Liegt die Zukunft bei den Modulwechselrichtern?

Der deutsche Wechselrichterhersteller SMA hat kürzlich die Übernahme des niederländischen Herstellers für Modulwechselrichter OKE bekannt gegeben. Modulwechselrichter sind kleine Wechselrichter, die in der Anschlussdose eines Solarmodules untergebracht werden können und das Modul damit direkt zum Wechselstromerzeuger machen.

Um es vorweg zu nehmen. Ich war immer ein absoluter Gegner von Modulwechselrichtern. Der Wechselrichter ist eines der empfindlichsten Bauteile einer Solarstromanlage, wenn nicht das Empfindlichste. Wenn an einer Photovoltaikanlage eine Störung auftritt, so handelt es sich zu 95% um ein Problem mit dem Wechselrichter. Die Vorstellung, dass man von diesen Geräten zukünftig genauso viele in einer Anlage hätte wie Solarmodule und dass die Reparatur dann auch noch mit einer Kletteraktion auf dem Dach verbunden sein würde, ließ eine gewisse Abwehrreaktion entstehen, wann immer dieser Vorschlag auf die Tagesordnung kam.  Und in der Tat ist dies nach wie vor das Hauptproblem im Zusammenhang mit Modulwechselrichtern. Kann eine elektronische Schaltung genauso lange halten wie ein Solarmodul ? Wie bekomme ich als Betreiber einer Solaranlage überhaupt mit wenn einer von vielleicht 50 Modulwechselrichtern auf meinem Dach plötzlich den Geist aufgegeben hat ? Und dann ist da auch noch der Wirkungsgrad. Ist es wirklich notwendig, dass jedes Solarmodul einen eigenen MPP Regler , dass jedes Modul eine eigene Ansteuerelektronik, eine eigene Leistungselektronik bekommt ?

Doch denken wir die Sache mal andersrum. Wenn man sich vorstellt, dass die Probleme gelöst wären ergeben sich doch einige signifikante, wenn nicht sogar entscheidende Vorteile. Man stelle sich vor es würde eine so unverwüstbare Elektronik eingesetzt, die tatsächlich 25 Jahre durchhalten kann. Sie würde so großzügig dimensioniert, dass auch hohe Wirkungsgrade erreicht werden könnten und sie wäre mit einer umfangreichen Kommunikationseinrichtung versehen, dass jeder Wechselrichter immer darüber informiert, was er gerade tut, ob es Störungen gibt oder welche Leistung er gerade einspeist. Es gäbe einige grandiose Vorteile.

  1. Die Wechselrichter Produzenten könnten die Stückzahlen Ihrer Geräte sagenhaft erhöhen und viele Fertigungsschritte komplett automatisieren. Es gäbe ja dann genauso viele Wechselrichter wie Solarmodule, was sicherlich zu weiteren Preissenkungen führte.
  2. Es müsste keinerlei Wechselrichterauslegung der Installateure mehr geben, denn jedes Solarmodul wird bereits inklusive integriertem Wechselrichter ausgeliefert. “Plug and Play” für Photovoltaikanlagen.
  3. Das Thema Teilverschattung könnte endgültig abgehakt werden, denn jeder Wechselrichter würde seine eigene MPP Regelung machen die auf die individuelle Situation des jeweiligen Modules angepasst wäre.
  4. Der Modulwechselrichter könnte die Rolle der Bypassdioden mit übernehmen und gezielt einzelne Modulteile abschalten oder getrennt regeln, die gerade von Verschattung betroffen sind.
  5. Der in der letzten Zeit im Zusammenhang mit der Brandgefahr von Photovoltaikanlagen häufig diskutierte Aspekt der automatischen Freischaltung der Gleichstromhauptleitung wäre mit einem Modulwechselrichter spielend zu erledigen.
  6. Die Wechselstromleitungen zu den Modulen könnten mit ganz konventionellem Leitungsschutz abgesichert werden und die Gefahr von Bränden durch eine fehlerhafte Gleichstromhauptleitung könnte vermieden werden.
  7. Die “Photovoltaikanlage für jedermann” würde Realität, da jeder – auch Menschen die zur Miete wohnen – auf Ihrem Balkon einige Module aufstellen könnten um den Strom einfach in die nächste Steckdose einzuspeisen.
  8. Die Vorteile der Modularität von Photovoltaikanlagen würden noch bestechender, da man seine Anlage jederzeit erweitern könnte vollkommen unabhängig vom Modultyp, der Modulgeometrie und der verwendeten Modultechnologie.

Wenn also – und das ist der entscheidende Punkt – die oben genannten Probleme gelöst werden steht dem Modulwechselrichter eine glänzende Zukunft bevor. Eine Tatsache die offenbar auch SMA nicht entgangen ist…

Siehe auch :

Wurde von SMA übernommen:

http://www.oke-services.nl/

Einer der Pioniere für Modulwechselrichter:

http://www.dorfmueller-solaranlagen.de/modulwechselrichter.htm

Mini Mpp Tracker für jedes Modul (DC/DC Converter) :

http://www.tigoenergy.com/data_sheets/MM_ES_datasheet.pdf

http://www.solarmagic.com/products

Modulwechselrichter:

http://www.directgrid.com

http://www.enecsys.com/

http://www.enphaseenergy.com

http://www.exeltech.com/

http://solarbridge.surface51media.com/products/our-solution

Wechselstrommodule:

http://www.greenraysolar.com/products/sunsine

http://www.petrasolar.com/

Einen schönen Artikel zum Thema findet man auch in der Fachzeitschrift Photon Ausgabe 10/2009 unter dem Titel “Der Miniwechselrichter war tot, jetzt wird er wiederbelebt”.

Kommentare

  1. ob jetzt nun die gesammte WR-Technik in der Dose sein muss glaube ich ja nicht. Mein Favorit ist die Variante mit dem DC-DC-Steller welcher jedes Modul auf z.B. 350V hebt und dann über einen Leistungs- und Steuerbus mit dem WR verbunden wird welcher dann in der Spannung läuft in der er den höchsten Wirkungsgrad hat. Wie Du ja in deinem Blog geschrieben hast ist der WR die Achillesferse. Daher würde ich so viel wie möglich bei der o.a. Konstellation in Reichweite des Servicetechnikers platzieren (z.B. solche mit Höhenangst wie mich…).

    Um das Feature der Abschaltbarkeit in Gefahrensituationen kommen wir schon aus Sicherheitsgründen nicht umhin.
    Eigentlich ein Skandal dass das noch so wenig beachtet wurde. Ich habe mich hierzu mal mit einer Bekannten unterhalten welche bei der Feuerwehr ist. Die handhaben das folgendemaßen: Besteht das Dach aus brennbaren Material (alter Dachstuhl mit Ziegeln) wird nur von außen gelöscht. Hier ist die Spannung der PV egal. Bei Blechdächern wird nur innen gelöscht wenn hier Tiere oder sonstige Werte zu retten sind. Hierbei wird auf einen Sicherheitsabstand zur PV-Anlage geachtet (lustigerweise ist es nicht Standard die AC-Seite zu trennen…) Sie fand PV also gar nicht so problematisch, im Gegensatz zu so manchem Beitrag zu dem Thema im Internet.
    Da fällt mir als Gefährdung jetzt nur noch eine angebohrte Gleichstromhauptleitung ein; hier könnte man die Verbindung eines jeden Moduls zum Leistungsbus trennen (per Schaltsignal auf dem Steuerbus) und hätte somit keine Brandgefahr mehr. Auf jeden Fall wären Kritiker beruhigt…
    Bei der Montage hätte das den Vorteil dass man keine gescheuert bekommen könnte. Solange über den Steuerbus keine Freigabe für den DC-DC-Steller kommt liegt dann eben Schutzkleinspannung an.

    Was ich allerdings richtig reizvoll fände wäre jedem Modul eine eigene IP-Adresse zu vergeben. Stell Dir mal vor jedes einzelne Modul könnte seine Temperatur und Einstrahlung zur Verfügung stellen. Außerdem könnte es Statusmeldungen absetzen bzw. selbst eine Kennlinie messen (evtl. im Zusammenspiel mit dem WR). Wär doch klasse wenn sich das Modul selbsttätig bei seinem Hersteller meldet und mitteilt dass es defekt ist. Das alles am besten mit so wenig Protokoll wie möglich, also ein Standard weltweit. (per Ethernet IP-v6)

    Also Vorteile der Moduldosen:
    – Verschattungseffekte werden minimiert
    – Überprüfbarkeit jedes einzelnen Moduls vom WR aus (oder Internet)
    – Bei defektem Modul gezielte Abschaltbarkeit und somit kaum Ertragseinbuße
    – Sicherheit bei der Montage
    – vereinfachte Planung da nicht auf Symetrie der Stränge bzw. Spannungslage geachtet werden muss.
    – spätere Erweiterung auch mit Modulen anderer Bauart solange Spannung und Protokoll gleich ist

  2. Hallo,

    ich bin da sehr skeptisch…

    Den Vorteilen gegenüber steht ja nicht nur der möglicherweise schlechterer Wirkungsgrad (von sehr niedrigem DC-Niveau auf 230*(2^0,5) zu bringen, sondern auch der Preis ! Photovoltaik soll doch billiger – nicht teuer werden. Ganz zu schweigen von der Zuverlässigkeit der Elektronik, die den Temperaturschwankungen eines PV-Moduls ausgesetzt ist.

    All zu schnell wird sich da nicht viel ändern, höchstens bei denen, die ne “moderne Spielzeugeisenbahn” auf dem Dach brauchen…

    mit sonnigen Grüßen
    Christof

  3. Zitat: “Die “Photovoltaikanlage für jedermann” würde Realität, da jeder – auch Menschen die zur Miete wohnen – auf Ihrem Balkon einige Module aufstellen könnten um den Strom einfach in die nächste Steckdose einzuspeisen.”

    Und wie rechnet man das ab mit dem EVU …?

    *grübl*
    Arie

  4. “Und wie rechnet man das ab mit dem EVU …?

    *grübl*”

    garnicht. Man spart einfach Strom und manchmal dreht sich der Stromzähler halt rückwärts…

  5. Ja, nach 20j PV-Betrieb sehe ich den Modul-WR. Im Gegensatz zu Delaminationsschäden einzelner Module, läuft mein alter 3 kW-WR immer noch problemlos. Schaut man, was z.B. in der Integration der Mobiltelefonie geleistet wurde, stehen wir doch mit der PV-Technik immer noch in der Steinzeit.
    Ich hatte mal einen OKE-4 erfolgreich (kaputt) getestet. Er leistete erstaunliches, war klein, preiswert und problemlos. Ich stelle mir vor, dass ein integrierter Kleininverter für einige hundert Watt Leistung nicht mehr grösser würde, als ein paar Würfelzucker. Die neusten Mosfets brauchen auch nicht mehr gekühlt zu werden und die Anschlusskabel könnten gleich konfektioniert werden. Also keine Dioden, keine Stecker, bloss ein zweiadriges Silikonanschlusskabel…

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