Was ist ein Hybrid-Wechselrichter?
In einer Welt, in der erneuerbare Energiequellen immer beliebter werden, suchen Hausbesitzer und Unternehmen nach Möglichkeiten, ihren Energieverbrauch zu optimieren und umweltfreundlicher zu werden.
Mit Solarmodulen, die weltweit auf Dächern installiert werden, ist der Hybrid-Wechselrichter ein bedeutender Schritt hin zu einer einfacheren, nahtloseren grünen Energieeinrichtung. Dieses elektronische Gerät ermöglicht es, Solarmodule, Akkus und das herkömmliche Stromnetz zusammenzuführen, anstatt sie voneinander zu trennen.
Ein Hybrid-Wechselrichter ist ein elektronisches Gerät, das die Funktionen eines Mikro-Wechselrichters und eines Akkuladegeräts in einem Gerät vereint. Er ermöglicht es, dass Solaranlagen überschüssige Energie intelligent in Akkus einspeisen. Dies ist wichtig, da die Solarenergieproduktion tagsüber ihren Höhepunkt erreicht, während der Energiebedarf am Abend am höchsten ist.
Hybrid-Wechselrichter werden häufig in Verbindung mit PV-Anlagen verwendet, um sowohl netzgekoppelte als auch netzunabhängige Konfigurationen zu ermöglichen. Sie werden auch in Mikronetzen eingesetzt, also kleinen Stromnetzen, die entweder unabhängig oder in Verbindung mit größeren Stromnetzen betrieben werden können.
In diesem Artikel erläutern wir, was ein Hybrid-Wechselrichter ist, wie er funktioniert, welche Vorteile er bietet und wie viel Sie realistischerweise für einen Wechselrichter ausgeben sollten. Beginnen wir also!
WAS IST EIN HYBRID-WECHSELRICHTER?
Um die Funktionsweise von Hybridwechselrichtern zu verstehen, ist es zunächst notwendig zu begreifen, wie Solarenergie von der Sonne zu Ihnen nach Hause gelangt.
Wenn Licht auf ein Solarmodul trifft, wird Gleichstrom (DC) erzeugt. Obwohl Gleichstrom wichtig ist, kann er die meisten Haushaltsgeräte wie Kühlschränke, Lampen oder Waschmaschinen nicht betreiben.
Hier kommen die Wechselrichter ins Spiel. Sie wandeln den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in nutzbaren Wechselstrom (AC) um. Die technischen Details dieses Prozesses können etwas überwältigend sein (und werden weiter unten ausführlich behandelt, falls Sie daran interessiert sind), aber Wechselrichter sind ein wesentlicher Bestandteil jeder PV-Anlage.
Ein Hybrid-Wechselrichter bietet jedoch einen zusätzlichen Vorteil gegenüber einem Standard-Wechselrichter: Er kann auch mit einer Wechselstromquelle betrieben werden, wie zum Beispiel dem Netzstrom, der von Ihrem Energieversorger zu Ihnen nach Hause geliefert wird. Dies bietet Ihnen mehr Flexibilität bei der Nutzung Ihrer PV-Anlage, da Sie nun wählen können, ob Sie das Stromnetz oder Ihre Solarmodule als Hauptstromquelle nutzen oder Ihr Haus vollständig mit Solarenergie betreiben möchten.
Hybrid-Wechselrichter werden in der Solarbranche häufig eingesetzt, da sie sowohl für Hausbesitzer als auch für Installateure zahlreiche Vorteile bieten. Sie sind oft in kommerziellen oder großen Solaranlagen zu finden, da sie eine effizientere und zuverlässigere Steuerung der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs ermöglichen.
WAS IST DER UNTERSCHIED ZWISCHEN EINEM WECHSELRICHTER UND EINEM HYBRID-WECHSELRICHTER?
Wechselrichter wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um, mit dem die meisten Haushaltsgeräte betrieben werden. In Verbindung mit Solarmodulen wandeln sie die gesammelte Energie in für Haushaltsgeräte nutzbaren Strom um.
Beachten Sie, dass sehr kleine Solaranlagen, wie z. B. für einen Taschenrechner oder eine Uhr, keinen Wechselrichter benötigen, da ihr Strombedarf so gering ist, dass sie direkt mit Solarenergie betrieben werden können. Größere Anlagen hingegen benötigen einen Wechselrichter, um ordnungsgemäß zu funktionieren, weshalb die überwiegende Mehrheit der verkauften Solarsysteme mit Wechselrichtern ausgestattet ist.
Hybrid-Wechselrichter gehen über die Funktion eines Standard-Wechselrichters hinaus. Sie können Energie sowohl in Wechselstrom als auch Gleichstrom umwandeln. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Speicherung von Solarenergie: Anstatt die gesamte erzeugt Energie sofort zu verbrauchen, kann sie mit Hybrid-Wechselrichtern in einem Akkuspeicher für die spätere Nutzung gespeichert werden.
Ein besonders vorteilhafter Aspekt von Hybrid-Wechselrichtern ist die Fähigkeit, überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen. Wenn Sie nicht die gesamte Energie Ihrer Solarmodule benötigen und keine Möglichkeit haben, die überschüssige Energie zu speichern (z. B. weil Ihre Akkus bereits voll sind), kann ein Hybrid-Wechselrichter die überschüssige Energie an Ihren Energieversorger zurücksenden. Dafür erhalten Sie eine Gutschrift auf Ihrer nächsten Stromrechnung. Dies ist eine effektive Methode, um die Kosten für die Installation einer Solaranlage zu kompensieren, und kann sehr lukrativ sein, wenn Ihr Energieversorger hohe Einspeisetarife anbietet.
WIE FUNKTIONIERT EIN HYBRID-WECHSELRICHTER?
Zum Verständnis der Funktionsweise eines Hybridwechselrichters ist die Kenntnis einiger grundlegende Begriffe aus dem Bereich der Elektrizität erforderlich.
Wechselrichter
Ein Wechselrichter ist, wie bereits erwähnt, ein Gerät, das Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt. Diese Umwandlung ist essenziell, um die Solaranlage für den Betrieb von Lampen, Haushaltsgeräten und anderen elektronischen Geräte nutzen zu machen. Wechselstrom ist die Standardform des Stroms in unseren Häusern und Unternehmen.
Gleichstrom vs. Wechselstrom
Damit stellt sich die Frage: Wie wandelt ein Wechselrichter Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um?
Gleichstrom fließt, wie der Name schon zeigt, in eine Richtung. Wechselstrom hingegen ändert seine Richtung viele Male pro Sekunde.
Wenn Gleichstrom in das System eingespeist wird, beginnt der Wechselrichter mit der Umwandlung in Wechselstrom durch ein Verfahren, das als Pulsweitenmodulation (PWM) bezeichnet wird. PWM ist die Methode, mit der der Wechselrichter die ins Netz eingespeiste Leistung regelt. Im Wesentlichen wird der Gleichstrom sehr schnell ein- und ausgeschaltet, sodass die durchschnittliche Ausgangsspannung der von Wechselstrom entspricht.
Dieser Vorgang findet im Wechselrichter innerhalb von Mikrosekunden statt. Der erzeugte Wechselstrom wird dann an Ihr Haus oder Ihr Firmengebäude weitergeleitet, um Ihre Geräte zu betreiben.
Funktioniert in der anderen Richtung
Wenn Sie bereits über Wechselstrom (AC) verfügen und diesen in nutzbaren Gleichstrom (DC) umwandeln möchten, benötigen Sie einen Gleichrichter. Ein Gleichrichter ist sozusagen das Gegenteil eines Wechselrichters. Er nimmt die Wechselstromenergie auf und wandelt sie in pulsierenden Gleichstrom um, der bequem in den Akkus Ihres Systems gespeichert werden kann. Dieser Vorgang wird als Gleichrichtung bezeichnet.
Der Hybrid-Wechselrichter
Sie wissen nun, wie Wechselrichter und Gleichrichter funktionieren und können Sie sich den Hybrid-Wechselrichter bereits mehr oder weniger vorstellen.
Einfach ausgedrückt ist der Hybrid-Wechselrichter eine Kombination aus Wechselrichter und Gleichrichter, die in einem schlanken und kompakten Gehäuse untergebracht ist. Er nimmt Gleichstrom von den Solarmodulen auf und wandelt ihn in Wechselstrom um, der im Haus genutzt werden kann. Gleichzeitig kann er auch Wechselstrom aus dem Netz nutzen, um Gleichstrom in Ihren Akkus zu speichern.
Akkuspeicherung
Ein essenzieller Bestandteil ist die Akkuspeicherung. Aufgrund der schwankenden Solarenergieerzeugung, etwa durch ungünstige Wetterbedingungen, ist es nicht immer möglich, die erzeugte Solarenergie sofort zu nutzen. Akkus ermöglichen es, Energie von den Solarmodulen zu speichern, um sie später zu nutzen oder bei einem Netzausfall zu verwenden. Sie sind daher für jede Solaranlage unverzichtbar.
Akkus speichern den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom. Wie bereits erwähnt, können Wechselrichter diesen Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, der dann in Ihrem Haus oder Firmengebäude genutzt werden kann. Zudem können Wechselrichter überschüssige Solarenergie, die gerade nicht benötigt wird, zur Ladung der Akkus verwenden, anstatt sie ins Stromnetz einzuspeisen.
Bei Wetterumschwüngen oder Netzausfällen schaltet der Wechselrichter automatisch auf Akkubetrieb um, um die Stromversorgung des Hauses aufrechtzuerhalten. Da die Energie aus den Gleichstromakkus im gleichen Format wie die von den Solarmodulen erzeugte Energie (Gleichstrom) vorliegt, gibt es für den Endverbraucher keinen spürbaren Unterschied.
Was aber, wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht, der Akku entladen ist, aber das lokale Stromnetz verfügbar ist? In solchen Fällen kann die Gleichrichterfunktion des Hybridwechselrichters den Wechselstrom aus dem Netz nutzen, um die Gleichstromakkus aufzuladen.
Der Hybrid-Wechselrichter integriert Solarstromerzeugung, Akkuspeicherung und Notstromversorgung nahtlos in einem Gerät. Er ist die ideale Lösung für alle, die ihre Solarstromanlage zu Hause oder im Firmengebäude optimieren möchten.
KANN EIN HYBRID-WECHSELRICHTER AUCH OHNE AKKU BETRIEBEN WERDEN?
Obwohl Hybrid-Wechselrichter für den Einsatz mit Akkus konzipiert sind, können sie auch ohne Akkus betrieben werden. Wenn Sie Ihren Hybrid-Wechselrichter ohne Akku betreiben, speist das Gerät den überschüssigen Solarstrom einfach ins Netz ein.
Bei einer ausreichend hohen Einspeisevergütung können über die Lebensdauer der Solaranlage erhebliche Einsparungen erzielt werden. Diese Option ist ideal für alle, die Solarenergie nutzen wollen, aber die zusätzlichen Kosten oder die Komplexität eines Akkuspeichersystems vermeiden möchten.
Es ist jedoch nicht empfehlenswert, einen Hybrid-Wechselrichter ohne Akku zu betreiben. Ohne Akku verlieren Sie die Möglichkeit, Solarenergie für den späteren Gebrauch zu speichern und verzichten auf die wichtige Backup-Funktion, die ein zentraler Bestandteil des Hybrid-Wechselrichters ist.
Ein Hauptgrund, warum Hybrid-Wechselrichter in der Solarbranche so beliebt sind, ist ihre Fähigkeit, Schwankungen in der Energieverfügbarkeit auszugleichen. Ohne Akku geht diese wichtige Funktion verloren.
VORTEILE VON HYBRID-SOLARWECHSELRICHTERN
Hybrid-Solarwechselrichter sind effizienter als herkömmliche Wechselrichter und wesentlich vielseitiger. Sie können mit einer Vielzahl verschiedener Akkuspeichersysteme verwendet werden und sind daher eine ausgezeichnete Wahl für alle, die das Beste aus der Solarstromerzeugung herausholen möchten.
Nachfolgend sind die wichtigsten Vorteile aufgeführt:
Effizienz
Hybrid-Solarwechselrichter sind äußerst effizient und nutzen jedes Watt, das Ihre Solarmodule erzeugen, optimal aus. Da sie nicht ständig zwischen Solar- und Notstrom umschalten müssen, können sie langfristig viel Energie sparen.
Einfache Bedienung
Außerdem sind sie sehr benutzerfreundlich. Es ist nicht notwendig, zwischen verschiedenen Geräten oder Systemen zu wechseln. Der Hybrid-Wechselrichter erledigt alles für Sie. Damit ist er eine ideale Wahl für alle, die Solarenergie nutzen möchten, ohne sich mit kompliziertem Fachjargon auseinandersetzen zu müssen.
Kompatibilität
Hybrid-Wechselrichter sind mit vielen verschiedenen AkkuBatteriespeichersystemen kompatibel. Das macht sie zu einer ausgezeichneten Wahl für alle, die Solarenergie als primäre oder sekundäre Energiequelle nutzen möchten.
Notstromversorgung
Am wichtigsten ist, dass Hybrid-Solarwechselrichter bei einem Stromausfall eine zuverlässige Notstromversorgung bieten. Dies kann im Notfall lebensrettend sein und bei einem Stromausfall die Aufrechterhaltung der Stromversorgung in Ihrem Haus oder Firmengebäude sicherstellen. Für Bewohner von Gebieten, die häufig von Stromausfällen bedroht sind, ist ein Hybrid-Solarwechselrichter eine sichere Lösung.
Einfache Überwachung
Da die gesamte Haushaltsenergie durch Ihren Hybrid-Wechselrichter fließt, ist es einfach, den Energieverbrauch im Auge zu behalten. Sie können genau sehen, wie viel Solarenergie Sie erzeugen, wie viel Akkustrom verfügbar ist und wie viel Notstrom Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Verfügung haben.
So können Sie Ihren Energieverbrauch mühelos überwachen und bei Bedarf Anpassungen vornehmen. Wenn Sie z. B. die S-Miles Cloud von Hoymiles nutzen, können Sie sich einloggen und in Sekundenschnelle detaillierte Energieverbrauchsstatistiken abrufen.
Nahtlose Rückspeisung
Dank der integrierten Überwachungs-, Schalt- und Speicherfunktionen können Sie mit Hybrid-Wechselrichtern auch von Einspeisesystemen profitieren. Wenn Ihre Solarmodule mehr Energie erzeugen als Sie verbrauchen, verkauft der Hybrid-Wechselrichter den überschüssigen Strom automatisch ins Netz zurück. So können Sie Ihre Energiekosten senken und gleichzeitig grüne Initiativen und Ihre Gemeinde unterstützen.
WIE VIEL KOSTET EIN HYBRID-WECHSELRICHTER?
Der Preis eines Hybrid-Wechselrichters ist schwer zu beziffern, da er je nach Hersteller, Modell und Leistung variiert. Im Allgemeinen sind Hybrid-Wechselrichter teurer als herkömmliche Einzel-Wechselrichter, doch mit der Weiterentwicklung der Solar- und Akkutechnologie könnte sich dies in Zukunft ändern. Ein durchschnittlicher Hybrid-Wechselrichter kann etwa 6 bis 10 % der Gesamtkosten der Anlage ausmachen.
Nehmen wir als Beispiel an, Ihre PV-Anlage kostet etwa 22.500 USD (der Durchschnitt für eine 7,5 kW Hausanlage). In diesem Fall können Sie mit Kosten von etwa 1.350 bis 2.250 USD für Ihren Hybrid-Wechselrichter rechnen.
Hybrid-Wechselrichter vereinen drei der wichtigsten Funktionen eines erneuerbaren Energiesystems in einem kompakten Gerät, was sie natürlich teurer macht als herkömmliche Wechselrichter. Im Vergleich zum Kauf und zur Installation eines separaten Akkusystems kann sich ein Hybrid-Wechselrichter jedoch langfristig durch seine höhere Effizienz und die niedrigeren Installationskosten auszahlen.
Durch die Erhöhung des Eigenverbrauchs (in einigen Fällen auf bis zu 80 %) kann ein Hybrid-Wechselrichter Hausbesitzern und Unternehmen auch dabei helfen, ihre Energiekosten zu senken. Und eine intelligente Überwachung des Netzstroms trägt dazu bei, die Stromrechnungen niedrig zu halten, indem überschüssige Energie verkauft wird, wenn sie nicht benötigt wird.
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