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Trendwende bei Wechselrichtern

Intersolar Europe zeigt die neuesten Entwicklungen bei PV-Wechselrichtern

Die Intersolar Europe vom 31. Mai bis 2. Juni ist auch 2017 erneut wichtigster Branchentreffpunkt für die Solarwirtschaft und ihre Partner. Die Messe begleitet ein umfangreiches Rahmenprogramm. Bild: Solar Promotion GmbH

Mehr Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erreichen Betreiber von PV-Anlagen mit dem Fronius „Energy Package“. Bild: Fronius

Der neue und kostenoptimierte Projektwechselrichter „Piko 36 EPC“ von Kostal. Bild: Kostal Solar Electric GmbH

Der Wechselrichter der Zukunft agiert als Generator. Bild: Q3 Energie GmbH & Co. KG

Der 3-phasige Stringwechselrichter „REFUsol-24K-UL“. Bild: REFU Elektronik GmbH

Der neue „Sunny Tripower Core1“ Wechselrichter von SMA soll eine bis zu 60 % schnellere Installation von gewerblichen Solaranlagen ermöglichen. Bild: SMA Solar Technology AG

Kompakt: Das neue Speichersystem „MaxStorage TP-S“. Bild: Solarmax Sales und Services GmbH

 

Früher hatten Solarwechselrichter nur eine Aufgabe: Sie wandelten den Gleichstrom aus der Photovoltaik in netzkonformen Wechselstrom um. Doch seitdem Speicherlösungen zunehmend an Fahrt gewinnen, integrieren die Hersteller weitere Aufgaben in ihre Geräte. Welche Lösungen die Industrie dabei zu bieten hat, können Besucher auf der Intersolar Europe in München (31. Mai bis zum 2. Juni) in den Hallen B2 und B3 erfahren.
Die Hersteller haben schon seit einiger Zeit Wechselrichter entwickelt, die verschiedene Energieflüsse in alle Richtungen steuern – egal ob Gleich- oder Wechselstrom. Sie können Haushalten entweder die Sonnenenergie vom Dach oder vom Stromspeicher zugänglich machen und den Solarstrom direkt in die Batterie oder das Hausnetz einspeisen. Andere Produkte vereinen die Vorteile eines Solarwechselrichters mit den Nutzen eines Batteriewechselrichters. Solche Geräte sparen ein Bauteil und damit Kosten.

Erweitertes Spektrum
Das Spektrum an Wechselrichtern hat sich somit in den vergangen Jahren erweitert. Es reicht von Geräten mit einem bis zu mehreren MPP-Reglern für PV-Anlagen mit nach Osten und Westen ausgerichteten Solarmodulen. Weiterhin umfasst es neuartige Batteriewechselrichter, die Speicherung und Stromerzeugung integrieren und damit die Aufgaben eines Energiemanagementsystems übernehmen. Die Industrie arbeitet aber auch an neuen Entwürfen für Mikrowechselrichter und an modernen Gerätekonzepten für PV-Kraftwerke. Einige Beispiele für die neue Vielfalt sind hier bereits als Beispiele ausgewählt und beschrieben.

Clevere Technik
Fronius wird auf der Fachmesse sein Angebot für eine intelligente und effiziente Energiegewinnung zeigen. Besucher können sich z. B. über verschiedene Lösungen der Modulelektronik informieren. Im Fokus steht auch die Sektorenkopplung von Strom, Wärme und Mobilität.
Auf seinem Messestand wird der Solartechnikspezialist z. B. Einblicke in die Zusammenarbeit mit Maxim Integrated bieten. Gemeinsam mit dem amerikanischen Hersteller von integrierten Schaltungen arbeitet das Unternehmen an wirtschaftlichen und technologisch nachhaltigen Lösungen für die Modulelektronik. Hierzu zählen auch die Chip-basierten Zell-Strang-Optimizer – integrierte DC/DC-Wandler, die in das PV-Modul eingebettet werden und für ein maximales Power Point Tracking sorgen sollen. Das Maximum Power Point (MPP) bezeichnet die Stelle, an der Solarmodule die höchste Leistung abgeben. Die Zell-Strang-Optimizer gleichen Leistungseinbußen beispielsweise durch Verschmutzung oder Verschattung aus. Dadurch können PV-Panels einen höheren Energieertrag erzielen. Die Technik erlaubt eine einfache und kos­teneffiziente Integration bei der Modulfertigung. Die aufwendige Installation von Retro-fit Boxen und Zusatzkomponenten entfällt. Damit sparen Anwender deutlich kosten gegenüber herkömmlichen Lösungen.
Für mehr Flexibilität sorgen auch die Fronius-Wechselrichter, die mit einem intelligenten Montagsystem „SnapINverter“, dem „SuperFlex“ Design und dem neuen Maximum Power Point Tracking (MPPT) Algorithmus „Dynamic Peak Manager“ ausgestattet sind. Letzterer passt sein Verhalten bei der Suche nach dem optimalen Arbeitspunkt dynamisch den Gegebenheiten an. Das „SuperFlex“ Design stellt nach Angaben des österreichischen Unternehmens eine maximale Flexibilität in der Anlagenauslegung sicher, während das  „SnapINverter“ Montagesystem die Installation und die Wartung der Wechselrichter so einfach wie möglich mache.
Mehr Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erreichen Betreiber von PV-Anlagen mit dem Fronius „Energy Package“. Dieses besteht aus Wechselrichter, Batterie und dem bidirektionalen Zähler Fronius „Smart Meter“, der eine übersichtliche Darstellung des Stromverbauchs im Portal des Herstellers ermöglicht.

Wechselrichter als Generator

Das Unternehmen Q3 Energie wird auf der Messe seinen „Wechelrichter der Zukunft“ vorstellen. Dieser Synchronkonverter soll das Problem von Netzinstabilitäten lösen. Denn gewachsene Stromnetze sind über Jahrzehnte ausschließlich auf Generatoren ausgelegt, welche die Energie in Form von Wechselstrom einspeisen. Regenerativ erzeugter Strom wird allerdings zu einem großen Teil über elektronische Umrichtertechnik in das bestehende Netz eingebunden. Durch den steigenden Anteil dieser Technologie fehlt dem Netz jedoch immer mehr die Schwungmasse der Generatoren, welche bei natürlichem Schwanken das Netz stabil halten. Ab einem Anteil von etwa 30 % grünem Strom ist deshalb davon auszugehen, dass ein Netz erheblich an Stabilität verliert. Eine flächendeckende und ununterbrochene Stromversorgung wird dann nicht mehr möglich sein.
Der Synchronkonverter von Q3 soll dieses Problem lösen. Durch einen hochkomplexen Algorithmus kann sich ein Wechselrichter mit Synchronkonverter-Technologie so verhalten, als wäre er ein klassischer Generator mit Schwungmasse. Dadurch gewinnt das Netz wieder an Stabilität zurück und der Anteil der regenerativen Erzeuger kann gesteigert werden.
Begleitet und finanziell unterstützt wurde das Projekt „Synchronkonverter“ durch das EU-Forschungsrahmenprogramm „Horizont „2020“. Den eigentlichen Synchronkonverter-Algorithmus entwickelte bis zum Prototypenstadium das israelische Unternehmen Synvertec. Der Algorithmus wurde dann gemeinsam von den beiden deutschen Firmen Solu­tronic Energy und Q3 Energie in klassische PV-Wechselrichter integriert.

Nominiert für den Intersolar Award 2017
SMA, der Weltmarktführer 2016 bei PV-Wechselrichtern aus Niestetal bei Kassel wartet auch in diesem Jahr mit einigen Neuheiten auf. Das Unternehmen stellt u. a. die „Power+ Solution“, bestehend aus dem neuen „Sunny Boy 3.0-5.0“ Wechselrichter mit integrierter Servicefunktion und der intelligenten „TS4R“ für noch mehr Solarerträge, vor.
Ein weiteres Highlight wird der neue dreiphasige „Sunny Tripower 4.0/5.0/6.0“ sein, der Investitionen durch den integrierten „Service Smart Connected“ sichert. Dabei übernimmt SMA automatisiert die Analyse des Wechselrichters und informiert Anlagenbetreiber und Installateur direkt über Fehler und notwendige Wartungsmaßnahmen. Der „Sunny Tripower“ ermöglicht kostenloses Online-Monitoring via „Sunny Places“ und garantiert – so der Hersteller – dank der Kompatibilität mit intelligenter Modultechnik noch höhere Energieerträge. Er ist kompatibel zu allen SMA Smart-Home- und Ener­giespeicher-Lösungen und fügt sich mit WLAN und Ethernet-Kommunikation in die SMA Gerätekommunikation ein. Dank Plug & Play sei er außerdem ganz einfach zu installieren und in Betrieb zu nehmen.
Neben dem Sunny „Tripower Core 1“, dem ersten frei stehenden String-Wechselrichter für gewerbliche Aufdach- und Freiflächen, der auch für den Intersolar Award 2017 nominiert ist, stellt die Unternehmensgruppe auch den „Sunny High Power Peak1“ vor. Dabei handelt es sich um den Nachfolger des „STP 60“. Dieser ist für das Konzept einer zentralen Aufstellung von String-Wechselrichtern in gro­ßen Industrie- und Freiflächen-Anlagen designt, um eine maximale Anlagenleistung zu erzielen. „Im Einklang zu diesem Anlagendesign sind die ‚DC Combiner Boxen‘ im Feld verteilt, um dem Kunden die maximale Flexibilität bei der Anlagenauslegung verbunden mit signifikanten Kosteneinsparungen zu gewähren“, sagt Dagmar Buth-Parvaresh von SMA. Außerdem wird das Unternehmen verschiedene Batterie-Wechselrichter für unterschiedliche Lösungen und Anlagengrößen zeigen.

Neue Speicherwechselrichter

Bereits zum zehnten Mal nimmt das Freiburger Unternehmen Kostal Solar Electric an der Intersolar Europe teil. Ein besonderes Highlight stellen die Erweiterung des bisherigen „Piko BA“ Systems um den „BYD“-Speicher sowie die neue Kostal-Speicherwechselrichter dar, die in München erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Im Bereich der Speicherlösungen hatten die Freiburger bisher mit dem „Piko BA“ System auf ein Komplettpaket in Kombination mit der Lithium-Batterie der Marke „Fortelion“ gesetzt. Zukünftig soll der Speicherwechselrichter mit Blick auf die Anschlussmöglichkeit der Batterie vielfältige Möglichkeiten eröffnen. In einem ersten Schritt wird der „Piko BA“ neben dem „Fortelion“-Speicher auch kompatibel mit der „BYD“-Batterie sein, die sowohl über ein modulares Design als auch über ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis verfügen soll. Dieser Trend zu mehr Auswahlmöglichkeiten wird mit dem neuen Speicherwechselrichter noch fortgesetzt. Das neue Produkt wie auch der aktuelle „Piko BA“ wird in den Leistungsklassen zwischen 4 und 10 kW verfügbar sein und voraussichtlich Ende des Jahres auf den europäischen Markt kommen.
Auch im klassischen Portfolio des Herstellers, den String-Wechselrichtern, wird es auf der Messe zwei Innovationen geben. Der neue „Piko IQ“ (Leistungsklassen 4,2 bis 10 kW) zeichnet sich durch einige Produktvorteile aus. So verfügt er über eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen und eine Kompatibilität mit Smart Home. Zudem lässt er sich ergonomisch installieren. Wie der Name bereits vermuten lässt, weist er ein Mehr an Intelligenz mit einem Solar „Smart Communication Board“ auf. Daneben vereinfacht ein separater Installationsbereich auch die Inbetriebnahme und den Service des „Piko IQ“.
Neben diesem eher für den Residential Markt gedachten String-Wechselrichter stellt Kostal mit dem „Piko 36 EPC“ noch ein speziell für größere Projekte gedachtes Produkt vor. Dieser kostenoptimierte Projektwechselrichter mit einem hohen europäischen Wirkungsgrad von 98 %, der IP65 Schutzklasse und einem optionalen Überspannungsschutz für AC und DC eignet sich besonders für Großprojekte kleiner 3 MW. Erstmal wird es am Messestand übrigens auch einen Servicepunkt geben, an dem speziell geschulte Mitarbeiter technische Fragen von Besuchern schnell und unkompliziert beantworten werden.

Einer für alle – alle für einen
Dieses Jahr dreht sich bei Steca alles um das Thema Flexibilität. Der Allgäuer Elektronik-Spezialist stellt seine neue Wechselrichter Produktgeneration „Coolcept-fleX“, vor. Die elektronische Plattform wird als technologisches Herz der nächs­ten Generation der Solarelektronik eingesetzt und verbindet die Stromerzeugung aus Photovoltaik, Lastmanagement und sogar zum ersten Mal E-Mobilität. Damit ist es jetzt möglich, dass Kunden ein und dasselbe Gerät für sehr unterschiedliche Anwendungen einsetzen können. Das gilt nicht nur für die Installation im Innen- bzw. Außenraum, sondern auch für mehrere MPP-Tracker zur Handhabung einfacher oder auch komplizierter Modulfelder.
Die „Coolcept-fleX“-Plattform ist offen in Bezug auf ihre zukünftige Anwendung, aber immer noch auf nur einer einzigen Platine realisiert. Dieses äußerst kleine und kompakte Format erlaubt die Verwendung von günstigen Standardkomponenten auf der Leitterplatte. Das macht die Produktreihe nicht nur zu einer der leichtesten ihrer Klasse, sondern auch sehr simpel in der Montage. Hohe Wirkungsgrade der modernen leistungselektronischen Topologie sollen für minimale Verluste und damit für eine sehr hohe Lebensdauer durch geringe Eigenerwärmung sorgen.
Diese günstige All-in-One-Lösung bietet Funktionen für ganz verschiedene Anwendungen und ist sogar in Bezug auf den Leistungsbedarf skalierbar: Ob einer oder mehrere MPP-Tracker, Hochvolt- oder Niedervolt-Speicher, mit oder ohne Notstromversorgung – alles ist möglich. Selbst an das Laden eines E-Fahrzeugs direkt aus einem PV-Generator ist gedacht und bereits vorbereitet.
Welche Neuheiten REFUsol parat hält, darüber wollte das Unternehmen zum Redaktionsschluss noch keine Angaben machen. Zuletzt hatte das Unternehmen auf der Solar Power International in Las Vegas im August vergangenen Jahres die neue Generation des 3-phasigen String-Wechselrichter „REFUsol 24k-UL“ präsentiert. Die Wechselrichter basieren auf der Plattform der „REFUsol 08 … 23K“-Familie, die maximale Erträge ohne Wartungsaufwand ermöglichen soll.
Der Wechselrichterhersteller SolarMax beginnt im Juli 2017 mit der ersten Auslieferung des modularen Speicherkomplettsystems „MaxStorage TP-S“, das vor allem für private Anwendungen entwickelt wurde. Das Unternehmen hat nach der ersten Präsentation des Produkts auf der Intersolar Europe 2016 für die Markteinführung mehrere Verbesserungsvorschläge seiner Kunden übernommen.
Die dreiphasige Systemlösung vereint in einem Gehäuse einen Lithium-Ionen-Batteriespeicher, ein selbstlernendes Energiemanagementsystem und einen Wechselrichter vom Typ „SolarMax 7TP2“ mit 7 kW Leistung. Dank des modularen Aufbaus lassen sich DC-Wandler und Batteriepacks jederzeit nachrüsten, wobei die Nennkapazität pro Batteriemodul 2,3 kW beträgt. Insgesamt lassen sich bis zu vier Batteriepacks montieren, was Nennkapazitäten von bis zu 9,2 kW ermöglicht.
Ein bidirektionaler DC/DC-Booster sorgt für hohe Wirkungsgrade. Der integrierte Datenlogger „MaxWeb XPN“ regelt den Energiefluss und passt den Bedarf an die Verfügbarkeit an. Weil SolarMax den Batteriezustand kontinuierlich überwacht, sind hohe Verfügbarkeiten garantiert. Das Modell wird mit zahlreichen Schnittstellen geliefert. Dazu zählen LAN, RS485, Modbus, KNX und eine Schnittstelle für die Direktvermarktung. Im Vergleich zu dem Prototypen, den SolarMax im vergangenen Jahr erstmals auf der Intersolar Europe präsentiert hat, ist das neue System jetzt deutlich kompakter und lässt sich von einer Person schnell und unkompliziert installieren.
„Mit unserer Speicherkomplettlösung bringen wir ein Produkt auf den Markt, das sämtliche Kundenwünsche erfüllt“, freut sich Pierre Kraus, Geschäftsführer der SolarMax Sales and Service GmbH, und ergänzt: „Die kompakte Bauweise erleichtert nicht nur die Installation, sondern auch den Service, der weder aufwendige Schulungen noch spezielle Werkzeuge erfordert.“ Das Unternehmen gewährt eine Systemgarantie von 10 Jahren.
Neben dem neuen MaxStorage TP-S präsentiert das Unternehmen auf der Intersolar Europe in München erstmals seine neuen Stringwechselrichtertypen der „HT“-Serie mit Nennleistungen von 20 und 25 kW. Die vier Modelle für kleinere gewerbliche und industrielle Anlagen haben wahlweise zwei beziehungsweise vier MPP-Tracker, wodurch sie auch bei Verschattungen und komplexen Auslegungen für hohe Erträge sorgen.

Autorin: Angela Kanders, freie Journalistin

 


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