So dimensionieren Sie String-Wechselrichter in Photovoltaikanlagen

String-Wechselrichter sind die weltweit am häufigsten verwendeten Wechselrichter. Bei einer Photovoltaikanlage (PV) auf dem Dach werden in der Regel wenige Module gleicher Ausgangsspannung und Leistung in Reihe oder als „String“ zusammengeschaltet. Am Eingang des Wechselrichters werden dann mehrere solcher Strings parallel geschaltet. Der String-Wechselrichter muss diese Eingänge mit vordefinierten Spannungs- und Leistungspegeln aufnehmen, was bedeutet, dass die richtige Dimensionierung des Solarwechselrichters von entscheidender Bedeutung ist.

Bei einer PV-Dachanlage mit 4 Strängen mit jeweils 4 Modulen, die 250 W erzeugen, beträgt die Gesamtleistung der Anlage beispielsweise 4000 (250 * 4 * 4 = 4.000) Watt. Man könnte meinen, es sei sinnvoll, sich für einen 4000-W-Wechselrichter zu entscheiden, aber das ist nicht der Fall.

Die Größe des Stringwechselrichters wird immer durch Überdimensionierungsberechnungen optimiert. Ein PV-Wechselrichter-Leistungsverhältnis von 1,15 bis 1,25 gilt als optimal, während 1,2 als Industriestandard gilt. Das bedeutet, dass für eine PV-Anlage mit 5500 W-6000 W ein Wechselrichter mit 5000 W installiert werden sollte.

Auch wenn die Gesamtnennleistung der PV-Generatoren 4000 W betragen kann, wird die Leistung dank vieler Degradationsfaktoren nie so hoch sein. Dadurch wird auch die Ausgangsspannung beeinflusst, die kleiner als die Nennspannung ist. Wenn ein Wechselrichter also für den optimalen Betrieb von 250-480 V ausgelegt ist, benötigt er immer noch 300 V, um effektiv zu arbeiten. Nach einer gewissen Betriebszeit kann die Betriebsspannung am Wechselrichter auf 250 V abfallen und effektiv arbeiten.

Dadurch wird sichergestellt, dass der Wechselrichter viel früher am Tag sein volles Potenzial mit der angegebenen Effizienz ausschöpft. Gelegentlich hat der Wechselrichter bei Wechselrichtern normaler Größe früher am Tag Schwierigkeiten, mit der Arbeit zu beginnen. Durch Überdimensionierung erreicht der Wechselrichter seine maximale Effizienz früher am Tag und erhöht die Lebensdauer des Wechselrichters. In höheren Lagen muss der Wechselrichter aufgrund der höheren Einstrahlung und Bodenreflexion noch stärker überdimensioniert werden, sodass das PV-zu-Wechselrichter-Verhältnis kleiner sein muss, etwa 0,9-1,1.