Überspannungsschutz von Mersen auf DIN-Schienen für den AC-, DC- und Signalleitungsschutz (Bild: Mersen Deutschland Eggolsheim GmbH)
Die neuen Wechselrichter
Grundsätzlich gelten die Effekte der Kosteneinsparungen durch längere PV-Strings für PV-Systeme mit String- ebenso wie mit Zentralwechselrichtern. Durch die höhere Anzahl von Modulen pro String werden die benötigten Kabelquerschnitte bei beiden Anlagentypen geringer. Außerdem führt eine höhere Wechselrichterleistung zwangsläufig zu einer spezifischen Reduzierung der benötigten AC-Komponenten, wie dem MV-Trafo und der Mittelspannungsschaltanlage. Zentralwechselrichter haben aber gegenüber Stringwechselrichtern einige entscheidende Vorteile:
- • Bei gleicher Leistung werden spezifisch pro MW weniger Komponenten benötigt. Jede Komponente hat eine potentielle Ausfallwahrscheinlichkeit, eine verbreitete Maßeinheit hierfür ist die MTBF, die mittlere störungsfreie Zeit. Je länger MTBF ist, desto zuverlässiger ist das Produkt. Mit einer geringeren Anzahl von verbauten Komponenten steigt die Betriebssicherheit der Anlage insgesamt.
- • Eine höhere Überlastfähigkeit. An einigen Zentralwechselrichtern von SMA kann durch eine spezielle Stack-Topologie bis zu 250 Prozent mehr PV-Generatorleistung angeschlossen werden*. Damit wird eine bessere Ausnutzung des Wechselrichters und eine kontinuierlichere Energieeinspeisung erreicht. Beispiele sind der Sunny Central 2.500EV ‚Extended Voltage‘ = PV-Systeme mit einer zulässigen Leerlaufspannung von 1.500V DC, 2.750EV und 3.000EV (von 2.500kVA bis 3.000kVA).
- • Es ist eine DC-seitige Kopplung von Batterien möglich, die ein Laden der Batterien ohne den Einsatz weiterer Komponenten und damit ohne Umwandlungsverluste ermöglicht. Überschüssige Clipping Energie kann gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt entnommen werden, um die Volllaststunden des Wechselrichters zu erhöhen. Hierzu werden bereits Systemlösungen angeboten, bei denen am Zentralwechselrichter bis zu 6 DC-Eingänge für Batterien genutzt werden können.
- • Angaben von SMA. (Nennleistungsverhältnis = DC Peak Leistung des PV-Generators/max. AC Ausgangsleistung des WR)
Aus den oben genannten Gründen empfiehlt SMA daher, auf eine Zentralwechselrichter-Lösung für PV-Kraftwerke zu setzen, wenn die Projektrahmenbedingungen dies zulassen. Kostenreduzierungen sind auch mit Stringwechselrichtern zu erreichen, wenn die Spannung erhöht wird. Obwohl dezentrale Anlagenarchitekturen höhere Servicekosten, Leitungsverluste und Investitionen hervorrufen, kann es Gründe für eine Projektrealisation mit Stringwechselrichtern geben. Beispiele sind ein sehr unebenes Gelände, eine kleinräumige Ausrichtung und Anlagenarchitektur oder die notwendige Integration in verschiedene Gebäudeteile. Auch ein schwieriger Zugang mit schwer passierbaren Zufahrtswegen für Schwertransporte, ein Standort in sehr abgelegenen Regionen oder ein Mangel an qualifiziertem Servicepersonal vor Ort kann zu dieser Entscheidung führen.
