Ein Wechselrichter (auch Inverter genannt) ist ein zentrales Element jeder Photovoltaikanlage. Seine Hauptaufgabe besteht darin, den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, der im öffentlichen Stromnetz genutzt oder im Haushalt direkt verbraucht werden kann. Photovoltaikmodule produzieren Strom nur als Gleichstrom – dieser lässt sich weder direkt in einem normalen Stromnetz verwenden noch in die Steckdose einspeisen. Erst durch die Umwandlung in netzkompatiblen Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 230 V (bzw. 400 V bei Drehstrom) wird der Solarstrom nutzbar.
Neben der zentralen DC-AC-Umwandlung übernimmt ein moderner Wechselrichter noch viele weitere Aufgaben.
MPP-Tracking (Maximum Power Point Tracking)
Der Wechselrichter sorgen dafür, dass die Solarmodule stets am Punkt der höchsten Leistungsabgabe arbeiten. Dieser Punkt variiert je nach Lichtverhältnissen, Temperatur und Modulausrichtung. Das MPP-Tracking maximiert die Stromernte und damit die Effizienz der gesamten Anlage.
Netzüberwachung und Einspeisung
Der Wechselrichter prüft laufend, ob das Stromnetz stabil ist (Spannung, Frequenz, Phasenlage). Nur bei sicheren Netzbedingungen speist er Strom ein. Bei Abweichungen (z. B. Spannungsspitzen oder Netzausfall) trennt er die Anlage automatisch vom Netz – ein Sicherheitsmechanismus namens Netztrennung.
Datenüberwachung und Kommunikation
Die meisten Wechselrichter erfassen Daten wie Energieproduktion, Betriebsstunden, Fehler oder Spannungslage. Diese Daten werden per App, Webportal oder über ein Display angezeigt. So können Betreiber die Leistung ihrer Anlage in Echtzeit überwachen.
Batterie- und Hybridfunktionen (optional)
In sogenannten Hybridwechselrichtern ist zusätzlich ein Batterieladeregler integriert. Sie ermöglichen die Zwischenspeicherung von Solarstrom in Batteriespeichern und das zeitversetzte Nutzen – ideal für Eigenverbrauchsoptimierung.
Sicherheitsfunktionen
Wechselrichter erkennen Störungen oder Isolationsfehler (z. B. durch beschädigte Kabel) und schalten im Ernstfall ab. Auch integrierter Lichtbogenschutz ist mittlerweile Standard, um Brände durch elektrische Fehler zu verhindern.
Schattenmanagement (je nach Hersteller)
Schattenmanagement bezeichnet eine Funktion moderner Wechselrichter, mit der Leistungseinbußen durch Teilverschattung von Photovoltaikmodulen reduziert werden. Es handelt sich um eine intelligente Regelung, die speziell dann wichtig wird, wenn einzelne Module einer PV-Anlage zeitweise im Schatten liegen – etwa durch Bäume, Kamine, Gauben, Antennen oder Nachbargebäude. Dabei unterscheidet man den globalen MPP und den lokalen MPP. Wenn alle Module in der Sonne liegen, gibt es nur den globalen MPP, aber werden einzelne Module verschattet, gibt es neben dem globalen MPP auch einen oder mehrere lokale MPP. Ein Wechselrichter ohne Schattenmanagement verlieren sich beim Schatten im schwächeren lokalen MPP und verschenkt Energie. Ein Wechselrichter mit Schattenmanagement sucht in regelmäßigen Abstanden, ob es einen globalen MPP gibt und stellt sich dann darauf ein.
Einphasige Wechselrichter
Diese speisen den Solarstrom nur auf einer einzigen Phase ins Hausnetz ein. Sie sind besonders bei kleineren Anlagen (bis ca. 4–5 kWp) gängig, etwa auf Einfamilienhäusern, Carports oder Gartenhäusern. Vorteile:
Dreiphasige Wechselrichter
Diese speisen den Strom gleichmäßig auf alle drei Phasen ein. Sie kommen bei größeren PV-Anlagen zum Einsatz – ab einer Wechselrichterleitung von etwa 4,6 kVA ist dies in Deutschland sogar gesetzlich vorgeschrieben. Vorteile:
Auf den ersten Blick scheint es ineffizient: Ein einphasiger Wechselrichter speist nur auf einer Phase ein, während Verbraucher auf anderen Phasen Strom benötigen könnten. Man könnte denken, dass der selbst erzeugte Strom so nicht optimal genutzt wird.
Genau hier kommt der saldierende Stromzähler ins Spiel:
Ein saldierender Zähler verrechnet den eingespeisten Strom phasenübergreifend. Das bedeutet: Wenn auf Phase L1 eingespeist und gleichzeitig auf L2 und L3 Strom verbraucht wird, „zieht“ der Zähler zuerst den Eigenverbrauch auf allen drei Phasen vom eingespeisten Strom auf L1 ab. Dadurch wirkt es saldiert, als ob der Solarstrom im ganzen Haus verteilt würde – auch wenn er technisch nur auf einer Phase ankommt.
Beispiel zur Veranschaulichung:
PV-Anlage mit einphasigem Wechselrichter speist 2.000 W auf Phase L1 ein. Gleichzeitig läuft auf L2 ein Geschirrspüler mit 1.000 W und auf L3 ein Kühlschrank mit 500 W.
Ohne Saldierung: Man würde 2.000 W einspeisen und zusätzlich 1.500 W aus dem Netz beziehen – ineffizient.
Mit Saldierung: Der Stromzähler verrechnet alles gegeneinander → nur 500 W Überschuss werden eingespeist, kein Netzbezug notwendig.
Die Leistung eines Moduls in Wp gibt den im Labor gemessenen Wert wieder, der unter definierten Vorgaben gemessen wurde. Dies wurde eingeführt, um Module in Ihrer Leistung vergleichbar zu machen. Diese Messverhältnisse hat man in der Realität nicht, sondern liegt meist darunter. Die folgende Tabelle zeigt den Prozentanteil des maximal möglichen Ertrags an. Die Werte basieren auf der Dachneigung und der Ausrichtung – also der Abweichung in Grad von der optimalen Südausrichtung (0°).
| Neigung | 0°(S) | 30° | 60° | 90°(O/W) | 120° | 150° | 180°(N) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0° | 87 % | 87 % | 87 % | 87 % | 87 % | 87 % | 87 % |
| 10° | 93 % | 92 % | 90 % | 86 % | 83 % | 80 % | 79 % |
| 20° | 97 % | 96 % | 91 % | 85 % | 77 % | 71 % | 70 % |
| 30° | 100 % | 97 % | 91 % | 82 % | 72 % | 64 % | 61 % |
| 40° | 100 % | 97 % | 90 % | 79 % | 67 % | 56 % | 52 % |
| 50° | 98 % | 95 % | 87 % | 75 % | 61 % | 48 % | 43 % |
| 60° | 94 % | 91 % | 82 % | 70 % | 55 % | 41 % | 35 % |
| 70° | 88 % | 85 % | 76 % | 70 % | 49 % | 35 % | 28 % |
| 80° | 80 % | 77 % | 68 % | 56 % | 42 % | 29 % | 23 % |
| 90° | 69 % | 67 % | 60 % | 48 % | 35 % | 24 % | 18 % |
Nochmal: diese Werte geben den maximal möglichen Ertrag an, den man aber in der Realität kaum erreicht bzw. nur für kurze Momente. 10-20% kann man von diesen Werten durchaus abziehen, um zur passenden Wechselrichter-Leistung zu kommen. Da aber die Preisesprünge der entsprechenden Leistungsklassen nicht hoch ist, kann man auch gerne die nächsthöhere Leistung wählen.
Beispiele:
eine 10 kWp Anlage hat bei 30° Dachneigung und Südausrichtung eine maximal mögliche Leistung von 100%. Da das aber nur selten erreicht wird, kann man den Wechselrichter um 10-20% Unterdimensionieren und würde dann auf ein Gerät mit 8 - 9 kW Nennleistung kommen. 8 kW würde für die meiste Zeit im Sommer reichen, aber in der Übergangszeit eher zu klein. Da es 9 kW nicht gibt, greift man am besten auf ein 10 kW Gerät zurück.
Bei Ost-West würde eine 10 kWp Anlage bei 30° Dachneigung 82% maximal mögliche Leistung erzielen. Da wie gesagt, das selten erreicht wird, kann man hier auch wieder ca. 10-20% abziehen und kommt auf eine Wechselrichter-Nennleistung von ca. 6-7 kW. 6 kW wäre für die meiste Zeit im Sommer ausreichend, aber im Frühjahr und Herbst eher zu klein. 7 kW gibt es nicht, wodurch ein 8 kW Gerät empfehlenswert ist.
Sie können uns gerne kontaktieren und wir übernehmen die Auslegung für Sie.
Verschiedene Ausrichtungen und Dachneigungen lassen sich durchaus auf ein Gerät unterbringen. Bei zwei verschiedenen Ausrichtungen kann man ein Gerät mit 2-MPP Tracker wählen. Möchte man Ost/West und Süd an ein Gerät mit 2-MPP Tracker anschließen, kann man Ost/West auf einen MPP-Tracker legen, sofern die Stringlänge von Ost/West parallel ist und Süd auf den anderen Tracker.
Da das Thema durchaus komplexer sein kann, beraten wir Sie gerne dazu. Kontaktieren Sie uns einfach.
Hybridwechselrichter kombinieren zwei Anwendungen in einem Gerät die Erzeugung von Strom aus Solarmodulen & die Speicherung im Stromspeicher. Einige Hybridwechselrichter bieten zudem einen separaten Backup Anschluss, um bei Stromausfall das Gebäude mit Solarstrom von den Modulen oder aus dem Speicher weiter zu versorgen. Bei manchen Herstellern ist dazu eine Backup Box separat zu installieren.
Aufbau einer Photovoltaikanlage mit Hybridwechselrichter und Speicher
| A = Solarmodule | erzeugt Gleichstrom durch Sonne |
| B = Hybridwechselrichter | wechselt Gleichstrom aus Modulen und Speicher in Wechselstrom und ggf. auch zurück |
| C = Energy Meter / Smart Meter | misst Stromfluss aus und in das Netz (wird zusätzlich zum Hauszähler des Netzbetreibers benötigt) |
| D = öffentliches Stromnetz | öffentliches Stromnetz des Netzbetreibers |
| E = Stromspeicher | wird mit Gleichstrom betrieben |
| F = Backup Anschluss | versorgt die ausgewählten Backuplasten bei Normalbetrieb und bei Stromausfall |
| G = Hausnetz | ist bei Stromausfall stromlos |
Warum einen Hybridwechselrichter kaufen?
Fragen und Antworten zum Hybridwechselrichter
Mit welchen Batteriesystemen ist ein Hybridwechselrichter kompatibel?
Heutige Hybridwechselrichter sind meist mit Lithium-Ionen Speichern kompatibel. Fast jeder Hersteller führt eine Kompatibilitätsliste mit den passenden Speichern. Viele Wechselrichterhersteller bieten mittlerweile selbst Speicher an.
Kann ein Hybridwechselrichter ohne Batterie betrieben werden?
Ja, ein Hybridwechselrichter kann auch ohne Speicher genutzt werden. Die Nachrüstung eines Speichers ist in der Regel später noch möglich. Vorausgesetzt ein passender Speicher wird noch angeboten.
Alte Ü-20 PV-Anlage mit Hybridwechselrichter auf Eigenverbrauch umrüsten
Eine alte, ausgeförderte Ü-20 Photovoltaikanlage funktioniert oft noch einwandfrei. Da die Anschlussvergütung durch den Jahresmarktwertsolar allerdings eher spärlich ausfällt, bietet sich die Umstellung auf Eigenverbrauch des Stroms an, sofern im Gebäude ausreichend Strom benötigt wird.
Hier kann Folgendes wirtschaftlich sinnvoll sein:
Ein Batteriewechselrichter ist ein Gerät, das an der Wechselstromseite des Hauses angeschlossen wird und ein Speicher betreibt. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Wechselstrom des Hauses in Gleichstrom zu verändern, um eine Batterie laden zu können. Umgekehrt wird der Gleichstrom der Batterie im Batteriewechselrichter zurückverwandelt in Wechselstrom, um ihn im Haus nutzen zu können. Batteriewechselrichter bieten auch einen Notstromfunktion an, aber wenn der Speicher leer ist, kann kein Notstrom mehr bereitgestellt werden.
Vorteile gegenüber einem Hybridwechselrichter
Ein Hybridwechselrichter kombiniert den PV-Wechselrichter und den Batteriewechselrichter in einem einzigen Gerät. Trotzdem bietet der separate Batteriewechselrichter in manchen Szenarien klare Vorteile.
Modularität und Flexibilität
Bei bestehenden PV-Anlagen kann nachträglich ein Batteriespeicher installiert werden, ohne den ursprünglichen PV-Wechselrichter auszutauschen.
Batterien und Wechselrichter lassen sich unabhängig voneinander dimensionieren oder austauschen.
Herstellerunabhängigkeit
Man ist nicht auf einen bestimmten Systemanbieter angewiesen und kann Speicherlösungen verschiedener Hersteller kombinieren.
Nachrüstbarkeit
Ideal für Altanlagen, da kein kompletter Umbau erforderlich ist.
Geringeres Risiko bei Defekten
Im Fall eines Defekts ist nur ein Gerät betroffen (PV-Wechselrichter oder Batterie-Wechselrichter), nicht das gesamte System wie bei einem Hybridgerät.
Nachteile gegenüber einem Hybridwechselrichter
Trotz der genannten Vorteile gibt es auch gewichtige Nachteile.
Geringere Effizienz
Der Strom muss bei einem AC-gekoppelten System (Batteriewechselrichter) zwei- bis dreimal umgewandelt werden (PV → AC → Batterie → AC).
Dadurch entstehen höhere Wandlungsverluste (Systemwirkungsgrad 85–92 %).
Ein Hybridwechselrichter arbeitet meist mit einem DC-gekoppelten Batteriesystem, bei dem der Strom nur einmal gewandelt wird, was zu einem höheren Gesamtsystemwirkungsgrad führt (bis zu 95–98 %).
Mehr Platzbedarf und Komplexität
Es müssen zwei getrennte Geräte installiert werden.
Das bedeutet auch höhere Anforderungen an Platz, Verkabelung und Konfiguration.
Kosten
Die Kombination aus separatem PV- und Batteriewechselrichter kann teurer in der Anschaffung und Installation sein als ein integriertes Hybridgerät.
Begrenzte Smart-Funktionen
Hybridwechselrichter bieten oft intelligente Energiemanagement-Systeme und Monitoring-Software in einem, was bei reinen Batteriewechselrichtern separat eingerichtet werden muss.
Begrenzte Notstromkapazität
Bei einem Netzausfall kann nur der im Speicher vorhandene Strom bereitgestellt werden. Da der Wechselrichter mit den PV-Modulen vor dem Batteriewechselrichter kommt, ist dieser bei Stromausfall aus.
Sie benötigen Hilfe bei der Auslegung oder finden keinen passenden Wechselrichter, der zu Ihrem System passt?
Kontaktieren Sie uns und wir helfen Ihnen gerne weiter.
