Modulwechselrichter

Eins hat ein Modulwechselrichter mit anderen Wechselrichtern gemeinsam: Er wandelt den in der PV-Anlage erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, wie er im öffentlichen Stromnetz in Deutschland üblich ist. Allerdings erfolgt die Umwandlung – anders als etwa bei einem Hybridwechselrichter oder Stringwechselrichter – direkt am einzelnen PV-Modul. Das hat den Vorteil, dass sich ein Modulwechselrichter besser auf schnell wechselnde Sonneneinstrahlung einstellen kann. Er eignet sich deshalb besonders für teilverschattete Bereiche, untershciedliche Ausrichtungen und verwinkelte Strukturen des Daches, für Mini-Anlagen, die allein dem Eigenverbrauch dienen sowie für eine autarke Stromversorgung.

Um bei der Stromerzeugung in herkömmlichen PV-Anlagen die Leistungsspitzen möglichst gleichmäßig zu halten, arbeiten viele Wechselrichter mit einem MPP-Tracker. Dessen Funktionen erlauben es, dass unterschiedliche Einstrahlungsverhältnisse auf einzelnen Solarpaneelen ausgeglichen werden können. Allerdings hat diese Technologie ihre Grenzen.

Bei PV-Anlagen, die einem häufigen Wechsel zwischen Licht und Schatten ausgesetzt sind, erweisen sich andere Wechselrichter als unzulänglich und können in der Regel nicht die optimale Leistung erzielen. Für solche Fälle wurden Modulwechselrichter entwickelt. Sie eignen sich besonders für kleine und mobile PV-Anlagen und werden deshalb häufig auch als Miniwechselrichter oder Microwechselrichter bezeichnet. Da sich der Modulwechselrichter direkt an jedem Modul befindet, kann er die Leistung der Paneele auch bei wechselnder Einstrahlung oder bei unterschiedlicher Ausrichtung optimieren. Er reguliert die Spannung jeweils so, dass jedes Modul am Maximum Power Point (MPP) betrieben werden kann.

Als MPP wird der Punkt einer Stromspannungs-Kennlinie bezeichnet, an dem ein PV-Modul seine höchste Leistung erbringt. Mit Hilfe des MPP Tracking-Verfahrens wird der Maximum Power Point ermittelt, denn dieser ist abhängig von der jeweiligen Sonneneinstrahlung, der Umgebungstemperatur sowie individuellen Eigenschaften der installierten Module und folglich ständigen Änderungen unterworfen.

Mit einem Modulwechselrichter können nicht nur mobile sowie PV-Anlagen mit ständig variierenden Einstrahlverhältnissen betrieben werden. Die Geräte bieten noch weitere Vorteile. Erstens sind Modulwechselrichter deutlich kleiner als andere Modelle und lassen sich entsprechend einfacher montieren. Außerdem ist der Materialaufwand um nahezu 50 Prozent geringer. Drittens muss man eine Anlage mit Modulwechselrichter im Gegensatz zu anderen nicht mit Gleichstrom verkabeln. Diese Vorteile machen sich nicht zuletzt bei der günstigeren Anschaffung bemerkbar.

Kommen Modulwechselrichter bei größeren Anlagen zum Einsatz, werden diese auf Grund der höheren Anzahl der eingesetzten Wechselrichter anfälliger für Störungen. Deshalb ist beim Aufbau zu beachten, dass die einzelnen Geräte bequem ausgebaut und ausgetauscht werden können.

Auch finanziell macht die Modulwechselrichter-Nutzung in größeren Anlagen keinen Sinn, denn der Wirkungsgrad liegt beim Modulwechselrichter mit 89 bis 94 Prozent deutlich niedriger als bei High-End-Ausführungen, die mit einem MPP-Tracker bis zu 99 Prozent Wirkungsgrad erreichen. Der höhere Anschaffungspreis gegenüber einem Modulwechselrichter wird dann über den höheren Ertrag wieder hereingeholt.