Wechselrichterwirkungsgrad

Wechselrichter mit HD-Wave-Technologie von Solaredge erreichen einen gewichteten Wirkungsgrad von 99 %. Solaredge

Bei dieser wichtigen Kenngröße Leistungsdichte stieß die Photovoltaik-Branche immer wieder auf Granit, und seit 2005 verlief die Fortschrittskurve sehr flach. Auslegungsbedingt sind bei Wechselrichtern Leistungsverhältnis und Wirkungsgrad eng verbunden, und so hemmte dieser fehlende Fortschritt zugleich die Steigerung des Wirkungsgrads – der in der PV-Branche so etwas wie den heiligen Gral darstellt. Den Wirkungsgrad des Wechselrichters zu verbessern ist entscheidend, um PV-Systeme wirtschaftlicher zu machen und Netzparität zu erreichen. Mit der von Solaredge (Eigenschreibweise SolarEdge) entwickelten HD-Wave-Technologie schaffte die Branche nun einen großen Sprung nach vorn.

Der Wirkungsgrad des Wechselrichters ist das Maß dafür, wie viel Solarstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umgewandelt wird, der sich ins Netz einspeisen oder direkt im Eigenheim oder anderen Gebäuden nutzen lässt. Bei einem Wechselrichter mit einem Wirkungsgrad von 97 % zum Beispiel sind 97 % des von den Modulen erzeugten Gleichstroms zum Verbrauch verfügbar, 3 % gehen verloren.

Vergleicht man Wechselrichter anhand von Datenblättern ist es wichtig zu wissen, wie sich der Wirkungsgrad genau bemisst. Die beiden Standardspezifikationen zum Wirkungsgrad sind der Spitzenwirkungsgrad und der gewichtete Wirkungsgrad. Der Spitzenwirkungsgrad wird ermittelt, wenn der Wechselrichter bei voller Auslastung arbeitet. Der gewichtete Wirkungsgrad dagegen wird durch die Messung verschiedener Werte bestimmt, die der Wechselrichter im Tagesverlauf erzielt. Viele Wechselrichter punkten mit einem sehr hohen Spitzenwirkungsgrad, was jedoch irreführend sein kann. Der Grund: Die meisten Wechselrichter arbeiten nicht den ganzen Tag und über ihre gesamte Lebensdauer im Höchstleistungsbetrieb. Der gewichtete Wirkungsgrad ist damit eine viel wichtigere und aussagekräftigere Kennzahl zur Effizienz des Wechselrichters. Und so gilt der gewichtete Wirkungsgrad von 99 % des Solaredge-Wechselrichters mit HD-Wave-Technologie als technische Meisterleistung.

Diesen Sprung beim Wirkungsgrad schafften Wechselrichter bisher nicht, weil die Schaltelemente traditioneller Modelle eine modifizierte, nicht effiziente Sinuswelle erzeugen und deshalb große magnetische Bauteile und Kühlelemente benötigen. Mit dieser Technologie war der Durchbruch zum Wirkungsgrad von 99 % nahezu unmöglich. Solaredge schaffte es jedoch, durch verteiltes Schalten und leistungsfähiger DSP-Verarbeitung eine Sinuswelle mit hoher Auflösung zu erzeugen. Diese ist der letztendlich erforderlichen AC-Sinuswelle viel ähnlicher, was weniger Energieverluste und damit eine höhere Effizienz mit sich bringt.

Auf den ersten Blick mag 1 % wenig erscheinen, aber über die Lebensdauer der Anlage macht es sich deutlich bemerkbar. Über die Lebensdauer einer 5-kW-Anlage – ausgehend von 6500 kWh/kWp jährlichem Leistungspotenzial und einer Betriebszeit von 25 Jahren – hätte man bei einem Wirkungsgrad des Wechselrichters von 98 % Verluste von 3,25 MWh, bei 99 % dagegen nur 1,625 MWh. Und diese Verluste bedeuten verlorenes Geld. Technisch ausgedrückt, bedeutet der Sprung von 97,5 % (oder 98 %) auf 99 %, dass die Wechselrichter weniger als die Hälfte der Energie in Form von Wärme verlieren.