Solarwechselrichter

Photovoltaik-Wechselrichter (PV-Wechselrichter oder Solarwechselrichter) können die von Photovoltaik-Solarmodulen (PV) erzeugte variable Gleichspannung in einen Wechselrichter mit Wechselstromfrequenz (AC) der Netzfrequenz umwandeln, der in das kommerzielle Stromübertragungssystem zurückgespeist werden kann der Netznutzung des Netzes zugeführt.Der Photovoltaik-Wechselrichter ist eines der wichtigen Balance-of-Systems (BOS) in Photovoltaik-Array-Systemen, das mit allgemeinen AC-Stromversorgungsgeräten verwendet werden kann.Solarwechselrichter verfügen über spezielle Funktionen für Photovoltaikanlagen, wie z. B. Maximum Power Point Tracking und Inselbildungsschutz.

Solarwechselrichter lassen sich in die folgenden drei Kategorien einteilen:
Inselwechselrichter:In unabhängigen Systemen lädt die Photovoltaikanlage die Batterie und der Wechselrichter nutzt die Gleichspannung der Batterie als Energiequelle.Viele Inselwechselrichter verfügen außerdem über Batterieladegeräte, die die Batterie über Wechselstrom aufladen können.Im Allgemeinen berühren solche Wechselrichter das Netz nicht und benötigen daher keinen Inselschutz.

Netzgekoppelte Wechselrichter:Die Ausgangsspannung des Wechselrichters kann an die kommerzielle Wechselstromversorgung zurückgegeben werden, daher muss die Ausgangssinuswelle mit der Phase, Frequenz und Spannung der Stromversorgung übereinstimmen.Der netzgekoppelte Wechselrichter verfügt über ein Sicherheitsdesign. Wenn er nicht an die Stromversorgung angeschlossen ist, wird der Ausgang automatisch abgeschaltet.Bei einem Netzausfall hat der netzgekoppelte Wechselrichter nicht die Funktion, die Stromversorgung zu stützen.

Batterie-Backup-Wechselrichter (Batterie-Backup-Wechselrichter)sind spezielle Wechselrichter, die Batterien als Stromquelle nutzen und mit einem Batterieladegerät zusammenarbeiten, um die Batterien aufzuladen.Wenn zu viel Strom vorhanden ist, erfolgt die Aufladung über das Wechselstromnetz.Diese Art von Wechselrichter kann die angegebene Last mit Wechselstrom versorgen, wenn die Netzstromversorgung ausfällt, und muss daher über eine Inseleffekt-Schutzfunktion verfügen.
Hauptartikel: Maximum Power Point Tracking
Photovoltaik-Wechselrichter nutzen die Maximum Power Point Tracking (MPPT)-Technologie, um den größtmöglichen Strom aus den Solarmodulen zu ziehen.Es besteht ein komplexer Zusammenhang zwischen der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und dem Gesamtwiderstand der Solarzellen, sodass sich die Ausgangseffizienz nichtlinear ändert, was als Strom-Spannungs-Kurve (IV-Kurve) bezeichnet wird.Der Zweck der Maximum Power Point Tracking besteht darin, einen Lastwiderstand (des Solarmoduls) zu erzeugen, um entsprechend der Leistung des Solarmoduls in jeder Umgebung die maximale Leistung zu erhalten.
Der Formfaktor (FF) der Solarzelle in Kombination mit ihrer Leerlaufspannung (VOC) und ihrem Kurzschlussstrom (ISC) bestimmt die maximale Leistung der Solarzelle.Der Formfaktor ist definiert als das Verhältnis der maximalen Leistung der Solarzelle geteilt durch das Produkt aus VOC und ISC.

Es gibt drei verschiedene Algorithmen für die Verfolgung maximaler Leistungspunkte:Störungs- und Beobachtungsfunktion, inkrementelle Leitfähigkeit und konstante Spannung.Die ersten beiden werden oft als „Hügelklettern“ bezeichnet.Die Methode besteht darin, der Kurve von Spannung und Leistung zu folgen.Wenn sie links vom Punkt maximaler Leistung fällt, erhöhen Sie die Spannung, und wenn sie rechts vom Punkt maximaler Leistung fällt, reduzieren Sie die Spannung.

Laderegler können sowohl mit Solarmodulen als auch mit Gleichstromgeräten verwendet werden.Der Laderegler kann einen stabilen Gleichstromausgang liefern, überschüssige Energie in der Batterie speichern und den Ladezustand der Batterie überwachen, um Überladung oder Tiefentladung zu vermeiden.Einige teurere Module können auch MPPT unterstützen.Der Wechselrichter kann an den Ausgang des Solarladereglers angeschlossen werden und dann kann der Wechselrichter die Wechselstromlast antreiben.