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Photovoltaik Netzgekoppelte Anlagen – Der Wechselrichter

Der Wechselrichter (oder auch Netzeinspeisegerät) wandelt den solar erzeugten Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom um und kontrolliert gleichzeitig, ob das Netz bestimmte Grenzwerte einhält, innerhalb dessen das Gerät betrieben werden darf. Wenn beispielsweise Netzspannung oder Frequenz außerhalb zulässiger Bereiche liegen oder wenn das Netz ganz abgeschaltet ist, muss sich der Wechselrichter vom Netz trennen und die Einspeisung unterbrechen. Auch nachts schalten sich Netzeinspeisegeräte ab. Sowohl das Einschalten am Morgen als auch das erneute Anfahren nach einer Abschaltung erfolgen vollautomatisch. Der Betreiber braucht sich also um den Betrieb der Anlage in aller Regel nicht zu kümmern. Eine weitere Funktion im Wechselrichter ist die MPP- Steuerung (Maximum Power Point), die dafür sorgt, dass der Solargenerator immer mit der maximal möglichen Leistung arbeitet. Zeigt exemplarisch drei Kennlinien für einen Solargenerator unter verschiedenen Betriebsbedingungen. An der Stelle, an der die Kurven auf die y-Achse (Generatorstrom) trifft, ist die Stromstärke am größten und die Spannung ist Null. Diese maximale Stromstärke wird Kurzschlussstrom genannt. Sie ist stark von der Einstrahlung abhängig.

Am anderen Ende trifft die Kennlinie auf die x-Achse (Generatorspannung), hier ist die Spannung am höchsten, aber die Stromstärke ist Null. Dieser Punkt wird Leerlaufspannung genannt. Die vom Solargenerator abgegebene Leistung ist das rechnerische Produkt aus augenblicklichem Strom und der Spannung. Diese elektrischen Kennwerte sind während des Betriebs nicht fest, sondern verändern sich je nach Einstrahlungsstärke und Solarzellentemperatur erkennbar an der sich ändernden Kennlinie. Die MPP- Steuerung im Netzeinspeisegerät sucht laufend den Arbeitspunkt auf der Kennlinie, an dem Spannung und Strom ihren optimalen Wert erreichen, an dem also die Leistung am größten ist. An den beiden Betriebspunkten „Leerlaufspannung“ und „Kurzschlussstrom“ ist keine Leistung vorhanden. Ändern sich die Einstrahlungsverhältnisse oder die Temperatur der Solarzellen, wird der MPP neu gesucht und der Generator wieder auf maximale Leistung eingestellt. Die Leistungsdaten des Solargenerators sind jeweils abhängig von der Einstrahlung und von der Zellentemperatur.

Von Georg am 22.01.09 13:40 |

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