Micro Inverters Ein bahnbrechendes Novum in der Solarenergie
Mikro-Wechselrichter ist ein Gerät, das in Solaranlagen verwendet wird, um die erzeugte Energie (Gleichstrom) in nutzbaren Strom für ein Haus (Wechselstrom) umzuwandeln. Seit dem Markteintritt vor weniger als einem Jahrzehnt werden Mikro-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 solare Mikro-Wechselrichter. Die Mikro-Wechselrichter bieten mehrere Vorteile; sie halten länger, da sie keiner Hitzebelastung und hohen Leistung ausgesetzt sind. Darüber hinaus gibt es bei Mikro-Wechselrichtern keinen Single Point of Failure, was bedeutet, dass das gesamte System nicht beeinträchtigt wird, selbst wenn ein Panel einen Fehler aufweist. Mehrere Unternehmen haben mit dem Bau von intelligenten Mikro-Wechselrichtern begonnen, bei denen es sich um vollständig vernetzte, softwaredefinierte Wechselrichter handelt, die mit einer fortschrittlichen Netzfunktion entwickelt wurden.
Mikro-Wechselrichter sind außerhalb der Vereinigten Staaten sehr gefragt, da neue Märkte sich beeilen, die Vorteile der Geräte zu nutzen. Die Wissenschaftler Indiens entwickeln und integrieren die auf Mikro-Wechselrichtern basierenden 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. Gemäß dem von UnivDatos Market Insights veröffentlichten Bericht wurde der globale Markt für solare Mikro-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 durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 28,4 % im Prognosezeitraum 2019-2025 entspricht.
Idee hinter Mikro-Wechselrichtern
Die traditionellen Solaranlagen bestanden nur aus einem Wechselrichter. Daher gibt es im Falle eines Ausfalls des Wechselrichters 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 Haushaltsanwendungen 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 Mikro-Wechselrichters gegenüber einem String- oder Zentralwechselrichter
Vorteile von Mikro-Wechselrichtern
- Schattenverträglich da jedes Solarpanel unabhängig von anderen Panels produziert; die Leistung eines Solarmoduls beeinflusst 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 Mikro-Wechselrichter sind sehr kleine Wechselrichter und passen auf die Rückseite eines Solarmoduls. Aufgrund seiner Größe benötigt man keine separate Kühlung wie bei Zentralwechselrichtern. Daher gibt es weniger Verluste in Form von Wärme
- Kostengünstig Mikro-Wechselrichter sind einzeln weniger teuer als ein herkömmlicher Wechselrichter. Wenn ein herkömmlicher Wechselrichter ausfällt, ist der Austausch teuer, aber bei Mikro-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 Mikro-Wechselrichtern ist viel einfacher und schneller, was im Vergleich zu herkömmlichen Wechselrichtern zu niedrigeren Installationskosten führt
- Flexibilität Einer der Hauptvorteile von Mikro-Wechselrichtern ist ihre Flexibilität und Skalierbarkeit. Man kann mit einem minimalen Satz von Solarmodulen beginnen und Module hinzufügen, wenn die Bedürfnisse und Budgets wachsen, ohne dass ein großer zentralisierter Wechselrichter ausgetauscht werden muss
Nachteile von Mikro-Wechselrichtern
- Höhere Anschaffungskosten Einer der Hauptnachteile eines Mikro-Wechselrichters sind seine höheren Anschaffungskosten. Seine Kosten können jedoch in Fällen gerechtfertigt sein, in denen es technische Herausforderungen bei der Installation einer Solaranlage (Reihe von Solarmodulen) oder Abschattungsprobleme gibt, die dazu führen könnten, dass das gesamte System eine Minderleistung erbringt
- Zusätzliches Überwachungsgerät erforderlich: Da sich jeder Wechselrichter unabhängig unter einem Solarmodul befindet, sind ein Kommunikationsbus und ein gemeinsames Überwachungssystem erforderlich, da es wie bei String-Wechselrichtern kein integriertes Anzeigesystem gibt
Fazit
Mikro-Wechselrichter sind üblich geworden, wenn die Anlagengrößen klein sind und die Maximierung der Leistung jedes Panels ein Anliegen ist. Mikro-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. Solarsysteme haben einen geringen Wirkungsgrad und werden in Verbindung mit der leistungselektronischen Anlage zur effizienten Energiegewinnung eingesetzt. Die Mikro-Wechselrichtertechnologie ist ein aufstrebendes Gebiet und bietet einen guten Raum für neue Forschung.