PV-Anlage mit Mikro-Wechselrichter: Für wen eignet sich die Variante?

Wenn komplexe Ausrichtungsverhältnisse auf Ihrem Dach bestehen oder Ihre Photovoltaikanlage mit Verschattungen konfrontiert ist, ist die volle Stromausbeute mit einem herkömmlichen Stringwechselrichter oft nicht möglich. Erfahren Sie hier, wie Sie den Ertrag Ihrer Solaranlage mithilfe von Mikro-Zechselrichtern optimieren, welche Vor- und Nachteile eine PV-Anlage mit Modulwechselrichter hat und wann sie eine sinnvolle Alternative sind.

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Definition: Was ist ein Mikro-Wechselrichter?

Ein Mikro-Wechselrichter (englisch: Microinverter) erfüllt dieselbe Aufgabe wie ein herkömmlicher Wechselrichter: Er nimmt den von Ihrer Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom (DC) auf, wandelt ihn in Wechselstrom (AC) um und macht ihn so für die Stromversorgung Ihres Haushalts nutzbar. Im Gegensatz zu herkömmlichen PV-Wechselrichtern lassen sich jedoch an einen Modulwechselrichter höchstens zwei Solarmodule anschliessen.

Mikro-Wechselrichter vs. Stringwechselrichter: die Unterschiede

Um den Unterschied zwischen Stringwechselrichter und Mikro-Wechselrichter zu verstehen, sehen wir uns zunächst an, was einen Stringwechselrichter ausmacht. An dieses Modell schliessen Sie mitunter eine Vielzahl von Modulen an und schalten diese in Reihe. Diese Reihenschaltung ist bei optimalen Bedingungen von einer hohen Effizienz geprägt.

Werden jedoch einzelne Module verschattet oder ist die Ausrichtung des PV-Systems nicht optimal, kann die Reihenschaltung die Effizienz schmälern. Grund dafür ist der Umstand, dass sich der Ertrag aller Solarmodule einer Reihe am schwächsten Modul orientiert. Und dieses bringt durch die Verschattung oder suboptimale Ausrichtung nur eine verringerte Leistung.

Dieses Problem beseitigen Sie, indem Sie Ihre PV-Anlage mit Mikro-Wechselrichtern ausstatten. Dabei erhält jedes Solarpaneel einen eigenen Wechselrichter (oder zwei Module teilen sich einen). Dieser ist deutlich kleiner als ein Stringwechselrichter. Der Clou: Da jedes Modul einen eigenen Modulwechselrichter hat, kann jedes seine maximale Leistung erbringen, unabhängig von den anderen. So lässt sich der Gesamtertrag der PV-Anlage durch die Mikro-Wechselrichter steigern.

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Kosten von Mikro-Wechselrichtern

Möchten Sie die Kosten von Mikro-Wechselrichtern untersuchen, können Sie deren Rentabilität nur im direkten Vergleich mit der Alternative, dem String-Wechselrichter betrachten. Für einen einzelnen Modulwechselrichter sollten Sie sich auf Kosten zwischen 100 und 200 Euro einstellen.

Die genauen Anschaffungskosten variieren zum einen in Abhängigkeit vom gewählten Hersteller, zum anderen aber auch entsprechend der gewählten Leistung und etwaiger Zusatzfunktionen (z. B. verbesserte Monitoring-Funktionen). Für die Vergleichsberechnung sollten Sie jedoch etwaige Einsparungen gegenrechnen, die Sie durch eine optimierte Effizienz möglicherweise realisieren können. Sie führen zu einer schnelleren Amortisation der Kosten.

Demgegenüber stehen die Anschaffungskosten einer Photovoltaikanlage mit einem Stringwechselrichter. Meist sind diese günstiger als der Einsatz von Modulwechselrichtern, weshalb deren Einsatz stets gut abgewogen werden sollte. Die höheren Anschaffungskosten machen PV-Module mit Mikro-Wechselrichtern überwiegend dann lohnenswert, wenn Sie damit eine Effizienzsteigerung und dadurch Einsparungen erreichen.

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Vor- und Nachteile von Modulwechselrichtern

Der Einsatz von Mikro-Wechselrichtern hat sowohl Vorteile als auch Nachteile.

Mikro-Wechselrichter Vorteile

Lassen Sie uns zunächst einen Blick auf die durchaus überzeugenden Vorteile von Mikro-Wechselrichtern werfen:

• Leistungssteigerung: Sind einzelne Module Ihrer Photovoltaikanlage verschattet oder durch eine suboptimale Ausrichtung in ihrer Stromausbeute beschränkt, können Sie mit dem Einsatz von PV-Modulen mit Mikro-Wechselrichtern die Leistungsverluste um bis zu ein Drittel senken.
• Lebensdauer: Modulwechselrichter verringern den Widerstand und beugen einer Steigerung der Temperatur im Inneren der Module vor. Dadurch werden Schäden unwahrscheinlicher und die durchschnittliche Lebensdauer steigt.
• Sicherheit: Bei Mikro-Wechselrichtern besteht ein geringeres Sicherheitsrisiko als bei Stringwechselrichtern. Da jedes Modul selbst verkabelt ist, statt in Reihe geschaltet zu werden, sinkt die Brandgefahr oder die Entstehung von Lichtbögen durch fehlerhafte Verkabelung. Zudem bestehen weniger elektrische Gefahren, weshalb ein doch entstandener Brand leichter bekämpft werden kann.
• Vereinfachte Wartung: Mikro-Wechselrichter lassen sich einzeln überwachen. Kommt es zu einem Ausfall oder Defekt, lässt sich die Ursache über das Monitoring leicht ausmachen und das betroffene Bauteil austauschen oder reparieren. Bei Stringwechselrichtern wäre im Fall eines Fehlers zunächst eine umfangreiche Diagnose erforderlich, um die schadhafte Stelle zu lokalisieren.
• Mehr Planungsfreiheit: Mikro-Wechselrichter ermöglichen Ihnen, auch schwierige Dachflächen für Ihre Solaranlage zu nutzen. Ebenso sind Verschattungen nicht mehr pauschal ein Ausschlusskriterium für eine wirtschaftliche Photovoltaikanlage.
• Erweiterung: Möchten Sie später die Grösse Ihrer Photovoltaikanlage erweitern, ist keine neuerliche Auslegung (und gegebenenfalls Vergrößerung) des eingesetzten Wechselrichters erforderlich. Kombinieren Sie einfach weitere PV-Module mit Mikro-Wechselrichter (auch von anderen Herstellern oder mit anderer Leistung) mit der vorhandenen PV-Anlage.

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Mikro-Wechselrichter Nachteile

Dennoch ist es wichtig, die Vorteile gut gegenüber den Nachteilen abzuwägen – auch sie fallen, je nach Konstellation, durchaus ins Gewicht:

• Anschaffungskosten: Es ist bereits angeklungen, dass die Anschaffungskosten im Regelfall höher sind als der Kauf eines Stringwechselrichters. Der Hauptgrund dafür liegt in der Vielzahl an notwendigen Einzelgeräten bei grösseren Anlagen.
• Höhere Ausfallwahrscheinlichkeit: Betreiben Sie statt eines Geräts beispielsweise 20 Mikro-Wechselrichter, ist die Wahrscheinlichkeit eines Defekts grösser. Auch wenn der Wartungsaufwand durch die schnellere Auffindbarkeit der Schadstelle einfacher ist, verursachen häufigere Wartungsarbeiten wiederum höhere Kosten.
• Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad von Modulwechselrichtern bleibt mit etwa 89 bis 94 Prozent Ausbeute hinter dem von Stringwechselrichtern zurück. Bei einer Teilverschattung der PV-Module ist die Ertragssteigerung jedoch häufig so gross, dass diese Differenz zu vernachlässigen ist.

Stringwechselrichter vs. Mikro-Wechselrichter: Wann eignet sich die Mini-Variante?

Ein Mikro-Wechselrichter eignet sich nicht für Ihre optimal an der Sonne ausgerichtete PV-Anlage, wenn keine Verschattung vorliegt. Sie erreichen dann damit keine nennenswerten Effizienzgewinne, haben aber höhere Anschaffungskosten. In diesem Fall ist ein Stringwechselrichter die bessere Wahl.

Sinnvoll ist der Einsatz von Modulwechselrichtern allerdings, wenn Ihre Photovoltaikanlage mehr oder weniger häufig verschattet wird, eine komplexe Einbausituation am Dach mit mehreren Ausrichtungen und Winkeln vorliegt oder die Ausrichtung Ihrer PV-Anlage nicht optimal ist. Die Mini-Variante des Wechselrichters macht Dächer für die Photovoltaiktechnik nutzbar, die mit einem herkömmlichen Wechselrichter mitunter nicht wirtschaftlich betrieben werden könnten.

Fazit: Mikro-Wechselrichter für eine grössere Stromausbeute

Aufgrund der höheren Kosten sind Mikro-Wechselrichter nicht pauschal für jede Photovoltaikanlage empfehlenswert. Ehe Sie sich für die Ausstattung Ihrer PV-Module mit einem eigenen Wechselrichter entscheiden, sollten Sie daher insbesondere die Kosten (und mögliche Einsparungen) den Kosten eines Stringwechselrichters gegenüberstellen und so feststellen, ob sich der Einsatz für Sie lohnt. Ist eine solche Situation jedoch gegeben, können Sie mit Mikro-Wechselrichtern die Stromausbeute deutlich steigern.