Mikro-Wechselrichter – Ein bahnbrechendes Novum in der Solarenergie

Micro-Wechselrichter: Ein neuer Wendepunkt in der Solarenergie

Micro-Wechselrichter sind Geräte, die in Solaranlagen verwendet werden, 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 von einzelnen PV-Modulen 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 Panel einen Fehler aufweist. Mehrere Unternehmen haben mit dem Bau von intelligenten Micro-Wechselrichtern 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 schnell die Vorteile der Geräte nutzen wollen. Die Wissenschaftler in Indien 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 bis 2025 voraussichtlich 5.604,6 Millionen US-Dollar erreichen, was einer explosionsartigen durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 28,4 % im Prognosezeitraum 2019-2025 entspricht.

Idee hinter Micro-Wechselrichtern

Die traditionellen Solarsysteme bestanden nur aus einem Wechselrichter. Im Falle eines Ausfalls des Wechselrichters gibt es daher keine alternative Energieübertragung. 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 in den PV-Modulen 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

• Schattentoleranz Da jedes Solarpanel unabhängig von anderen Panels Strom erzeugt, beeinträchtigt die Leistung eines Solarpanels nicht die Leistung des benachbarten Solarpanels. Daher wirkt sich ein verschattetes Solarpanel nicht unbedingt auf die Leistung anderer Solarpanels aus, 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 Solarpanels. Aufgrund seiner Größe benötigt man keine separate Kühlung wie bei Zentralwechselrichtern. Daher gibt es weniger Verluste in Form von Wärme.
• Kosteneffizient Micro-Wechselrichter sind einzeln günstiger 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 die Anforderungen und Budgets 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 Minderleistung erbringt.
• Zusätzliches Überwachungsgerät erforderlich: Da sich jeder Wechselrichter unabhängig unter einem Solarpanel befindet, ist ein Kommunikationsbus und ein gemeinsames Überwachungssystem erforderlich, da es kein Onboard-Anzeigesystem wie bei String-Wechselrichtern gibt.

Fazit

Micro-Wechselrichter sind üblich geworden, wenn die Anlagengröße klein ist und die Maximierung der Leistung jedes Panels ein Anliegen ist. Micro-Wechselrichter sind am erfolgreichsten auf dem Wohnungsmarkt, wo der begrenzte Platz für Panels die Anlagengröße einschränkt und die Beschattung durch nahegelegene Bäume oder andere Objekte oft ein Problem darstellt. Solaranlagen 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 einen guten Raum für neue Forschung.