Zentralwechselrichter

Wie Zentralwechselrichter in PV-Anlagen arbeiten

Ein Zentralwechselrichter übernimmt die Umwandlung des von den Solarmodulen erzeugten Gleichstroms in netzfähigen Wechselstrom. Die Gleichstromseite mehrerer Modulgruppen wird dabei zusammengeführt und dem Gerät zentral zugeführt. Neben der eigentlichen Umwandlung gehören je nach System auch Funktionen zur Überwachung, Regelung und Einbindung in die elektrische Gesamtanlage dazu. Die Auslegung betrifft deshalb nicht nur den Wechselrichter selbst, sondern auch die vorgelagerte DC-Sammelstruktur und die Einbindung auf der AC-Seite.

Typische Einsatzbereiche für zentrale Wechselrichterkonzepte

Zentralwechselrichter werden vor allem dort eingesetzt, wo Photovoltaikleistung nicht kleinteilig verteilt, sondern in grösseren zusammenhängenden Feldern aufgebaut wird. Typische Kontexte sind gewerbliche und industrielle Dachanlagen, grössere Freiflächenanlagen oder technisch konzentrierte Energiezentralen im Hochbau. Sinnvoll ist dieses Konzept insbesondere dann, wenn Kabelwege, Schaltanlagen und Wartungszugänge von Anfang an zentral geplant werden. Bei stark verteilten Teilflächen oder vielen unterschiedlich ausgerichteten Dachbereichen ist die zentrale Struktur oft weniger passend.

Planung, Einbindung und betriebliche Anforderungen

Bei Zentralwechselrichtern steht die Systemarchitektur im Vordergrund. Relevant sind die Bündelung der DC-Stränge, geeignete Schutz- und Trennkonzepte, die räumliche Anordnung des Technikbereichs sowie die Abstimmung mit Netzanschluss und Gebäudeinfrastruktur. Auch Zugänglichkeit für Service, thermische Bedingungen und die Überwachung der Gesamtanlage sind Teil der Planung. Da eine zentrale Einheit grosse Anlagenteile zusammenfasst, hat ihre Verfügbarkeit unmittelbare Auswirkungen auf den Betrieb der angeschlossenen PV-Felder.

Abgrenzung zu String-, Multistring-, Modul- und Inselwechselrichtern

Innerhalb der Leistungsebene Wechselrichter bilden Zentralwechselrichter die Variante mit zentralisierter Energieumwandlung. Stringwechselrichter arbeiten näher an einzelnen Stranggruppen, Modulwechselrichter direkt auf Modulebene, und Multistringwechselrichter verarbeiten mehrere getrennt geregelte Eingänge in einem Gerät. Inselwechselrichter sind für netzunabhängige Systeme ausgelegt und verfolgen daher einen anderen Anwendungszweck als netzgekoppelte zentrale PV-Anlagen. Zentralwechselrichter unterscheiden sich von diesen Varianten vor allem durch die Zusammenführung vieler DC-Leitungen und die Konzentration der Umwandlung an einem technischen Knotenpunkt.