die Wahl zwischen Wechselrichter und Mikrowechselrichter für Photovoltaikanlagen hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Mikro-Wechselrichter haben viele Vorteile, wie z.B. hohe Energieerträge auch unter schwierigen Installationsbedingungen.

Die endgültige Entscheidung, ob Mikrowechselrichter oder Wechselrichter, überlassen Sie am besten einem Fachmann, der die passenden, auf die spezifischen Bedürfnisse des Kunden zugeschnittenen Lösungen auswählen wird.