Ein Mikrowechselrichter ist üblicherweise ein Wechselrichter für Solarstromanlagen mit einer Nennleistung von 2000 Watt oder weniger und MPPT-Fähigkeit auf Modulebene. Offiziell wird er als netzgekoppelter Mikro-Solarwechselrichter bezeichnet. Der Begriff „Mikro“ unterscheidet ihn von herkömmlichen zentralen Wechselrichtern. Bei herkömmlichen Solarstromanlagen werden alle Solarmodule in Reihe oder parallel geschaltet, um den durch Sonnenlicht erzeugten Gleichstrom (DC) zu bündeln. Anschließend wandelt ein zentraler Wechselrichter diesen Gleichstrom in Wechselstrom für das Netz um. Ein Mikrowechselrichter hingegen wandelt den Strom für jedes Modul separat um. Die Hauptvorteile sind die separate MPPT-Steuerung für jedes Modul, die die Gesamteffizienz des Systems steigert. Zudem werden häufige Probleme zentraler Wechselrichter wie hohe Gleichspannung, schlechte Leistung bei schwachem Licht und der sogenannte „Eimereffekt“ (bei dem die Systemleistung durch das schwächste Modul begrenzt wird) vermieden.
DC-Eingang : Der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom (DC) wird über Kabel an den Mikrowechselrichter übertragen.
Maximum Power Point Tracking (MPPT) : Ein Mikrowechselrichter enthält einen MPPT-Mechanismus, der die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des PV-Panels überwacht, um eine maximale Leistungsentnahme zu gewährleisten.
Umkehrung : Der Mikrowechselrichter passt Ausgangsspannung und Frequenz dynamisch an, während er Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, um den Standardnetzanforderungen zu entsprechen (z. B. 230 V/50 Hz in Europa, 120 V/60 Hz in den USA).
Synchronisation und Netzanschluss : Der Mikrowechselrichter stellt sicher, dass der erzeugte Wechselstrom mit dem Netz synchronisiert ist und schaltet sich bei Netzinstabilität oder -ausfällen aus Sicherheitsgründen automatisch ab.
Die Kategorien, Definitionen und Beschreibungen, Anwendungsfälle, Vorteile und Nachteile von Zentralwechselrichtern, Stringwechselrichtern, Hybridwechselrichtern und Mikrowechselrichtersystemen.
| Einstufung | Definition | Anwendungsszenarien | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|---|---|
| Zentralisierter PV-Wechselrichter | Bei der zentralisierten Technologie werden mehrere Photovoltaikanlagen an einen Gleichstrombus angeschlossen, der wiederum einen einzigen großen Wechselrichter speist. Diese Technologie eignet sich vor allem für Solarparks im großen Maßstab mit einer Leistung von typischerweise über 10 kW. | Anwendbar für große Photovoltaikanlagen (PV), wie etwa Solarparks im Versorgungsmaßstab und Gebäudedächer mit viel Platz. | 1. Es werden nur wenige Wechselrichter benötigt – einfacheres Design, geringere Kosten. 2. Hohe Umwandlungseffizienz durch großflächiges MPPT. 3. Hohe Systemzuverlässigkeit und niedrige Betriebskosten. |
1. Höhere DC-seitige Spannung, strenge Anforderungen für passende PV-Strings. 2. Ineffektivität bei Teilverschattung durch eingeschränkte stringspezifische Leistungsfähigkeit. 3. Bei einem Wechselrichterausfall steigen die Wartungskosten, da das gesamte System vorübergehend zum Stillstand kommen kann. |
| String-PV-Wechselrichter | String-Wechselrichter werden unabhängig an einen PV-Strang angeschlossen. Jeder Strang verfügt über eine MPPT-Einheit (Maximum Power Point Tracking), die die Systemzuverlässigkeit und Energieproduktion auf Strangebene verbessert. | Geeignet für verteilte PV-Systeme, einschließlich Dachanlagen für Privathaushalte und kleine Gewerbebetriebe. | 1. Wirkt gegen Teilverschattungseffekte und verbessert die Energieeffizienz. 2. Höhere Flexibilität bei der Systemerweiterung und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Installationen. |
1. Höhere Anfangsinvestition im Vergleich zu größeren zentralen Wechselrichtern. 2. Mehr Komponenten erhöhen die Wartungskomplexität. 3. EMI (elektromagnetische Interferenzen) von benachbarten Geräten können den Betrieb beeinträchtigen. |
| Dezentraler PV-Wechselrichter | Vereint die Vorteile von Zentral- und Stringwechselrichtern. Mehrere Einheiten arbeiten unabhängig voneinander, sind aber systemübergreifend koordiniert – ideal für Hybridinstallationen oder mittelgroße Projekte. | Kann für Kombinationsprojekte verwendet werden, bei denen dezentrale Systeme von Vorteil sind, eine zentrale Verwaltung aber dennoch Vorteile bietet. | 1. Sorgt für ein Gleichgewicht zwischen zentraler Anpassungsfähigkeit und dezentraler Effizienz. 2. Einfache Kabelkonfiguration und Systemskalierbarkeit. 3. Einfache Fehlerisolierung und Lastverteilung am Ausgang. |
1. Die Verwaltung einer koordinierten Kommunikation zwischen den Einheiten ist kompliziert und erfordert viel Technologie. 2. Fehlertoleranzschwellen hängen von effizienten Überwachungssystemen ab. 3. Die Installation erfordert höhere Kapital-/Projektkosten im Vorfeld, bevor sich die Investition amortisiert. |
| Mikro-Wechselrichter | Jedes PV-Modul ist an seinen kleinen Wechselrichter angeschlossen, der die Energieoptimierung direkt auf Modulebene durchführt und so unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen eine maximale Leistung gewährleistet. | Zu den allgemeinen Anwendungen zählen kleinere Dächer oder Standorte mit komplexeren Beschattungsmustern, nicht übereinstimmenden Modulausrichtungen oder modularen Installationsanforderungen. | 1. Die modulare Installation bietet maximale Energieausbeute pro Modul. 2. Eliminiert Schattierungsfehlanpassungseffekte, geeignet für kleine, komplexe Installationen. 3. Vereinfacht die Überwachung und Fehlerdiagnose. |
1. Hohe Kosten pro Watt im Vergleich zu anderen Wechselrichtertypen. 2. Schwierigkeiten bei der zentralen Leistungsüberwachung für umfassendere Systeme. 3. Bei großen Anlagen, bei denen zentralisierte Systeme Skaleneffekte bieten, ist die Kosteneffizienz möglicherweise nicht gegeben. |
Ein Vergleich verschiedener technologischer Ansätze von Wechselrichtern
In den letzten Jahren sind die weltweiten Lieferungen von Mikrowechselrichtern mit dem Ausbau dezentraler PV-Systeme deutlich gestiegen – von 1,18 GW im Jahr 2018 auf 2,28 GW im Jahr 2020 – und erreichen eine jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 39,12 %. Vorläufige Schätzungen gehen davon aus, dass die Lieferungen bis 2023 die 4-GW-Marke überschreiten werden. .
Hoymiles Technology Co., Ltd.: Hoymiles wurde 2012 in Hangzhou gegründet und ist auf die Entwicklung, Herstellung und den Verkauf von Photovoltaik-Wechselrichtern und anderen elektrischen Umwandlungsgeräten spezialisiert, die weltweit in verteilten PV-Systemen weit verbreitet sind.
Laut Daten von S&P Global Commodity Insights lag Hoymiles von 2021 bis 2023 bei den jährlichen Lieferungen von Mikrowechselrichtern weltweit auf Platz zwei.
Allein zwischen 2019 und Ende 2023 hat Hoymiles über 3,12 Millionen Einheiten in mehr als 180 Länder/Regionen ausgeliefert – ein Beweis für die international anerkannte Produktqualität.
CNCOB: Growatt wurde 2011 gegründet und ist ein Unternehmen für erneuerbare Energien, das sich auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung von netzgekoppelten und netzunabhängigen Solar-Wechselrichtern sowie Energiespeicher-Wechselrichtern und intelligenten Energiemanagementlösungen für Verbraucher konzentriert. Die netzgekoppelten Solar-Wechselrichter von Growatt bieten Leistungskapazitäten von 400 W bis 10 kW, während die netzunabhängigen und Energiespeicher-Wechselrichter Leistungskapazitäten von 0,4 kW bis 30 kW bieten. Diese Produkte sind für den privaten und gewerblichen Einsatz, solarbetriebene Initiativen zur Armutsbekämpfung, große bodenmontierte Solarparks und eine Vielzahl von Energiespeichersystemanwendungen konzipiert.
APsystems Inc.: APsystems wurde 2010 mit dem Schwerpunkt MLPE (Module-Level Power Electronics) gegründet und hat wettbewerbsfähige MLPE-Produkte entwickelt, darunter Mikrowechselrichter und Schnellabschaltgeräte, die darauf abzielen, weltweit umfassende „PV + Speicher“-Lösungen zu ermöglichen.
Das Unternehmen betreibt internationale Tochtergesellschaften in wichtigen Märkten wie Australien und Frankreich und hat bis jetzt über 380.000 Betriebssysteme in mehr als 130 Ländern weltweit installiert.
DEYE-Technologie: DEYE mit Sitz in der Nähe von Ningbo integriert Forschung und Entwicklung mit Design, Produktion, Vertrieb und Service, um Lösungen für erneuerbare Energien in vier Hauptgeschäftsbereichen anzubieten, darunter auch hybride, speicherzentrierte Solarangebote. Seit seiner Notierung an der Shanghaier Börse im April 2021 hat sich DEYE als führender Akteur in der Solarwechselrichterbranche etabliert.
TSUN-Energie: TSUN Energy basiert auf deutschen Ingenieursprinzipien und legt Wert auf höchste Zuverlässigkeitsstandards. Der Schwerpunkt liegt auf der Herstellung hochwertiger Mikrowechselrichter, die für ihre Langlebigkeit und Kundenzufriedenheit bekannt sind. Als Tier-One-Marke erweitert das Unternehmen kontinuierlich die Branchengrenzen durch Innovationen für sichere und skalierbare verbraucherorientierte Anwendungen.
Aktuelle Entwicklungen, die das Wachstum im Bereich der grünen Energie vorantreiben:
Als Reaktion auf die globale Notwendigkeit der Kohlenstoffneutralität, die die Nutzung erneuerbarer Energien in beispiellosem Tempo vorantreibt:
Verbesserung der Sicherheitsfunktionen
Mikrowechselrichter sind zu unverzichtbaren Sicherheitslösungen in privaten PV-Systemen geworden, da sie durch innovative Designansätze die Sicherheitsstandards erhöhen.
Erweiterte Anwendungsszenarien
Dank ihrer Flexibilität können Mikrowechselrichter an unterschiedliche Szenarien angepasst werden – von herkömmlichen Dachinstallationen bis hin zu Balkonen, unregelmäßig geformten Dächern, Bushaltestellen, Flughäfen, Korridoren, Tankstellen – und mehr.
Vereinfachte Installation und kosteneffiziente Wartung
Mit Plug-and-Play-Installationsmethoden, die Arbeitskosten und Zeitaufwand reduzieren, und langlebigen Designs, die die Lebensdauer auf bis zu 25 Jahre verlängern und gleichzeitig den Wartungsbedarf im Laufe der Zeit minimieren, bieten Mikrowechselrichter Installateuren beispiellosen Komfort.
Adoptionstrends in Haushalten
Der wachsende Trend zur Einführung in Privathaushalten macht Mikrowechselrichter immer zugänglicher, da sie durch benutzerfreundliche Plug-and-Play-Konfigurationen zu erschwinglichen Kosten grüne Energie in die Haushalte bringen und sowohl auf Online- als auch auf Offline-Einzelhandelsplattformen weltweit verfügbar sind, die umweltbewusste Entscheidungen demokratisieren!
