PV-Anlage: Technik – Module, Wechselrichter etc. / 4.1 Wechselrichter für netzgekoppelte Anlagen

In einer netzgekoppelten PV-Anlage wird der Wechselrichter zwischen den verschalteten Solarmodulen und dem Einspeisezähler beziehungsweise zwischen den Modulen, gegebenenfalls dem Stromspeicher und dem Verbraucher installiert. Zur Einspeisung ins Stromnetz muss der Wechselrichter eine netzidentische Wechselspannung aufweisen. Kleine Anlagen bis etwa 5 kWp Leistung speisen den Strom meist einphasig ein, größere Anlagen dreiphasig.

Hinsichtlich der Entscheidung, ob ein trafoloser oder ein Trafo-Wechselrichter eingesetzt werden soll, hat die Marktentwicklung eine eindeutige Tendenz gezeigt: Aufgrund des besseren Wirkungsgrades (98 % gegenüber 95 %), der geringeren Betriebsgeräusche, der einfacheren Installation und des niedrigeren Anschaffungspreises haben sich die trafolosen Geräte durchgesetzt. Um sie ausreichend vor Überspannungen zu schützen, müssen sie allerdings nach Schutzklasse II installiert werden.

Dimensionierung des Wechselrichters

Im Hinblick auf die Dimensionierung des Wechselrichters gibt die Anlagengröße den Gerätetyp vor:

• Modul-Wechselrichter

  Beim Modul-Wechselrichter für kleine Anlagen (unter 10 kWp) hat jedes Solarmodul einen eigenen Wechselrichter. Das gleiche gilt für Mini-Solaranlagen mit nur einem Modul, sog. Stecker-Solargeräten.

• String-Wechselrichter

  Beim String-Wechselrichter für kleinere bis mittlere Anlagen (10 bis 50 kWp) hat jeder Strang seinen eigenen Wechselrichter. Bei mehreren Strängen sind mehrere Strangwechselrichter notwendig. String-Wechselrichter sind die am häufigsten eingesetzten Wechselrichtertypen.

• Multistring-Wechselrichter

  Beim Multistring-Wechselrichter für mittlere Anlagen (50 bis 100 kWp) werden mehrere Strings an einen Multistring-Wechselrichter angeschlossen. Bei mittleren Anlagen mit parallel geschalteten Modulen ist dies die preisgünstige Lösung.

• Zentral-Wechselrichter

  Zentral-Wechselrichter für große Anlagen (ab ca. 100 kWp werden vor allem in Großanlagen wie Solarparks, bei Frei-Anlagen in der Landwirtschaft oder in Industrie und Gewerbe eingesetzt.

Außer von der Anlagengröße ist die optimale Anzahl der eingesetzten Wechselrichter auch von dem zur Verfügung stehenden Raum und der Anlagenausrichtung abhängig. Wenige Wechselrichter vereinfachen die Montage beziehungsweise Verdrahtung, sind kostengünstiger und benötigen weniger Raum. Mehrere Wechselrichter lassen sich besser an unterschiedlich ausgerichtete Module anpassen und sind flexibler anzuordnen. Außerdem legt ein Defekt nicht gleich die gesamte PV-Anlage lahm.

Regeleinrichtung zur Einspeisebegrenzung

Um Netzüberlastungen zu vermeiden, dürfen Netzbetreiber alle PV-Anlagen über 25 kWp Leistung kurzfristig vom Netz nehmen. Um ihnen dies zu ermöglichen, musste die Anlage seit 2021 (EEG 2021) mit einer fernsteuerbaren Vorrichtung (Rundfunksteuerempfänger (RFSE) oder Smart Meter) vom Netzbetreiber ferngesteuert werden können. Das RFSE-Steuergerät setzt einen kompatiblen Wechselrichter und mehr Platz im Zählerschrank voraus.

Bei Anlagen unter 25 kWp konnten die Anlagenbetreiber wählen, ob sie

• eine Regeleinrichtung zur Einspeisebegrenzung einbauen lassen, bei der ein Wechselrichter am Erzeugergerät die Peakleistung automatisch auf 70 % drosselt, oder
• die Einspeisung auf 70 % der Anlagennennleistung abregeln, indem mit einem Energy Meter die nach dem Direktverbrauch im Haushalt und der Batterieladung direkt am Netzeinspeisepunkt verbleibende Leistung gemessen und nur dann abgeregelt wird, wenn dort die Grenze von 70 % nicht eingehalten wird.

Mit der Novelle des Energiesicherungsgesetzes (EnSiG) von September 2022 wurde diese Einspeisebegrenzung der Wirkleistung von PV-Anlagen bis 25 kWp auf 70 % für alle Neuanlagen (Inbetriebnahme nach dem 14.9.2022) aufgehoben. Sie sollte ursprünglich mit dem EEG 2023 erst ab dem 1.1.2023 greifen. Zusätzlich ist vorgesehen, dass sie auch für Bestandsanlagen bis 7 Kilowatt Leistung ab dem kommenden Jahr aufgehoben wird.

Betreiber von Bestandsanlagen zwischen 7 und 30 kWp, für die die 70-%-Begrenzung in der Vergangenheit griff, können sich durch den Einbau eines Smart Meters von der Verpflichtung befreien. In diesem Segment werden alle Anlagen zukünftig mit einem intelligenten Messsystem ausgestattet (siehe unten Kap. 5).

Hinweis

Smart-Meter-Einbau durch Anlagenbetreiber

Den Einbau eines Smart Meters kann auch der Anlagenbetreiber selbst und auf eigene Kosten veranlassen. Danach wird die pauschale Begrenzung der Wirkleistungseinspeisung auf 70 % aufgehoben, technische Einrichtungen zur Fernsteuerbarkeit können entfernt werden.