Das Maximum im Blick

Neuheiten. - Wechselrichter zählen zu den zentralen Komponenten einer Photovoltaik- Anlage. Damit eine Solarzelle stets am Maximum Power Point (MPP) arbeitet, regelt oft ein sogenannter MPP-Tracker die Spannung auf den benötigten Wert. Im Vorfeld der Messe Intersolar im Juni präsentieren führende Hersteller einige neue Modelle von Invertern.

21. Mai 2010

Der Markt für PV-Anlagen soll gemäß einer aktuellen Studie von IMS Research bis 2013 um mindestens 30% pro Jahr wachsen. Die Studie geht dabei davon aus, dass der Anteil mittlerer und großer Anlagen (Commercial und Power Plant Segment) überproportional steigt. „Um diesen Wachstumsmarkt zu adressieren, erweitern wir unser bestehendes Produktangebot um die neue leistungsfähige PV-Wechselrichterreihe Sinvert PVM für Anlagen im Commercial Segment“, so Karlheinz Kaul, CEO der Siemens Business Unit Systems Engineering.

Wechselrichter (Inverter) zählen zu den zentralen Komponenten einer Photovoltaik(PV)-Anlage. Sie wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um und schaffen so die Vorraussetzung zur Einspeisung von Strom in das Netz. Je nach Ausführung können sie einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom erzeugen.

Gute Wechselrichter erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 98%. Die in Deutschland am meisten verwendeten Wechselrichter sind sogenannte Stringwechselrichter. Mehrere Module können hierbei in Reihe an einen String angeschlossen werden. Im Vergleich zu Modulwechselrichtern, die direkt am Modul angebracht werden, ist der Aufwand für die Verkabelung geringer und der Wirkungsgrad höher. Diese kommen bisher hauptsächlich in den Niederlanden zum Einsatz.

Bei größeren PV-Anlagen in der Regel ab 100 kWp werden Zentralwechselrichter verwendet. Geringere Kosten und ein hoher Wirkungsgrad stehen dem Nachteil eines eventuellen Gesamtausfalls der Anlage gegenüber. Die Sinvert PVM-Wechselrichter, die Siemens neu im Angebot hat, sind in den Leistungen 10, 13 und 17kW verfügbar und sollen auch um eine 20-kW-Variante erweitert werden.

Die Wechselrichterfamilie zeichne sich durch einen Spitzenwirkungsgrad von 98% aus, der über einen großen Leistungsbereich erzielt werde, so der Konzern weiter. Sie kommen ohne externe Lüfter aus und sind mit der Schutzklasse IP65 für Indoor- und Outdoor-Einsatz geeignet.

Die bestmögliche Konfiguration von PV-Anlagen errechnet eine kostenlose Software der Siemens Division Industry Automation. Mit dem unter siemens.com/sinvert-select ladbaren Programm kann der Planer laut Konzern schon im Vorfeld die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen ab 10kW bis in den Megawattbereich beurteilen. Ein Konfigurationsvergleich zeigt den Energieertrag unterschiedlicher Anlagenanordnungen.

Aber nicht nur zum Planen gibt es geeignete Tools. Auch die Überwachung und das Monitoring der Wechselrichter-Daten ist wichtig. Mit dem neuen Powador-Display Local von Kaco new energy lassen sich die Daten von bis zu sechs lokal überwachten Wechselrichtern visualisieren. Ein eigener Datenlogger sammelt die Messdaten der Wechselrichter und funkt sie per WLAN an den digitalen Bilderrahmen oder an ein Apple iPhone beziehungsweise iPod touch. Das Display ist in zehn Zoll erhältlich.

Mit dem Powador-Display WEB lassen sich die Daten einer über das Internet überwachten Anlage ohne PC visualisieren. Die Daten erhält das Gerät über einen WLAN-Router. Das Display bietet das Unternehmen in 10 oder 15 Zoll. Kaco new energy ist weltweit einer der größten Hersteller von Wechselrichtern zur Netzeinspeisung. Die Produktpalette umfasst Anlagen für das Einfamilienhaus bis hin zu MW-Solarparks.

Seit 1999 hat der Hersteller Wechselrichter mit einer kumulierten Leistung von 2GW ausgeliefert. Und er hat als erstes Unternehmen der Solarbranche seine Powador-Wechselrichter CO 2-neutral produziert. Mit einem Umsatz von 370Mio.€ im Geschäftsjahr 2008 ist daneben Fronius International ein Qualitätsführer für netzgekoppelte PV-Wechselrichter. Bereits 2009 präsentierte das Unternehmen seinen ersten trafolosen Wechselrichter IG TL als ertragssicheres Gerät dieser Art in den Leistungsklassen 4kW und 5kW mit integrierter Systemüberwachung.

Zur Intersolar 2010 kommt jetzt die neue Zentralwechselrichterserie Fronius CL als modulares System, das auf maximalen Ertrag setzt, so das Unternehmen. Die Kombination aus ertragsstarker Leistungselektronik mit dem modularen Systemaufbau im Fronius MIX-Konzept ergebe maximalen Ertrag bei höchster Ausfallsicherheit. Bis zu 15 identische Leistungsteile arbeiten in diesem Konzept zusammen. Höchster Teillast-Wirkungsgrad, Ausfallsicherheit, längere Lebensdauer und Servicefreundlichkeit seien die Vorteile. In den Leistungsklassen 36, 48 und 60kW ist der Fronius CL geeignet für PV-Anlagen von bis zu mehreren hundert Kilowatt. Neben einem Schulungsangebot bietet der Wechselrichter-Hersteller auch ein Service-Partner-Programm an. Dieses beinhaltet etwa einen technischen Support.

Auch Conergy wird erstmals zur Intersolar sein erweitertes Produktportfolio leistungsstarker Wechselrichter einem breiten Publikum vorstellen. Im April hatte das Unternehmen seine Palette in diesem Bereich ausgedehnt. Die neue Conergy-IPG-T-Serie gibt es als Stringwechselrichter in den Leistungsklassen 8, 11 und 15kW. Sie zeichnen sich durch ihre spezielle Drei-Phasen-Technologie aus, so das Unternehmen weiter. Die IPG-T-Serie verfüge über ein sehr großes Eingangsspannungsfenster und erlaube dadurch eine flexible Modulverschaltung und maximale Stranglängen.

Die Wechselrichter können sowohl mit Dünnschicht- als auch mit kristallinen Modulen kombiniert werden. Durch die Schutzart IP65 sind die Wechselrichter sowohl innen als auch außen einsetzbar. Die IPG-T-Serie überzeuge durch einen Spitzenwirkungsgrad von 98 Prozent und stehe dank MPP-Tracking für optimale Energieausbeute auch bei sich ändernden Einstrahlungsverhältnissen, so der Hersteller. Die Geräte seien langlebig und sicher durch hochwertige Verarbeitung und ein patentiertes Kühlungskonzept.

Die Hamburger Conergy AG wurde 1999 gegründet, beschäftigt rund 1.400 Mitarbeiter in 14 Ländern und hat seit ihrer Gründung etwa 1GW Solarenergie umgesetzt. Der System-Hersteller entwickelt und produziert kristalline Solarmodule, Wechselrichter und Gestellsysteme an drei Standorten in Deutschland.

Das Produktportfolio der Sunways AG besteht ebenfalls aus Solarzellen allerdings auf Siliziumbasis , aus Wechselrichtern, Solarmodulen und Solarsystemen. Das 1993 gegründete Unternehmen ist börsennotiert und erzielte 2008 mit 370 Mitarbeitern einen Umsatz von 260Mio.€.

Bereits im Mai und natürlich auf der Intersolar präsentiert das Unternehmen die dreiphasigen Solar-Inverter NT 10000, NT 11000 und NT 12000. In den drei Leistungsklassen 10kW, 11kW und 12kW verspricht der Anbieter einen Wirkungsgrad von bis zu 97,6% und dank drei MPP-Trackern hohen Ertrag unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Durch den Eingangsspannungsbereich von 340V bis 900V bieten diese Geräte viele Verschaltungsmöglichkeiten. Mit ihren integrierten DC-Lasttrennschalter sind sie per Knopfdruck europaweit einsetzbar. Sie verfügen laut Unternehmen über solide Steckanschlüsse an der Geräterückseite, seien aufgrund ihres geringen Gewichts von 31kg einfach zu montieren und schnell betriebsbereit.

Die Benutzerführung am beleuchteten Display ist laut Hersteller intuitiv und sorge für problemloses Handling. Mit bis zu 25 Jahren Garantie setze man neue Qualitätsmaßstäbe für Solar Inverter. Außerdem bietet der Wechselrichter-Anbieter ein Schulungsprogramm mit stufengerechter Spezialisierung für Installations- und Service-Partner.

Ein weiterer Anbieter auf dem Gebiet der Wechselrichter ist Solutronic GmbH. Das 2004 gegründete Unternehmen hat sich auf Entwicklung und Vertrieb von Wechselrichtern für netzgekoppelte PV-Anlagen spezialisiert. Die Geräte decken den Leistungsbereich von 2,5 bis 30kW ab.

Zur Optimierung des Wirkungsgrades verfügen die Solplus-Wechselrichter über eine durch Mikroprozessor gesteuerte MPP-Regelung, die laut Unternehmen ein sofortiges und exaktes Ansteuern des optimalen Arbeitspunktes ermöglicht. Das Gerät passe sich schnell der veränderten Sonneneinstrahlung an und erlaube so eine zusätzliche Effizienzsteigerung.

Ein interessantes Referenzobjekt befindet sich auf Mallorca. Die Anlage mit einer Leistung von 2,91MW DCp arbeitet mit 504 installierten Stringwechselrichtern Solpluss 55.

Dass sich mit MPP-Tracking hohe Wirkungsgrade erzielen lassen, zeigt das neueste Modell eines Stringwechselrichters der Refu Elektronik GmbH. Der im Herbst eingeführte Refusol 020K erreicht einen maximalen Wirkungsgrad von 98,2%. Ausschlaggebend dafür sei ein hervor-ragendes MPP-Tracking, so das Unternehmen. Dessen Algorithmus entstand in Zusammenarbeit mit einem renommierten Forschungsinstitut. Kühlung erfolgt über natürliche Konvektion.

Der Hersteller wurde bereits 1965 gegründet und ist in den Bereichen Antriebs-, Netz- und Energietechnik tätig. Das Angebot reicht von PV-Wechselrichtern über Brennstoffzellen bis zu Blockheizkraftwerken. Das aktuelle Sortiment umfasst die Stringwechselrichter der Reihe 004K bis 020K und die Zentralwechselrichter 100K bis 630K.

Beteiligung am Netzmanagement

Wechselrichter, die in ein Hoch- oder Mittelspannungsnetz einspeisen, müssen in der Lage sein, im Fehlerfall ihren Beitrag zur Stützung des Netzes zu leisten. Damit die Spannung im Netz gehalten wird, muss der Wechselrichter unter anderem Wirkleistung und Blindleistung ins Netz speisen oder aus dem Netz beziehen können. Künftig soll ein Wechselrichter nicht nur bei Einspeisung ins Hochspannungsnetz zur dynamischen Netzstützung fähig sein: Bei kurzzeitigen Netzstörungen müssen diese ab 1.1.2011 einen Kurzschlussstrom einspeisen können und dürfen sich nicht mehr einfach vom Netz trennen. Unter anderem hat SMA solche Wechselrichter im Angebot. Ein Beispiel für den Praxis-Einsatz findet sich im 50-MW-Solarpark im bayerischen Straßkirchen. Hier speisen zwei Xantrex GT630E von Schneider Electric ins 110-kV-Netz.