Vorteile von Einzel- gegenüber Doppel-Wechselrichtern
Im Rahmen unserer Sammelbestellungen kommt immer mal wieder die Frage hoch, warum wir keinen Wechselrichter mit der doppelten Leistung verwenden. Dazu gibt es gute Argumente, die den meisten nicht bewusst sind und die wir in der folgenden Tabelle zusammengefasst haben:
Zugegeben, ein Doppel-WR ist preislich günstiger als zwei einzelne. Dies erklärt sich aus dem inneren Aufbau (siehe Bild). Die grauen Funktionsblöcke sind nämlich im Doppel-WR nur einmal vorhanden, bei zwei Einzel-WR natürlich doppelt.
Im Bild wird der Netzwechselrichter als vereinfachtes Blockschaltbild vom Solarmodul links oben bis zum Wechselstrom-Ausgang zur Netzsteckdose (rechts unten) dargestellt. Dabei werden diverse Parameter gemessen und kombiniert zur Regelung genutzt. Im Einzelnen für den technisch Interessierten:
Sobald das oder die beiden PV-Module von der Sonne bestrahlt werden und eine Gleich-Spannung erzeugt (im Leerlauf bis zu ca. 40 Volt), kann der Aufwärtswandler (DC/DC-Wandler zur Erhöhung der Spannung) den Zwischenkreis-Kondensator laden. Dabei wird der Ladestrom langsam erhöht, bis die Spannung und damit auch die Leistung am Solarmodul einbricht. Das so gemessene Leistungsangebot zieht der AC/DC-Wandler für seine Stromvorgabe heran.
Für die Erzeugung der Wechselspannung überwacht der DC/AC-Wandler zumächst die Netzspannung und leitet daraus die Parameter wie Spitzenspannung und Phasenlage ab. Mithilfe dieser Werte generiert der DC/AC-Wandler eine synchrone Wechselspannung mit der exakt gleichen Frequenz und Spannung wie im Netz.
Über den oder die vom MPPT ermittelten Leistungspunkt bestimmt der DC/AC-Wandler die ans Netz abzugebende Leistung. Dann erhöht er die Spannung, so dass Strom fließt: die Sonnenenergie kann im Netz genutzt werden.
Schutzeinrichtungen verhindern, dass der DC/AC-Wandler bei abnormen Netzsituationen weiter produziert bzw. das Überangebot vergrößert. [Quelle: c't 2023, Heft 4]
Unser Wechselrichter vom Hersteller DEYE hat zusätzlich noch WLAN an Bord zur Ermittlungs und Versendung von Daten. Zum einen gibt es einen Access Point, mit dem man ohne WLAN-Router in Kontakt treten kann. Dort werden als Administrator Einstellungen vorgenommen, u.a. als Vorbereitung für die Kommunikation mit einem WLAN-Router. Man kann aber auch die momentane Leistung ablesen und aufsummierte Tageswerte und eine Gesamtsumme seit der Inbetriebnahme.
Das sind dann bereits Werte, die der Datenlogger aufgenommen hat und sowohl dem Access Point als auch der WLAN-Elektronik zur Verfügung stellt, die es dann über den Router an einen Server sendet, um dann von dort aufbereitete Daten als Diagramme für Laptop, Tablet oder Smartphone mit einer App anzuzeigen, auch von historischen Daten. Dass diese beiden Einheiten unabhängig voneinander arbeiten, sieht man u.a. bei einem Firmware-Update über den Access Point, denn die Energie-Erzeugungsdaten werden weiterhin an den Server gesendet.
Das Blockschaltbild zeigt uns auch, welche Komponenten im Doppel-Wechselrichter nur einmal vorhanden sind, sie sind grau markiert. Aufwärtswandler und MPPT sind für jedes der beiden einspeisenden Module vorhanden (auch nicht immer), der Rest jedoch nur einmal. Ein Einzel-Wechselrichter hat natürlich immer alles, dies erklärt den Preisunterschied von 1x Doppel- und 2x Einzel-Wechselrichter. Es beschreibt aber auch den Ausfallschutz für den Betreiber. Denn gerade die ganze Regelungselektronik ist nur einmal vorhanden, die bei Ausfall keinen Strom mehr erzeugen lässt. Wir denken, dass sich allein dadurch der Mehrpreis lohnt. Und im Fehlerfall ist die Frage, was hat hier einen Defekt (Modul oder Wechselrichter), selbst für Laien durch einen Komponetentausch schnell herausgefunden.
Es gibt jedoch noch weitere Vorteile für den Betreiber. Durch die zwei Wechselrichter anstelle eines größeren (Abmessungen, Gewicht und Leistung) ist man sehr viel flexibler bei der Aufstellung und einer Aufstellungsänderung. Kabel zur Kopplung sind bereits Bestandteil des Wechselrichters, und zwar auf der Ausgangsseite mit 230 V. Dadurch gibt es auch kein Problem mit einem Leistungsabfall bei einer Entfernung zwischen 2 Wechselrichtern von mehr als 2,30 Meter. Bei einem Doppelwechselrichter benötigt man bereits unter 2,30 Meter eine Verlängerung der DC-Kabel am Modul (0,5 bis 1 Meter), zur der man meist spezielles Werkzeug (Crimp-Zange für MC4-Stecker und -Buchse) und teures Gleichstromkabel benötigt.
Nicht zu unterschätzen sind auch die Vorteile für die örtlichen Initiativen. Das beginnt mit einer vereinfachten Beratung vor Ort bei komplexen Situationen. Wird wegen eines größeren Abstandes zwischen zwei PV-Modulen als 2,3 m ein Zwischenkabel benötigt, muss nur ein Betteri-Stecker und etwas Kabel zusätzlich bestellt werden, denn die Betteri-Kupplung liegt jedem WR bei.
Ferner ist die Produktauswahl einfacher und nur ein Produktflyer zu erstellen und vorzuhalten. Auch die Bestellung ist vereinfacht. Es gibt nur einen Gerätetyp mit einem Preis. Und es schlägt sich auch auf die Materialausgabe nieder. Zu zwei PV-Modulen gehören immer zwei WR und nicht entweder zwei Einzel-WR oder ein Doppel-WR.