Wo und warum man Hybrid-Wechselrichter in Solaranwendungen einsetzen sollte

Ein Hybrid-Wechselrichter kann eine All-in-One-Lösung sein. Erfahren Sie, wo und warum Sie diese Art von Wechselrichter einsetzen sollten.

Diese Frage wird in der Branche der erneuerbaren Energien häufig gestellt, da es viele Produkte in der Kategorie „Wechselrichter“ gibt. Die Unterschiede zwischen den Produkten können sich auf die grundlegende Ausgangswellentechnologie, die Merkmale und die Funktionalität beziehen. Das bedeutet, dass die Unterschiede zu unterschiedlichen Herstellungsanforderungen und damit zu unterschiedlichen Preisen auf dem Markt führen. Von Standard-PV-Wechselrichtern über Hybrid-Solarwechselrichter bis hin zu Batteriewechselrichtern deckt der Markt für erneuerbare Energien alle Kundenanforderungen ab.

Als Verbraucher oder Planer von Solarsystemen ist es wichtig zu wissen, welche Art von Wechselrichter für Ihre Anwendung benötigt wird, um sicher zu sein, dass Sie das richtige Produkt wählen, Ihre Anlageninvestition maximieren und den Erfolg der Systeminstallation für die kommenden Jahre sicherstellen. Während der Recherchephase ist es am besten, nicht nur an die heutigen Anforderungen zu denken, sondern auch an die für die Zukunft geplanten Änderungen. Wenn Sie heute etwas mehr für den richtigen Wechselrichter ausgeben, kann sich dies später durchaus als eine geldsparende Entscheidung erweisen.

Bevor wir entscheiden, wo wir Hybrid-Wechselrichter einsetzen, müssen wir definieren, was ein Hybrid-Wechselrichter ist.

• Ein Hybrid-Wechselrichter (manchmal auch als Multimode-Wechselrichter bezeichnet) ist eine All-in-One-Lösung, die drei völlig unterschiedliche Funktionen beinhaltet. Er verfügt über einen integrierten Solarladeregler, der an das/die Solarmodul(e) angeschlossen wird und dazu dient, die Spannung vom Ausgang des Solarmoduls zu den Verbrauchern und/oder Batterien zu regulieren. Hinweis: Oftmals können auch Netzstrom und Generatorstrom als Eingang für die Energiezufuhr genutzt werden.  Ein Hybrid-Wechselrichter bietet mehrere Optionen für die Systemauslegung und damit die Flexibilität, die richtige Lösung für die Bedingungen des jeweiligen Kunden zu finden.

• Dieses Produkt „wandelt“ den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, so dass typische Haushalts- und Geschäftsgeräte und -einrichtungen betrieben werden können.  Wenn es in dem betreffenden Gebiet zugelassen ist, kann auch das Versorgungsnetz die von den Solarmodulen erzeugte Energie nutzen.  Dieser Wechselstrom kann normalerweise 50 oder 60 Zyklen pro Sekunde oder Hertz (Hz) betragen, und da jeder Zyklus einen Anstieg und einen Abfall hat, würde der Wechselstrom 100- oder 120-mal pro Sekunde durch Null gehen.

• Der Hybrid-Wechselrichter dient auch als Batterieladegerät, das Strom aus der Photovoltaikanlage und/oder einer Wechselstromquelle zum Laden der Batterien nutzt. Die in den Batterien gespeicherte Energie kann dann später genutzt werden.

Wechselrichter gibt es mit verschiedenen AC-Ausgangskurven. Hier ein kurzer Überblick über jeden Typ

• Rechteckwechselrichter – Am einfachsten zu entwerfen und herzustellen und am billigsten sind Wechselrichter, bei denen die 100 oder 120 Spannungsänderungen pro Sekunde nur vertikal erfolgen und Rechteckwellen erzeugen. Bei diesen Wechselrichtern können die Wechselstromlasten nicht unter den „normalen“ Bedingungen arbeiten, für die sie konzipiert wurden. Das bedeutet, dass einige Verbraucher wie Motoren und Kompressoren aufgrund der Abweichung von einer perfekten Sinuswelle, für die sie ausgelegt sind, zu höheren Temperaturen und niedrigeren Wirkungsgraden neigen. Bei Stromversorgungen, wie sie für Computer, Telefone und Audiogeräte verwendet werden, treten mehr elektrische Störungen auf, und ihre Lebenserwartung kann sich verringern. Diese Wechselrichter können weniger zuverlässig und für bestimmte Geräte potenziell unsicher sein (einige europäische Länder haben diese Produkte verboten).  Um Schäden an der Last zu vermeiden, werden mit dieser Art von Wechselrichtern oft nur Widerstandslasten (wie Heizelemente) verwendet. Siehe Abb. 1

• (Reine) Sinuswechselrichter – Dieser Ausgang ist ideal für alle Lasten, einschließlich empfindlicher Geräte. Die Welle des Ausgangsstroms entspricht der mathematischen Sinuswelle. Siehe Abb. 1
  
  – Mit dieser Wellenform können die Geräte unter optimalen Bedingungen betrieben werden, was wahrscheinlich zu einer wesentlich längeren Lebensdauer der Geräte führt. Da die Wechselstromlasten, die mit einem solchen Wechselrichter verwendet werden, unter den gleichen Bedingungen wie ein sauberes Stromnetz arbeiten, für das sie entwickelt wurden, wird auch der Wirkungsgrad optimiert und das elektrische Rauschen minimiert. Dies ist häufig eine Voraussetzung dafür, dass Audiogeräte wie vorgesehen funktionieren. Siehe Phocos Hybrid-Sinus-Wechselrichter-Optionen hier. Alle Phocos-Wechselrichter sind reine Sinus-Wechselrichter.

• Modifizierte Rechteckwellen- oder modifizierte Sinuswellen-Wechselrichter – Zwischen Rechteckwechselrichtern und Sinuswechselrichtern gibt es auch einen „modifizierten Rechteckwechselrichtertyp“, der von einigen Herstellern als „modifizierte Sinuswelle“ bezeichnet wird, da dies ansprechender klingt. Dies ist jedoch nicht korrekt, da diese Wechselrichtertypen als Rechteckwechselrichter beginnen und die Rechteckwelle leicht modifiziert wird, um eine Welle zu erzeugen, die einer Sinuswelle etwas näher kommt. Siehe Abb. 1
  
  Der Vorteil ist, dass die Nachteile von Rechteckwechselrichtern in Bezug auf die AC-Lasttemperatur, den Wirkungsgrad, die Lebenserwartung und das elektrische Rauschen etwas weniger ausgeprägt sein können. Die schlechte Nachricht ist, dass es in der Regel immer noch eine starke Abweichung von einer perfekten Sinuswelle gibt und dass die Benutzer den Unterschied möglicherweise nie erkennen. Für einen typischen Kunden gibt es keine Möglichkeit, wirklich festzustellen, wie viel des Ausgangssignals eine Rechteckwelle ist oder nicht, es sei denn, man verwendet ein Oszilloskop, um das Signal zu analysieren. Es ist erwähnenswert, dass es einige Geräte gibt, die nicht mit Rechteckwellen arbeiten, wie z. B. Uhren. Diese Geräte können mit modifizierten Rechteckwellen- oder Rechteckwellen-Inverter-Ausgängen nicht genau funktionieren.

Wann sollte ein Hybrid-Wechselrichter nicht verwendet werden?

Hybrid-Wechselrichter (oder überhaupt Wechselrichter) sind in Stromversorgungssystemen mit Solarmodulen, Batteriespeichern (optional) und reinen Gleichstromverbrauchern nicht erforderlich. In diesen Fällen empfehlen wir die Verwendung eines Solarladereglers. Erfahren Sie mehr über Phocos, PWM– oderMPPT-Laderegler.

Wann wird ein Hybridwechselrichter verwendet?

Wenn das Stromversorgungssystem Wechselstromlasten von 120 (110-130) oder 230 (208-240) V AC verwenden soll, ist ein Hybrid-Wechselrichter wichtig. Da er völlig netzunabhängig, mit oder ohne Batterien und sogar mit oder ohne Solarzellen arbeiten kann, ist ein Hybrid-Wechselrichter eine sehr flexible Lösung. Dieses Produkt kann auch an das Versorgungsnetz angeschlossen werden, wobei eine Einspeisung in das Netz möglich ist (je nach den örtlichen Genehmigungen und den Anforderungen des Herstellers), falls dies gewünscht wird. So kann z. B. ein Stromversorgungssystem nur mit einem Netzanschluss, PV- und AC-Lasten installiert werden, während eine Batterie ein paar Jahre später hinzugefügt werden kann, wenn mehr Kapital zur Verfügung steht. In jedem Fall ist die Verwendung eines Hybrid-Wechselrichters effizienter als die Verwendung von zwei separaten Geräten (Solarladeregler und Wechselrichter), da nicht nur die Installation einfacher ist, sondern der Hybrid-Wechselrichter viele Parameter in einem einzigen Gerät vereint, die je nach den Bedürfnissen des Projekts angepasst werden können. Bei separat verkauften Wechselrichtern und Ladereglern sind weniger Parameter zu ändern, und sie müssen verkabelt und programmiert werden, damit sie zusammen funktionieren. Hybrid-Wechselrichter vermeiden auch eine Verdoppelung der Komponenten im Vergleich zu separaten Solarladereglern und Wechselrichtern, was ihre Kosten erheblich senkt. Die Fähigkeit von Hybrid-Wechselrichtern, ihren eigenen Wechselrichter automatisch mit einer Wechselstromquelle zu synchronisieren, bevor sie Wechselstromlasten zwischen diesen beiden Quellen umschalten, vermeidet außerdem Schäden an Wechselstromlasten aufgrund plötzlicher Spannungsschwankungen.

Darüber hinaus können die Phocos Any-Grid Hybrid-Wechselrichter-Ladegeräte über Wi-Fi mit der Any-Bridge AB-PLC mit dem Internet verbunden werden, so dass die Kunden die Parameter über die PhocosLink Cloud aus der Ferne überprüfen und ändern können. Die Fernüberwachung ist eine Funktion, die sowohl von Installateuren genutzt wird, um die Fehlersuche und Wartung zu vereinfachen, als auch von Verbrauchern, die den Status ihrer Systemleistung kennen möchten. Bei Phocos denken wir immer an die Installateure und Endverbraucher, um ihre Investition und Erfahrung zu optimieren.

Solarinstallateure und Heimwerker entwickeln und installieren seit Jahrzehnten Wechselrichter für Solaranlagen. Während sich einige Dinge nicht wesentlich geändert haben, haben sich andere Dinge weiterentwickelt, wie z. B. Hybrid-Wechselrichter. Es besteht Einigkeit darüber, dass Hybridwechselrichter eine sichere, zuverlässige, vergleichsweise einfache und flexible Möglichkeit bieten, die Bedürfnisse einer Vielzahl von Kunden mit unterschiedlichen Herausforderungen zu erfüllen. Wir bei Phocos sind stolz darauf, unsere hochwertige Any-Grid Hybrid-Wechselrichterserie PSW-H als globale Lösung für netzunabhängige, netzgebundene und unzuverlässige Versorgungsnetzbedingungen anbieten zu können. Die Bereitstellung von Mehrwert für unsere Kunden ist ein vorrangiges Ziel unseres Teams, und dieses Produkt erfüllt alle Voraussetzungen, um den Erfolg unserer Kunden zu optimieren.