Hybrid-Wechselrichter
Ein Hybrid-Wechselrichter ist ein multifunktionales Gerät, das sowohl Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom umwandelt als auch eine wiederaufladbare Solarbatterie mit Gleichstrom versorgen kann. Dieses Gerät kombiniert die Rollen eines PV-Wechselrichters, eines Batteriewechselrichters und eines Ladereglers in einer einzigen Einheit.
Der Hybrid-Wechselrichter speichert den von einer Photovoltaikanlage erzeugten Solarstrom in einer Solarbatterie, um den Eigenverbrauch zu maximieren. Der Stromspeicher, ob 48V oder Hochvoltbatterie, wird direkt an den Wechselrichter angeschlossen.
Hybrid-Wechselrichter gibt es in ein- und dreiphasigen Ausführungen. Einphasige Modelle liefern Strom über eine einzige Phase, während dreiphasige Modelle Strom über drei Phasen (Drehstrom) bereitstellen. Dreiphasige Wechselrichter bieten dadurch eine höhere Nennleistung und können angeschlossene Geräte effizienter und zuverlässiger mit Strom versorgen.
Vor und Nachteile eines Hybrid-Wechselrichters:
Vorteile:
- Integriert PV-Wechselrichter, Batteriewechselrichter und Laderegler in einem Gerät.
- Reduziert den Bedarf an zusätzlichen Geräten.
- Minimiert Energieverluste beim Laden und Entladen von PV-Strom.
- Steigert den Eigenverbrauch durch effiziente Speicherung.
- Da kein separater Batteriewechselrichter erforderlich ist, sind die Gesamtkosten oft geringer.
- Besonders vorteilhaft für Neuanlagen, die später um einen Batteriespeicher erweitert werden sollen.
- Geeignet für einphasige und dreiphasige Systeme.
- Kann bei Stromausfall das Hausnetz weiterhin versorgen (bei entsprechender Ausstattung).
- Unterstützt kritische Anwendungen, z. B. medizinische Geräte oder Computertechnik.
- Moderne Modelle lassen sich leicht in bestehende oder neue PV-Anlagen integrieren.
- Oft mit verschiedenen Batteriespeichern kompatibel.
Nachteile:
- Teurer in der Anschaffung als herkömmliche Wechselrichter.
- Leistungsstarke Modelle können erheblich kostenintensiver sein.
- Erfordert sorgfältige Planung und Kompatibilitätsprüfung mit dem Stromspeicher.
- Installation und Wartung können anspruchsvoller sein.
- Bei falscher Dimensionierung können Leistungseinbußen auftreten.
- Setzt technisches Verständnis und professionelle Installation voraus.
- Die Leistung und Effizienz hängen stark von der Qualität und Kapazität des angeschlossenen Batteriespeichers ab.
- Eventuelle Zusatzkosten für hochwertige und kompatible Batterien.
- Um eine autarke Stromversorgung bei Netzausfall zu gewährleisten, sind spezielle Umschalteinrichtungen erforderlich.
- Kann zusätzliche Kosten und technische Anforderungen mit sich bringen.
Wichtig: Bei der Auswahl eines Hybrid-Wechselrichters ist die Kompatibilität mit dem Stromspeicher von entscheidender Bedeutung. Der Gesamtwirkungsgrad des Systems sollte dabei immer berücksichtigt werden.
Ein Hybrid-Wechselrichter kann durch die angeschlossene Batterie im Falle eines Stromausfalls oder bei unzureichender Sonneneinstrahlung weiterhin "Sonnen-Strom" für den Haushalt bereitstellen.
Wenn der Hybrid-Wechselrichter über eine Notstromfunktion verfügt, nutzt er den in der Batterie gespeicherten Solarstrom, um das Hausnetz zu versorgen und so einen Stromausfall zu überbrücken, je nach Kapazität der Batterie.
Dies ist besonders vorteilhaft für die Versorgung von empfindlichen Geräten wie medizinischen oder computergestützten Systemen.
Moderne Hybrid-Wechselrichter können in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden:
- Bei der Installation einer neuen Photovoltaikanlage
- Bei der Modernisierung einer bestehenden Photovoltaikanlage
- Bei der Erweiterung einer bestehenden Photovoltaikanlage
Haupttypen von Hybrid-Wechselrichtern
Hybrid-Wechselrichter ermöglichen eine stufenlose Ladung und Entladung der Solarbatterie, wobei sie den Strom entweder ins Hausnetz oder in die Batterie leiten.
Wie weiter oben bereits beschrieben gibt es zwei Haupttypen von Hybrid-Wechselrichtern.
Einphasige Hybrid-Wechselrichter:
Diese haben typischerweise eine Ausgangsleistung von 350 bis 4.000 Voltampere (VA) und liefern die benötigte Energie aus den Batterien, die dann auf alle drei Phasen verteilt wird.
Dreiphasige Hybrid-Wechselrichter:
Diese Geräte können 3 mal 400 VAC Drehstrom liefern, mit einer Nennleistung von 4.200 bis 24.000 VA und einer Überlastfähigkeit bis zum Dreifachen ihrer Nennleistung.
Anmerkung
Hochleistungsgeräte können die Gesamtleistung automatisch steuern. Im Stromzähler wird die Leistung der einzelnen Phasen addiert, und der Hybrid-Wechselrichter bestimmt die benötigte Gesamtleistung für alle Phasen und speist diese entsprechend ein.
Notstrom | Ersatzstrom | Inselstrom
Ein Hybridwechselrichter kann (sofern er dafür ausgelegt ist) im Falle eines Stromausfalls eine Notstromversorgung bereitstellen, indem er einen autarken Inselbetrieb aufbaut. Dabei wird das gesamte elektrische Versorgungssystem des Hauses vom öffentlichen Stromnetz getrennt.
Damit dies funktioniert, muss das hybride System auf das Hausnetz umgeschaltet werden, wodurch die Energieversorgung über die Batterie erfolgt.
Der Wechselrichter und die Umschalteinrichtung übernehmen dabei drei zentrale Aufgaben:
- Netztrennung: Die Photovoltaik-Anlage wird vom öffentlichen Netz abgekoppelt, und der interne Stromkreislauf wird geöffnet.
- Erdung: Während der Notstromversorgung muss der neutrale Leiter sicher geerdet sein, was durch doppelt gesicherte Qualitätsprodukte gewährleistet wird.
- Phasenkopplung (optional): Falls der Hybrid-Wechselrichter phasenkopplungsfähig ist, kann er ein dreiphasiges Netz in ein einphasiges Netz umwandeln.
Im Falle eines Stromausfalls kann es bis zu fünf Sekunden dauern, bis der Hybrid-Wechselrichter umgeschaltet hat. Diese Zeitspanne reicht aus, um Geräte wie PCs herunterzufahren. Um dies zu vermeiden, müssen spezielle Akkus direkt hinter den Verbrauchseinheiten installiert werden.