Anschluss von PV-Panels an den Wechselrichter

Einführung

Die Verwendung von Photovoltaikmodulen (PV), die Sonnenlicht in Strom umwandeln, hat in den letzten Jahren exponentiell zugenommen. Ein Wechselrichter ist ein wichtiger Bestandteil jeder Solaranlage, da er die Sonnenenergie in nutzbaren Strom umwandelt. Lassen Sie uns also die Feinheiten des Anschlusses von PV-Modulen an einen Wechselrichter erkunden. Nach der Lektüre dieses Artikels werden Sie in der Lage sein, die Kraft der Sonne für Ihre Bedürfnisse zu nutzen.

Verständnis von PV-Panels und Wechselrichtern

Vor der Installation ist es wichtig, die Funktionen von PV-Modulen und Wechselrichtern zu verstehen. Für die Umwandlung von Sonnenlicht in Gleichstrom (DC) werden Geräte verwendet, die als Solarmodule oder PV-Module bekannt sind. Wechselrichter sind unverzichtbar, da sie den von den PV-Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandeln. Haushalte und Unternehmen nutzen den Strom in Form von Wechselstrom.

Arten von Wechselrichtern

Es gibt verschiedene Varianten von Wechselrichtern, die jeweils unterschiedliche Vorzüge und Faktoren aufweisen. Zu den drei Hauptkategorien gehören String-Wechselrichter, Mikro-Wechselrichter und Leistungsoptimierer.

1. String-Wechselrichter

Diese sind die am weitesten verbreiteten. Bei ihnen werden viele PV-Paneele aneinandergereiht und in einen einzigen Wechselrichter eingespeist. Sie sind billig und funktionieren gut in Umgebungen mit konstantem Sonnenlicht.

2. Mikro-Wechselrichter

Bei diesem Aufbau werden einzelne Mikrowechselrichter an jedes Solarpanel angeschlossen. In Fällen, in denen die Beschattung oder die Ausrichtung der Paneele variabel ist, ist diese Anordnung gut geeignet.

3. Leistungsoptimierer

Leistungsoptimierer auf der Rückseite jedes Moduls tragen dazu bei, die Energieproduktion der einzelnen PV-Module zu maximieren. Sie sind eine geeignete Option für teilweise verschattete Standorte und funktionieren in Verbindung mit einem Zentralwechselrichter.

Auswahl eines Wechselrichters

Bei der Wahl eines Wechselrichters für ein PV-Panelsystem müssen bestimmte Überlegungen angestellt werden:

1. Systemgröße

Die Größe des PV-Panels hat Auswirkungen auf die Leistung des Wechselrichters.

2. Haushalt

Die Kosten für Wechselrichter können sehr unterschiedlich sein. Daher sollten Sie einen Wechselrichter wählen, der in Ihr Budget passt.

3. Wirkungsgrad

Zur Optimierung der Energieumwandlung ist es ratsam, Wechselrichter mit hohem Wirkungsgrad einzusetzen.

4. Überwachung

Mit Hilfe der integrierten Überwachungsfunktionen eines Wechselrichters können Sie die Effizienz Ihres Systems im Auge behalten.

5. Kompatibilität

Vergewissern Sie sich, dass der von Ihnen gekaufte Wechselrichter für Ihre Solarmodule geeignet ist.

Ausrüstung und Werkzeuge für das Sammeln

Es ist wichtig, dass Sie alle erforderlichen Werkzeuge und Geräte zur Hand haben, bevor Sie mit der Installation beginnen. Dazu gehören Werkzeuge, PV-Paneele, Wechselrichter, Montagematerial, Kabel und Anschlüsse. Darüber hinaus ist es wichtig, dass beim Umgang mit elektrischen Komponenten die Sicherheit an erster Stelle steht. Verwenden Sie geeignete Schutzvorrichtungen und befolgen Sie alle Sicherheitsprotokolle, um dies zu gewährleisten.

Ausrüstung und Werkzeuge	Zweck
PV-Paneele	Sonnenlicht einfangen und Gleichstrom erzeugen
Wechselrichter	Umwandlung von Gleichstrom aus den Panels in Wechselstrom
Befestigungsmaterial	Hilfe bei der sicheren Befestigung der PV-Paneele an einer Montagestruktur
Kabel und Steckverbinder	Stromübertragung zwischen Modulen und Wechselrichter
Abzweigkästen	Schutz und Anschluss von Kabeln
Werkzeuge (Schraubenzieher, etc.)	Unterstützung bei der Befestigung von Platten und der Herstellung von Verbindungen
Schutzausrüstung	Persönliche Schutzausrüstung für eine sichere Installation
Leiter	Zugangsplatten und Montagebereich
Multimeter	Prüfung der elektrischen Verbindungen und der Spannungspegel

Schritt-für-Schritt-Installationsprozess

Wenn Sie diese Schritte befolgen, sollte der Anschluss Ihrer PV-Module an einen Wechselrichter nicht allzu schwierig sein.

1. Montage PV-Panel

• Standort und Orientierung

Berücksichtigen Sie Elemente wie Sonneneinstrahlung und Schatten, um den besten Standort für Ihre PV-Module auszuwählen. Stellen Sie sie auf einen festen und stabilen Untergrund. Achten Sie auf die richtige Ausrichtung der Paneele, um das meiste Sonnenlicht zu erhalten.

• Aufbau der Struktur

Befestigen Sie die PV-Paneele mit den richtigen Befestigungselementen auf dem Montagegestell. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers, um die korrekten Abstände und die richtige Ausrichtung zu gewährleisten.

2. Verkabelung von PV-Panels

Bei der Verkabelung von Solarmodulen gibt es drei Hauptanschlussmöglichkeiten:

• Serie
• Parallel
• Serien-Parallel

Jede Verbindung hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Daher ist es wichtig, sich vor der Auswahl der am besten geeigneten Option gründlich über diese zu informieren.

• Reihenschaltung

Der Pluspol eines Solarmoduls wird mit dem Minuspol eines anderen verbunden, um eine Reihenschaltung zu bilden. Dies erhöht die Spannung, hat aber keine Auswirkungen auf den Stromfluss. Die Reihenschaltung von Solarmodulen ist eine wirksame Methode, um die Leistung des Systems zu erhöhen, wenn die Bedingungen dies erfordern. Dies ist der Fall, wenn die Module und der Wechselrichter weit voneinander entfernt sind.

• Parallele Verbindung

Verbinden Sie die Pluspole der PV-Paneele miteinander und die Minuspole miteinander. Diese Methode erhöht den Strom, ohne dass sich die Spannung ändert. Wenn ein Teil Ihrer Solarmodule verschattet ist, können Sie auf diese Weise die Stromstärke Ihres Systems erhöhen.

• Reihen-Parallelschaltung

Es handelt sich um eine Konfiguration, die sowohl Reihen- als auch Parallelschaltungen umfasst. Um die Spannung zu erhöhen, wird der Pluspol einer Platte mit dem Minuspol einer anderen Platte verbunden.  Anschließend werden diese zusammengeschalteten Strings parallel geschaltet. Diese Funktion ermöglicht es dem Benutzer, sowohl die Spannung als auch den Stromausgang zu verbessern.

Bei der Installation der Verkabelung Ihrer Solarmodule ist es wichtig, die Spannungsangaben zu berücksichtigen. Die Spannung der Module und des Wechselrichters ist ein wichtiger Parameter. Verwenden Sie immer eine Verkabelung, die für die Spannung und den Strom des Systems ausgelegt ist, um die Sicherheit aller Beteiligten zu gewährleisten. Verwenden Sie geeignete Steckverbinder und halten Sie sich genauestens an die Anweisungen des Herstellers. Stellen Sie sicher, dass Sie für den Außenbereich geeignete Kabel und Stecker verwenden. Sie sollten die Kabel ordnungsgemäß befestigen und vor Witterungseinflüssen und Ungeziefer schützen.

3. Anschließen an den Wechselrichter

• Positionierung des Wechselrichters

Stellen Sie den Wechselrichter an einem kühlen, sonnengeschützten Ort auf, idealerweise in der Nähe der Solarmodule. Achten Sie darauf, dass er für künftige Wartungsarbeiten schnell und einfach zu erreichen ist.

• DC-Anschluss

Stellen Sie eine Verbindung zwischen dem DC-Ausgang der PV-Module und dem DC-Eingang des Wechselrichters her. Überprüfen Sie die Polarität, um zu vermeiden, dass Sie versehentlich den umgekehrten Anschluss herstellen.

4. AC-Anschluss

• Herstellen der Verbindung mit der Hauptschalttafel

Zu diesem Zweck muss ein spezieller Stromkreisunterbrecher installiert werden. Außerdem müssen alle geltenden elektrischen Vorschriften eingehalten werden.

• Netzanschluss (falls erforderlich)

Für die Rückspeisung von überschüssigem Strom in das Netz ist ein mit dem Versorgungsnetz synchronisierter Wechselrichter erforderlich.

5. Prüfung und Inbetriebnahme

• System-Inspektion

Prüfen Sie alle Verbindungen umfassend, um ihre ordnungsgemäße Installation und Isolierung zu überprüfen. Achten Sie darauf, dass keine freiliegenden Drähte oder Stecker sichtbar sind.

• Wechselrichter-Aktivierung

Nehmen Sie den Wechselrichter in Betrieb und überwachen Sie seinen Betriebszustand genau. Die meisten Wechselrichter sind mit integrierten Anzeigen oder Displays ausgestattet. Solche Anzeigen und Displays bieten wertvolle Einblicke in die Leistung des Systems.

6. Wartung und Fehlersuche

Die routinemäßige Wartung umfasst die laufende Überprüfung auf Schäden oder Verschleiß. Entfernen Sie Schmutz und Ablagerungen, die die Leistung der PV-Module beeinträchtigen könnten. Bei geringer Leistung oder Funktionsstörungen lesen Sie die Dokumentation des Herstellers oder wenden Sie sich an einen Fachmann.

7. Sicherheitserwägungen

Bei der Arbeit mit elektrischen Geräten steht die Sicherheit immer an erster Stelle. Sparen Sie nicht an der Sicherheit, indem Sie nicht die richtige Ausrüstung tragen.

Beste Konfiguration der Solaranlage

Der Konfigurationsplan für Solaranlagen ermöglicht es Ihnen, die Spannungs- und Stromleistung Ihrer Anlage effektiv zu optimieren.

1. Maximale DC-Eingangsspannung

Es gibt eine Reihe von zwingenden Gründen, die Gleichspannung auf einen bestimmten Wert zu begrenzen. Dazu gehören Sicherheitsüberlegungen und die Einhaltung der NEC-Vorschriften. Dazu gehört auch die Anpassung an die technischen Spezifikationen eines String-Wechselrichters. Nach dem National Electrical Code (NEC) liegt die maximale Spannungsgrenze für PV-Anlagen in Wohngebieten bei 600 V. Je nach eingesetztem Zentralwechselrichter kann sich diese Grenze jedoch ändern.

2. Mindesteingangsspannung für DC

Das Vorhandensein einer Mindestgleichstrom-Eingangsspannung ist entscheidend für die erfolgreiche Inbetriebnahme eines String-Wechselrichters. Dies macht sie zu einem wichtigen Faktor bei der Planung und Konfiguration von PV-Anlagen. Der numerische Wert dieser Kennzahl weist erhebliche Schwankungen auf. Er ist abhängig von dem gewählten Modell und Hersteller.

3. Maximaler DC-Eingangsstrom

Der maximale DC-Eingangsstrom des Wechselrichters ist durch seine technischen Anforderungen begrenzt. Die Strom-Spannungs-Kurve (IV-Kurve) für eine Solarzelle diente als Entwurfsmodell für diesen Wert. Dieser Aspekt ist beim Anschluss von Solarmodulen unbedingt zu berücksichtigen. Sie sollten sicherstellen, dass die DC-Leistung der Anlage den für den Wechselrichter angegebenen maximalen Eingangsstrom nicht überschreitet.

4. Maximum Power Point Tracking (MPPT)

MPPT-Tracker wurden entwickelt, um die Leistungsabgabe von PV-Anlagen unter Berücksichtigung der Merkmale der IV-Kurve zu optimieren. Zentralisierte Wechselrichter mit zahlreichen MPPT-Trackern erhöhen die Stromerzeugung der Solarmodulstränge. Dies ermöglicht eine komplexere Anordnung der Solaranlage bei gleichzeitiger Maximierung der Stromerzeugung durch Anschluss an den Zentralwechselrichter. Wenn Ihr Wechselrichter mit zwei oder mehr MPPT-Eingängen ausgestattet ist, ist es wichtig, diese effektiv zu nutzen. Dies sollten Sie vor allem dann in Betracht ziehen, wenn es mehrere Ausrichtungen oder Abschattungsprobleme gibt.

Schlussfolgerung

Sie haben die Schritte zur Verbindung Ihrer PV-Module mit einem Wechselrichter erfolgreich abgeschlossen! Sie haben große Fortschritte gemacht, um Ihr Leben mit nachhaltigen, umweltfreundlichen Methoden zu gestalten. Sie verfügen nun über das Wissen, wie Sie die Energie der Sonne nutzen können, indem Sie die Grundlagen von PV-Modulen und Wechselrichtern verstehen. Sie müssen nur noch die passenden Geräte auswählen und sie Schritt für Schritt installieren.