Als wichtiger Bestandteil der Photovoltaik-Stromerzeugung besteht die Hauptaufgabe des Wechselrichters darin, den Gleichstrom der Photovoltaikmodule in Wechselstrom umzuwandeln. Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Wechselrichter lassen sich im Wesentlichen in zentrale Wechselrichter, in Reihe geschaltete Wechselrichter und dezentrale Wechselrichter neuerer Bauart unterteilen.
So funktioniert es:
• Serienwechselrichter: Eine Reihe von Photovoltaikzellen wird an eine Hochspannungs-Gleichspannung angeschlossen und anschließend in Wechselspannung umgewandelt.
• Parallelwechselrichter: Mehrere Photovoltaikzellen werden parallel geschaltet, um den Gesamtstrom zu erhöhen, der dann in einen Wechselstrom umgewandelt wird.
• Brückenwechselrichter: die Verwendung einer Brückenschaltung zur Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlung.
• Zwischenfrequenzwechselrichter: durch Umwandlung des Gleichstromeingangs in Wechselstrom mit mittlerer Frequenz, der im Transformator umgewandelt wird, um den gewünschten Wechselstromausgang zu erhalten.
Basierend auf der Ausgangswellenform:
• Sinus-Wechselrichter: Der Ausgang ist eine reine Sinuswelle, die für höhere Anforderungen an die Stromqualität in anspruchsvolleren Anwendungen geeignet ist.
• Modifizierter Sinus-Wechselrichter: Die Ausgangswellenform ist eine modifizierte Sinuswellenform, bei der bestimmte harmonische Komponenten für die meisten Anwendungen im privaten und gewerblichen Bereich herausgefiltert werden.
• Rechteckwellen-Wechselrichter: Die Ausgangswellenform ist eine Rechteckwelle; einfach und kostengünstig, führt aber zu mehr Oberwellen.
• Pulsweitenmodulations-Wechselrichter (PWM): die Verwendung der Hochfrequenz-PWM-Technologie zur Erzeugung einer nahezu sinusförmigen Ausgangswellenform.
Basierend auf den Anwendungsbereichen:
• Unabhängiger Wechselrichter: für unabhängige Stromerzeugungssysteme, die nicht an das Hauptstromnetz angeschlossen sind, wie z. B. Beleuchtung, Stromversorgung usw.
• Der Solarwechselrichter: Er verbindet den Photovoltaikstrom mit dem Hauptnetz und speist überschüssigen Strom in das Netz ein, wenn er nicht benötigt wird, und bezieht unzureichenden Strom aus dem Netz.
• Microgrid-Wechselrichter: Ein Microgrid-System ermöglicht die Vernetzung und Verwaltung verschiedener Energiequellen (z. B. Solar, Wind usw.) und angeschlossener Lasten.
Dies sind einige gängige Kategorien von Solarwechselrichtern. Verschiedene Wechselrichtertypen weisen unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche auf. Es ist daher wichtig, den passenden Wechselrichtertyp entsprechend den spezifischen Anforderungen und Anwendungsszenarien auszuwählen.
Wozu dient der Solarwechselrichter?:
Der Solarwechselrichter wandelt den von Photovoltaikmodulen (Solarmodulen) erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um. Photovoltaikmodule wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um, und der Solarwechselrichter wandelt diesen Gleichstrom in den Wechselstrom um, den wir üblicherweise zur Stromversorgung von Haushalten, Industrie und Gewerbe nutzen.
Die Hauptaufgaben eines Solarwechselrichters sind folgende:
1. Stromumwandlung: Die Solarzellen erzeugen Gleichstrom (DC) und wandeln ihn in Wechselstrom (AC) um, um den Bedarf des Stromnetzes zu decken. Wechselstrom ist die Form elektrischer Energie, die in unserem Alltag und in der industriellen Produktion verwendet wird.
2. Netzgekoppelt: Bei Photovoltaikanlagen, die an das Stromnetz angeschlossen sind, kann der Solarwechselrichter überschüssige Energie in das Netz einspeisen, um die Abhängigkeit vom Netz zu verringern und einen gewissen Online-Einnahmenbetrag zu generieren.
3. Energiemanagement: Der Solarwechselrichter ist in der Regel in der Lage, das PV-System zu überwachen und zu steuern, indem er den Status, den Strom, die Spannung usw. des PV-Moduls in Echtzeit überwacht, um den Benutzern die Möglichkeit zu geben, die Leistung von PV-Systemen zu überwachen und zu optimieren.
4. Schutzfunktionen: Der Solarwechselrichter verfügt üblicherweise über einen Überlastschutz, einen Kurzschlussschutz, einen Überspannungsschutz, einen Unterspannungsschutz usw., um den sicheren Betrieb der PV-Anlage zu gewährleisten.
Kurz gesagt, spielt der Solarwechselrichter eine entscheidende Rolle in Photovoltaikanlagen, indem er Lichtenergie in nutzbaren Wechselstrom umwandelt. Dadurch kann Solarenergie zur Stromversorgung und zum Netzzugang genutzt werden, um die Ziele der nachhaltigen Entwicklung sowie der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zu erreichen.
Die wichtigsten Rohstoffe für Wechselrichter lassen sich in folgende Kategorien einteilen:
1. Halbleiterbauelement: Die Schlüsselkomponente des Wechselrichters ist das Leistungshalbleiterbauelement, üblicherweise ein Leistungstransistor (IGBT) oder ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Diese Bauelemente wandeln elektrische Energie von Gleichstrom in Wechselstrom um.
2. Kondensatoren und Induktivitäten: Kondensatoren und Induktivitäten werden auch in Wechselrichtern zur Speicherung und Filterung elektrischer Energie eingesetzt. Kondensatoren glätten die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom, während Induktivitäten hochfrequentes Rauschen und Oberschwingungen herausfiltern.
3. Kühlkörper und Kühlkörpermaterial: Die Leistungselektronik im Wechselrichter erzeugt viel Wärme. Um die Temperatur effektiv zu senken und den ordnungsgemäßen Betrieb des Geräts zu gewährleisten, sind Kühlkörper und Kühlkörpermaterial erforderlich. Kühlkörper bestehen üblicherweise aus Aluminium oder Kupfer, um eine ausreichende Kühlfläche zu bieten.
4. Leiterplatte (PCB): Die Leiterplatte dient als Träger für die Installation und den Anschluss der elektronischen Bauteile im Wechselrichter und zeichnet sich durch gute elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit aus. Die Schaltungsauslegung des Wechselrichters basiert auf den Leistungsanforderungen und dem Schaltungslayout für die entsprechende Verdrahtung und Verbindung.
5. Elektronische Bauteile und Schaltungskomponenten: Der Wechselrichter benötigt außerdem eine Vielzahl von Schaltungskomponenten, wie Dioden, Widerstände, Transformatoren, Sicherungen, Steckverbinder usw., zur Schaltungssteuerung, zum Schutz und zur Verbindung.
Darüber hinaus besteht das Gehäuse des Wechselrichters üblicherweise aus Metallwerkstoffen wie Aluminiumlegierungen oder Stahlblech, um einen guten mechanischen Schutz und eine gute Wärmeableitung zu gewährleisten.
Dies sind die wichtigsten Rohstoffe des Wechselrichters; diese Materialien spielen bei der Konstruktion und Herstellung des Wechselrichters eine wichtige Rolle für die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Wechselrichters.
