Mikro-Wechselrichter: Ein Wendepunkt in der Solarenergie

Micro-Wechselrichter: Ein neuer Game-Changer in der Solarenergie

Ein Micro-Wechselrichter ist ein Gerät, das in Solaranlagen verwendet wird, um die erzeugte Energie (Gleichstrom) in nutzbaren Strom für ein Haus (Wechselstrom) umzuwandeln. Seit ihrem Markteintritt vor weniger als einem Jahrzehnt werden Micro-Wechselrichter, die den Gleichstrom einzelner PV-Module in nutzbaren Wechselstrom für Haushalte und Unternehmen umwandeln, von Systemdesignern und Installateuren begeistert aufgenommen. Sie tauchen jeden Tag in größeren, anspruchsvolleren Solaranlagen auf, ein Trend, der sich so schnell nicht ändern wird. Die steigende Nachfrage nach sauberer Energie ist einer der Haupttreiber für das Wachstum des Solarmarktes. Daher entwickeln mehrere Unternehmen Solar-Micro-Wechselrichter. Die Micro-Wechselrichter bieten mehrere Vorteile: Sie halten länger, da sie keiner Wärmebelastung und hohen Leistung ausgesetzt sind. Darüber hinaus gibt es bei Micro-Wechselrichtern keinen Single Point of Failure, was bedeutet, dass das gesamte System auch dann nicht beeinträchtigt wird, wenn ein Modul einen Fehler aufweist. Mehrere Unternehmen haben mit dem Bau intelligenter Micro-Wechselrichter begonnen, bei denen es sich um vollständig vernetzte, softwaredefinierte Wechselrichter handelt, die mit fortschrittlichen Netzfunktionen entwickelt wurden.

Micro-Wechselrichter sind außerhalb der Vereinigten Staaten stark nachgefragt, da neue Märkte sich beeilen, die Vorteile der Geräte zu nutzen. Die Wissenschaftler Indiens entwickeln und integrieren die Micro-Wechselrichter-basierten Systeme in Indien. Mehrere neue Unternehmen sind in den Markt eingetreten und haben ihre Produkte auf den Markt gebracht, darunter die beiden größten PV-Wechselrichterhersteller SMA und Power-One. Laut dem von UnivDatos Market Insights veröffentlichten Bericht wurde der globale Markt für Solar-Micro-Wechselrichter im Jahr 2018 auf 977,5 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich bis 2025 5.604,6 Millionen US-Dollar erreichen, was einer explosiven CAGR von 28,4 % im Prognosezeitraum 2019-2025 entspricht.

Idee hinter Micro-Wechselrichtern

Die traditionellen Solaranlagen bestanden nur aus einem Wechselrichter. Im Falle eines Ausfalls des Wechselrichters gibt es daher keinen alternativen Energietransfer. Um dieses Problem zu lösen, wurde die Idee eines String-Wechselrichters vorgeschlagen und umgesetzt. Selbst mit String-Wechselrichtern war ein PV-System nicht als Plug-and-Play-Gerät für Anwendungen im Haushalt geeignet. Daher ist es wünschenswert, Systeme zu entwickeln, die Wechselrichter innerhalb der PV-Module haben, die den stabilen Betrieb und das Maximum Power Point Tracking (MPPT) für jedes Modul gewährleisten.

Vor- und Nachteile eines Micro-Wechselrichters gegenüber einem String- oder Zentralwechselrichter

Vorteile von Micro-Wechselrichtern

• Schattentolerant, da jedes Solarmodul unabhängig von anderen Modulen produziert; die Leistung eines Solarmoduls beeinträchtigt nicht das benachbarte Solarmodul. Daher wird ein beschattetes Solarmodul nicht unbedingt die Leistung anderer Solarmodule beeinträchtigen, da diese unabhängig voneinander arbeiten. Dies ist bei String-Wechselrichtern nicht der Fall
• Keine Luftkühlung erforderlich: Micro-Wechselrichter sind sehr kleine Wechselrichter und passen auf die Rückseite eines Solarmoduls. Aufgrund ihrer Größe ist keine separate Kühlung wie bei Zentralwechselrichtern erforderlich. Daher gibt es weniger Verluste in Form von Wärme
• Kosteneffektiv: Micro-Wechselrichter sind einzeln weniger teuer als ein herkömmlicher Wechselrichter. Wenn ein herkömmlicher Wechselrichter ausfällt, ist der Austausch teuer, aber bei Micro-Wechselrichtern ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls viel geringer, da sie im Vergleich zu einem herkömmlichen Wechselrichter eine geringere Strommenge verarbeiten müssen
• Einfache Installation: Die Installation von Solarmodulen mit Micro-Wechselrichtern ist viel einfacher und schneller, was im Vergleich zu herkömmlichen Wechselrichtern zu geringeren Installationskosten führt
• Flexibilität: Einer der Hauptvorteile von Micro-Wechselrichtern ist ihre Flexibilität und Skalierbarkeit. Man kann mit einem minimalen Satz von Solarmodulen beginnen und Module hinzufügen, wenn der Bedarf und das Budget wachsen, ohne dass ein großer zentraler Wechselrichter ausgetauscht werden muss

Nachteile von Micro-Wechselrichtern

• Höhere Anfangskosten: Einer der Hauptnachteile eines Micro-Wechselrichters sind seine höheren Anfangskosten. Seine Kosten können jedoch in Fällen gerechtfertigt sein, in denen es technische Herausforderungen bei der Installation einer Solaranlage (Reihe von Solarmodulen) oder Verschattungsprobleme gibt, die dazu führen könnten, dass das gesamte System eine geringere Leistung erbringt
• Zusätzliches Überwachungsgerät erforderlich: Da sich jeder Wechselrichter unabhängig unter einem Solarmodul befindet, ist ein Kommunikationsbus und ein gemeinsames Überwachungssystem erforderlich, da es kein integriertes Anzeigesystem wie bei String-Wechselrichtern gibt

Fazit

Micro-Wechselrichter sind üblich geworden, wenn die Anlagengröße gering ist und die Maximierung der Leistung jedes Moduls ein Anliegen ist. Micro-Wechselrichter waren am erfolgreichsten im Wohnbereich, wo der begrenzte Platz für Module die Anlagengröße einschränkt und die Beschattung durch nahegelegene Bäume oder andere Objekte oft ein Problem darstellt. Solarsysteme haben einen geringen Wirkungsgrad und werden in Verbindung mit leistungselektronischen Systemen zur effizienten Energiegewinnung eingesetzt. Die Micro-Wechselrichter-Technologie ist ein aufstrebendes Gebiet und bietet viel Raum für neue Forschung.