Was ist ein Relais und warum ist es wichtig für Solarwechselrichter?

Ein Solarwechselrichter ist eine zentrale Komponente einer Photovoltaikanlage (PV-System), besser bekannt als Solarmodulsystem. Solarwechselrichter wandeln Gleichstrom (DC), der durch Sonnenenergie erzeugt wird, in Wechselstrom (AC) um.

Diese Umwandlung ist notwendig, da Gleichstrom teuer ist und ein höheres Brandrisiko birgt. Viele Haushaltsgeräte, wie Beleuchtungen, Waschmaschinen, Fernseher und Klimaanlagen, benötigen Wechselstrom.

Da Solarwechselrichter für die Umwandlung von Rohenergie in nutzbaren Strom verantwortlich sind, müssen bestimmte Sicherheitskomponenten vorhanden sein, um ihren Betrieb ohne schwerwiegende Zwischenfälle zu gewährleisten. Beispielsweise kann ein Solarwechselrichter überhitzen oder einen Isolationsstörung aufweisen, wenn er nicht ordnungsgemäß installiert ist. Da die Verkabelung zum Wechselrichter potenziell tödliche Gleichstromwerte erzeugt, können Fehler oder Unregelmäßigkeiten sehr schnell gefährlich werden.

Außerdem können eine korrekte Installation und Nutzung die Lebensdauer und Effizienz eines Wechselrichters erheblich verlängern.

 

Relais in Solarwechselrichter

Eine der wichtigsten Komponenten zur Verbesserung der Sicherheit und Effektivität eines Solarwechselrichters ist ein elektromechanischer Schalter, das sogenannte Relais.

Ein Relais verbindet oder trennt zwei Stromkreise, ähnlich wie manuell betätigte Schalter. Relais sind jedoch elektrisch gesteuerte Schalter, die an der Ausgangsseite eines Wechselrichters angebracht werden. Im Gegensatz zu manuellen Schaltern steuert ein elektrisches Signal einen Elektromagneten, der dann einen weiteren Stromkreis verbindet oder trennt.

Das Zusammenspiel von Relais und Wechselrichtern ist intuitiv. Wenn eines ausfällt, greift das andere ein, um die Sicherheit zu gewährleisten. Wenn beispielsweise ein Solarwechselrichter nicht funktioniert oder ausfällt, trennt das Relais den Wechselrichter vom Stromnetz und schützt somit sowohl die Benutzer als auch die Geräte. Umgekehrt schaltet sich der Wechselrichter ab oder reduziert seine Leistung, wenn das Relais nicht richtig funktioniert.

In einem normalen Stromkreis fließt Strom, bis das Relais aktiviert wird. Sobald das Relais aktiviert ist, trennt es den Stromkreis und stoppt den Stromfluss. Der Strom fließt erst wieder, wenn das Relais deaktiviert wird. Bei Wechselrichtern gilt dasselbe Prinzip: Relais werden nur aktiviert, wenn etwas schief läuft oder der Wechselrichter nicht mehr funktioniert. Der Unterschied ist, dass dieser Vorgang automatisch abläuft

Der Status der Relais wird vom Wechselrichter selbst überwacht. Wenn kein Relais im Wechselrichter vorhanden ist, muss ein externes Relais installiert werden, um die Sicherheit zu gewährleisten.

 

Normen und Vorschriften

Auch wenn der Wechselrichter einer PV-Anlage mit einem Trennschalter ausgestattet ist, bleibt die Verkabelung mit gefährlichem Gleichstrom geladen. Es ist bekannt, dass in Wechselrichtern Brände ausbrechen können, wenn der Stromfluss nicht ordnungsgemäß kontrolliert wird. Selbst mit vorhandenen Sensoren und anderen Sicherheitsvorkehrungen besteht das Risiko, dass Wechselrichter in PV-Solaranlagen Brände verursachen.

Relais können das Risiko solcher Brände erheblich senken. Deshalb schreiben viele Länder Relais für Wechselrichter in ihren Normen vor.

Die europäische Norm IEC 62109-1 fordert nun, dass Komponenten wie Relais, Motoren und elektromagnetische Geräte, die üblicherweise intermittierend arbeiten, kontinuierlich betrieben werden müssen.

In Brasilien schreibt die Verordnung INMETRO ORDINANCE 140_2022 ebenfalls vor, dass Relais und andere Sicherheitseinrichtungen bei der Installation von Solarwechselrichtern verwendet werden müssen.

 

Sicherheit ist unsere oberste Priorität

Dank der Fortschritte in der Solartechnik und des Fachwissens von Installateuren treten Brände in der Realität nur selten auf.

Das bedeutet jedoch, dass einige Hersteller der Bedeutung von Relais nicht genug Beachtung schenken und sie in ihren Produkten möglicherweise nicht integrieren.  Die meisten Endverbraucher wissen entweder nichts von Relais oder kennen sich nicht mit der Demontage eines Wechselrichters aus, um ihn zu überprüfen. Selbst wenn sie wüssten, wie man einen Wechselrichter zerlegt, würde dies die Garantie erlöschen und möglicherweise zu versehentlichen Beschädigungen führen. In den meisten Fällen ist den Nutzern von PV-Systemen nicht bewusst, dass wichtige Sicherheitsvorrichtungen fehlen könnten.

Hoymiles setzt sich dafür ein, die Sicherheit und Effizienz von PV-Anlagen langfristig zu gewährleisten. Unsere Mikro-Wechselrichter haben die niedrigsten Ausfallraten und sind standardmäßig mit den besten Sicherheitskomponenten ausgestattet.

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