Konzepte Verschaltung Wechselrichter

Zur Zeit sind vier Konzepte üblich, um Wechselrichter zu verschalten:

Wechselrichter mit einem MPP-Tracker bzw. Zentralwechselrichter
(Von einem Zentralwechselrichter ist die Rede, wenn es sich um eine größere Anlage handelt, meist ist ein Zentralwechselrichter in einem eigenen Raum untergebracht)
Stringtechnik bzw. Stringwechselrichter
Master-Slave-Betrieb
Team-Betrieb

Ein MPP-Tracker - Zentralwechselrichter

Die allgemein üblichen Konzepte für den Punkt Verschaltung Wechselrichter sind der Wechselrichter mit einem MPP-Tracker bzw. Zentralwechselrichter , bei dem der gesamten Generator an einem einzigen Wechselrichter angeschlossen ist, sowie die Stringtechnik, bei der die Generatorfläche in unterschiedliche Stränge eingeteilt und an mehrere separate Wechselrichter oder einen oder mehrere Multistringwechselrichter angeschlossen wird.

Stringtechnik

Der Vorteil der String-Technik liegt hauptsächlich darin, dass sogenannte Mismatching - Verluste reduziert werden. Dieses Mismatching umfasst alle Betriebsbedingungen, die zu einer Verschiebung des MPP-Punktes (MPP = Maximum Power Point) einzelner Module führen:

Fertigungstoleranzen des Moduls (Strom, Spannung etc.)
Unterschiedlich große Spannungsabfälle an elektrischen Komponenten der Anlage
Unterschiedliche Zelltemperaturen
Unterschiedliche Einstrahlungsintensitäten auf die Module
Verschattung der Module durch Gegenstände oder Verschmutzungen

Umso mehr Module zusammengefasst werden, umso höher werden diese Mismatching - Verluste.
Werden jetzt Module mit gleichen Bedingungen zu Strings zusammengefasst, wird jeweils der optimale MPP gefunden. Dies können Module sein, die alle gemeinsam zeitweise verschattet sind oder die beispielsweise anhand des Kurzschlussstromes I_SC vorsortiert wurden.
Der Wirkungsgrad der eingesetzten Wechselrichter bleibt unverändert, also wirkt sich die Stringtechnik vor allem bei mittlerer und hoher Einstrahlung positiv aus.

Master-Slave-Betrieb

Hier wird der Zentralwechselrichter durch mehrere, parallel geschaltete Wechselrichter ersetzt. Die PV-Module sind weiterhin wie beim Zentralwechselrichter nur mit einem Strang angeschlossen. Der Unterschied besteht darin, dass nur so viele Wechselrichter aktiviert werden, wie momentan für einen optimalen Wirkungsgrad benötigt werden. Damit arbeiten der oder die aktiven Wechselrichter immer im oder nahe am optimalen Arbeitsbereich und die MPP-Ermittlung wird stark verbessert. Dieses Verschaltungskonzept wirkt sich also vor allem positiv im unteren Leistungsbereich beim morgendlichen Anfahren und abendlichen Abschalten der Anlage aus. Eingesetzt wird dieses Konzept aber nur bei großen Anlagen, bei denen sich das auch entsprechend rentiert.

Team-Betrieb

Der Team-Betrieb ist weitaus besser als der Master-Slave-Betrieb. Hier werden die Vorteile der Stringtechnik mit denen der Master-Slave-Technik kombiniert. Die Technik ist gleich wie bei der Stringtechnik, doch werden hier wie beim Master-Slave-Betrieb nur so viele Wechselrichter eingesetzt, wie für den Betrieb notwendig sind. Die Vorteile sind klar:

Besserer Wirkungsgrad, da der oder die Wechselrichter im Teil- bzw. Vollastbereich laufen.
Längere Lebensdauer der Wechselrichter
Wechselrichter, die nicht benötigt werden, werden einfach abgeschaltet. Damit erhöht sich automatisch die Lebenserwartung.
Bei einem Ausfall eines Wechselrichters übernehmen die anderen, verbleibenden Wechselrichter die Generatorleistung des defekten Teiles

Auswirkungen auf den Wirkungsgrad der Anlagenkonfiguration

Master-Slave im Verhältnis zum Zentralwechselrichter: ca. 1% höherer Wirkungsgrad
Team-Betrieb im Verhältnis zum Zentralwechselrichter: mindestens 2% höherer Wirkungsgrad (abhängig von den Mismatching-Verlusten)