Funktion des Wechselrichters einer Solaranlage

Der von den Photovoltaik-Modulen produzierte Gleichstrom muss zunächst in Wechselstrom gewandelt werden, bevor er ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Dies ist Aufgabe des Wechselrichters, der somit das Bindeglied zwischen dem Solargenerator (also den Photovoltaik-Modulen) und dem Wechselstromnetz darstellt. Man unterscheidet dabei zwischen Geräten mit und ohne Trafo. Moderne Wechselrichter sind meist trafolos und erreichen damit höhere Wirkungsgrade.

Ein geeigneter Wechselrichter stellt sich schnell und präzise auf sich ändernde Einstrahlungsverhältnisse ein, etwa bei wechselnder Bewölkung. Vorrangig ist, dass er bei diesen unterschiedlichen Betriebszuständen möglichst effizient arbeitet, also stets einen hohen Wirkungsgrad erreicht. Darüber hinaus sollte der Anschluss verschiedenster Modultypen in unterschiedlichen Verschaltungen möglich sein. Dies erfordert beim Wechselrichter eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Eingangsspannung: Er sollte sowohl mit niedrigen als auch mit hohen Solargeneratorspannungen arbeiten können.
Bei netzgekoppelten Photovoltaik-Anlagen wird zwischen Stringwechselrichtern und Zentralwechselrichtern unterschieden. Stringwechselrichter werden in Leistungsklassen bis 5 kWp angeboten. Einzeln oder kombiniert sind sie die passenden Wechselrichter für kleine und mittlere Anlagen bis zu einer Größe von etwa 60 kWp. Zentralwechselrichter kommen hingegen in großen Photovoltaik-Anlagen ab 60 kWp und Solarparks mit mehreren Megawatt Leistung zum Einsatz.
Es gibt drei Varianten von Wechselrichtern für netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen:

Modulwechselrichter

Modulwechselrichter werden am Solarmodul montiert und werden für Solarmodul-Leistungen von 100 Wp bis 1400 Wp angeboten. Durch die ausgangsseitige (AC-seitige) Parallelschaltung werden Verluste aufgrund unterschiedlicher Beleuchtungsstärke der Module verhindert. Ein Trenntransformator dient der Sicherheit.

Strangwechselrichter

Strangwechselrichter sind mit einem Kabel mit mehreren in Reihe geschalteten Solarmodulen verbunden. Sie sind die heute am weitesten verbreiteten Wechselrichter in der Photovoltaik. Nachteile sind die hohen zu übertragenden Gleichspannungen und Probleme bei Teilabschattungen einzelner Module z.B. aufgrund von Wolken.

Zentralwechselrichter

Zentralwechselrichter sind große Wechselrichter, die meistens in einem eigenen Raum untergebracht sind. Vorteile sind hohe Wirkungsgrade. Nachteil: Bei einer Störung ist der gesamte Anlagenteil außer Betrieb.