Dimensionierung von Solarwechselrichtern zur Verbesserung der Effizienz von Solarmodulen

Der Wirkungsgrad des Wechselrichters bestimmt die Effizienz eines Solarpanelsystems, da Wechselrichter Gleichstrom (DC) (wie er von den Solarpanels erzeugt wird) in Wechselstrom (AC) (wie er vom Stromnetz verwendet wird) umwandeln. Viele fragen sich daher, welche Auswirkungen eine Über- oder Unterdimensionierung eines Wechselrichters auf die Gesamtsystemeffizienz haben wird. Dieser Beitrag bringt etwas Licht ins Dunkel und hilft Käufern hoffentlich dabei, bessere Entscheidungen hinsichtlich ihrer aktuellen oder zukünftigen Photovoltaik-Solaranlage zu treffen.

Der Wechselrichter einer Solaranlage funktioniert optimal innerhalb eines vorgegebenen Betriebsfensters (normalerweise in den Spezifikationen des Wechselrichters festgelegt). Da die Leistungsaufnahme der Solarmodule des Systems steigt und sinkt, unterscheidet sich die Fähigkeit des Wechselrichters, diese effizient von Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Solange der Eingang der Module innerhalb des Fensterbereichs liegt, kann davon ausgegangen werden, dass der Wechselrichter optimal arbeitet.

In der Grafik unten stellt die rote Linie den durchschnittlichen Wirkungsgrad des Wechselrichters dar und der grüne Pfeil stellt die Leistungsabgabe Ihrer Solarmodule dar. Das graue Kästchen zeigt das Betriebsfenster des Wechselrichters basierend auf der Eingabe von den Solarmodulen und dem vorgegebenen Wirkungsgrad des Wechselrichters. In diesem Fall würde ein Wirkungsgrad von weniger als etwa 83 % als „suboptimal“ angesehen werden, und idealerweise sollte das System so dimensioniert werden, dass die Zeitspanne während des Tages, in der der Wechselrichter in diesem Bereich arbeitet, minimiert wird.

Unterdimensionierung Ihres Wechselrichters

Wenn Sie die obige Grafik als Beispiel nehmen, bedeutet eine Unterdimensionierung Ihres Wechselrichters, dass die maximale Leistungsabgabe Ihres Systems (in Kilowatt – kW) von der Größe Ihres Wechselrichters abhängt. Unabhängig von der Leistung der Solarmodule wird die Leistungsabgabe vom Wechselrichter abgeschnitten („geclippt“), sodass sie die Nennkapazität des Wechselrichters (z. B. 3 kW, 5 kW usw.) nicht überschreitet.

Ihr Installateur schlägt möglicherweise einen zu kleinen Wechselrichter vor, wenn er feststellt, dass die Menge der einfallenden Sonneneinstrahlung (Sonnenlicht) auf Ihre Module geringer ist als erwartet – aufgrund Ihres Standorts und Klimas, der Ausrichtung Ihrer Module oder anderer Faktoren.

Die Unterdimensionierung von Wechselrichtern – manchmal auch als „Übertakten“ bezeichnet – ist in Australien zu einer gängigen und weithin akzeptierten Praxis geworden – und wird sogar vom Wechselrichterhersteller SMA, einem der größten und angesehensten Namen der Branche, befürwortet. (Lesen Sie mehr über Übertakten.)

Obwohl unter perfekten Bedingungen die maximale Leistungsabgabe einer Solaranlage durch Übertakten mitten am Tag auf die Leistung des Wechselrichters „beschnitten“ wird, kann es auch zu Gewinnen bei der insgesamt erzeugten Energiemenge (Kilowattstunden – kWh) kommen . Die Gewinne ergeben sich aus der zusätzlichen Energieproduktion am frühen Morgen und am späten Nachmittag, da sich ein kleinerer Wechselrichter früher ein- und später ausschaltet und bei geringeren Gleichstromeingängen effizienter arbeitet.

Die folgende Grafik zeigt, wie die Mittagsverluste (rot), die mit einem „unterdimensionierten“ Wechselrichter einhergehen, durch Zuwächse am Morgen und Nachmittag (grün) ausgeglichen werden können.

Gemäß den Regeln des Clean Energy Council für akkreditierte Installateure darf die Kapazität des Solarmoduls die Kapazität des Wechselrichters nur um 33 % überschreiten. Das bedeutet, dass Sie mit einem typischen 5-kW-Wechselrichter innerhalb der Regeln eine maximale Solarmodulleistung von 6,6 kW erreichen können.

Überdimensionierung Ihres Wechselrichters

Die Installation eines Wechselrichters, dessen maximale Kapazität größer ist als die Nennkapazität Ihres Solarpanel-Arrays, kann eine Option sein, wenn Sie Ihr Solarpanel-Array irgendwann in der Zukunft erweitern möchten, wird jedoch im Allgemeinen nicht empfohlen. In diesem Szenario kann der Gesamtenergieertrag Ihrer Solaranlage geringer ausfallen als bei einem perfekt dimensionierten oder unterdimensionierten Wechselrichter – insbesondere, wenn dieser deutlich überdimensioniert ist.

Obwohl Wechselrichter im Allgemeinen für eine geringere Leistungsaufnahme als ihre Nennkapazität ausgelegt sind, gibt es hier Grenzen. Daher ist es wichtig, dass Sie Ihrem Installateur Fragen zur Leistung Ihres Systems stellen, falls ein überdimensionierter Wechselrichter vorgeschlagen wird – z. B. wie würden sich Ihre Gesamtenergieerträge in den nächsten 5–10 Jahren mit einem überdimensionierten Wechselrichter im Vergleich zu einem „überdimensionierten Wechselrichter“ unterscheiden? „richtig dimensionierter“ oder unterdimensionierter Wechselrichter? Vergleichen Sie dies mit den Kosten der verschiedenen Systemkonfigurationen, bevor Sie Ihre endgültige Entscheidung treffen.

Abschluss

Die Unterdimensionierung von Solarwechselrichtern (oder die Überdimensionierung von Solarpanel-Arrays) ist in Australien gängige Praxis und wird im Allgemeinen einer Überdimensionierung von Wechselrichtern vorgezogen. Wenn ein Wechselrichter zu klein dimensioniert ist, sollte dies innerhalb bestimmter Parameter geschehen – mit denen akkreditierte Solarinstallateure vertraut sind.