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Elektroberechnung starten
Elektroplanung nach DIN 18015-1 — Leistung, Kabel, Absicherung.
Elektroberechnung startenWechselrichter für Photovoltaik: Typen (String, Mikro, Hybrid), Wirkungsgrad, MPP-Tracking, Netzeinspeisung und Batteriespeicher-Integration.
Elektroplanung nach DIN 18015-1 — Leistung, Kabel, Absicherung.
Elektroberechnung startenEin Wechselrichter (Inverter) ist das zentrale Bauteil einer Photovoltaik-Anlage. Er wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in netzkompatiblen Wechselstrom (AC) um und regelt die Einspeisung ins Hausnetz oder ins öffentliche Netz.
Zusätzlich übernimmt der Wechselrichter das Maximum Power Point Tracking (MPPT) — er arbeitet kontinuierlich am optimalen Arbeitspunkt der Solarmodule, um die maximal mögliche Leistung zu extrahieren.
| Typ | Beschreibung | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|---|
| String-Wechselrichter | 1 Gerät für alle Module in Serie | Günstig, einfach | Verluste bei Verschattung |
| Mikro-Wechselrichter | 1 Gerät pro Modul | Kein Verschattungsproblem, Monitoring pro Modul | Teuer, viele Geräte |
| Optimierer + String-WR | Optimierer pro Modul + zentraler WR | Kompromiss: Preis + Effizienz | Zusätzliche Komponente |
| Hybrid-Wechselrichter | PV + Batteriespeicher + Netz | Alles aus einer Hand | Teurer |
| Off-Grid-Wechselrichter | Inselbetrieb ohne Netz | Autark | Kein Netzanschluss |
| Kennwert | Beschreibung | Typischer Wert |
|---|---|---|
| Spitzenwirkungsgrad | Maximaler Wirkungsgrad bei Nennleistung | 97–99 % |
| Europäischer Wirkungsgrad (η_EU) | Gewichteter Mittelwert über Teillastbereiche | 95–97,5 % |
| MPP-Tracking-Effizienz | Effizienz der Leistungspunktregelung | > 99 % |
| Leerlaufverluste | Standby-Verbrauch nachts | 5–15 W |
Für die Jahresertragsberechnung ist der europäische Wirkungsgrad maßgeblich.
Der Wechselrichter wird üblicherweise etwas kleiner dimensioniert als die PV-Nennleistung (Überdimensionierung der Module), da volle Nennleistung nur selten erreicht wird:
| DC-Solarleistung | WR-Nennleistung (AC) | Verhältnis |
|---|---|---|
| 10 kWp | 8,0–10,0 kW | 0,8–1,0 |
| 15 kWp | 12–15 kW | 0,8–1,0 |
| 20 kWp | 15–20 kW | 0,75–1,0 |
Ein DC/AC-Verhältnis von 1,2–1,3 (leichtes „Clipping") ist wirtschaftlich oft optimal.
Wechselrichter müssen für den Netzbetrieb in Deutschland den Anforderungen der VDE-AR-N 4105 (Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz) entsprechen:
Hybrid-Wechselrichter kombinieren PV-Eingang, Batterieladegerät und Netzanschluss in einem Gerät:
| Betriebsmodus | Beschreibung |
|---|---|
| Eigenverbrauch | PV-Strom → Haus → Überschuss → Batterie → Netz |
| Notstrom | Batterie versorgt definierte Verbraucher bei Netzausfall |
| Peak-Shaving | Netzspitzen durch Batterie kappen |
| Dynamischer Netztarif | Laden bei günstigem Strom, Entladen bei teuren Zeiten |
Typischerweise 10–15 Jahre. Da eine PV-Anlage 25–30 Jahre hält, ist ein Tausch des Wechselrichters einzuplanen (Kosten: 800–2.000 €).
String-Wechselrichter werden meist im Keller oder Technikraum installiert (IP 65 = witterungsbeständig, aber Vermeidung von Frost und Hitze verlängert die Lebensdauer).
Ab 7 kWp PV-Leistung oder > 4.200 kWh/Jahr Verbrauch ist nach dem Messstellenbetriebsgesetz (MsbG) ein intelligentes Messsystem (Smart Meter) Pflicht.