Wechselrichter für PV-Anlagen: Funktionen, Typen und Auswahlkriterien

PV-Anlagen sind in den letzten Jahren auch für Privatverbraucher immer interessanter geworden. Dieser Trend schlägt sich noch immer in den Statistiken nieder: Aktuell gibt es auf deutschen Dächern mehr als 3,3 Millionen PV-Anlagen – und diese Zahl wächst stetig weiter.

Egal ob große Dachanlage oder kleines Balkonkraftwerk: Was bei einer PV-Anlage auf keinen Fall fehlen darf, ist der Wechselrichter. Dieser ist das Herzstück der Anlage und wandelt den erzeugten Solarstrom so um, dass Sie ihn zu Hause nutzen können.

Wie so ein Wechselrichter für PV-Anlagen funktioniert, welche verschiedenen Arten es davon gibt und wie Sie das richtige Modell für Ihre Zwecke finden, zeigen wir Ihnen in diesem Artikel. Außerdem stellen wir Ihnen das neue Balkonkraftwerk von Jackery vor: das Jackery HomePower 2000 Ultra mit integriertem Wechselrichter.

1. Was ist ein Wechselrichter für PV-Anlagen?

Ohne Wechselrichter funktioniert keine PV-Anlage: Er wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der im Haushalt genutzt oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Ohne diesen Umwandlungsprozess wäre der erzeugte Solarstrom für herkömmliche Elektrogeräte unbrauchbar.

Die Leistung einer PV-Anlage hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören unter anderem die Sonneneinstrahlung, die Ausrichtung der Module und die Effizienz des Wechselrichters. Moderne Anlagen können einen hohen Wirkungsgrad erreichen, wobei ein optimal abgestimmter Wechselrichter entscheidend dazu beiträgt, dass möglichst viel der erzeugten Energie tatsächlich nutzbar wird.

Der Wechselrichter selbst besitzt ebenfalls eine spezifische Leistungsfähigkeit, die sich nach der Größe und dem Zweck der Anlage richtet. Hochwertige Geräte erreichen heute Wirkungsgrade von über 97 %.

2. Wie funktioniert ein Wechselrichter für PV-Anlagen?

Ein Wechselrichter wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der im Haushalt oder im öffentlichen Stromnetz verwendet werden kann. Der Prozess beginnt, sobald Sonnenlicht auf die PV-Module trifft und elektrischen Strom erzeugt wird. Dieser fließt zunächst in den Wechselrichter, wo er durch elektronische Bauteile in eine netzkonforme Wechselspannung umgeformt wird.

Neben der reinen Umwandlung übernimmt der Wechselrichter weitere zentrale Aufgaben:

· Leistungsoptimierung: Durch Maximum Power Point Tracking (MPPT) sorgt der Wechselrichter dafür, dass die Solarmodule stets im optimalen Arbeitspunkt betrieben werden und so den maximal möglichen Ertrag liefern.

· Systemüberwachung: Er kontrolliert kontinuierlich den Betriebszustand der PV-Anlage, erkennt Fehler oder Leistungsverluste und meldet diese automatisch.

· Kommunikation: Der Wechselrichter ermöglicht die Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten der Anlage und oft auch die Anbindung an Monitoring-Systeme oder Apps, um Erträge und Status in Echtzeit zu verfolgen.

· Sicherheit: Er gewährleistet den elektrischen Schutz der Anlage, z. B. durch Netzüberwachung, Fehlerstromerkennung und automatische Abschaltung bei Störungen oder Netzausfall.

· Er ermöglicht Kommunikation und Monitoring, damit Nutzer ihre Energieproduktion jederzeit nachverfolgen können.

In der folgenden Abbildung erkennen Sie den Aufbau einer Solaranlage mit Wechselrichter.

3. Welche Arten von Wechselrichtern für PV-Anlagen gibt es?

Wichtig zu wissen: Es gibt verschiedene Arten von Wechselrichtern. Worin sich diese Typen unterscheiden, haben wir für Sie zusammengefasst:

1. String-Wechselrichter

String-Wechselrichter verbinden mehrere Solarmodule in Reihe zu einem sogenannten String. Sie sind kostengünstig, effizient und ideal für gleichmäßig ausgerichtete Dachflächen. Allerdings führen Verschattungen einzelner Module zu Leistungsverlusten, da der gesamte String vom schwächsten Modul beeinflusst wird.

2. Modul-Wechselrichter (Mikro-Wechselrichter)

Jedes PV-Modul besitzt einen eigenen kleinen Wechselrichter, der unabhängig arbeitet. Dadurch wird die Energieausbeute optimiert, selbst bei Teilverschattung. Diese Lösung bietet hohe Flexibilität und einfache Überwachung, ist jedoch teurer und bei Wartungsarbeiten auf dem Dach schwieriger zugänglich.

3. Zentral-Wechselrichter

Zentral-Wechselrichter fassen den Strom vieler Modul-Strings zu einem einzigen großen Gerät zusammen. Sie werden vor allem in großen Freiflächenanlagen eingesetzt, da sie hohe Leistungen verarbeiten können. Ihr Nachteil liegt in der geringen Flexibilität und der Anfälligkeit: Ein Ausfall betrifft die gesamte Anlage.

4. Hybrid-Wechselrichter

Hybrid-Wechselrichter kombinieren die Funktionen eines PV-Wechselrichters mit einem Batterieladegerät. Sie ermöglichen die Nutzung von Stromspeichern und steigern den Eigenverbrauch. Diese Geräte sind besonders für moderne Hausanlagen geeignet, erfordern jedoch eine komplexere Systemplanung und sind in der Anschaffung teurer.

5. Spezial-Wechselrichter

Spezial-Wechselrichter werden für besondere Anwendungen entwickelt, etwa Insel-, Multistring- oder Optimierer-Systeme. Sie ermöglichen den Betrieb netzunabhängiger Anlagen oder flexiblere Modulausrichtungen. Diese Geräte bieten hohe Anpassungsfähigkeit, sind aber meist komplexer und kostenintensiver als Standardlösungen.

Die folgende Tabelle bietet einen Überblick über die Vor- und Nachteile von String-, Hybrid- und Modulwechselrichtern.

6. Wie groß muss der Wechselrichter für meine PV-Anlage sein?

Der Wechselrichter ist das zentrale Element einer Photovoltaikanlage, deshalb muss seine Leistung genau auf die PV-Module abgestimmt sein. Die Anlagenleistung wird in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben, während die tatsächliche Umwandlungsleistung des Wechselrichters in Kilowatt (kW) gemessen wird.

Idealerweise sollte der Wechselrichter etwa 90 bis 110 Prozent der Anlagenleistung betragen. Bei einer 6 kWp-Anlage empfiehlt sich also ein Gerät mit rund 5,4 bis 6,6 kW. Eine leichte Unterdimensionierung erhöht oft die Effizienz und verbessert den Gesamtwirkungsgrad.

So ermitteln Sie die richtige Größe für Ihren Wechselrichter:

· Schritt 1: PV-Anlagenleistung bestimmen (kWp)
Ermitteln Sie die Gesamtleistung aller installierten Solarmodule.            Beispiel: 10 Module × 400 Wp = 4 kWp Gesamtleistung.

· Schritt 2: Standort und Dachneigung berücksichtigen
Je nach Ausrichtung (Süd, Ost/West) und Verschattung kann die tatsächliche Leistung abweichen. Bei Ost-West-Dächern lohnt sich oft ein etwas kleinerer Wechselrichter.

· Schritt 3: Eigenverbrauchsanteil berechnen
Wenn viel Strom selbst genutzt wird, ist ein Hybrid-Wechselrichter mit Speicher sinnvoll. Die Wechselrichterleistung kann etwas niedriger ausfallen, da Spitzen selten auftreten.

· Schritt 4: Netzanschluss und Spannung prüfen
Einphasige Wechselrichter eignen sich für kleinere Anlagen (bis ca. 4 kW), dreiphasige für größere Systeme oder gewerbliche Anwendungen.

· Schritt 5: Zukunftsplanung beachten
Wenn später mehr Module oder ein Speicher ergänzt werden sollen, ist eine leichte Überdimensionierung (bis zu +10 %) ratsam.

Im Haushalt hängt der Stromverbrauch und somit die benötigte Leistung des Wechselrichters von der Leistung (Watt) der Geräte ab. Hier finden Sie einige typische Verbraucher im Überblick:

7. Was passiert, wenn mein Wechselrichter die falsche Größe hat?

Sollten Sie bei der Auswahl Ihres Wechselrichters doch die falsche Größe erwischen, hat dies keine schädlichen Auswirkungen auf die Anlage. Dennoch kann ein zu starker oder zu schwacher Wechselrichter die Stromerzeugung und -verarbeitung erheblich beeinflussen:

· Unterdimensionierter Wechselrichter: Ist der Wechselrichter zu klein, kann er bei hoher Sonneneinstrahlung nicht die gesamte erzeugte Energie umwandeln. Dadurch gehen Erträge verloren, und das Gerät arbeitet dauerhaft unter hoher Belastung, was seine Lebensdauer verkürzen kann.

· Überdimensionierter Wechselrichter: Ein zu großer Wechselrichter arbeitet oft außerhalb seines optimalen Wirkungsbereichs. Das führt zu geringerer Effizienz, höheren Anschaffungskosten und möglichen Energieverlusten, besonders bei geringer Sonneneinstrahlung oder kleiner Anlagenleistung.

In dieser Tabelle haben wir die Vor- und Nachteile beider Möglichkeiten für Sie auf den Punkt gebracht:

Wenn Sie ganz sicher gehen möchten, dass ihre PV-Anlage mit dem passenden Wechselrichter ausgestattet ist, ist ein Balkonkraftwerk mit bereits integriertem Wechselrichter genau das Richtige für Sie. Im folgenden Abschnitt stellen wir Ihnen deshalb das neue Balkonkraftwerk von Jackery vor: das Jackery HomePower 2000 Ultra.

8. Entdecken Sie das neue Jackery HomePower 2000 Ultra

Das neue Balkonkraftwerk von Jackery – das Jackery HomePower 2000 Ultra – überzeugt mit einer beeindruckenden Solareingangsleistung von 2.800 W, die durch flexible Konfiguration und die Möglichkeit zur Parallelschaltung von bis zu vier Solarpanels einen besonders hohen Solarertrag ermöglicht. Dank der somit erreichten potenziellen Stromkosteneinsparung von bis zu 1.304 € pro Jahr amortisiert sich das System in rund zwei Jahren.

Der AC-Eingang bietet 2.300 W, während der AC-Ausgang 1.500 W Leistung liefert. Für Sicherheit sorgt ein intelligentes Brandschutzsystem, das Brände automatisch erkennt, einen Alarm auslöst und selbstständig löscht. Mit einer Präzision von 10 W in nur drei Sekunden arbeitet das Gerät besonders effizient und vermeidet Energieverschwendung.

Über die Jackery Home App lassen sich dynamische Stromtarife intelligent steuern, und dank der Jackery Hybrid Charge-Technologie ist eine Aufladung auf 80 Prozent in nur 52 Minuten möglich.

Die flexible Kapazität von 2 bis 8 kWh, der Temperaturbereich von -20 °C bis 55 °C, die IP65-Wasserdichtigkeit sowie eine 10-jährige Garantie unterstreichen die hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Systems.

In der folgenden Tabelle sehen Sie die wichtigsten Merkmale des Jackery HomePower 2000 Ultra auf einen Blick.

9. Worauf sollte ich beim Kauf eines Wechselrichters für meine PV-Anlage achten?

Beim Kauf eines Wechselrichters für Ihre PV-Anlage sollten Sie insbesondere folgende Kriterien und Tipps berücksichtigen:

1. Eingangs- und Ausgangsleistung: Der Wechselrichter sollte zur Leistung (kW p) Ihrer Solarmodule passen. Eine Über- oder Unterdimensionierung kann zu Leistungseinbußen führen.

2. Eingangs- und Ausgangsspannungsbereich / MPP-Tracker: Achten Sie darauf, dass die maximale Eingangsspannung und die Anzahl der MPP-Tracker zur Modulverschaltung und Verschattungssituation passen.

3. Wirkungsgrad: Ein hoher Wirkungsgrad (95 % – 98 % bzw. mehr) reduziert Verluste bei der Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom und ist wichtig für die Ertragsoptimierung.

4. Temperatur- und Umweltbedingungen: Wechselrichter sollten auch bei hohen Umgebungstemperaturen zuverlässig arbeiten. Hierbei zählen niedrige Wärmeabgabe, Lüftung, gute Einbaubedingungen.

5. Garantie & Lebensdauer: Da der Wechselrichter eine zentrale Komponente ist, empfiehlt sich eine längere Garantie (z. B. 10 Jahre).

6. Funktionen & Schnittstellen: Faktoren wie Schutzfunktionen (Überspannungsschutz, Fehlerstromerkennung), Monitoring/Smart-Funktionen oder Kompatibilität können den Mehrwert der Anlage erhöhen.

7. Kosten/Nutzen-Verhältnis: Nicht immer muss das teuerste Modell gewählt werden. Wichtig ist, dass das Gerät zu Ihrer Anlagengröße und Ausrichtung passt und keine unnötigen Zusatzfunktionen enthält.

8. Montage- und Einbauort: Der Aufstellort (z. B. vom Warmluftstrom geschützt, nicht zu heiß, gut belüftet) beeinflusst Leistung und Lebensdauer.

10. So installieren Sie einen Wechselrichter für PV-Anlagen 

Bei der Installation eines Wechselrichters für eine PV-Anlage sollte der Aufstellort gut belüftet, trocken und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt sein. Zuerst werden die Solarmodule über DC-Kabel mit dem Wechselrichter verbunden, danach erfolgt der Anschluss an das Stromnetz (AC-Seite) durch eine Fachkraft. Achten Sie auf richtige Polung, Erdung und Überspannungsschutz.

Bei mehreren Wechselrichtern werden diese parallel geschaltet, wobei jeder seine eigene String-Zuleitung und Netzverbindung erhält. Eine zentrale Steuerung oder ein Monitoring-System sorgt für optimale Leistung und Synchronisierung aller Geräte im Verbund.

11. FAQs

1) Wie viel kostet ein Wechselrichter?

Ein guter Solar-Wechselrichter kostet in der Regel zwischen 500 € und 2.000 €, abhängig von Leistung, Typ und Ausstattung. Hybrid- oder Hochleistungsmodelle können teurer sein.

2) Wie groß muss der Wechselrichter bei einer PV-Anlage sein?

Der Wechselrichter sollte etwa 90–100 % der Nennleistung der PV-Anlage haben, um optimal zu arbeiten.

3) Ist es schlimm, wenn der Wechselrichter zu groß ist?

Ein zu großer Wechselrichter arbeitet oft ineffizient, da er selten seine optimale Leistung erreicht.

4) Wie viel Watt sollte ein Wechselrichter mindestens leisten?

Er sollte mindestens die Gesamtleistung der Solarmodule abdecken – z. B. bei 5 kWp Anlage etwa 5.000 W.

5) Warum 2 Wechselrichter bei PV-Anlage?

Zwei Wechselrichter werden genutzt, wenn die Anlage mehr Leistung hat oder verschiedene Dachausrichtungen erfordert, um Erträge zu optimieren.

12. Fazit

Der Wechselrichter ist die wahrscheinlich wichtigste Komponente einer Solaranlage. Daher ist es besonders wichtig, dass er zu den Anforderungen der restlichen Anlage passt und richtig installiert wird. Ein Wechselrichter für PV-Anlagen muss daher meist von einem Fachbetrieb eingebaut werden.

Wer das umgehen möchte, findet eine Alternative in einem Balkonkraftwerk mit integriertem Wechselrichter. Dazu empfehlen wir Ihnen besonders Jackery. Hier können Sie bei der Auswahl des Wechselrichters nichts falsch machen und auch die Installation können Sie ganz leicht selbst vornehmen.